Определение водопотребности и сроков схватывания цементного теста

Цель работы: изучить методику определения марки (активности) портландцемента.

В результате выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

- классификацию минеральных вяжущих,

- роль воды при применении вяжущих,

- свойства цементов и его разновидности,

- причины разрушения цементного камня водой и растворами солей и кислот.

уметь:

- определять сроки схватывания и марку цементного вяжущего.

Материалы:

- портландцемент (или какой-либо другой вид цемента на основе портландцементного клинкера) - 0, 5 кг;

- песок кварцевый стандартный с модулем крупности Мк = 2, 5...2, 7 - 1, 5 кг (количества даны в расчете на одну бригаду),

- вода водопроводная.

Обеспечение:

- весы торговые,

- сферическая чаша для приготовления цементного раствора,

- круглая лопаточка,

- встряхивающий столик,

- трехгнездная форма для изготовления образцов-балочек 4× 4× 16 см,

- лабораторная виброплощадка,

- ванна с гидравлическим затвором

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Марку цемента определяют по прочности на изгиб и сжатие образцов – балочек, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1: 3 нормальной консистенции и твердевших во влажных условиях 28 сут. при температуре (20 ± 2) °С.

Работа по определению марки цемента складывается из следующих операций: приготовления цементно-песчаного раствора и проверки его консистенции, формования образцов, их влажного твердения и испытания на прочность спустя 28сут. после формования.

Рис 1. Схема встряхивающего столика (а) и коническая форма (6): 1- станина; 2 - столик; 3 - испытуемый раствор; 4 - эксцентрик

2. Приготовление цементно-песчаного раствора нормальной консистенции. Для изготовления трех образцов - балочек отвешивают 500 г портландцемента и 1500 г стандартного песка (стандартным песком считается чистый кварцевый песок с модулем крупности М_к = 2, 5...2, 7). Если такого песка нет, то его можно получить промывкой и рассевом имеющегося песка на ситах и подбором фракций в нужном соотношении.

Цемент и песок высыпают в протертую влажной тканью сферическую чашу и перемешивают 1 мин. Затем в центр сухой смеси заливают 200 г воды – В/Ц = 0, 4. Это количество принято ориентировочно; точное же количество устанавливают в процессе работы, так как оно зависит от свойств цемента и песка.

Воде дают впитаться в сухую смесь и затем тщательно перемешивают с перетиранием всей массы в течение 5 мин. Приготавливаемая растворная смесь не является кладочным или штукатурным раствором, а представляет собой как бы модель бетона, поэтому она значительно менее пластична, чем традиционная растворная смесь, которой пользуются каменщики и штукатуры.

По окончании перемешивания определяют консистенцию растворной смеси. Для этого раствор загружают в коническую форму (рис. 1, 6) с воронкой, установленную на встряхивающем столике (рис. 1, а) в два приема (слоями равной толщины). Каждый слой уплотняют штыковкой (рис.2) диаметром 20 мм и массой около 400 г. Нижний слой штыкуют 15 раз, верхний - 10.

Штыкование ведут штыковкой (см.рис.2) от периферии к центру, придерживая форму рукой. Излишек раствора срезают ножом, и металлическую форму-конус снимают вертикально вверх.

Полученный конус цементного раствора встряхивают на столике 30 раз, вращая рукоятку с частотой 1с^-1. Затем металлической линейкой (или штангенциркулем) измеряют диаметр конуса раствора по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение.

Рис 2 Штыковка для укладки раствора в форму-конус: 1- ручка; 2 - кольцо; 3 - стержень

Консистенция раствора считается нормальной, если среднее значение расплыва конуса составляет 106...115 мм. Если расплыв конуса менее 106 мм или конус при встряхивании рассыпается, приготовляют новую порцию раствора с увеличенным количеством воды. Если расплыв более 115 мм, то новую порцию раствора готовят с меньшим содержанием воды. Погрешность в определении требуемого соотношения В/Ц должна быть не более 0, 02, т. е. в пересчете на воду 10 г.

3. Изготовление образцов. Приготовленный раствор

нормальной консистенции используют для изготовления образцов. Для этого применяют разъемные металлические формы (см. рис. 3).

Перед заполнением формы растворной смесью ее внутренние поверхности слегка протирают машинным маслом. Для облегчения укладки растворной смеси можно использовать металлическую насадку, устанавливаемую на форму. Подготовленную форму закрепляют в центре лабораторной виброплощадки.

Сначала форму заполняют на 1...2 см растворной смесью и включают виброплощадку. Затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором.

Рис 3. Металлическая разъемная форма для изготовления образцов-балочек (а) и насадка к ней (б) 1 – зажимной винт; 2 – поддон; 3 – поперечные стенки; 4 – продольные стенки

Через 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают и снимают с нее форму. Возможно заполнение формы полностью заранее с послойным штыкованием и последующей вибрацией также 3 мин. Излишек раствора срезают смоченным водой ножом, поверхность образцов заглаживают и затем каждый образец маркируют.

Образец в формах хранят в течение первых суток (24 ± 2) ч на столике в ванне с гидравлическим затвором или другом приспособлении, обеспечивающем влажность воздуха не менее 90% (например, в полиэтиленовом пакете вместе с влажной тканью).

Рис 3. Испытательная машина МИИ-100

Через сутки образцы осторожно вынимают из форм и помещают на 27 сут

в воду при (20 ± 2)°С. Спустя 28 сут (1 + 27) твердения образцы испытывают на изгиб и сжатие.

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

Образцы-балочки испытывают на изгиб с помощью машины МИИ-100 (рис. 3) или рычажного прибора Михаэлиса (см.рис. 6.8, с. 96). Испытание на изгиб на машине МИИ-100 производят следующим образом. Стрелку 2 устанавливают на 0 шкалы 1, перемещая винт с грузом 6 вдоль прорези 5. Образец-балочку 11 устанавливают на опоры 13 изгибающего устройства (расстояние между центрами опор 100 мм) и маховиком 12 создают первичное натяжение валика 10. При отклонении стрелки 2 до деления 4, 5 шкалы натяжение прекращают. После этого, поднимая рукоятку управления 7, включают электродвигатель машины, который перемещает с постоянной скоростью по одному коромыслу рычага груз постоянной массы. Коромысло 9 этого рычага связано с серьгой изгибающего устройства. При перемещении груза плавно увеличивается усилие на испытываемую балочку.

Машина снабжена счетчиком 8, который автоматически, в зависимости от положения груза, показывает напряжение в балочке в данный момент испытания. В момент разрушения образца коромысло, падая, ударяется о шайбу 4 амортизатора 3 и выключает машину. На счетчике остается показание предела прочности при изгибе. Сняв половинки балочек, рукоятку управления опускают в крайнее нижнее положение, а счетчик сбрасывает показания до нуля.

При испытании на изгиб на рычажном приборе Михаэлиса следует руководствоваться методикой, изложенной выше в лаб.раб. №8, описанной в работе «Определение марки гипса».

Для определения марки цемента вычисляют среднее арифметическое из двух наибольших результатов, полученных при испытании на изгиб, и среднее арифметическое из четырех наибольших результатов, полученных при испытании на сжатие. Вычисленные таким образом значения R_и и R_сжсравнивают с требованиями ГОСТа для определения марки цемента (оба значения должны быть не ниже требуемых (табл. 8.2).

Таблица 1.

Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 11 12 Следующая