Machinewiremesh.ru

Стройка, мебель и декор
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ГЛАВА 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТОВ

Схватывание теста

Большое практическое значение при использовании вяжущих веществ имеет скорость их схватывания и твердения.

Схватыванием называется процесс, при котором относительно подвижная смесь цемента с водой постепенно густеет и приобретает такую начальную прочность, при которой ее механическая переработка становится практически затруднительной и даже невозможной (в конце схватывания). Поэтому вяжущие вещества, в том числе и цементы, должны характеризоваться такими сроками схватывания, которые дают возможность приготовлять растворные и бетонные смеси и использовать их в деле.

Различают начало и конец схватывания теста из того или иного вяжущего. Условно в соответствии со стандартами эти сроки схватывания определяют на тесте нормальной густоты при температуре 20°С±2 по глубине погружения в него иглы Вика. По ГОСТ 10178—76 (с изм.) начало схватывания теста из этого вяжущего должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания не позднее 10 ч, считая от момента смешения цемента с водой.

До начала схватывания тесто обладает тиксотропными свойствами. По мере приближения к концу схватывания цементное тесто или бетонная смесь становятся все хуже обрабатываемыми. Необходимо, чтобы смеси в это время твердели в спокойном состоянии. Однако и в этот промежуток времени (до конца схватывания) допускается иногда механическое воздействие на бетонную смесь, если только оно приводит к уплотнению и упрочнению бетона, хотя и вызывает нарушение начальной структуры схватившегося цемента. При таком быстро-твердеющем вяжущем, каким является полуводиый гипс, воздействие на тесто и бетой после наступления начала схватывания приводит к резкому снижению прочности системы.

Вяжущее тем ценнее, чем быстрее нарастает его прочность после начала схватывания и, следовательно, чем меньше разрыв во времени между его началом и концом. Сроки схватывания цементов зависят от многих факторов и подчиняются регулированию в довольно широких пределах с учетом требований, предъявляемых к вяжущим, применяемым в строительстве.

В значительной мере отражается на скорости их схватывания минеральный состав цементов. Так, цементы с повышенным содержанием алюминатов кальция характеризуются более короткими сроками схватывания. Белитовые цементы схватываются медленнее.

Важнейший регулятор скорости схватывания портландцементов — двуводный гипс, который вводится в них при помоле в количестве 3—6 % по массе или из расчета содержания серного ангидрида в вяжущем не более 3,5 и не менее 1,5 % (ГОСТ 10178—76, с изм.). Клинкер, измельченный без гипса, характеризуется очень короткими сроками схватывания, препятствующими его использованию.

Чем больше алюминатов кальция и щелочных соединений в цементе, чем выше тонкость помола, тем больше гипса следует вводить в него. Оптимальное количество последнего в зависимости от свойств цемента устанавливают специальными опытами. Необходимо отметить, что от количества гипса в цементе зависят не только сроки его схватывания, но и такие важнейшие свойства, как прочность, скорость твердения, усадочные деформации, морозостойкость и др. Оптимальное количество гипса в портландцементе следует устанавливать с учетом тех требований, какие предъявляют к свойствам цемента при использовании в различных конструкциях и сооружениях. Но и при оптимальных добавках двувод-ного гипса приходится иногда сталкиваться с цементами, характеризующимися так называемым «ложным» схватыванием. Оно проявляется в том, что цемент при смешении с водой схватывается почти немедленно, но при последующем интенсивном перемешивании дает, особенно с небольшой добавкой воды, тесто с нормальными сроками схватывания, затвердевающее без потери прочности. Явление ложного схватывания объясняется наличием в цементе полуводного гипса или обезвоженных полугидратов, образовавшихся во время помола клинкера в мельницах при повышенных температурах (130— 160 °С). При повышенном содержании щелочей в цементе оно интенсивнее. Иногда ложное схватывание проявляется у цементов, длительно хранившихся в силосах при высокой температуре. Помол и хранение цементов при низких температурах создают гарантию против получения этих вяжущих с нежелательными явлениями ложного схватывания.

Читайте так же:
Как убрать цемент с керамогранита

Быстрое схватывание цементов, не устраняемое дополнительным перемешиванием теста, наблюдается у цементов с недостаточным содержанием двуводного гипса.

Резкая разница скоростей схватывания цемента с добавкой гипса и без нее до последнего времени объяснялась следующим образом. При смешении с водой цемента, содержащего двуводный гипс, на поверхности клинкерных зерен немедленно в виде пленок образуется эттрингит 3CaO-Al203’3CaS04"31H20, почти прекращающий на некоторое время взаимодействие цемента с водой. При этом наступает так называемый индукционный период, или период покоя. В последующем экранирующие оболочки постепенно разрушаются и через 3—6 ч период покоя заканчивается. Начинается дальнейшее взаимодействие цемента с водой и нарастание структурной прочности системы. Предполагалось, что при смешении с водой цемента без гипса начинается быстрое взаимодействие между ними, значительное образование гидратов, в первую очередь алюминатов кальция, вызывающих схватывание системы уже через 10—20 мин.

Результаты новых исследований Лохера с сотрудниками привели к иному пониманию сущности рассматриваемых процессов. По их данным, при смешении с водой цемента, содержащего и не содержащего гипс, быстро возникают на поверхности клинкерных зерен гидратные новообразования, создающие экранирующие пленки, почти полностью прекращающие взаимодействие вяжущего с водой. В обоих случаях наступает индукционный период (период покоя). Но при этом решающее значение для подвижности водоцементной смеси приобретает различие в структуре оболочек. Изучение с помощью сканирующего электронного микроскопа структур, образующихся при начальном взаимодействии с водой цемента с добавкой гипса, показало, что на поверхности клинкерных зерен образуются тонкие оболочки из мельчайших частичек эттрингита. Они не вызывают связывания зерен друг с другом и практически не снижают подвижность водной суспензии. При отсутствии гипса в цементе на поверхности его зерен образуются объемистые рыхлые оболочки из гидроалюминатов кальция, связывающие их в единую, хотя и малопрочную, структуру начального твердения.

В цементе с гипсом в течение нескольких часов после смешения его с водой в оболочке на зернах происходит перекристаллизация частичек эттрингита с образованием удлиненных кристаллов, постепенно связывающих цементные частички друг с другом. При этом возникает эффект схватывания теста. Вследствие перекристаллизации оболочки становятся более проницаемыми для воды, что приводит к усилению ее взаимодействия с цементом и к дальнейшему упрочнению структуры.

Возникновение подобных экранирующих пленок в начальный период взаимодействия с водой наблюдается и у других вяжущих, в частности у C3S и С3А. При этом длительность блокирования частичек цемента от взаимодействия с водой, т.е. длительность индукционного периода, зависит от состава и свойств образующихся оболочек и их «долговечности» в условиях окружающей среды. Например, по опытам ряда исследователей, гипс и хлористый кальций способствуют сокращению индукционного периода трехкальциевого силиката, а сахар, три-этаноламин и некоторые другие вещества повышают устойчивость блокирующих оболочек и удлиняют период покоя. Хлористый кальций иногда в смеси с азотистокис-лым натрием (нитрит натрия NaN02) часто используют в качестве ускорителя схватывания и твердения бетонов. Нитрит натрия предотвращает корродирующее влияние хлорида на стальную арматуру. Хлористый кальций вводится в количестве 0,5—1,5 % массы цемента. Он реагирует с СзА, образуя малорастворимое соединение — хло-ралюминат кальция ЗСаО-А1203-СаС12-IQH2Q.

Читайте так же:
Керастаз цемент анти узур

Следует отметить, что при очень небольших добавках СаС12 может действовать как замедлитель скорости схватывания. Примерно так же действуют Ca(N03h, Ыа2СОз, Na2Si03, полуводный гипс и др. Сода, действуя ускоряюще, часто вызывает снижение прочности.

Наконец, имеется группа веществ (Na3P04, Na2B407, уксуснокислый кальций, сахар и др.), резко замедляющих скорость схватывания цементов. Некоторые из них, вводимые в соответствующем количестве (1— 3%), отодвигают схватывание цемента на неопределенно долгое время.

На скорость схватывания цементов значительно влияют и такие факторы, как В/Ц и температура. С увеличением В/Ц и понижением температуры скорости схватывания и твердения уменьшаются и наоборот.

Увеличение тонкости помола цемента также способствует увеличению скорости его схватывания.

При хранении цементов на складах на них воздействуют пары воды и С02, содержащиеся в воздухе. При этом на поверхности цементных частичек образуются пленки гидратных новообразований, а также карбоната кальция, способствующие замедлению реакций цемента с водой и скорости его схватывания.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Начало схватывания портландцемента , портландцемента с минеральными добавками, шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания — не позднее 10 ч с момента добавки воды в цемент.  [1]

Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала затворения. Если цемент быстро схватывается, то прежде чем его успевают использовать, он уже превращается в камневидное тело. При медленном схватывании цемента сильно замедляются темпы строительства.  [2]

Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 1 ч 30 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала его за-творения.  [3]

Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее чем через 45 мин, конец схватывания — не позднее чем через 12 ч с момента затворения.  [4]

Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала затворения. Если цемент быстро схватывается, то прежде чем его успевают использовать, он уже превращается в камневидное тело. При медленном схватывании цемента сильно замедляются темпы строительства.  [5]

По ГОСТу 970 — 61, начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 час от начала затворения. Начало и конец схватывания имеют существенное значение для времени приготовления раствора и бетона. Если время схватывания уменьшается, то соответственно этому должно изменяться время, потребное на различные операции при изготовлении бетона. Быстросхватывающиеся цементы должны употребляться до начала схватывания; если они употреблены в следующей стадии за началом схватывания, процесс схватывания нарушается, и они становятся менее прочными. Время схватывания увеличивается, когда температура понижается, и уменьшается, когда температура подымается выше нормальной.  [6]

Читайте так же:
Как снять оставшийся цемент с пола

Такая тонкость помола нужна потому, что зерна цемента должны быть, с одной стороны, достаточно тонкими, чтобы прилипать и прочно удерживаться на волокнах асбеста, ускорять твердение цемента и предотвращать выпадение зерен из асбестоцементной массы, а с другой — чрезмерная дисперсность цементных зерен повышает во-допотребность цемента, затрудняет обезвоживание и уплотнение изделий и увеличивает потерю цемента в процессе производства. Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 1 ч 30 мин, а конец не позднее 12 ч от начала его затворения.  [7]

Сроки схватывания для каждого вида цемента установлены ГОСТ. После схватывания наступает период твердения, в течение которого механическая прочность образовавшегося цементного камня постепенно нарастает. ГОСТ установлен 28-суточный возраст для характеристики механической прочности цемента. Особенно быстро прочность цементного камня нарастает в первые семь дней и достигает 2 / 3 от 28-дневного предела прочности образцов при сжатии. Наилучшие условия для твердения обеспечиваются во влажной среде при температуре от 15 до 20 С. При отрицательных температурах скорость схватывания и твердения снижается, а при — 10 С и ниже схватывание приостанавливается. Начало схватывания портландцемента должно наступать не раньше чем через 45 мин и заканчиваться не позднее, чем через 12 ч с момента за-творения.  [8]

Определение сроков схватывания цементного теста

Затворенный водой цемент, утрачивая пластичность, постепенно густеет (что соответствует началу схватывания) и переходит в камневидное состояние (наступает конец схватывания). Сроки схватывания цемента имеют важное значение для проведения работ, так как регламентируют возможные сроки перевозки и укладки растворной или бетонной смеси.

Для определения сроков схватывания цемента необходимо оборудование, указанное в предыдущей работе, но в прибор Вика, вместо пестика, в стержень закрепляется игла площадью сечения 1,1 мм 2 и на верхнюю часть стержня закрепляется дополнительный груз, чтобы сохранить общую массу стержня с иглой 300 г (рис. 6.2).

Сроки схватывания цемента определяют в следующей последовательности.

В сферической металлической чашке готовят цементное тесто нормальной плотности: 400 г цемента и соответствующее количество воды; раньше описанным способом заполняют кольцо тестом и устанавливают его на столик прибора под иглу. Иглу прибора Вика приводят в соприкосновение с поверхностью теста, закрепляют стержень винтом, после чего, отвинчивая винт, освобождают стержень и дают игле свободно погружаться в тесто.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин., передвигая кольцо после каждого погружения, чтобы игла каждый раз попадала в другое место.

После каждого погружения иглу нужно вытирать тряпочкой.

Началом схватывания цементного теста считают время от начала затворения, т.е. доливания воды, до момента, когда игла не будет доходить до дна на 1-2 мм.

Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла будет погружаться в тесто не больше, чем на 1-2 мм.

Согласно стандарту начало схватывания цемента должно наступать не раньше 45 мин., а конец схватывания − не позднее 10 ч от начала затворения.

Читайте так же:
Как определить срок годности цемента

Поскольку определение сроков схватывания цемента подобно определению сроков схватывания гипса, учитывая продолжительность проведения испытания (2-8 часов), эта работа студентами не выполняется. В журнал лабораторных работ заносят необходимые данные и выполняют описание работы. Результаты испытания заносят в лабораторный журнал (табл. 6.2).

Таблица 6.2

Определение сроков схватывания цементного теста

ПоказателиРазмерностьРезультаты
Навеска цементаг
Количество воды для теста нормальной густотыг
Сечение иголкимм 2
Начало затворениячас.
Время перемешиваниячас

а) начало схватывания не раньше 45 мин.

б) конец схватывания не позднее 10 час.

Определение равномерности изменения объема цемента во время твердения

При недостаточной тонкости помола, неправильном хранении и наличии в разных количествах примесей СаО, MgО, CaSO4 может наблюдаться неравномерное изменение объема цемента в процессе твердения цементного теста, растворов и бетонов.

Равномерность изменения объема цемента определяется в следующем порядке.

Из теста нормальной густоты вручную делают четыре шарика (диаметром около 5 см), которые укладываются на стеклянную пластинку, протертую машинным маслом. Потом пластинку встряхивают до расплыва шариков в лепешку диаметром 7-8 см и толщиной в середине около 1 см (рис.6.3).

Для получения гладкой поверхности лепешки сглаживают от внешних краев к центру лабораторным ножом, смоченным водой. Изготовленные лепешки на протяжении 24 (±2) ч. с момента изготовления сохраняют при температуре 20+5° в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают испытанию.

Четыре цементных лепешки через 24±2 ч. после затворения снимают с пластинок, вынимают из ванны и помещают в бачок с водой на решетку. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают на протяжении 4 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и осматривают немедленно после испытания. Цемент считается качественным, если на поверхности лепешек не оказывается радиальных трещин, которые доходят до краев образца, или сетки мелких трещин, видимых в лупу или невооруженным глазом, а также если не оказывается искривления лепешек. Результаты испытаний заносят в лабораторный журнал (табл. 6.3).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1 . Цемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

1.2 . Цемент для строительных растворов — продукт, получаемый путем совместного измельчения портландцементного клинкера, гипса, активных минеральных добавок и добавок-наполнителей.

1.3 . Материалы, применяемые для изготовления цемента, должны соответствовать требованиям, предусмотренным в стандартах или технических условиях на эти материалы.

1.4.1 . Активные минеральные добавки — по нормативно-технической документации (НТД).

Гранулированные доменные пли электротермофосфорные шлаки — по ГОСТ 3476.

Кварцевый песок с содержанием оксида кремния SiO 2 не менее 90 %. Содержание глинистых, илистых и мелких пылевидных фракций величиной менее 0,05 мм не должно быть более 3 %.

Кристаллический известняк, мрамор и пыль электрофильтров клинкерообжигательных печей — по нормативно-технической документации.

1.5 . Гипсовый камень — по ГОСТ 4013 . Допускается применять фосфо- и борогипс по НТД.

1.6 . Содержание клинкера в цементе должно быть не менее 20 % массы цемента.

1.7 . Допускается вводить в цемент пластифицирующие или гидрофобизирующие добавки, улучшающие качество цемента. Количество пластифицирующих добавок должно быть не более 0,5 %, а гидрофобизирующих — не более 0,3 % массы цемента.

Читайте так же:
Как мешать шлак с цементом

1.8 . Допускается вводить в цемент воздухововлекающие добавки в количестве до 1 % массы цемента.

1.9 . При изготовлении цемента для интенсификации процесса помола допускается вводить технологические добавки, не ухудшающие качества цемента, в количестве не более 1 % массы цемента.

1.10 . Предел прочности цемента при сжатии в 28-суточном возрасте должен быть не менее 19,6 МПа (200 кгс/см 2 ).

1.11 . Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала затворения.

1.12 . Водоотделение цементного теста, изготовленного при В/Ц = 1,0, не должно быть более 30 % по объему.

1.13 . Образцы из цемента должны проявлять равномерность изменения объема при испытании их кипячением в воде.

1 .14. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании через сито № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 88 % массы просеиваемой пробы.

1.15 . Содержание ангидрида серной кислоты SO 3 в цементе должно быть не менее 1,5 и не более 3,5 % массы цемента.

1.16 . Содержание в цементе щелочных оксидов не должно быть более 2 % массы цементе.

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1 . Правила приемки — по ГОСТ 30515 .

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1 . Химический состав цемента определяют по ГОСТ 5382 .

3.1.1 . Содержание суммы щелочных оксидов рассчитывают по формуле

3.2 . Физико-механические свойства цемента определяют по ГОСТ 310.1 – ГОСТ 310.6 .

3.3. Содержание в кварцевом песке оксида кремния SiO 2 , глинистых, илистых и мелких пылевидных фракций определяют по ГОСТ 6139 .

3.4 . Водоотделение цемента определяют по следующей методике.

Фарфоровый стакан вместимостью 1 л.

Градуированный цилиндр вместимостью 500 мл.

Отвешивают 350 г цемента и 350 г воды с точностью до 1 г. Воду выливают в фарфоровый стакан, затем в стакан в течение 1 мин высыпают навеску цемента, непрерывно перемешивая содержимое металлическим шпателем. Полученное цементное тесто перемешивают еще 4 мин и осторожно переливают в градуированный цилиндр. Цилиндр с цементным тестом ставят на стол и тотчас же отсчитывают объем цементного теста. Во время опыта цилиндр должен стоять неподвижно и не подвергаться толчкам и встряхиваниям.

Объем осевшего цементного теста отмечают через 4 ч после первого отсчета.

Коэффициент водоотделения (объемный) К вычисляют по формуле

где а — первоначальный объем цементного теста, см 3 ;

b — объем осевшего цементного теста, см 3 .

4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1 . Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение цемента осуществляют по ГОСТ 30515 .

5. УКАЗАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

5.1 . Цемент должен применяться в соответствии с Инструкцией по приготовлению и применению строительных растворов, утвержденной Госстроем.

В связи с замедленным твердением при низких температурах цемент следует использовать, как правило, при температуре окружающей среды не ниже 10 ºС.

6. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

6.1 . Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта в течение месяца при условии соблюдения правил его транспортирования и согласно требованиям ГОСТ 30515 .

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 9.04.82 № 93

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector