Т марки или активности цемента

6.Расчет марки или активности цемента.

(где Fри – разрушающая нагрузка ; l – пролет т.е. расстояние между нижними опорами., b и h– высота и ширина сечения балки (сечение квадратное).

Rизг1 = 3*200*10 / 2*4 3 = 6000/128 = 46,875Па = 4,6875*10 -5 МРа

Rизг2 = 3*250*10 / 2*4 3 = 7500/128 = 58,594Па = 5,8594*10 -5 МРа

Rизг3 = 3*300*10 / 2*43 = 9000/128 = 70,312Па = 7,0312*10 -5 МРа

Расчет предела прочности при сжатии: Rсж = Fсж/S S – площадь пластинок (25 см2).

Rсж1 = 8000/25 = 320кгс/см2 = 31,392 MPa

Rсж2 = 11000/25 = 440кгс/см2 = 43,164 MPa

Rсж3 = 12000/25 = 480кгс/см2 = 47,088 MPa

Rизг(ср.) = 5,9*10 -5 МПа , Rсж(ср.) = 40,548 МРа

Предел прочности при изгибе, МПа (кгс/см 2 ), в возрасте, сут.

Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см 2 ), в возрасте, сут.

Портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент

Вывод : Марка цемента М500.

Лабораторная работа №1.

Определение марки кирпича

полнотелого пластического формования.

Цель: определение марки кирпича.

Марка кирпича устанавливается по результатам испытания на прочность при сжатии и изгибе в соответствии с ГОСТ 8462. Для испытания отбирают не менее 5 сухих полнотелых кирпичей или 15 пустотелых. Влажные кирпичи, находившиеся несколько суток в помещении с температурой около 20ºС, подсушивают в течение 4 часов при температуре 105…110ºС. По внешнему виду и наличию дефектов кирпичи должны удовлетворять ГОСТ 530-95.

Испытание на прочность при изгибе:

Предел прочности при изгибе определяют по стандартной схеме

Схема испытаний кирпича на сжатие (а) и изгиб (б) при определении его марки по прочности. 1 – плита пресса; 2 – выравнивающий материал; 3 – кирпич.

Прокладки 2 выравнивающего материала предназначены для равномерного распределения. Диаметр опорных стержней – 20 мм. Предел прочности при изгибе (МПа) вычисляют по формуле:

R_изг = 3F_разрL/2bh 2

где F_разр – нагрузка, при которой происходит разлом образца на две половины, МН; L – расстояние между опорами (пролет), равное здесь 0,2 м; b и h – ширина и высота кирпича соответственно, м.

Rизг1 = 3*550*20/2* 12*6,5 2 = 33000/1014 = 32,542 Па = 3,2542*10 -5 МПа

Rизг2 = 3*650*20/2*12*6,52 2 = 39000/1014 = 38,462 Па = 3,8462*10 -5 МПа

Rизг3 = 3*600*20/20*12*6,52 2 = 36000/1014 = 35,503 Па = 3,5503*10 -5 Мпа

Rизг(ср.) = 3,546*10 -5 Мпа

Испытание на прочность при сжатии:

Испытания на прочность при сжатии поводят на половинках полнотелого кирпича или на целых пустотелых кирпичах .

Половинки кирпича готовят распиливанием или раскалыванием на специальном приспособлении. Допускается определять предел прочности при сжатии на половинках кирпича, полученных после испытания его на изгиб. При этом половинки кирпичей складывают так, чтобы разломы были с разных сторон, и кирпичи соприкасались только по неповрежденной поверхности.

Предел прочности при сжатии (Rсж, МПа) определяют по формуле:

Rсж = К1•К2•(Fсж/S)

Где Fсж – разрушающая нагрузка; S – площадь рабочей поверхности образца (вычисленная до испытания); К1 – коэффициент, учитывающий ослабление кирпича пустотами (К1 = 1,2 для пустотелого кирпича, для полнотелого кирпича К1 = 1); К2 – коэффициент, учитывающий изменение краевого эффекта и характера разрушения вследствие применения прокладок из мягкого материала.

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.

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.

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

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

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

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

Методы определения активности цемента

Материалы

Активность цемента позволяет определить прочностные характеристики используемого материала. Это крайне важный показатель, который дает понять и оценить качество цемента. В связи с этим он и контролируется государственными стандартными (ГОСТ). Определить активность цемента можно профессиональными и домашними способами. Статья расскажет об этом параметре более подробно, а также опишет способы анализа пределов механического напряжения, выше которого происходит разрушение цемента.

Активность цемента — что это за параметр

Активность цемента – это ключевой параметр, характеризующий этот вид строительного материала. Показатель определяет степень прочности готового монолитного куска цемента путем изгиба или сжатия. Активность напрямую зависит от степени измельчения клинкерных добавок, прочих элементов, входящих в состав, а также времени хранения материала, условий, в которых он находился.

Показатель активности можно определить, как параметр фактической прочности цементных монолитов, изготовленных и исследуемых в определенных условиях, руководствуюсь рядом правил и государственных стандартов.

По сути, активность – это обычное состояние структуры сырья на всех этапах его применения. Оно определяется, как абсолютная прочность образца. На основании этого цементу дают марки типа M200, M300 и так далее.

Далеко не все знают, почему прочность так сильно зависит от активности цемента. Основано это на том, что характеристики постепенно набираются при формировании соединений воды с растворенным веществом (гидратов) и их кристаллизацией благодаря связывающим компонентам. Зависит прочность от скорости прохождения гидратации, которая не останавливается ни на день в процессе использования материала. Обычно выделяют такие ключевые фазы изменения прочности цемента:

• Первая активная фаза. В течение первого этапа, который длится около 28 дней, вещество достигает основного показателя прочности. За это время успевает образоваться большинство связей.
• Вторая перспективная фаза. За это время (около года) цемент успевает набрать практически максимальную прочность, а кристаллизация завершается.
• Третья фаза деградации. После окончания срока эксплуатации цемента гидраты начинают разрушаться, а соединения, вступающие в реакцию с водой, подвергаются коррозии. Это ведет к раскалыванию, сыпучести, хрупкости материала.

Обратите внимание! Активность представляет собой показатель, который динамически изменяется в процессе службы материала. Кроме времени на него влияет параметр частичной гидратированности. Некоторые крупные фракции добавленных веществ не вступают в реакцию даже после перспективного этапа. Они могут активизироваться позже и увеличить срок службы.

Какие факторы влияют, как выражается

Активность цементных растворов зависит от некоторых вещей: места хранения, состава смеси, размера взвешенных частиц. Это основополагающие вещи, непосредственным образом влияющие на прочность.

Если хранить материал слишком долго, то его активность будет постепенно уменьшаться. Все зависит от условий, в которых находится цемент. В списке представлены примерные коэффициенты снижения активности цемента, которые зависят от условий хранения.

• Не влажный закрытый склад и влагонепроницаемые полиэтиленовые мешки. За один месяц хранения активность не меняется, но уже спустя два месяца она снижается на 4%, через три на 8%, а через четыре на 14%.
• Полностью сухой склад и обычные целлюлозные мешки. Из-за использования бумажных пакетов уже через один месяц прочность может снизиться на 5%, а через два месяца на 10%. Дальнейшая тенденция понятна.
• Склад с повышенной влажностью воздуха или хранение насыпью. Уже через месяц активность падает на 10%, а через два месяца на 20%. Далее процесс несколько притормаживается и спустя три или четыре месяца показатель изменяется на 23-28%

Обратите внимание! От условий хранения сильно меняется марка цемента. Если изначально это был материал М400, то после пары месяцев неправильного хранения он может стать М300 или М200.

Также на активность влияет состав материала, вид и количество дополнительных веществ, примеси клинкера. Если в цемент будут включены частицы природных карбонатов и кварца, то показатель снизится. Использование алюминатов и алита, наоборот, повысят его. В случае добавления щелочи кристаллизация может как ускориться, так и замедлиться. Клинкер повышает прочность.

Последний значимый фактор – дисперсность примесей. Зависит он от измельченности, входящих в состав компонентов. Если цемент будет мелкодисперсным, то он будет обладать повышенной активностью и застынет быстрее. Зависит прочность и от удельного веса, то есть плотности. Чем она выше, тем активность больше.

Далеко не все знают, как выражается активность портландцемента. Выражение основано на его марке. Для испытаний обычно применяют специальное оборудование и образцы монолитов, вылитые из цементного теста.

Проведение исследований активности цемента

Согласно государственному стандарту № 310.4-81 изучение проводится так:

1. Приготовление смеси. Для этого связывающий компонент смешивают с песком в общепринятом соотношении (1:3), а потом вываливают получившуюся смесь насыпью и добавляют воды. Пропорции жидкости и цемента составляют от 0.45 до 0.5. Это изменяемый параметр, так как он зависит от второго этапа.
2. Определение расплыва состава. Чтобы получить точные показатели, необходимо приготовить смесь исключительно идеальной консистенции. Подвижность может определяться с помощью классического конуса и стола встряхивания. Расплыв в диаметре должен находиться в пределах 100-110 мм.
3. Укладка состава по формам. Обычно формы обладают размерами 40х40х160 мм. Перед началом следующего этапа их смазывают машинными маслами, чтобы состав легко вышел после высыхания. После заливки раствора его уплотняют и оставляют на время.
4. Затвердевание. Первые сутки формы находятся в специальном гидравлическом растворе, а затем на 27 дней перемещаются в емкость с холодной водой.
5. Испытания на прочность. В эксперименте участвуют три монолита, а по окончании их параметры суммируются и делятся. Получается среднее арифметическое.

Можно ли определить в домашних условиях

Можно выполнить проверку и в домашних условиях. Это сложнее, но вполне выполнимо. Если под рукой нет специального оборудования, то обычно занимаются оценкой цвета порошка и раствора, а также его общего состояния. Если показатели активности высоки, то порошок должен быть серым с некими полутонами зеленого. Такой состав хорошо сыпется через пальцы и не имеет комков, которые, тем не менее, могут быть в мешке. Они должны легко раздавливаться руками. Тестирование проводится для анализа состава смеси. Если с ним все в порядке, то активация цемента не нужна.

Также доступен такой способ тестирования дома:

1. Приготовление теста из состава и щелочной минеральной воды.
2. Заливка диска с углублением посредине. Если он застывает за 10 минут, то раствор прочный и активный, а если за 30 минут, то качество оставляет желать лучшего.
3. Заворачивание диска во влажную тряпку, полиэтилен и выжидание трех дней. Диск должен стать еще плотнее и отдавать металлическим отзвуком.

Обратите внимание! Тестирование необходимо проводить для каждой упаковки вяжущего состава, так как партии могут отличаться, а это влияет на свойства. Кроме того, мешки могли храниться в разных условиях.

Методы расчета пределов прочности

Выбор способа определения исследуемой характеристики связан с тем, где будет использован материал в дальнейшем, а также какой класс и вид бетонной смеси из него изготовят.

На изгиб, при сжатии и пропаривании

Если выполняется проверка на изгиб, то ее обычно производят на прессе. Брусок застывшего состава располагают в ложе и воздействуют на него. Предел показателя высчитывается по формуле

Здесь P – это показатель нагрузки, l – расстояние между двумя плоскостями пресса, а b и h – ширина и высота бруска. Результат R получается в Мегапаскалях.

Исследование бруска на сжатие осуществляется на таких же гидравлических устройствах, позволяющих создавать давление в несколько десятков тонн. Для определения параметра делят силу разрушения образца на площадь поперечного сечения бруска.

Если конструкции будут пропариваться, то используемый в них цемент следует протестировать и на этот показатель. Для этого экземпляр после застывания кладут в пропарочную машину и высчитывают нужные параметры.

Ускоренный метод

Все методы, которые были рассмотрены, требуют времени и ресурсов, чтобы проверить одну характеристику. Предлагается ускоренный метод, но он требует наличия еще более экзотических приборов, способных установить активность материала на основе контракциометрического тестера. В его основе лежит расширение и сужение состава в преобразовании гидратов.

Из активированного цемента получается прочный бетон, но, если вяжущее вещество уже обладает повышенной активностью, достаточно добавить в него кварцевого песка и примесей, чтобы замесить крепкий раствор. Низкая активность говорит о том, что срок службы материала ниже заявленного из-за неправильного хранения, дисперсности и состава.

Испытания цемента

О материале: цемент относится к минеральным гидравлическим (твердеет как на воздухе, так и в воде) вяжущим веществам. Данные вещества — это тонкие порошки, которые затворяют водой, в результате чего образуется пластичное тесто, с течением времени самопроизвольно отвердевающее. Его свойства показывают способность образовывать пластичное цементное тесто и образовывать прочный и долговечный цементный камень в процессе твердения.

Актуальность испытаний: цемент должен удовлетворять требованиям стандарта по всем показателям, так как он является важнейшим компонентом бетона и раствора. От его вида и качества зависят эксплуатационные характеристики бетонного массива.

Испытания в лаборатории: аккредитованная в системе Росаккредитации научно-испытательная лаборатория «Политех-СКиМ-Тест» проводит испытания цемента в лабораторных условиях. Мы работаем в соответствии с действующими и актуальными нормативными документами Российской Федерации (ГОСТ 30744-2001 и ГОСТ 310 -1976). В лаборатории имеется необходимое поверенное оборудование, что является гарантом точности и достоверности результатов.

Перечень испытаний и услуг:

определение тонкости помола

определение нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объёма

определение предела прочности при изгибе и сжатии

определение водоотделения

Выезд на объект: для отбора проб цемента на объекте необходимо согласовать с нами удобное для Вас время и своевременно организовать допуск на объект. Отобрать пробы Вы можете самостоятельно в соответствии с требованиями ГОСТ, предоставив акт отбора образцов.

С расценками на проведение лабораторных испытаний материала Вы можете ознакомиться на странице с ценами.

Тонкость помола

Об испытании: тонкость помола характеризуется удельной поверхностью 2500…3000 см2 и остатком на сите № 009, не превышающим 15% от массы пробы. Данная характеристика влияет на время схватывания, при увеличении тонкости помола схватывание ускоряется.

Этапы проведения испытаний:
по остатку на сите:

• Пробу цемента дезагрегируют, встряхивая вручную в течение 2 минут в стеклянной колбе, оставляют в покое на 2 минуты и перемешивают сухим стержнем;
• Отвешивают 10 г. цемента и просеивают на сите № 009 (допускается применять сито №008);
• Процесс просеивания заканчивают, когда на контрольном просеивании проходит не более 0,01 г. цемента;

по удельной поверхности:

• Колбу Ле Шателье (см. рисунок), закреплённую в штативе, помещают в стеклянную ёмкость, заполненную водой;

• Прибор наполняется обезвоженным керосином до нулевой черты;
• Подготовленную пробу массой 65 г высыпают в прибор равномерными небольшими порциями, используя воронку;
• Удаляют пузырьки воздуха, вынимая прибор из воды и поворачивая его в наклонное положение на протяжении 10 минут;
• Снова погружают прибор в воду на 10 минут;
• Подготовленную пробу массой 65 г высыпают в прибор равномерными небольшими порциями, используя воронку;
• Снимают показания уровня жидкости в приборе и вычисляют плотность цемента;
• Определяют удельную поверхность на специальном приборе типа ПСХ. Для проведения расчётов используют величину плотности, определённую на приборе Ле Шателье. Камеральная обработка результатов в соответствии с ГОСТ и выпуск протокола.

Сроки проведения испытаний: 1 рабочий день.

Нормальная густота, сроки схватывания и равномерность изменения объёма

Определение нормальной густоты (водопотребности) и сроков схватывания производят с помощью прибора Вика (см. рисунок).

Этапы проведения испытаний по определению нормальной густоты:

• В нижний конец стержня вставляют металлический цилиндр — пестиком 4;
• Отвешивают 500 г. цемента и воду в количестве, необходимом (оринтеровочно) для получения цементного теста нормальной густоты;
• Цементное тесто перемешивают в специальном смесителе;
• Приготовленное тесто переносят в кольцо 7 в один приём. Избыток цементного теста срезают ножом;
• Через 4 минуты от начала затворения производится погружение пестика в цементное тесто;
• Через 30 секунд фиксируют глубину погружения пестика.

Нормальная густота — это консистенция, при которой пестик не доходит (6±1) мм до дна. Выражается процентным отношением воды к массе цемента, обычно это значение 24…28%.

Этапы проведения испытаний по определению начала схватывания:

• В нижний конец стержня вставляют иглу 3;
• Подготовленное тесто нормальной густоты переносят в кольцо 7 в один приём;
• Иглу 3 доводят до соприкосновения с поверхность теста и закрепляют стопорным винтом 5;
• Свободное опускание иглы происходит в течение 30 секунд, после фиксируется глубина погружения;
• Погружение производят каждые 10 минут в новое место, предварительно протирая иглу влажной тряпкой;
• Между погружениями иглы кольцо с цементным тестом убирают в камеру влажного хранения.

Начало схватывания — время, прошедшее с момента затворения цементного теста до момента, когда игла не доходит до дна на (4±1) мм.

Этапы проведения испытаний по определению конца схватывания: определение конца схватывания аналогично определению начала схватывания, за исключением двух моментов:

1. Вместо длинной иглы 3 используют укороченную иглу 9 с кольцеобразной насадкой;
2. Кольцо с цементным тестом переворачивают на 180 градусов.

Конец схватывания — время, прошедшее с момента затворения цементного теста до момента, когда игла 9 погружается в цементное тесто не более чем на 0,5 мм.

Равномерность изменения объёма — это способность цементного теста твердеть без критических деформаций (превышающих допустимые значения, установленные нормативными документами).

В процессе твердения цементного теста иногда происходит искривление изделий, их частичное растрескивание или полное разрушение. Это происходит из-за присутствия свободной извести в цементе. Для выявления данных процессов необходимо проводить испытания цемента в лаборатории.

Этапы проведения испытаний по определению равномерности изменения объёма:

• два кольца Ле Шателье (см. рисунок) ставят на пластинки 3;

• Кольца с избытком заполняют цементным тестом нормальной густоты в один приём;
• Избыток цементного теста срезают ножом;
• Кольца сверху накрывают другими пластинками 3, ставят на них пригруз 4 и помещают в камеру влажного хранения на 24 часа;
• После этого измеряют расстояние d между индикаторными иглами 2;
• Кольца кипятят 3 часа в воде, предварительно сняв пригруз и пластинки;
• Кольца извлекают из воды и ждут, пока они остынут до температуры помещения;
• После этого измеряют расстояние f между индикаторными иглами 2.

Цемент соответствует требованиям стандартов по равномерности изменения объёма, если разница между f и d не превышает 10 мм.

Предел прочности при изгибе и сжатии

Среднее значение прочности на сжатие, полученное по 6 образцам называется активностью цемента (Rц). В зависимости от активности цемент подразделяют на марки и классы.

Классы цемента согласно ГОСТ 31108-2016:

Марки цемента согласно ГОСТ 10178-85:

Стандартные формы и требования к образцам для испытаний: образцы – балочки размерами 40х40х160 мм, изготовленные из стандартного цементного раствора, в котором отношение цемента к стандартному полифракционному песку 1:3, а отношение воды к цементу 1:2.

Минимальное количество образцов для испытаний: 3 образца.

Этапы проведения испытаний:

• Образец испытывают на изгиб по схеме, представленной на рисунке 3.8;

После испытаний на изгиб, полученные половинки балочек испытывают на сжатие по схеме, представленной на рисунке 3.9.

Сроки проведения работ: 1 месяц.

Водоотделение

Водоотделение — показатель отделения воды при расслоении цементного теста. Происходит из-за осаждения частиц цемента под действием силы тяжести.

Важная характеристика

Активность цемента – это ключевая характеристика материала, отражающая прочность готового камня на сжатие и изгиб. Она зависит от ряда факторов и может быть определена несколькими методами. По активности цементу присваивают класс вяжущему. Рассмотрим понятие и что за ним скрывается.

Определение

Точное определение активности цемента (АЦ) – это абсолютная прочность эталонного испытуемого образца из цементного теста. На её основании вяжущему присваивается марка, после чего о понятии АЦ упоминаний в технической документации нет. Не секрет, что прочностные характеристики корректируются различными присадками, они оказывают влияние на активность, но не всегда на марку, поэтому понятия не связаны тесно. Например, ускоритель твердения лишь уменьшает срок набора прочности, но не повышает значение твердости камня.

Другими словами активность цемента – это поведение структуры материала в течение срока службы изделия. На каждом этапе процессы гидрации частиц вяжущего разные:

• В срок 28 суток происходит набор проектной прочности камня, основной объем структуры уже вступил в реакцию и кристаллизовался;
• В течение эксплуатации внутри камня по-прежнему может происходить кристаллизация, также может отсутствовать и активность в состоянии покоя;
• К концу срока службы изделия, когда минералы в кристаллах вступают в реакцию с водой, что приводит к коррозии материала.

Таким образом, активность цемента – это динамика его твердения и набора, а также потери прочности.

Факторы зависимости

На АЦ оказывают влияние несколько факторов:

1. Тонкость помола клинкера. Чем мельче частицы, тем быстрее они вступают в реакцию с водой и присадками, образуя кристаллическую структуру.
2. Состав клинкера: основное сырье, минералогический состав, качество обработки при производстве цемента.
3. Наличие и состав присадок.
4. Щелочи в составе бетона способны как ускорить процесс твердения, так и замедлять его, связывая гипсовые кристаллы.
5. Срок и условия хранения цемента оказывают влияние на активность, количество МПа прочности со временем снижаются. Так, за 3 месяца вяжущее М500 превращается в М400, аналогичное явление происходит с другими марками. К концу срока материал теряет около 25-30% первоначальных характеристик, что окажет влияние на качество готового изделия или конструкции.

В виду перечисленных факторов для каждой партии цемента проводят контрольные испытания для определения характеристик материала. По результату исследования принимают решение о корректировке состава или введении дополнительных катализаторов или замедлителей.

Условная классификация

Активность цемента в бетоне в течение срока эксплуатации несколько меняется, в зависимости от этого ее условно можно разделить на 3 вида:

• Активная, когда все компоненты бетона вступают в реакцию и перестают кристаллизоваться через 28 суток с момента формовки;
• Перспективная, когда цемент набирает часть прочности в течение 28 суток, а 100% проектного состояния и даже свыше наступает в течение года в процессе монтажа конструкций перед вводом объекта в эксплуатацию;
• Комплексная (частично гидратированная), в таком случае крупные части (негидратированные) остаются в составе камня в качестве наполнителя.

Это условная классификация, которую удобно использовать при определении состава цементного вяжущего для затворения бетонных растворов и их выбора при проектировании.

Определение активности цемента

Методы определения активности цемента с последующим присвоением вяжущему марки проводятся в условиях лабораторий согласно ГОСТ 310.4:

1. Готовят цементный раствор – смешивают вяжущее и многофракционный песок в пропорции 1:3, водоцементное отношение – 0,4…0,5. Количество воды может быть скорректировано по результату шага 2.
2. По описанной в техническом регламенте технологии воду и сухую смесь перемешивают, затем испытывают формой-конусом и встряхивающим столиком. Расплыв цемента должен быть в пределах 106…115 мм, при необходимости опыт повторяют с измененным количеством воды.
3. Цемент с нормальной густотой используют для формовки балочек размерами 4х4х16 см. ля этого раствор укладывают в специальные формы, внутренние стенки которых смазаны машинным маслом. Заполнение объема производят на виброплощадке послойно.
4. Твердение цемента в первые сутки происходит в ванне с гидравлическим раствором, далее до 28 суток в ванне в холодной водой. Через 14 суток воду нужно менять.
5. В 28-дневный срок образцы вынимают из воды, протирают насухо и в течение часа испытывают на изгиб и сжатие в соответствующих установках согласно их инструкции.
6. Три полученных результата суммируют и определяют их среднее значение, присваивают ближайшую по индексу марку.

Активность цемента определяется неточно при несоблюдении сроков испытания, а также при использовании просроченного или испорченного при неправильном хранении сырья. Соответственно, использовать такой материал на практике уже нельзя.