Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии

Лабораторная работа №2

 

Тема: «Исследование качества и определение марки цемента».

 

Цель занятий: Научиться определять качество и марку цемента

Методическое обеспечение занятий:

1. Инструкции к выполнению занятий

2. Строительные материалы и детали. Учебник для техникумов. Попов Л.Н., М. Стройиздат, 1986.

 

Порядок выполнения:

1. Ознакомиться с инструкциями.

2. Оформить отчет.

Содержание отчета:

1. Вычертить и описать:

1. Прибор Вика

2. Схему испытания образцов (цементных балочек) на изгиб.

3. Схему испытания образцов (цементных балочек) на сжатие.

2. Описать определение марки цемента по результатам испытания образцов

 

Инструкции к выполнению занятий

1. Введение. Из цементов, изготовляемых по ГОСТ 10178—62, наиболее широко применяют в строительстве портландцемент, пуццолановый портланд­цемент и шлакопортландцемент, обладающие высокими строительными свойствами.

Портландцемент выпускают как без добавок, так и с активными минеральными добавками (в количестве до 15% от массы цемента) или с инертными добавками (в количестве не более 10%). Портланд­цемент изготовляют следующих разновидностей: пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, белый и цветной.

Портландцемент пластифицированный – придает растворам и бетонам повышенную пластичность, морозостойкость, водонепроницаемость (получают введением добавок гипса и СДБ в количестве до 0,25%).

Гидрофобный – имеет увеличенную водостойкость, водонепроницаемость, морозостойкость (добавки 0,1-0,3% асидола, синтетических жирных кислот и др.)

Сульфатостойкий – для наружных зон гидротехнических сооружений (имеет специальный состав клинкера)

Белый – получают из сырья с малым содержанием окрашенных оксидов (железа, марганца, хрома). Цветной получают введением в белый пигментов (сурик, охра, ультрамарин). Эти цементы используют при архитектурно-отделочных работах

В зависимости от прочности цементы подразделяют на следующие марки: портландцемент, пластифици­рованный и гидрофобный цемент (марок 300, 400, 500 и 600); сульфатостойкий портландцемент марок 300 и 400; портландцемент с умеренной экзотермией двух марок — 300 и 400; шлакопортланд­цемент, пуццолановый и сульфатостойкий пуццолановый портланд­цемент марок 200, 300, 400 и 500.

По ГОСТ 10178—62 марку цемента определяют по пределу проч­ности (кгс/см² или МПа) при изгибе образцов - балочек размером 40 * 40 * 160 мм и сжатии их половинок. Балочки готовят из раствора состава 1: 3 (по массе) цемента с нормальным песком, затворяя водой в соотношении В/Ц=0,4 и испытывают через 28 дней с момента изготовления.

 

2. Определение нормальной густоты цементного теста. Всем испытаниям цемента предшествует определение нормальной густоты цементного теста. Для опреде­ления этого показателя и сроков схватывания цементного теста при­меняют прибор Вика с кольцом. Прибор Вика (см.рис.1) имеет цилиндрический металлический стер­жень 1, свободно перемещающийся в объеме станины 2. Для закреп­ления стержня на требуемой высоте служит зажимной винт 3 или другое стопорное устройство. Стержень снабжен указателем 4 для отсчета перемещения его относительно шкалы 5, прикрепленной к станине. Цена деления шкалы 1 мм.

При определении нормальной густоты теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр-пестик 7. Пестик (рис. 2) должен быть изготовлен из нержавеющей стали и иметь полированную поверхность.

Рис.1 Прибор Вика

 

 

Рис.2 Пестик для прибора Вика

 

Нормальной густотой цементного теста называется такая конси­стенция его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, под действием собственного веса вместе со стержнем, не доходит на 5—7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Перед испытанием следует проверить, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а для проверки нулевого показания прибора пестик надо привести в соприкосновение с пластинкой, на которой будет расположено кольцо. В случае отклонения от нуля шкалу прибора соответствующим образом передвигают.

Для приготовления цементного теста отвешивают цемент, всыпают в чашку, предварительно протертую влажной тканью, делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в коли­честве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты.

После заливки воды углубление засыпают цементом и через 30 с после этого сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и расти­рания цемента с водой — 5 мин с момента приливания воды.

Сразу после окончания перемешивания кольцо наполняют в один прием цементным тестом и 5—6 раз встряхивают его, постукивая пластинкой о стол. Затем поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень зажим­ным винтом; затем, быстро отвинчивая закрепляющий винт, осво­бождают стержень и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто.

Через 30 с с момента освобождения стержня глубину погружения его фиксируют по шкале. Кольцо с тестом при опыте не должно под­вергаться толчкам.

При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину 5—7 мм до пластинки.

 

3. Проведение испытания. Для определения прочностных характеристик цемента изготовляют образцы-балочки из цементного раствора нормальной густоты по рекомендациям ГОСТ10178-62 (1:3 цемент: песок, затворенные водой с соотношением В/Ц 0,4). На каждый намеченный срок испытания изготовляют по три образца в специальных формах. Для уплотнения раствора формы балочек закрепляют на виброплощадке. Формы наполняют раствором приблизительно на 1 см и включают вибрационную площадку, затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно, небольшими порциями, оконча­тельно заполняют раствором; через 3 мин вибрацию образцов пре­кращают. Форму снимают с виброплощадки, излишек раствора сре­зают ножом, смоченным водой, зачищают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют их. Балочки выдерживают перед испытаниями 28 суток.

Для определения предела прочности при изгибе образцы уста­навливают на опоры изгибающего устройства так, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в верти­кальном положении. Схема распо­ложения образца на опорных вали­ках показана на рис. 3.

Рис.3 Размещение балочек при испытании на изгиб

 

На верхний валик с помощью пресса прикладывается медленно возрастающая сила до момента разрушения балочки. По прибору пресса сила разрушения фиксируется и далее расчитывается предел прочности при изгибе (МПа) по формуле:

 

R _из =3_*F_разр*l/(2_*b_*h²), где

 

F_разр – разрушающая сила в Н, l – расстояние между опорами, мм, b и h – ширина и высота образца, мм.

Предел прочности при изгибе цементного раствора вычисляют, как среднее арифметическое значение из двух наибольших резуль­татов испытания трех образцов.

Для определения предела прочности при сжатии полученные после испытания на изгиб 6 половинок балочек сразу же подвергают испытанию (см. схему на рис.4). Каждую половинку 2 помещают между двумя пластин­ками 3 таким образом, чтобы боковые гра­ни, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры плас­тинок плотно прилегали кторцовой глад­кой стенке образца. На рисунке 1 и 4 соответственно верхняя и нижняя опоры пресса.

Образец вместе с пластинками подвер­гают сжатию на прессе. Скорость увели­чения нагрузки должна составлять 20 ± 5 кгс/см² в 1 секунду.

 

Рис.4. Схема испытания на сжатие Рис.5. Форма и размеры пластинок для испытания (62,5*40*10 мм)

 

Предел прочности при сжатии (МПа) отдель­ного образца вычисляют, как частное от деления величины разрушающего груза (кгс) на рабочую площадь пластинки (см²), т. е. на 25 см².

 

R _сж = F_разр/25

 

Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из це­ментного раствора, вычисляют, как среднее арифметическое четырех образцов, получивших наибольшие результаты из шести испытанных образцов.

 

 

Таблица. Прочность портландцемента

Марка цемента	Предел прочности через 28 суток, МПа, не менее
При изгибе	При сжатии
	5,5 6,0 6,2 6,5

 

По полученным экспериментальным данным пользуясь таблицей находят марку цемента. Например, если при испытаниях прочность при сжатии получена 43 МПа, а при изгибе 5,7, то марка цемента будет 400.

 

 

Контрольные вопросы для защиты

 

1. Назовите виды цементов, применяемых в строительстве

2. Что является сырьем для производства цемента

3. Назовите способы производства цемента

4. Что такое клинкер?

5. Опишите производство цемента мокрым способом.

6. Опишите производство цемента сухим способом

7. Назовите основные свойства портландцемента

8. Назовите соотношение компонентов для приготовления образцов при испытании цемента.

 

 

Разработал преподаватель Козыревич А.М.

 

Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии

Протокол № от __________ 2011 г.

 

Председатель комиссии Глинская Н.Л.