исследование свойств портландцемента

Нагружение на образец осуществляется автоматически. Значение предела прочности при изгибе отдельного образца-балочки рассчитывают по формуле

где Rизг – предел прочности при изгибе кгс/см2, Ризг – разрушающая нагрузка при испытании образца на изгиб, кгс; l – расстояние междуопорами, см (l = 10 см.);b, h – ширина и высота образца, см

(b = h = 4 см).

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое двух наибольших результатов испытаний трех образцов. Результаты испытаний заносят в табл. 5.

1

2

3

Примечание:1 МПа = 10,2 кгс/см2

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же испытывают на сжатие. Для того чтобы результаты испытаний образцов-половинок балочек были сопоставимы, несмотря на некоторое различие в размерах, используют прижимные металлические пластинки. Площадь поверхности пластинки, соприкасающейся с образцом, равна 25 см2. Образец-половинку балочки помещают между двумя прижимными пластинками так, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца (рис. 6), аповерхностьсмаркировкой былаобращена киспытателю.

21

За прочность при сжатии принимают среднее арифметическое значение из четырех наибольших результатов испытаний образцов-половинок балочек. Результат вычисления округляют до 0,1 МПа. Показатель предела прочности при сжатии образ- цов-половинок балочек в возрасте 28 суток твердения в нормальных условиях – активность цемента

Сравнивая полученные результаты с требованиями ГОСТ 10178–85 (прил.1), устанавливают марку цемента. Заключение об активности и марке цемента занося в табл. 7.

7.2. Определение класса цемента

Необходимое оборудование:

–стеклянный мерный цилиндр ёмкостью 250 мл;

–весы лабораторные;

–смеситель с дозирующим устройством;

–сферическая чаша;

–лопатка для перемешивания;

–металлическая линейка;

–трёхгнёздная форма для изготовления образцов-балочек;

–насадка к форме;

–встряхивающий стол;

–ванна с гидравлическим затвором;

–ванна с водой для хранения образцов-балочек;

–машина для испытания образцов-балочек на изгиб;

–пресс для определения предела прочности при сжатии;

–прижимные пластинки для передачи нагрузки.

23

Приготовление стандартного раствора

Для приготовления стандартного цементно-песчаного раствора используют стандартный полифракционный песок, который готовят смешиванием фракций в следующем количестве:

Фракция, мм 2,0…1,0 1,0…0,5 0,5…0,16 0,16…0,08

Образцы изготавливают из стандартного цементного раствора, состоящего из цемента и стандартного полифракционного песка в соотношении 1:3 по массе при водоцементном отношении, равном 0,50. Для приготовления одного замеса цементного раствора, необходимого для изготовления трех образцов-балочек, взвешивают 500 г цемента, 1500 г стандартного песка и отмеривают 250 г воды.

Песок высыпают в дозирующее устройство смесителя. В предварительно протертую влажной тканью чашу смесителя выливают воду и добавляют цемент, после чего смеситель включают на малую скорость. Дальнейшая процедура приготовления цементного раствораосуществляется в следующем режиме:

Как исключение смесь можно перемешивать вручную не менее 5 мин круглым шпателем в сферической чаше.

24

Из приготовленного стандартного раствора формуют образцыбалочки. Перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок формы и опорной плиты смазывают тонким слоем машинного масла. Стыки наружных стенок формы друг с другом и опорной плитой промазывают слоем солидола или другой густой смазкой.

На подготовленную форму устанавливают насадку, форму устанавливают на платформу встряхивающего стола и закрепляют зажимами.

Отсеки формы заполняют примерно на половину высоты первым слоем раствора, выравнивая его лопаткой. Затем включают встряхивающий стол и уплотняют первый слой цементного раствора за рабочий цикл из 60 ударов.

После уплотнения первого слоя отсеки формы равномерно заполняют оставшимся в чаше цементным раствором и выравнивают его лопаткой. Снова включают встряхивающий стол и уплотняют второй слой раствора за рабочий цикл из 60 ударов.

По окончании уплотнения с формы снимают насадку и ребром металлической линейки, расположенной перпендикулярно к поверхности образцов, удаляют излишек раствора пилообразными движениями вдоль формы по одному разу туда и обратно. Затем выравнивают поверхность образцов той же линейкой, наклоненной почти до горизонтального положения, и производят их маркировку.

Для каждого установленного срока испытания изготавливают по три образца-балочки.

Хранение образцов

Изготовленные образцы в формах помещают в ванну с гидравлическим затвором. Через (24±1) ч с момента изготовления образцы осторожно извлекают из форм и укладывают для дальнейшего хранения на решетки в ванну с водой в горизонтальном положении заглаженной поверхностью вверх так, чтобы они не соприкасались друг с другом и уровень воды был вы-

25

ше образцов не менее чем на 2 см. Температура воды при хранении образцов должна быть (20±1) °С.Через каждые 14 сут половину объема воды в ванне меняют на свежую воду. Не допускается полная смена воды в ванне во время хранения образцов.

Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек

По истечении заданного срока хранения (7 сут., 28 сут.) образцы испытывают. Непосредственно перед испытанием с поверхности образцов должны быть удалены капли воды. Сначала образцы испытывают на изгиб, а затем половинки на сжатие.

Определение прочности при изгибе производят по п. 8.1, с. 20–21. Значение предела прочности при изгибе отдельного об- разца-балочки вычисляют по формуле (3), с. 21.

Результаты испытаний на изгиб заносят в табл. 8.

Таблица 8

Экспериментальные данные по определению предела прочности при изгибе

1

2

3

Примечание:1 МПа = 10,2 кгс/см2

За прочность при изгибе принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов. Результат вычисления округляют до 0,1 МПа.

Определение предела прочности при сжатии производят по п.8.1, с. 22-23.

Значение предела прочности при сжатии отдельного об- разца-половинки балочки вычисляют по формуле (3), с. 22. Результаты испытаний заносят в табл. 9.

26

Таблица 9

Экспериментальные данные по определению предела прочности при сжатии

Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое испытания шести образцов. Результат вычисления округляют до 0,1 МПа.

Показатель предела прочности при сжатии образцовполовинок балочек в возрасте 28 суток твердения в нормальных условиях – активность цемента. Если один из шести результа-

тов отличается более чем на 10 % от среднего арифметического значения, этот результат следует исключить и рассчитывать среднее арифметическое значение для оставшихся пяти результатов. Если еще один результат отличается более чем на 10 % от среднего арифметического значения оставшихся пяти результатов, испытания признают недействительными.

Сравнивая полученные результаты с требованиями ГОСТ 31108-2003 (прил.2), устанавливают класс цемента. Заключение об активности и классе цемента записывают в табл. 10.

Таблица 10

Заключение о классе цемента

27

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В каких единицах измеряется насыпная плотность?

2.Для чего необходимо знать значения насыпной плотности цемента?

3.Как оценивают тонкость помола цемента?

4.Каков диаметр ячеек сита для определения тонкости помола цемента?

5.В каких единицах измеряют нормальную густоту цементного теста?

6.Какой прибор используют для определения нормальной густоты цементного теста? В чем суть испытания?

7.Какой прибор используют для определения сроков схватывания? В чем суть испытания?

8.Что считается началом схватывания? Что – концом?

9.В чем причина неравномерности изменения объема при твердении цемента?

10.Каким испытаниям подвергают образцы-лепешки, чтобы оценить равномерность изменения объема?

11.Что такое активность цемента? В каких единицах она измеряется?

12.Какой состав должен иметь стандартный раствор для определения марки цемента?

13.Какой состав должен иметь стандартный раствор для определения класса цемента?

14.В каких условиях и в течение какого времени твердеют образцы-балочки до испытания?

15.На какие виды нагрузки испытывают образцы-балочки, чтобы определить марку или класс цемента?

16.В чем различия в обработке результатов испытания при определении класса и марки цемента?

17.Учитываются ли значения сроков схватывания при назначении марки цемента?

28

18.Учитываются ли значения сроков схватывания при назначении класса цемента?

19.Учитывается ли предел прочности при изгибе при назначении марки цемента?

20.Учитывается ли предел прочности при изгибе при назначении класса цемента?

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТРАТУРЫ

1.Попов, К.П. Оценка качества строительных материалов / К.П. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков. – М.: Изд-во АСВ, 2004. – 287с.

2.ГОСТ 31108–2003. Цементы общестроительные. Технические условия. – Введ. 2004-09-01. – М.: Изд-во стандартов, 2003. – 213 с.

3.ГОСТ 10178–85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. – Введ. 1987-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 5 с.

4.ГОСТ 30515–97. Цементы. Общие технические условия. –

Введ. 1998-01-01. –М.: Изд-во стандартов, 1998. –33с.

5.ГОСТ 310.3–76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема. –

Введ. 1978- 01-01. – М.:Изд-во стандартов, 1992.– 8с.

6.ГОСТ 310.4–81. Цементы. Методы определения предела прочности при сжатии и изгибе. – Введ. 1983-01-07. – М.:Изд-во стандартов,1983.–11с.

ГОСТ 30744–2001. Методы испытаний с использованием полифракционного песка – Введ. 2002-01-01. – М.:Изд-во стандар-

тов, 2003. –20с.

29

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 1

Технические требования к цементам по ГОСТ 10178–85

Таблица 2

Массовая доля в активных минеральных добавок цементах

по ГОСТ 10178–85

30