4.8 Равномерность изменения обьема цемента
Процесс твердения цементов сопровождается изменением объема твердеющей системы. У портландцемента наблюдается небольшое уменьшение объема при твердении. Если же в цементном клинкере содержится избыточное количество свободного оксида кальция СаО (более 1 %) и оксида магния MgO (более 5 %), то процесс гашения СаО и MgO, сопровождающийся местным увеличением объема, вызовет неравномерное изменение объема цемента при твердении, что приведет к деформации и растрескиванию цементного камня. Поэтому цементы проверяют на равномерность изменения объема при твердении, используя метод кипячения образцов из цементного теста в воде, что интенсифицирует гашение СаО и MgO и ускоряет испытание.
Для испытания берут 150 г цемента и готовят из него тесто нормальной густоты, от которого отбирают две навески массой по 75 г каждая и формуют из них шарики. Шарики помещают на стеклянные пластинки, предварительно протертые машинным маслом. Постукивая пластинками о твердое основание, из шариков получают лепешки диаметром 7...8 см, толщиной в середине около 1 см. Поверхность лепешек заглаживают от наружных краев к центру смоченным водой ножом до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.
Отформованные лепешки хранят в течение (24 ±2) ч с момента изготовления на столике в ванне с гидравлическим затвором (рисунок 4.7). Затем лепешки вынимают из ванны, снимают со стеклянных пластинок и помещают в бачок 4 с водой (рисунок 4.10) на решетку 5, расположенную на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке 4, который устанавливают подвижной трубкой 2, должен перекрывать лепешки на 4...6 см в течение всего времени кипячения. Постоянный уровень воды в бачке поддерживают регулятором 1. Воду в бачке за 30...45 мин доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч. После этого лепешки в бачке охлаждают и сразу после извлечения из воды производят их внешний осмотр.
Рисунок 4.10 – Бачок для испытания кипячением:
1 – регулятор уровня воды; 2 – трубка; 3 – крышка; 4 – бачок;
5 – решетка; 6 – лепешка из цементного теста; 7 – шланг
Цемент соответствует требованиям ГОСТ 310.3-76* в отношении равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешек не обнаружено радиальных, доходящих до краев трещин, или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек. Искривления обнаруживают с помощью линейки, которую прикладывают к плоской поверхности лепешки. Образцы лепешек, выдержавших испытание на равномерность изменения объема, приведены на рисунке 4.12 а, б, а не выдержавших — на рисунке 4.12 в—д.
В том случае, если в испытуемом цементе содержание оксида магния MgO более 5 % и цемент выдержал испытания методом кипячения лепешек, дополнительно его испытывают на равномерность изменения объема в автоклаве. Для этого лепешки, отформованные по описанной методике, после хранения в течение (24 ± 2) ч в ванне с гидравлическим затвором вместо кипячения подвергают обработке в автоклаве по следующему режиму:
Подъем давления от атмосферного до 2,1 МПа................ 60...90 мин;
Выдержка при давлении 2,1 МПа ....................................... 180 мин;
Снижение давления до атмосферного................................около 60 мин.
Рисунок 4.11 – Лепешки, испытанные на равномерность изменения объема:
а, б — выдержавшие испытания (а — дефектов нет, б — трещины усадки);
в-д — не выдержавшие испытания (в — разрушение, г — радиальные трещины, д — искривление)
После этого лепешки извлекают из автоклава, охлаждают и оценивают их внешний вид (рисунок 4.11), делая заключение о равномерности изменения объема цемента.