исследование свойств портландцемента

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральноегосударственноебюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования

«Томский государственныйархитектурно-строительный университет»

ИСПЫТАНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Методические указания к лабораторной работе

СоставителиЛ.Н. Пименова, И.А. Прищепа

Томск 2014

1

Испытание портландцемента: методические указания к лабораторной работе / Сост. Л.Н. Пименова, И.А. Прищепа. – Томск: Изд-во Том. гос. архитстроит. ун-та, 2014. – 31 с.

Рецензент к.т.н., доцент Т.В. Савченкова Редактор к.т.н. доцент П.В. Зомбек

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине ОПД.Ф.4 «Строительные материалы» предназначены для студентов направления подготовки бакалавров 08.03.01 (270800) «Строительство» всех профилей и форм обучения.

Рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры строительных материалов и технологий. Протокол № 7 от 26 .11.2014 г.

Оригинал-макет подготовлен составителем Л.Н. Пименовой

Подписано в печать 19.12.14.

Формат 90х90/16. Бумага офсет. Гарнитура Таймс. Уч.-изд. л. 1,63. Тираж 150 экз. Заказ №___

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2. Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

3

ВВЕДЕНИЕ

Цемент – собирательное название большой группы гидравлических вяжущих веществ, которые обладают способностью твердеть и длительно сохранять свою прочность не только на воздухе, но и в воде.

Всоответствии с ГОСТ 30515–97 цементы подразделяют по назначению на общестроительные и специальные; по виду клинкера – на основе портландцементного клинкера, глиноземистого клинкера, сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера. Наибольшим спросом на строительном рынке пользуются общестроительные цементы, изготовленные на основе портландцементного клинкера – портландцемент с добавками и портландцемент без минеральных добавок. На их долю приходится более 85 % от общего объема производства цементов.

Российские цементные заводы производят более 65 млн. тонн цемента в год. Основными импортерами российского цемента являются Казахстан, Украина, Азербайджан. В то же время Россия импортирует цементы из Турции, Китая, Ирана, Эстонии, Швеции и других государств.

Внастоящее время характеристики российского цемента регламентируются ГОСТ 31108–2003, который гармонизирован

севропейским стандартом EN197–1. Это позволяет получать адекватную оценку качества цементов, выпускаемых в России, странах СНГ и странах ЕС, что облегчает научно-техническое и экономическое сотрудничество.

ГОСТ 31108–2003 действует параллельно с ГОСТ 10178–85, которыйможно применять во всех случаях, когда это технически и экономически целесообразно.

Основные отличия ГОСТ 31108–2003 от ГОСТ 10178–85 сводятся к следующему:

– вместо марок введены классы прочности на сжатие, аналогичные установленным EN 197–1;

4

–для цементов всех классов прочности, кроме требований

кпрочности в возрасте 28 суток, дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте двух суток, за исключением классов 22,5Н и 32,5Н, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н – в возрасте 7 сут;

–для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по скорости твердения на нормально твердеющие и быстро твердеющие, что позволит минимизировать расход цемента в строительстве за счет его оптимального подбора по скорости твердения.

1. ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Целью работы является закрепление теоретических знаний, освоение методов испытаний, а также приобретение навыков самостоятельной работы с испытуемыми материалами и нормативными документами.

В ходе выполнения лабораторной работы у студента формируются следующие компетенции:

ОК-1 Владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;

ОК-2 Умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;

ОК-3 Готовность к кооперации с коллегами и работе в коллективе;

ПК-1 Использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;

ПК-2 Способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности;

ПК-19 Способность составлять отчеты повыполненным работам.

5

В результате выполнения работы студент должен Знать: – взаимосвязь состава, строения, и свойств строи-

тельных материалов;

–способы формирования заданных структуры и свойств материалов;

–методы оценки показателей их качества.

Уметь: – устанавливать требования к строительным материалам;

– выбирать оптимальный материал исходя из его назначения и условий эксплуатации.

Владеть: – методами контроля физико-механических свойств строительныхматериалов.

2. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Для определения качества портландцемента каждая бригада проводит испытания по перечисленным ниже показателям.

1.Насыпная плотность.

2.Тонкость помола по ГОСТ 310.2–76.

3.Нормальная густота цементного теста по ГОСТ 310.3–76.

4.Сроки схватывания цементного теста по ГОСТ 310.3–76.

5.Равномерность изменения объема по ГОСТ 310.3–76.

6.Марка цемента по ГОСТ 310.4–76.

7.Класс цемента по ГОСТ 30744–2001.

Результаты испытаний сопоставляются с требованиями ГОСТ 10178–85 и ГОСТ 31108–2003. На основании сопоставления делается заключение о качестве цемента.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ

Насыпная плотность – масса единицы объема рыхло насыпного материала. Насыпная плотность цемента в зависимости от степе-

6

ни уплотнения колеблется в широких пределах. В связи с этим различаютнасыпную плотностьв рыхлом иуплотненном состоянии.

Знание насыпной плотности цемента необходимо как заводуизготовителю, так и потребителю для расчета емкостей, складских помещений и потребности в транспорте для его перевозки к месту использования.

Необходимое оборудование:

–стандартная металлическая воронка;

–стальной мерный цилиндр емкостью 1 л;

–насадка для стального цилиндра;

–весы лабораторные;

–металлическая линейка;

–встряхивающий столик;

–деревянный ящик с крышкой.

Порядок выполнения работы

Для определения насыпной плотности цемента в рыхлом состоянии предварительно взвешенный металлический цилиндр устанавливают под воронку на поддоне. Пробу сухого цемента массой около 1,5 кг насыпают в воронку и открывают задвижку, чтобы цемент заполнил цилиндр с небольшим избытком. Закрывают задвижку. Осторожно срезают линейкой излишек цемента на уровне с краями цилиндра, направляя линейку от середины в обе стороны к краям цилиндра. При этом линейку держат наклонно, плотно прижимая к краям неподвижного цилиндра. Цилиндр с цементом взвешивают с точностью до 5г. Насыпную плотность рассчитываютпо формуле

где pn – насыпная плотность,кг/м3; m1 – масса цилиндра с це-

ментом, кг; m2 – масса цилиндра без цемента, кг; V – ёмкость цилиндра, м3.

7

За величину насыпной плотности принимают среднее арифметическое результатов трех испытаний. Результаты испытаний заносят в табл. 1.

Для определения насыпной плотности цемента в уплот-

ненном состоянии на предварительно взвешенный металлический цилиндр устанавливают насадку высотой 10-15 см и заполняют сухим цементом на высоту цилиндра с насадкой. Не снимая насадки, заполненный цементом цилиндр помещают в деревянный ящик и накрывают крышкой. Ящик устанавливают на встряхивающий столик и встряхивают 50 раз. Затем цилиндр вынимают из ящика, снимают насадку, срезают избыток цемента линейкой и взвешивают. Вновь надевают насадку, досыпают излишек цемента и производят повторное уплотнение. Операцию повторяют до постоянной массы в уплотненном состоянии. Насыпную плотность в уплотненном состоянии рассчитывают по формуле (1). За величину насыпной плотности принимают среднее арифметическое результатов трех испытаний. Результаты испытаний заносят в табл. 1.

8

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОНКОСТИ ПОМОЛА

Тонкость помола можно оценить двумя показателями: величиной удельной поверхности и величиной остатка на контрольном сите после просеивания пробы, т.е. ситовым анализом. В настоящей работе используется ситовой анализ, как более простой и дешевый.

Необходимое оборудование:

–контрольное сито с сеткой № 008;

–весы лабораторные;

–чашка для взвешивания цемента;

–весы лабораторные.

Порядок выполнения работы

Пробу цемента массой около 150 г предварительно высушивают в сушильном шкафу при температуре 105–110 оС в течение 2 часов, после чего охлаждают в эксикаторе. (Эта часть работы выполняется лаборантом до начала занятия.) От пробы берут навеску 50 г с погрешностью не более 0,01 г и помещают её на сито с сеткой № 008 (диаметр ячеек сита равен 0,08 мм). Закрыв сито крышкой и поддоном, его устанавливают в прибор для механического просеивания и просеивают в течение 5–7 мин. В крайних случаях допускается и просеивание вручную.

Просеивание считается законченным, если при контрольном просеивании вручную при снятом поддоне на бумаге в течение 1 мин. сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента. По окончании просеивания весь остаток с сита переносят в чашку и взвешивают. Тонкость помола отдельной пробы рассчитывают в процентах с погрешностью не более 0,1 % как отношение массы цемента, оставшегося на сите, к массе навески цемента, взятой для просеивания, по формуле (2).

9

где х – тонкость помола, %; m–величина навески цемента, г; m1– масса остатка на сите, г.

Результаты вычислений заносят в табл. 2.

За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний. Тонкость помола не должна превышать 15 %.

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента, необходимой цементному тесту определенной степени пластичности. Какправило,этавеличинанаходитсяв пределах22–29%.

Необходимое оборудование:

–сферическая чаша;

–лопатка для перемешивания;

–стеклянный мерный цилиндр ёмкостью 250 мл;

–весы лабораторные;

–прибор Вика с пестиком;

–стальной нож.

10