Файл: Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 136

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3.

Вычислить предел прочности при сжатии отдельного

об­

разца

как частное от деления величины

разрушающего

груза

Н)

на площадь пластинки (в см2), т.

е. на 25 см2.

 

Предел прочности при сжатии образцов вычислить как сред­ нее арифметическое из четырех наибольших показателей, полу­ ченных при испытании шести образцов.

4. Определить марку цемента по пределу прочности при из­ гибе образцов балочек 4X4X16 см-я сжатии их половинок, из­ готовленных из раствора состава 1:3, выдержанных в воде и ис­

пытанных через 28 дней

с момента

изготовления.

По

ГОСТ

10178—(62 и дополнению № 2

к ГОСТ

10178—62 цементы делят

на марки (табл. 24).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц

а. 24

 

 

Предел прочности при изги­

Предел прочности при сжа­

 

 

бе через 28 суток в МПа,

 

тии через 28 суток в МПа,

Цемент

 

не менее для марок

 

 

не менее для марок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200 300 400 500 600

200

зоо

400

S00

600

Портландцемент

_

4,5

5,5

6

 

6,5

_

30

40

50

60

Гидрофобный

порт­

_

 

 

 

 

_

_

 

 

_

__

ландцемент .................

4,5

5,5

 

 

30

40

Пластифицирован -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный портландцемент .

 

4,5

5,5

6

 

 

30

40

50

Сульфатостойкий

 

 

 

 

 

 

 

 

портландцемент . . .

5,5

 

40

Шлакопортландце-

3,5

4,5

5,5

 

 

 

30

40

50

■---

м е н т .............................

6

 

2 0

Пуццолановый порт-

3,5

4,5

5,5

 

 

 

 

30

 

 

 

ландцемент ....................

 

2 0

40

--- .

Цементные заводы испытывают каждую отгружаемую

пар­

тию цемента,

определяя

прочность

на

изгиб

и сжатие

 

стан­

дартных образцов

через 3, 7 и 28 суток

твердения для

порт­

ландцемента, через 7 и 28 суток твердения для шлакопортланд­ цемента и пуццоланового портландцемента и через 3 и 28 суток твердения для быстротвердеющих портландцемента и шлако­ портландцемента. Заводы отгружают цемент с указанием окон­ чательной (гарантийной) марки цемента по результатам испы­ таний образцов в одно-, трех или семисуточном возрасте.

При контрольной проверке цементов допускается отклонение показателей прочности образцов 28-суточного возраста до 5% ниже марочной прочности, указанной в паспорте.

Прочность образцов 28-суточного возраста в кгсісм2 назы­ вают активностью цемента, которая может отличаться от марки в зависимости от сроков и условий хранения цемента с момента отгрузки заводом.

71


Особенности испытания разновидностей цементов

 

Пластифицированный портландцемент.

Раствор,

приготовленный из пла­

стифицированного

портландцемента и нормального

песка состава I :3 при

В/Ц = 0,4, должен

обладать пластичностью,

при которой расплыв образца в

виде конуса из этого раствора после 30 встряхиваний на встряхивающем сто­ лике составлял бы не менее 126 мм.

Гидрофобный портландцемент. Гидрофобность цемента определяют, нано­ ся на слой цемента (5— 10 г) несколько капель воды. Вода не должна впи­ тываться цементом меньше чем за 5 мин.

Сульфатостойкий портландцемент, сульфатостойкий пуццолановый порт­ ландцемент и портландцемент с умеренной экзотермией. Кроме обычных ис­ пытаний для цементов определяют минералогический состав клинкера, кото­ рый должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 25.

 

 

 

 

 

 

 

. Т а б л и ц а 25

 

 

 

Содержание в % (не более) клинкерообразующих минера­

 

 

 

 

 

 

лов

 

 

 

 

Портландцемент

 

 

 

 

 

ЗСаО-АПОз и 4СаОХ

 

 

 

 

ЗСаО- S i0 2

ЗСаОАЦОз

 

 

 

 

 

X A l2Ö3-Fe20 3

Сульфатостойкий . . .

 

50

 

5

 

22

Сульфатостойкий

пуц-

Не

нормируется

 

Не

нормируется

цолановый .........................

8

С

умеренной экзотер-

 

50

 

 

 

То

же

мией ..................................

 

 

8

 

Минералогический состав клинкера может быть рассчитан по результатам

химического анализа

(ГОСТ 5382—65) по формулам:

 

 

 

 

3 C a 0 S i0 2

= 4,07 (CaO — СаОсв) — (7,6 (Si02 — S i02cB) +

 

 

 

+

6,7 А12 0 3

+ 1,42 Fe2 0 3];

 

 

 

 

3 CaO • Диод =

2,65

(Al2 0 3 — 0,64 Fe20 3) ;

 

 

 

 

 

4 Ca0

Al20 3 Fe2 0 3 = 3,04 Fe2 0 3,

 

 

 

где CaO, S i02, A120 3, Fe2 0 3 — содержание

окислов в %

массы

цемента;

С а О

с в — содержание

свободной

извести, обычно не превышающее

0,5— 1 %;

SiOn

— содержание свободного кремнезема в %.

 

<

 

 

с в

(

 

 

 

 

 

 

Глиноземистый цемент. Марку цемента определяют как предел прочности

при

изгибе образцов-балочек размером 4X4X16 см и сжатии

их половинок

из раствора состава 1 : 3 и испытанных в возрасте 3 суток. Предел прочно­ сти при сжатии половинок образцов-балочек через 28 суток должен быть не менее чем через 3 суток твердения. Предел прочности при изгибе образцовбалочек через 28 суток может быть ниже прочности образцов, испытанных на 3-я сутки, но не меньше чем на 10%.

Приготовленные для испытания образцы лепешек и балочек в форме вы­ держивают в ванне с гидравлическим затвором 6 ч. Через 24+2 ч с момента

изготовления образцы вынимают из форм и хранят в воде до испытания. Предел прочности образцов-балочек при изгибе и «х половинок при сжа­

тии глиноземистого цемента должны быть не ниже указанных в ГОСТ 969—66 (табл. 26).

72


I

Т а б л и ц а 26

 

 

Предел прочности

в МПа,

не менее

Марка глиноземистого

при

сжатии

 

при

изгибе

ц е­

 

 

 

 

мента

через одни

через трое

через

одни

через трое

 

 

сутки

суток

сутки

суток

400

2 0

40

3,5

5,5

500

27,5

50

4

 

6

600

35

60

4,5

6,5

Плотность цемента определяют с помощью прибора Ле Шателье, пред­ ставляющего собой колбу с верхней частью в виде воронки и сферическим ѵширением на узкой части (рис. 40). На узкой части колбы ниже и выше сфе­ рического уширения нанесены деления. Поря­ док определения следующий.

1.Пробу цемента высушить при 105—110°С

втечение 2 ч, затем охладить в эксикаторе,

после

чего

отвесить

65

г.

 

 

 

 

 

 

 

2 . Поместить прибор в стеклянный сосуд с

 

 

 

водой таким образом, чтобы вся градуирован­

 

 

 

ная часть его была в воде. Температура воды

 

 

 

в сосуде должна соответствовать температу­

 

 

 

ре, .при которой градуировался прибор.

 

 

 

 

 

3. Наполнить прибор безводным керосином

 

 

 

до нижней нулевой чарты (по нижнему менис­

 

 

 

ку). Свободную

от

керосина

часть

прибора

 

 

 

(выше нулевой

черты) тщательно протереть

 

 

 

тампоном из фильтровальной бумаги.

 

 

 

 

 

4.

Отвешенную

 

пробу

цемента

всыпать

™ с-

п

 

сквозь

воронку

небольшими

равномерными

Прибор Ле Ша-

порциями до тех

пор,

пока

уровень жидкости

телье

для

определения

в

приборе

поднимется

до

одного из

делений

'плотности цемента

в

пределах

верхней

градуированной

части

 

 

 

прибора. Для удаления пузырьков воздуха прибор с содержимым вынуть из сосуда с водой и поворачивать в наклонном положении в течение 1 0 мин

на гладком .резиновом коврике.

5. Поместить прибор в воду, имеющую температуру градуировки прибо­ ра, не менее чем на 1 0 мин и отсчитать уровень жидкости в приборе.

6 . Определить объем вытесненного керосина по разности уровня, а затем

плотность цемента по формуле

где g — масса цемента в г; V — объем керосина, вытесненный цемен­ том, в см3.

Плотность определяют с точностью до 0,01 г/см1 как среднее арифмети­

ческое двух определений, расхождение между которыми не должно превы­ шать 0 , 0 2 г/см3.

Плотность цементов колеблется в следующих пределах:

П ортландецемент.................................

. . :

г :

3—3,2

Пуццолановый портландцем ент...............................

 

 

2,7—2 , 9

Ш лакопортлаядцемент..................................................

 

 

2 , 8 _з'

Глиноземистый ц е м е н т .................................................

 

 

З Д _3 3

Известково-пуццолановыйц е м е н т ..............................

:

:

2,2 —2 ^ 8

Р о м а н ц ем ен т .......................................................

2 , 6 _з'

73


Объемную массу цемента определяют в рыхлом, свободно насыпанном . состоянии. Для этого цемент насыпают через воронку с высоты 5 см в цилинд­ рический сосуд вместимостью 1 л до образования конуса, который затем осто­

рожно снимают стальной линейкой. Объемную массу цемента определяют пу­ тем деления массы цемента в цилиндре на его объем. Иногда объемную массу цемента определяют в уплотненном состоянии, для чего цемент в ци­ линдре встряхивают до прекращения осаідки цемента.

Значения объемной массы различных цементов приведены в табл. 27.

 

 

 

Т а б л и ц а 27

 

 

Объемная масса в кг/м 3

Цемент

в рыхлом состоянии

в уплотненном состоя-

 

 

НИИ

Портландцемент.................................

900—1300

1500—2000

Пуццолановый

портландцемент

800—1000

1200—1600

Глиноземистый

цемент . . . .

1000—1300

1600—2000

Известково-шлаковый цемент .

800—900

1200—1400

Шлакопортландцемент . . . .

900—1200

1400—1800

Романцемент .

...........................

800—1000

1 0 0 0 — 1 2 0 0

 

 

 

Удельная поверхность позволяет более точно характеризовать тонкость помола (степень дисперсности) цемента в сравнении с ситовым анализом. Су­ ществующие методы определения удельной поверхности основаны на изме­ рении сопротивления, оказываемого воздуху, просачивающемуся через слой цемента определенной толщины и площади поперечного сечения, уплотнен­ ного до определенной пустотности. Удельную поверхность определяют с по­ мощью прибора (рис. 41), состоящего из гильзы, манометра-аспиратора, кра­ на, регулятора разрежения и источника разрежения (груша или водоструй­ ный насос).

Гильза представляет собой стальную трубку, установленную в плотно за­ винчивающуюся обойму донышка (рис. 42). Внутренний диаметр трубки 25,2+0,1 мм, площадь поперечного сечения 5 см2. В нижней части гильзы выточены заплечики, на которые помещается перфорированный диск. Ниже

Рис.

41.

Общий

вид

поверхнэ-

Рис. 42. Гильза іповерхностемера

стемера

 

 

 

 

I — заплечики

гильзы; 2 — перфорирован­

1 — гильз-а;

2 — манометр-аспиратору

ный диск;

3 — стальная трубка; 4

3 — регулятор

разрежения;

4 — источ­

трубка для присоединения гильзы к при­

ник

разрежем ия

1груш а

или водо­

бору; 5 — обойма донышка

струйный

насос)

 

 

 

 

74


уровня перфорированного диска имеется трубка, служащая для присоедине­

ния гильзы к прибору.

диск представляет собой металлическую пластинку

Перфорированный

толщиной 2 мм с 8 8

отверстиями диаметром 1,2 мм. На перфорированный

диск помещают слой испытуемого цемента, который уплотняют при помощи плунжера, состоящего из корпуса с просверленным вертикальным каналом для прохода воздуха, упорного кольца и рукоятки.

Нижняя плоскость плунжера должна быть перпендикулярна его верти­ кальной оси. Упорное кольцо должно быть на такой высоте от нижней пло­ скости плунжера, чтобы при введении последнего в гильзу до соприкоснове­ ния кольца с верхними краями гильзы расстояние между нижней плоскостью

плунжера и перфорированным диском составляло 15+0,5 мм. Маяометр-аспиратор— стеклянный сосуд, <наполненный водой, — служит

для создания разрежения, вызывающего просасывание воздуха через слой це­ мента, а также для изменения этого разрежения. Внутренний диаметр мано­ метра-аспиратора составляет около 5 мм, высота 250 мм. Одно колено мано­ метра открыто, второе присоединяется к гильзе и регулятору разрежения. На этом колене манометра имеются два уширения, предназначенные для изме­ рений удельной поверхности цементных порошков: верхнее — для порошков с большой удельной поверхностью, нижнее — с малой удельной поверхностью.

Выше и ниже уширений имеются отметки. Кроме того, нанесена нулевая отметка, до которой манометр-аспиратор наполняется жидкостью, и верхняя, до которой должен подниматься уровень жидкости перед началом измерения.

Гидравлический регулятор разрежений состоит из стеклянного сосуда,

.наполненного насыщенным раствором поваренной соли. В сосуд впаяна стеклянная трубка для ввода воздуха и трубка для присоединения к прибо­ ру. Регулятор заполняют раствором до такого уровня, чтобы при создании разрежения жидкость в закрытом колене манометра-аспиратора поднималась до высоты, отмеченной двумя точками.

Разрежение создают при помощи водоструйного насоса или груши-аспи­ ратора с клапанами для движения воздуха в одном направлении.

Порядок испытания следующий.

1. Цемент просеять сквозь сито № 09 и навеску 25 г высушить в течение

2ч при температуре 105—110°С.

2.Вычислить .навеску цемента, помещаемую в гильзу, по формуле

 

Q = УуѴ (1 — m),

 

где Q — величина навески

в г; уу — ллотн-ость испытуемого

цемента в

г/см3; V — объем слоя цемента

в гильзе в см3\ т — коэффициент

пористости

вдолях единицы, который .рекомендуется принимать равным 0,48+0,01.

3.Навеску цемента взвесить с точностью до 0,01 г. Для очень тонко

размолотых цементов, а также цементов с добавками (кремнеземистыми, кар­ бонатными и т. п.) величину навески следует подбирать опытным путем так, чтобы при прессовании плунжером получить в гильзе плотный слой. В этом случае величину коэффициента пористости вычисляют по формуле

Ууѵ — Q

т = Гг--------- •

V Уу

4. Проверить герметичность гильзы и соединений прибора, для чего плот­ но закрыть гильзу сверху резиновой пробкой, создать разрежение в маномет­ ре-аспираторе и закрыть кран. При полной герметичности гильзы и соедине­

ний уровень жидкости

в манометре-аспираторе не должен снижаться.

5. Отсоединить гильзу от прибора и поместить на перфорированный диск,

находящийся на дне

гильзы, кружок фильтровальной бумаги

малой или

средней плотности.

 

 

 

 

6 . Всыпать навеску цемента в гильзу и, постукивая слегка по стенкам

гильзы,

наложить на

слой цемента

второй кружок фильтровальной

бумаги.

7.

Уплотнять цемент нажатием

руки при помощи плунжера

до

тех пор,

75