Лабораторная работа № 8 Определение нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста

Цель работы: освоить методику определения нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста.

Основные понятия

Под нормальной густотой понимают такую консистенцию цементного теста или раствора, которая обеспечивает достаточную их удобообрабатываемость или подвижность и позволяет плотно укладывать их в форму. Нормальную густоту принято выражать количеством воды (%), необходимым для получения теста или раствора указанной консис­тенции. Например, если говорят, что нормальная густота цементного теста составляет 25%, то это значит, что тесто содержит 25% воды от веса вяжущего.

Вяжущие вещества затворяются водой в количестве, обычно значительно превышающем то количество, которое необходимо для протекания физико-химических процессов, приводящих к затвердеванию. Этот избыток воды необходим для придания тесту, раствору или бетону достаточной для работы с ними пластичности. Испарение этой избыточной воды в процессе твердения приводит к образованию пор и ухудшению прочности и других свойств цементного камня. Поэтому затворение стремятся осуществить минимальным количеством воды, обеспечиваю­щим необходимую пластичность теста, раствора или бетона.

Водопотребность портландцемента зависит от многих факторов – минералогического состава, тонкости помола, наличия добавок. Из портландцементных минералов наибольшей водопотребностью обладает трехкальциевый алюминат, а наименьшей – двухкальциевый силикат. Водопотребность увеличивается с повышением тонкости помола. При введении в цемент при помоле ПАВ, в количестве 0,1-0,3%, уменьшается водопотребность цементов, так как они оказывают разжижающие дейст­вие.

Нормальная густота цементного теста гидравлических вяжущих веществ следующая, %:

Портландцемент…………………….…..…24-28

Пуццолановый портландцемент……..…...30-40

Шлакопортландцемент………………..…..26-30

Глиноземистый цемент…………….….…..23-28

Известково-пуццолановое вяжущее……...30-60

Известково-шлаковое вяжущее……….......28-40

Пластичное тесто, полученное в результате затворения вяжущего водой, через некоторое время после затворения начинает терять свою пластичность. Этот процесс, связанный со взаимодействием порошка вяжущего с водой, называется схватыванием. Время от начала затворения и до того момента, когда тесто начинает терять свою пластичность, называется началом схватывания; время от начала затворения и до того момента, когда тесто полностью потеряло свою пластичность, но еще не приобрело никакой прочности, называется концом схватывания. Сроки схватывания, т.е. его начало и конец, выражаются в единицах времени – часах и минутах.

Сроки схватывания гидравлических вяжущих веществ приведены в табл. 8.1

Таблица 8.1

Сроки схватывания гидравлических вяжущих веществ

Наименование материала	ГОСТ	Сроки схватывания, ч-мин
		начало, не ранее	конец, не позднее
Портландцемент Шлакопортландцемент Глиноземистый цемент Пуццолановый портландцемент	10178-76 10178-76 969-77 22266-76	0-45 0-45 0-30 0-45	10-00 10-00 12-00 10-00

Сроки схватывания являются важной характеристикой вяжущих веществ. Изготовление или формование из теста, раствора или бетона различных изделий и их уплотнение можно успешно осуществлять только в тот период, когда вяжущее ещё не схватилось, т.е. не потеряло своей пластичности. Поэтому сроки схватывания должны быть, с одной стороны, достаточно длительными, чтобы обеспечить возможность транспор­тировки раствора или бетона и изготовления из них изделий, но, с другой стороны, они должны быть и достаточно короткими, чтобы обеспечить быстрое затвердевание вяжущего, что требуют современные темпы строительства.

Сроки схватывания цемента зависят от многих факторов: минералогического состава, тонкости помола, температуры, добавок. В цементах с повышенным содержанием алита (трехкальциевого силиката) прочность в начале твердения нарастает быстро, водостойкость несколько снижается, что ограничивает его применение в гидротехнических соору­жениях. Если же в цементе содержится много белита (двухкальциевого силиката), то прочность в первый период твердения (10-15 сут) нарастает медленно, хотя конечная прочность не уступает прочности цемента с высоким содержанием алита. Цементы с повышенным содержанием трехкальциевого алюмината характеризуются более короткими сроками схватывания.

С увеличением тонкости помола ускоряется схватывание портланд­цемента, с увеличением температуры окружающей среды процесс схваты­вания также ускоряется, а с понижением – замедляется.

Регулирование сроков схватывания производится с помощью различных добавок, вводимых в состав вяжущего. При необходимости ускорения схватывания, что в некоторых случаях бывает необходимым, вводятся ускорители, при необходимости замедления – замедлители схватывания. Так, например, для замедления сроков схватывания портландцемента к клинкеру добавляют двуводный гипс (CaSO₄^.2H₂O) в количестве 3-6% по массе.