Marketokon.ru

Маркет Окон и замков
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Глава 3. Методы испытаний вяжущих веществ и бетонов

Глава 3. Методы испытаний вяжущих веществ и бетонов

При оценке свойств вяжущих веществ испытывают как само по себе вяжущее (в виде порошка), так и составы, в которые вяжущее входит в качестве одного из компонентов (тесто=вяжущее+вода или раствор=вяжущее+вода+песок). Чтобы по результатам испытания цементного раствора (или теста) оценить качество цемента, влияние других факторов (количества и качества песка, густоты теста или раствора, условий изготовления, хранения и испытания образцов, их возраста) нужно сделать постоянным (одним и тем же во всех случаях). С этой целью установлены государственные стандарты на методы изготовления, хранения и испытания образцов. В настоящее время на испытания портландцемента действуют два российских стандарта: ГОСТ 310 (для внутреннего использования) и ГОСТ 30744-2001, соответствующий европейским стандартам.

Песок и вода по составу и качеству также должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов.

Содержание воды подбирают таким, чтобы приготовленная смесь (тесто или растворная смесь) для изготовления образцов имела бы стандартную консистенцию (нормальную густоту). Количество воды, необходимое для получения смеси нормальной густоты, называется водопотребностью вяжущего (теста) или раствора.

Во избежание снижения В/Ц при изготовлении образцов поверхности емкостей и инструмента предварительно смачивают влажной тканью. Формы, в которых происходит твердение вяжущего, смазывают тонким слоем машинного масла. Формы заполняют смесью с избытком, который затем срезают вровень с краями. Одновременно заглаживают поверхность пилящим движением ножа (рейки), сильно наклоняя лезвие в направлении перемещения.

А. ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В ВИДЕ ПОРОШКА

Определение насыпной объемной массы портландцемента производиться с помощью мерного сосуда, емкостью 1 л, который заполняют вяжущим, срезают избыток и взвешивают. Насыпную объемную массу рассчитывают по формуле γн=(mm1)/V, где m – масса сосуда с вяжущим; m1 – масса пустого сосуда; V – емкость сосуда.

При определении насыпной объемной массы в рыхлом состоянии заполнение мерного сосуда производят с помощью стандартной воронки. При определении насыпной объемной массы в уплотненном состоянии содержимое мерного сосуда уплотняют по мере его заполнения, периодически постукивая сосудом о стол.

Обычно насыпная объемная масса составляет:

в рыхлом состоянии – 900-1000 кг/м 3 ,

в уплотненном состоянии – 1350-1500 кг/м 3 .

Определениеплотности портландцемента производиться с помощью колбы Ле-Шателье (рис. 3.1), в которую заливают жидкость до нижней черты, после чего всыпают портландцемент, пока жидкость не поднимется до верхней черты. Объем Vабс всыпанного материала равен объему между рисками (обычно 20 или 10 см 3 ), а его масса m определяется по разности взвешиваний исходной емкости до и после всыпания. Плотность равна ρ=m/Vабс.

Поскольку портландцемент химически взаимодействует с водой, в качестве рабочей жидкости используют керосин.

Определение тонкости помола по остатку на сите. По ГОСТ 310 цемент высушивают при 105…110 С в течение 2 ч, охлаждают и просеивают через сито № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм). Остаток на сите взвешивают и выражают в процентах от массы пробы (50 г). По ГОСТ 30744 пробу цемента дезагрегируют, встряхивая вручную в течение 2 мин в стеклянной колбе, оставляют в покое на 2 мин и перемешивают сухим стержнем. Отвешивают 10 г и просеивают через сито № 009, после чего взвешивают остаток на сите.

Б. ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В СОСТАВЕ ТЕСТА

Определение водопотребности цемента (нормальной густоты теста) производят с помощью прибора Викá (рис. 3.2)

Иглу3 прибора Вика заменяют металлическим цилиндром – пестиком 4, переставляя их местами (чтобы масса перемещающейся части оставалась равной 300 г). Отвешивают 400 г цемента и воду в количестве 23…30 % от массы цемента.

По ГОСТ 310 тесто перемешивают вручную в течение 5 мин и заполняют им в один прием кольцо 7 прибора Вика, постукивая подставкой 8 с кольцом о стол 5…6 раз. Избыток теста срезают и поверхность заглаживают. Пестик немедленно приводят в соприкосновение с тестом и сразу же дают ему погружаться в течение 30 с.

По ГОСТ 30744 тесто перемешивают в специальном смесителе по режиму «90 с перемешивание + 5 с остановка + 90 с перемешивание» и переносят в один прием в кольцо 7, но без уплотнения или вибрации. Время от начала затворения до начала погружения пестика в цементное тесто должно составлять 4 мин. Фиксируют глубину погружения также за 30 с.

Нормальной (в обоих стандартах) считается густота, при которой пестик не доходит до дна на 5…7 мм.

Обычно водопотребность цемента составляет 24…28 % от массы цемента (В/Ц=0,24…0,28).

Определение сроков схватывания. Пестик 4 прибора Вика (см. рис. 3.2) заменяют иглой 3, переставляя их местами. Отвешивают 400 г цемента и воду в количестве установленном в п. 3.1.4. Готовят тесто нормальной густоты и заполняют им кольцо прибора Вика. Иглу 3 прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста и фиксируют винтом 5 (верхним). Погружение иглы (отпусканием винта) производят с интервалом 10 мин, каждый раз в новое место. Перед погружением иглу протирают влажной тканью. Сроки схватывания считают от начала затворения до следующего момента: начало схватывания – когда игла не доходит до дна: по ГОСТ 310 – на 1…2 мм, а по ГОСТ 30744 – на 3…5 мм; конец схватывания – когда игла погружается в тесто: по ГОСТ 310 – не более чем на 1…2 мм, а по ГОСТ 30744 – на 0,5 мм.

Читайте так же:
Гост 969 цемент глиноземистый

Определение конца схватывания по ГОСТ 30744 отличается двумя моментами: 1) обычную (длинную) иглу в приборе Вика заменяют на короткую иглу с кольцеобразной насадкой, позволяющей точно фиксировать наступление конца схватывания (см. рис. 3.2-б); 2) кольцо с цементным тестом переворачивают широким основанием вверх.

Определение равномерности измерения объема кипячением в воде. При твердении цементного теста иногда наблюдается искривление изделий, их растрескивание или полное разрушение. При­чиной этого является наличие свободной (не свя­занной в соединения с другими окислами) извести.

При затворении цемента водой происходит гашение свобод­ной извести [CaO+H2O=Ca(OH)2], которое сопровождается увеличением объема твердой фазы. Если бы увеличение объема происходило до начала схватывания цемента, то коробления или растрескивания изделий не было бы, т.к. структура пластичного теста способна к самовосстановлению. В отличие от быстрогасящейся воздушной извести, получаемой при тем­пературе 900…1100 °С, известь в портландцементе, обжигаемом при 1450 °С, представляет собой «пережог» и гасится медленно. При испытаниях этот процесс ускоряют кипячением образцов в воде.

По ГОСТ 310 две навески теста нормальной густоты по 75 г каждая скатывают в шарики, кладут на стеклянные пластинки и, постукивая о стол, превращают в лепешки. Первые 24 часа лепешки хранят во влажном пространстве (в ванне с гидравлическим затвором) (рис. 3.3), затем кипятят в воде в течение 3 ч. После охлаждения их вынимают и осматривают. Признаками неравномерности изменения объема являются: 1) коробление лепешек (рис. 3.4-а); 2) появление сетки мелких трещин (см. рис. 3.4-б); 3) наличие радиальных трещин (см. рис. 3.4-в); 4) полное разрушение лепешек.

По ГОСТ 30744 два кольца Ле-Шателье (рис. 3.5) устанавливают на пластинки 3 и наполняют в один прием цементным тестом нормальной густоты без уплотнения или вибрации. Избыток теста срезают ножом, накрывают кольца сверху другими пластинками с пригрузом 4 и помещают в камеру влажного хранения (см. рис. 3.3) на 24 ч. После этого измеряют штангенциркулем расстояние d между концами индикаторных игл 2 с точностью до 0,5 мм, освобождают от пластинок и пригруза и кипятят в воде в течение 3 ч. Затем кольца извлекают, охлаждают и измеряют расстояние f между концами игл. Вычисляют разность z=fd для каждого кольца.

В. ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В СОСТАВЕ РАСТВОРА

(определение активности, марки и класса цемента)

Прочностные свойства цемента определяют на образцах-балочках размерами 40x40x160 мм, приготовленных из стандартного цементного раствора состава 1:3 (1 ч цемента : 3 ч стандартного песка).

Согласно ГОСТ 6139-2003 стандартный песок для испытаний цемента должен быть кварцевым (SiO2≥96 %), с содержанием глинистых и илистых примесей, не более 1 %, потерей массы при прокаливании не более 0,5 % и иметь нормированный зерновой состав. Он может быть моно- и полифракционным.

Монофракционный песок, состоящий из одной фракции 0,5…0,9 мм, предназначен для определения марки цемента по #M12291 871001227ГОСТ 310. Он должен иметь сертификат соответствия эталонному песку – песку Привольского месторождения, удовлетворяющему требованиям ГОСТ 6139-2003.

Полифракционный песок, состоящий из фракций: 0,08…0,16; 0,16…0,50; 0,50…1,0 и 1,0…1,6 мм, предназначен для определения класса цемента по #M12291 1200011363ГОСТ 30744. Полифракционный песок должен иметь сертификат соответствия эталонному песку, удовлетворяющему требованиям европейского стандарта EN 196-1.

Определение марки (активности) цемента

Активность цемента определяется как показатель фактической прочности образцов, специально изготовленных для анализа и испытанных в заданных условиях, определенных нормативными документами.

Существует два параметра, определяющих активность (марку) цемента – это определение прочности на разрыв и на изгиб. Для таких испытаний необходимы специально созданные образцы из цементного теста нормальной консистенции, размерами 40*40*160 мм. Все этапы их изготовления и испытания определяются ГОСТом 310.4-81.

Для определения активности цемента применяют как прямые, так и косвенные методы. Прямые методы, самые действенные, но требуют длительного времени (процесс определения основан на твердении цемента), так что для оперативных задач используют косвенные, более быстрые методы. Здесь подходы могут быть различные: кто-то использует контракцию, кто-то оценивает активность через электропроводность цементной суспензии. Оценка активности через электропроводность – простой путь, который при этом нельзя назвать надежным. Прогнозируемые результаты не имеют методологического обоснования и потому рекомендацию для использования в серьезных случаях получить не могут.

Действие контракциометров основано на установлении связи активности цемента с процессом уменьшения объема цемента в результате гидратации специально изготовленного цементного раствора. Это единственный вид приборов, который может быть признан эффективным для оперативного определения активности цемента.

Существуют приборы контракциометры КД-07 и ВМ-7.7, которые могут дать методологически обоснованный результат, однако в данном случае в процессе определения активности (марки) цементов требуется визуальное наблюдение за технологическим процессом, а также проведение подсчета результатов вручную в соответствие с установленной методикой.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится:

  • 500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию).
  • 1,5 кг песка. Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%.

Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Читайте так же:
Акриловые формы для цемента

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу:

  • нижний слой – 15 раз,
  • верхний слой – 15 раз.

Затем, в указанной последовательности, выполняются следующие действия:

  • Форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают.
  • Цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд.
  • Основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение.

Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Изготовление образцов

Образцы для определения марки цемента изготавливают стандартных размеров в специальных формах. Формы должны быть разъемными и из прочного материала – к примеру, из чугуна или стали. Перед заполнением раствором форму смазывают машинным малом, а стыки – вазелином. Форму заполняют на 10 мм, устанавливают на вибростенд и после запуска установки форма заполняется окончательно – порционно в течение 2 минут. Через три минуты установка отключается, а излишки смеси снимают ножом, смоченным в воде. Образец сглаживают, маркируют и, оставляя его в форме, выдерживают в специализированной ванне с гидравлическим затвором 24 часа (в случае растрескивания образца, оставляют его в ванной еще на 48 часов). Затем их достают из ванны, извлекают из форм и укладывают в бассейн с водой. Вода должна быть 20 ± 2 градусов по Цельсию и накрывать образцы минимум на 20 мм. Воду в бассейне заменяют раз в две недели. И после 28 суток твердения их извлекают из ванной, испытания проводятся максимум за час.

Виды определения пределов прочности

В зависимости от особенностей дальнейшего использования цемента и бетона на его основе существует несколько различных подходов к определению активности. Рассмотрим несколько методик.

Определение прочности на изгиб

Суть метода в постепенном увеличении нагрузки на образец посредством специального пресса (скорость нагружения — 50±10Н/с). При этом испытание образцов производится при их расположении поперечной гранью – продольно. Итоговый результат берут как среднее арифметическое между двумя самыми высокими показателями испытаний образцов из трех.

Определение прочности при сжатии

Этот метод требует равномерной нагрузки с предельной силой — 200-500кН. Для этого три образца, разделенных на половины, располагают между специальными полированными металлическими пластинами. Площадь соприкосновения образца в продольном положении и пластины – 25 см2. После центровки на опорной плите в качестве результата принимается среднее значения четырех самых высоких показателей.

Определение прочности цемента при пропаривании

Для изготовления конструкций из бетона или железобетона подчас необходимо сократить срок твердения. Для этого используют тепловлажную пропарку. Именно поэтому для таких случаев целесообразно использовать определение активности цемента при пропаривании.

Подготовка образцов и все процедуры проводятся в стандартных условиях, однако пропаривание необходимо производить в специализированной камере. Стандартизированная температура — 20±3 градусов по Цельсию при выключенном обогреве в течение 2 часов. Значение прочности определяется в соответствие с ГОСТом.

Фото 1

Фото 2

Однако все эти методы требуют очень длительного времени. Самый скорый метод определения марки цемента без потери точности измерений – контракциометрический. Он использует для оценки показатели уменьшения объема раствора при гидратации материала. Именно эти данные ложатся в основу расчетов активности цемента. Именноэтот метод лег в основу нового прибора предприятия «Интерприбор».

Этот прибор позволяет исследования по определению активности цемента проводить в ускоренном режиме – то есть фактически в течение 3 часов. Также «Цемент-прогноз» позволяет работать с такими измерениями как сроки схватывания цемента, морозостойкость, прочность и водонепроницаемость бетона.

Новый прибор для определения активности цемента

В 2009 году компания «Интерприбор» разработала и запатентовала прибор «Цемент-Прогноз», основанный на контракциометрическом методе измерений. Этот прибор автоматический. В его стандартную комплектацию входят: электронный блок, стакан для проб цементного образца, камера измерения и сервисное ПО, нацеленное на обработку данных по методике. Именно программное обеспечение позволяет все результаты перенести на компьютер, заархивировать и, при необходимости, конвертировать в Exсel.

Принцип работы прибора основан на регистрации изменения объема воды в герметичной камере, дополнительно можно фиксировать температуру пробы. Камера заполняется водой, а в нее помещается образец в специальном мерном стакане. Измерение занимает в минимальном варианте три часа, по факту которых все измерения переносятся в компьютер. Но существует и 7-суточный контракционный цикл измерений.

Электронный блок позволяет через соединительную коробку подключать и одновременно производить измерения в трех камерах, регистрируя результаты на дисплее прибора и компьютере. Сервисное ПО предлагает обширный объем функций по обработке результатов. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.

Использование «Цемент-Прогноза» в рабочем процессе облегчит и другие технологические измерения, в частности оценку водоцементного отношения и прочность бетона (МИ 2488-98), морозостойкость (МИ 2489-98), водонепроницаемость бетона (МИ 2625-2000).

Популярные товары

Прибор для измерения морозостойкости бетона

БЕТОН-ФРОСТ ускоренно определяет морозостойкость бетона в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012 после определения коэффициента преобразования, по.

Читайте так же:
Засохший цемент что с ним делать

Прибор ускоренного определения активности цемента

Ускоренное определение активности цемента за 3 часа по величине контракции цементного теста в соответствии с методиками измерения МИ 2486-98, МИ 2487-98.

Измерители водонепроницаемости бетона вакуумным методом

Вакуумные измерители проницаемости ВИП-1 предназначены для определения водонепроницаемости бетона и сопротивления проникновению воздуха в соответствии с ГОСТ 12.

Водопотребность при испытании цемента определяется с целью определения

Многие из вышеописанных испытаний заполнителей условны и не всегда дают надежные сведения об ожидаемом эффекте их использования в бетоне. Включены же эти испытания в действующие стандарты главным образом потому, что методы их проведения сравнительно просты и доступны производственным лабораториям для систематического массового контроля качества материалов. Это в основном так называемые экспресс-методы для оперативного контроля, очень полезного и необходимого, хотя часто поверхностного и не совсем точного.
В то же время стандарты предполагают проведение при необходимости испытаний заполнителей в бетоне как более надежных. Например, по ГОСТ 10268—80 в случае получения неудовлетворительных результатов при испытании заполнителя на морозостойкость проверяют морозостойкость бетона на этом заполнителе. Исследование заполнителей в бетоне предусмотрено стандартами для выявления их стойкости в среде цементного камня, коррозионного действия и в других случаях. Испытание в бетоне дает важную дополнительную информацию, особенно в сочетании с другими методами.
Относительный объем открытых пор в некоторых заполнителях достигает 20 . 25 %, поэтому расчет состава бетона без учета дополнительной потребности в цементном тесте может привести к уменьшению выхода бетонной смеси из замеса и изменению свойств по сравнению с требуемыми. Очень важной технологической характеристикой заполнителей является их водопотребность, т. е. расход воды, физически связываемой заполнителем в бетонной смеси (необходимой для смачивания поверхности заполнителя и заполнения открытых пор). Даже кварцевый песок с плотными зернами обладает значительной водопотребностью, тем более пористые заполнители. Нередко в технологии бетона рекомендуют добавлять воду исходя из водопоглощения заполнителей в обычных стандартных условиях за 10 . 15 мин или же принимать 50 %-ную или иную долю стандартного водопоглощения за 1 ч. Такие приемы ненадежны. Значительно надежнее испытание заполнителя в бетоне.
Б. Г. Скрамтаевым и Ю. М. Баженовым был предложен метод определения водопотребности заполнителей, основанный на подборе смесей одинаковой подвижности с испытуемым заполнителем и без него. Для определения водопотребности песка готовят цементно-песчаный раствор состава 1 : 2 (по массе) и добавляют воду до тех пор, пока расплыв конуса на встряхивающем столике по ГОСТ не окажется таким же, как расплыв цементного теста нормальной густоты без песка.
Подобным образом определяют водопотребность крупного заполнителя. В этом случае подвижность бетонной смеси подбирают I такую же, как подвижность растворной смеси.
Если заполнители характеризуются высоким водопоглощением, то рекомендуется подвижность смесей определять дважды: сразу после приготовления замеса и через 30 мин. Во втором случае при необходимости добавляют воду, компенсируя поглощенную заполнителем. Таким образом определяют водопотребность заполнителя, включая его водопоглощение в бетонной смеси за 30 мин.
Методика определения водопотребности пористых заполнителей, основанная, как и вышеописанные, на сопоставлении смесей одинаковой подвижности, была разработана А. А. Аракеляном.
С точки зрения формирования структуры цементного камня в бетоне наибольший интерес представляет водопоглощение заполнителя за время от момента затворения водой бетонной смеси до конца схватывания. От того, сколько воды останется в цементном тесте к концу периода формирования структуры, зависят прочность и другие важнейшие свойства бетона.
Методика, разработанная в МИСИ им. В. В. Куйбышева Г. И. Горчаковым и его сотрудниками, основана на сравнении периода формирования структуры бетона на данном заполнителе и цементе с периодом формирования структуры цементного теста, приготовленного на том же цементе. В первую очередь исследуют цемент: готовят тесто при и определяют скорость прохождения ультразвука. Сначала она мала и незначительно изменяется со временем, но наступает Иомент (чем больше В/Ц, тем позже), когда скорость ультразвука резко увеличивается (цементное тесто превращается в цементный камень). Фиксируя этот момент, строят эталонный график зависимости продолжительности периода формирования структуры цементного теста от В/Ц. Затем готовят бетонную смесь на испытуемом заполнителе и по скорости прохождения через нее ультразвука определяют продолжительность периода формирования структуры, что позволяет найти по эталонному графику истинное водоцементное отношение цементного теста (цементного камня) в бетоне.
Зная истинное В/Ц и общий расход воды, легко найти долю воды, приходящейся на заполнитель. Столько воды надо будет добавлять в бетонную смесь в дополнение к тому расходу, который необходим для получения в бетоне цементного камня требуемой прочности.
Часто заполнитель приходится испытывать в бетоне для оценки его прочности, поскольку описанные выше стандартные методы недостаточно ее характеризуют.
ГОСТ 10268—80, устанавливая минимальные марки по прочности щебня и гравия для тяжелых бетонов, предусматривает в ряде случаев определение пригодности заполнителей по результатам их испытания в бетоне. Методика испытания стандартом не оговорена. Обычно заполнитель считают пригодным, если бетон требуемой прочности получается при нормируемом расходе цемента.
Способ испытания крупного заполнителя в бетоне, разработанный в НИИЖБе, предполагает предварительный расчет по формулам водоцементного отношения для получения бетона требуемой прочности на цементе известной (и достаточно высокой) активности. По этому способу испытывают бетонные образцы с различным расходом испытуемого заполнителя. В одной серии опытов бетонную смесь почти максимально насыщают крупным заполнителем, расходуя 900 . 950 л/м3 («контактное» расположение заполнителя), в другой — испытуемого заполнителя дается меньше — не более 750 л/м3 («плавающее» расположение). Если в обоих случаях расчетная прочность бетона будет достигнута, то заполнитель можно применять в бетоне данной марки без ограничений. Если же прочность бетона окажется ниже требуемой, то заполнитель признают непригодным. Наконец, если требуемая прочность бетона достигается при «плавающем» расположении заполнителя, но не достигается при «контактном», то расход такого заполнителя для получения бетона требуемой прочность ограничивают.
Согласно ГОСТ 22263—76, щебень и песок из пористых горных пород предписано испытывать в бетоне по следующей методике. Готовят три бетонных замеса заданных стандартом составов, отличающихся расходом цемента. По результатам испытания образцов строят график зависимости предела прочности и плотности бетона от расхода цемента. По этому графику определяют расход цемента, необходимый для получения бетона с требуемыми свойствами, и если он не выше нормативного, заполнитель признают пригодным.
Рациональный метод оценки качества крупного заполнителя предложил А. И. Ваганов в 1954 г. применительно к керамзиту. Сущность его состоит в нахождении опытным путем зависимости от прочности бетона на данном крупном заполнителе от прочности его растворной части (т. е. от прочности того же бетона, но без испытуемого заполнителя). Эта зависимость показывает роль крупного (заполнителя в формировании прочности бетона и дает возможность установить, для каких марок бетонов данный заполнитель целесообразно использовать. А. И. Ваганов установил, что связь между прочностью бетона на данном крупном заполнителе и прочностью растворной части бетона не зависит от состава раствора, В/Ц, продолжительности твердения и других технологических факторов.
В своих опытах А. И. Ваганов отдельно готовил и испытывал образцы из раствора и бетона. В обоих замесах выдерживались постоянные для каждой серии опытов соотношения цемента и песка, В/Ц, но в бетоне несколько увеличивался расход воды с учетом поглощения ее крупным заполнителем (керамзитом). Однако нельзя точно предсказать расход воды, впитываемой заполнителем из бетонной смеси, поэтому добавка воды в бетонную смесь может привести к существенным погрешностям: раствор в отдельных образцах и растворная часть в бетоне могут оказаться не идентичными. В этом был один из недостатков методики. Кроме того, методика не давала количественной оценки прочности заполнителя, поскольку А. И. Ваганов пытался объяснить получение бетона той или иной прочности благоприятным или неблагоприятным соотношением деформативных свойств керамзитового заполнителя и раствора. Собственную прочность керамзита в то время считали заведомо малой, ориентируясь на результаты его испытания в цилиндре.
С. М. Ицковичем в 1961 г. была разработана методика испытания пористых заполнителей в бетоне, развивающая идею А. И. Ваганова. В данном случае бетонные и растворные образцы каждой серии опытов готовят из одного замеса. Бетонную смесь после тщательного перемешивания и выдержки (для стабилизации процесса водопоглощения испытуемого крупного заполнителя) делят на две части, из одной формуют бетонные образцы — кубы, а другую просеивают через сито, отделяя от крупного заполнителя растворную часть бетонной смеси для формования растворных образцов. При такой технологии идентичность качества раствора в образцах и в бетонной смеси обеспечивается более надежно, чем при раздельном приготовлении.
Цель всех ранее описанных методов состояла лишь в определении пригодности заполнителя для получения бетона требуемой прочности. Предлагаемая методика позволяет получать количественное выражение прочности заполнителя в бетоне, объективную характеристику заполнителя, которую можно использовать при расчете ожидаемой прочности бетона. Испытав таким же образом заполнители разной прочности, можно получить на графике ряд подобных кривых и далее использовать этот график в качестве номограммы, облегчающей испытание новых заполнителей. При этом достаточно изготовить и испытать на прочность одну серию образцов из бетона и раствора, чтобы по кривой, на которую попадает нанесенная на номограмму опытная точка, определить искомую прочность заполнителя. Такая методика испытания пористых заполнителей на прочность в бетоне предусмотрена ГОСТ 9758—86 и рекомендована для определения качества заполнителя в лабораториях потребителей и при оценке качества сырья, предназначенного для получения пористых заполнителей.
При получении данных в замесах бетонной смеси во всех опытах (каждая серия опытов дала на графике одну точку) выдерживалось постоянным объемное содержание крупного заполнителя. Возможен и другой подход: с определением прочности бетона при различном содержании в нем заполнителя.
Во ВНИИЖелезобетона исследован бетон с различным содержанием крупного заполнителя (керамзита): 0,3 и 0,5 соответственно при объемной доле раствора 0,7 и 0,5. Приведенными данными можно воспользоваться для определения прочности примененного в опытах керамзита: она соответствует точке пересечения кривых. Действительно, если изменение дозировки крупного заполнителя при данной прочности раствора не влияет на прочность бетона, то прочность заполнителя равна прочности раствора. По методике, разработанной в Куйбышевском инженерно-строительном институте, керамзит испытывают в гипсобетонных образцах разного возраста и получают зависимость предела прочности (бетона от времени твердения. Аналогичную зависимость получают Для чисто гипсовой отливки (без керамзита). Точка пересечения на графике двух кривых соответствует прочности керамзита.
Для расчета свойств бетона бывает необходимо знать такие характеристики заполнителей, как модуль упругости, теплопроводность. Определение их непосредственным испытанием отдельных зерен затруднительно и не дает надежных результатов. С. М. Ицковичем разработана методика определения этих свойств в бетоне, состоящая в том, что испытывают образцы из бетона на данном заполнителе и из раствора, отсеянного из части бетонного замеса, а затем производят расчет по теоретическим формулам.
Помимо описанных выше имеется ряд других показателей качества заполнителей. Это предусмотренные стандартами стойкость заполнителей против распада, содержание слабых зерен, пылевидных, илистых, глинистых и органических примесей, минерало-петрографический состав и др.

Читайте так же:
Как развести цемент с жидким стеклом пропорция

Состав и свойства цемента.

Цементом называется вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса и добавок. Клинкер получают в результате обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины или некоторых других материалов (мергеля, нефелинового шлама, доменного шлака), взятых в соотношении, которое обеспечивает образование в клинкере силикатов кальция, алюминатной и алюмоферритной фаз. Клинкер – один из важнейших компонентов цемента, от его состава зависят основные свойства цемента, полученного на его основе.

Смотрите интересные видео-ролики и читайте статьи от ВосЦем на канале Яндекс Дзен.

Введение в состав цемента до 15% активных минеральных добавок, предусмотренных стандартом, влияет на его свойства сравнительно в небольшой степени. Если ввести таких добавок больше (выше 20%), свойства получаемого продукта будут уже заметно отличаться от свойств цемента. Такой продукт называют пуццолановым цементом. Предусмотренный стандартом разрыв в дозировке гидравлических добавок от 15 до 20% сделан для того, чтобы более отчетливо различать цемент и пуццолановый цемент.

Удельный вес портландцемента колеблется в пределах 3,0-3,2. Объемный вес цемента в рыхлонасыпанном состоянии 900-1300 кг/м3, а в уплотненном 1400-2000 кг/м 3 . При расчете емкости складов объемный вес принимают равным 1200 кг/м 3 , а при объемной дозировке материалов для приготовления бетонной смеси 1300 кг/м 3 .

Цемент (ГОСТ 10178-76) выпускают без добавок или активными минеральными добавками, отвечающими требованиям ОСТ 21-9-74. К основным свойствам цемента относятся: прочность (активность), сроки схватывания, равномерность изменения объема, тонкость помола, плотность, водопотребность, водоотделение, морозостойкость, тепловыделение, сцепление со стальной арматурой.

Прочность – свойство материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные нагрузки. Прочность цемента зависит от его потребности затвердевать при смешивании водой в прочное камневидное тело. По механической прочности цемент подразделяется на четыре марки: 400, 500, 550 и 600. Марка прочности определяется пределом прочности при изгибе образцов.
Подробнее — прочность цемента.

Сроки схватывания цемента определяют при испытании теста нормально густоты. Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента. Равномерность изменения объема цемента определяют при испытании образцов кипячением в воде. Если цемент после вылеживания не обладает равномерностью изменения объема, то его нельзя применять в строительстве, так как могут появиться вредные напряжения и бетон разрушится. Тонкость помола цемента влияет на скорость его схватывания и твердения. Чем тоньше измельчен цемент, тем выше его прочность, особенно в начальный период твердения. Тонкость помола характеризуется также удельной поверхностью, т.е. суммарной поверхностью всех частиц, содержащихся в 1 кг цемента. Плотность цемента колеблется в пределах от 3000 до 3200 кг/м3.
Подробнее — скорость схватывания цемента.

Изменение объема цемента при твердении. По стандарту приготовленные из цемента лепешки при испытании кипячением в воде должны равномерно изменяться в объеме. Цемент, не удовлетворяющий этому требованию, применять в строительстве нельзя, так как это приводит к появлению вредных напряжений и даже разрушению бетона.
Подробнее — твердение цемента.

Водопотребность цементного теста. Вода добавляемая к цементу при затворении, необходима для нормального течения химических процессов, происходящих при твердении цемента, и для придания свежеприготовленному цементному раствору или бетону подвижности (пластичности, текучести), что обеспечивает плотность его укладки в форму или опалубку. Уменьшить водопотребность и увеличить пластичность цемента можно путем введения пластифицирующих органических и неорганических поверхностно-активных веществ, например сульфитно-дрожжевой бражки.
Подробнее — водопотребность и связующая способность цементного теста.

Водоотделение цементного теста – процесс отжима воды в затворенном цементном тесте, растворе или бетоне под действием силы тяжести зерен заполнителя и частиц цемента. Некоторое количество воды при этом выступает на поверхность уложенной бетонной смеси (наружное водоотделение), а часть воды скапливается под поверхностями зерен крупного наполнителя (внутреннее водоотделение).
Подробнее — водоотделение и водоудерживающая способность цементного теста.

Морозостойкость цементных растворов и бетонов – способность сопротивляться попеременному их замораживанию и оттаиванию в пресной или морской воде. Вода при замерзании превращается в лед, при этом она увеличивается в объеме примерно на 8 %. Это создает давление на стенки пор, нарушает структуру раствора или бетона и в конечном результате приводит к его разрушению.
Подробнее — влияние пониженных и повышенных температур на твердеющий цемент.

Тепловыделение. В процессе твердения цемент выделяет тепло. Если тепло выделяется очень медленно, то это обычно не вызывает возникновения трещин в бетоне. Если же этот процесс протекает сравнительно быстро, то применять данный цемент для возведения массивных сооружений не следует. Количество выделяющегося при твердении тепла можно уменьшить путем подбора соответствующего минералогического состава цемента, а также посредство введения некоторых измельченных активных минеральных и инертных добавок.
Подробнее — выделение тепла при твердении цемента.

Коррозионная стойкость цемента в основном зависит от плотности бетона или раствора и минералогического состава цемента. Коррозионная стойкость бетона уменьшается с увеличением его пористости и с повышением тонкости помола цемента.
Подробнее — коррозия цемента, виды коррозии и борьба цементной коррозией.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Если замерзает цементный раствор
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector