Цемент. методы лабораторных испытаний.

Температура воздуха в лаборатории и воды для затворения цементных образцов должна составлять 20±3°С. Для испытания применяют пресную питьевую воду. Температура в помещении влажного хранения образцов должна быть 20±2°С.

Пробу цемента до испытаний хранят в сухом помещении в таре, защищающей его от увлажнения и загрязнения посторонними примесями. Перед испытаниями каждую пробу просеивают через сито с сеткой № 09. Остаток на сите взвешивают и отбрасывают. Массу остатка (в %), а также его характеристику (наличие комков, кусков дерева, металла и пр.) фиксируют в журнале.

Применение алюминиевых и цинковых приборов, форм и другого инвентаря, соприкасающихся с цементным тестом и растворами, запрещается.

Определение тонкости помола (ГОСТ 310.2—76*). Контрольное сито должно удовлетворять требованиям ГОСТа на сетку № 008 (размер ячейки в свету 0,08X0,8 мм).

Цемент, высушенный в течение 1 ч при 105...110вС, отвешивают в количестве 50 г и просеивают через указанное сито. Просеивание заканчивается, если через сито за 1 мин проходит не более 0,05 г цемента. Тонкость его помола определяется с точностью до 0,1% как отношение массы цемента, прошедшего через сито с сеткой № 008, к его первоначальной массе.

Определение плотности цемента (ГОСТ 310.2—76*). Для этого используют объемомер- -прибор Ле Шателье (рис. 13.1). Сначала прибор погружают в воду (температура воды должна соответствовать температуре, при которой производилась градуировка прибора), а затем наполняют обезвоженным керосином. Высушенный при Ю5...110°С цемент отвешивают в количе­стве 65 г с точностью до 0,01 г и высыпают в прибор. Плотность цемента р„ определяют как отношение навески цемента к объему жидкости, вытесненной им. Плотность вычисляют с точностью до 0,01 г/см3 как среднее арифметическое значение результатов двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3.

Определение нормальной густоты цементного теста (ГОСТ 310.3—76*). Нормальная густота цементного теста определяется на стандартном приборе Вика (рис. 13.2). Пестик прибора выполнен из нержавеющей стали с полированной поверхностью диаметром 10—0,1 мм, длиной 50±1 мм. Массу перемещающейся части прибора, включая цилиндрический металлический стержень, пестик и иглу, выбирают таким образом, чтобы она находилась в пределах 300±2 г. Кольцо прибора, в которое помещают цементное тесто, имеет форму .усеченного конуса следующих размеров, мм: высота — 40±0,5, малый диаметр — 65±0,5, большой диаметр — 75+0,5.

Для приготовления цементного теста 400 г цемента стандартной лопаткой для перемешивания энергично растирают с водой в чашке для затворения (в течение 5 мин с момента вливания воды в цемент). Количество воды (в % от массы цемента) подбирают с точностью до 0,25%. Так, клинкерный портландцемент требует обычно 23...26% воды, клинкерный портландцемент с минеральными добавками — 27...32%.

Густота цементного теста считается нормальной, если пестик, погруженный в кольцо с тестом, не доходит до его дна на 5...7 мм (глубина погружения 33...35 мм). Глубину погружения пестика замечают по шкале прибора. Нулевой отсчет соответствует соприкосновению его с дном кольца.

Исходное положение стержня с пестиком перед его погружением в цементное тесто фиксируется по соприкосновению пестика с поверхностью теста, срезанного вровень с краями кольца. Стержень прибора закрепляется и освобождается зажимным винтом или другими механизмами (в полуавтоматических или автоматических устройствах).

Определение сроков схватывания (ГОСТ 310.3—76*). Пестик в стандартном приборе Вика заменяют стальной иглой диаметром 1,1±0,04 мм, длиной 50±1 мм. Началом схватывания це­мента считают время, прошедшее от начала затворения теста до момента, когда игла под действием силы тяжести 300±2 г не доходит до дна на 1...3 см. Конец схватывания цемента выражается временем от начала затворения до момента, когда игла перестает проникать в тесто более чем на 1 мм.

Определение равномерности изменения объема (ГОСТ 310.3—76*). Из теста нормальной густоты отвешивают две навески по 75 г, придают им форму шариков и кладут на отдельную стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом.

Пластинкой постукивают о твердое основание до тех пор, пока шарики не расплывутся в лепешки диаметром 7...8 см, толщиной в средней части около 1 см. Поверхность лепешек заглаживают мокрым ножом от края к середине. Лепешки хранят в ванне с гидравлическим затвором (рис. 13.3) в течение (24±2) ч, а затем подвергают кипячению. Для этого лепешки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают на решетчатую полку кипятильного бачка. Воду в бачке нагревают до кипения, которое поддерживают в течение 4 ч.

После остывания бачка лепешки вынимают и осматривают. Вспучивание лепешек, сопровождающееся увеличением объема, появление каких-либо искривлений, сетки мелких трещин на по­верхности, а также отдельных трещин, идущих от краев лепешек к их середине (радиальные трещины), указывают на то, что цемент не выдержал испытания на равномерность изменения объ­ема. Искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки. Трещины от усадки цементного теста, образующиеся обычно во время хранения ле­пешек во влажной камере, не принимают во внимание. Вид образцов после испытания на равномерность изменения объема показан на рис. 13.4.

Определение прочности (марки) цемента (ГОСТ 310.4—81*). Нормальный песок для приготовления раствора должен удовлетворять требованиям ГОСТ 6139—78 и иметь влажность не бо­лее 0,25%.

Стандартные испытания цементов для определения их марки по прочности производят на образцах, приготовленных из раствора состава 1 :3 по массе с В/Ц, устанавливаемым экспери­ментальным путем.

Для определения водоцементного отношения 1500 г нормального песчаи500г цемента помещают в сферическую чашку, предварительно протертую мокрой тканью, и перемешивают в сухую


в течение 1 мин, затем прибавляют воду из расчета В/Ц = 0,4 (200 г), дают ей впитаться в течение 0,5 мин после чего раствор интенсивно перемешивают стандартной лопаткой в течение 1 мин.

Полученной растворной смесью заполняют в два приема стандартный конус встряхивающего столика (рис. 13,5). Нижний слой штыкуют стандартной металлической штыковкой (диа­метром 20±2 мм, длиной 110±1 мм) 15 раз, верхний— 10 раз.

После удаления избытка смеси форму-конус снимают и столик встряхивают 30 раз за 30±5 с, после чего штангенциркулем измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаим­но перпендикулярных направлениях и определяют среднее значение. Расплыв конуса с В/Ц=0,4 должен быть 106...115 мм.

Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, то количество воды увеличивают для получения расплыва конуса 106...108 мм. Если расплыв конуса оказывается более 115 мм, количество воды уменьшают для получения расплыва конуса 113...115 мм. В/Ц, при котором получен расплыв конуса 106...115 мм, считают нормальным.

Из стандартного раствора с консистенцией, характеризуемой расплывом конуса 106...115 мм, состава 1 :3 по массе готовят три образца-балочки в трехгнездовой металлической форме с насадкой (Насадка должна плотно прилегать к форме). Основные размеры формы, мм: ширина и высота — 40±0,1, длина — 160±0,4. Угол между стенками и дном формы должен быть 90+ ±0,5 °С.

Форму жестко закрепляют в центре стандартной лабораторной виброплощадки, создающей вертикальные колебания с амплитудой 0,5±0,3 мм и частотой 3000...2800 в I мин, которая может быть укомплектована реле времени.

Форму наполняют готовим раствором (слой толщиной приблизительно 1 см) и включают виброплощадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют на всю высоту раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают, с нее снимают форму, срезают ножом, смоченным водой, излишек раствора, заглаживают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют образцы.

Формы с изготовленными образцами хранят 24±2 ч в ванне с гидравлическим затвором. Образцы, имеющие через 24 ч прочность, не достаточную для расформовки их без повреждения, допускается вынимать из форм только через 48 ч, указывая этот срок в рабочем журнале. Затем их осторожно освобождают из форм, переносят в ванны с питьевой водой и укладывают в горизонтальном положении так, чтобы не соприкасались друг с другом. Вода должна покрывать образны не менее чем на 2 см. Воду меняют через каждые 14 суток, температура ее должна быть 20±2°С, как и при хранении образцов.

По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 10 мин испытывают. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть насухо протерты.

Для определения марки цемента образцы-балочки в возрасте 28 суток с момента их изготовления испытывают на изгиб, а затем каждую из полученных половинок — на сжатие.

При испытании на изгиб образцы устанавливают на опорные элементы прибора (рис. 13.6) таким образом, чтобы их длинные грани находились в вертикальном положении. Испытание производят на приборах любой конструкции, удовлетворяющих следующим требованиям: средняя скорость нарастания испытательной нагрузки на образец должна составлять 0,5=fc0,1 МПа в 1 с; нагружение образца производится в режиме чистого изгиба; захват для установки образца должен быть снабжен цилиндрическими элементами диаметром 10.-0,1 мм, изготовленными из нержавеющей стали твердостью по Роквсллу НРС 55...60.

Предел прочности при изгибе образцов цементного раствора вычисляют как среднеарифметическое двух наибольших результатов испытания трех образцов-балочек.

Для испытания на сжатие каждую половинку образца помещают между двумя пластинками из нержавеющей стали твердостью по Роквеллу НРС 55..60, так чтобы боковые грани образца, прилегавшие при изготовлении к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца. Форма и размеры пластинки приведены на рис. 13.7, а. Образец вместе с пластинами центрируют на опорной плите пресса (рис. 13.7, б). Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть 2+0,5 МПа в 1 с. Рекомендуется использовать приспособление, автоматически поддерживающее стандартную скорость нагру-жения образца.

Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления разрушающей нагрузки, II, на рабочую площадь пластинки, см2, т. е. на 25 см.

Предел прочности при сжатии материала вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов испытания шести образцов.