Порядок виконання роботи. Для правильної оцінки в’яжучих матеріалів велике значення має відбір середньої проби1 Відбір проб Для правильної оцінки в’яжучих матеріалів велике значення має відбір середньої проби. Для випробувань цементу відбирають середню пробу від кожної партії незалежно від її об'єму|обсягу| (але|та| не більше 500 т) в кількості|у кількості| 20 кг При постачанні цементу насипом у вагонах пробу відбирають з|із| кожного вагону в різних місцях. При постачанні цементу автомобільним транспортом - по 1 кг від кожних 25 т цементу, при постачанні цементу в мішках - по 1 кг з|із| одного мішка на вибір від кожних 500 або 300 мішків. При транспортуванні і зберіганні цемент необхідно оберігати від вологи і забруднення сторонніми домішками. Цемент треба зберігати роздільно за видами і марками. Температура всіх необхідни матеріалів (цемент, пісок і вода) перед випробовуванням повинна становити 20±5 °С. Температура приміщення, в якому проводиться випробування, повинна щодня відмічатися в робочому журналі. Вода для випробування повинна застосовуватися прісна (питна). Застосування для випробування алюмінієвих або цинкових форм і ложок не допускається. Відібрані від кожної партії проби цементу ретельно змішують, квартують і ділять на дві рівні частини. Одну з частин|часток| випробовують|відчувають| відразу ж, іншу нумерують і зберігають протягом одного місяця в сухому приміщенні|помешканні|, в сухій щільно закритій|зачиненій| тарі на випадок необхідності повторного випробування.
2 Визначення виду цементу Кожна партія цементу забезпечується паспортом. Проте при зберіганні цементу, навіть в хороших, сухих складах, активність його постійно падає, оскільки він поглинає вологу і вуглекислий газ з повітря і гідратується. Тому показники паспорта перевіряють відповідно до стандарту. Якщо паспорт на цемент ще не прибув, а матеріал необхідний для роботи, в першу чергу слід визначити вид, тобто чи є даний цемент портландцементом, шлакопортландцементом або пуццо-лановым цементом. Вид цементу можна визначити за непрямими ознаками: 1) за кольором; 2) за нормальною густиною цементного тіста; 3) за питомою вагою; 4) за об'ємною вагою, по запаху при зачинненні водою і HCl; 5) за розділенням цементного порошку у важких рідинах і т.д. У таблиці 1.1 зведені основні характеристики найбільш поширених цементів; порівнюючи результати випробування з даними таблиці, можна встановити вид цементу. Якщо порошок пуццоланового портландцементу всипати в пробірку з бромоформом питома вага якого 2, 9 г/см3 і енергійно збовтати вміст пробірки, то частина порошку (портландцемент) осяде на дно пробірки, а інша частина (гідравлічна добавка) спливе вгору. “Коржик” шлакопортландцементу при випробуванні на рівномірність зміни об'єму після пропарювання має в зламі синьо-сірий колір. Магніт, опущений в шлакопортландцемент, при енергійному перемішуванні покривається дрібними частинками металевої стружки. При невеликому зволоженні водою шлакопортландцемент видає легкий запах сірководню, при зволоженні HCl - сильний запах сірководню.
Таблиця 1.1 – Основні характеристики цементів
3 Визначення питомої ваги Питома вага в’яжучих речовин є важливою їх характеристикою, від якої у ряді випадків залежить якість в’яжучого матеріалу. Питома вага - це вага одиниці об'єму матеріалу в абсолютно щільному стані, виражена в г/см3. Питому вагу в’яжучих речовин можна визначати різними приладами. Найбільш поширеним є прилад Ле-Шательє (рисунок 1.1). Прилад являє собою скляну колбу, на шийці якої вище і нижче за місце розширення нанесено дві мітки, об'єм між якими рівний 20 см3. Прилад наповнюють безводним бензином до нижньої нульової мітки (по нижньому меніску) і поміщають в посудину (рисунок 1.2) з водою, температуру якої під час досліду підтримують в межах (20±5) °С. Шийку приладу ретельно протирають фільтрувальним папером. Цемент заздалегідь повинен бути висушений при температурі (110±5) °С і охолоджений в ексикаторі. Після цього зважують (90-100) г цементу з точністю до 0, 1 г і всипають через лійку приладу ложечкою чи совочком невеликими рівномірними порціями доти поки рівень рідини в приладі не підніметься до верхньої мітки. Всипати порошок великими порціями не слід – це заважає виходу повітря, що потрапляє в колбу з порошком, крім того, в шийці колби можуть утворитися пробки, що перешкоджають подальшому надходженню порошку. Об'єм рідини, що знаходиться між верхньою і нижньою міткою колби, буде рівний об'єму всипаного порошку (20 см3). Залишок порошку зважують з точністю до 0, 01 г і по різниці між результатами першого і другого зважування визначають вагу порошку, всипаного в колбу. Питому вагу випробовуваного матеріалу отримують, розділивши вагу всипаного в колбу порошку на його об'єм (тобто на 20 см3) як середнє арифметичне з результатів двох визначень, причому розбіжність не повинна перевищувати 0, 02 г/см3.
Рисунок 1.1 – Прилад Рисунок 1.2 – Прилад Ле- Ле-Шательє Шательє в посудині з водою
Питому вагу визначають за наступною формулою:
де Р - вага цементу до досліду в г; Р1 - вага залишку цементу в г; V - об'єм рідини, витісненої цементом (20 см3). При визначенні питомої ваги цементу рекомендується форма запису у вигляді таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 – Результати дослідів
4 Визначення об'ємної ваги Під об'ємною вагою розуміють вагу одиниці об'єму матеріалу в природному стані, включаючи пори. Для порошкоподібних матеріалів розрізняють два види об'ємної ваги: у рихлому і ущільненому стані. При виготовленні розчинів або бетонів у випадку визначення об'ємного складу матеріалів, необхідно знати об'ємну вагу цементу в розпушеному стані. Об'ємну вагу матеріалу в розпушеному стані визначають при допомозі лійки або площини, нахиленої під кутом 45° (рисунок 1.3). Лійка (рисунок 1.3, а) складається з перевернутого зрізаного конуса, який переходить в трубку 2 із засувкою 3. Всередині зрізаного конуса розташоване сито 4 з отворами діаметром 2 мм, що запобігає попаданню в трубку 2 крупних частинок. Конус спирається на двоногу підставку. Під трубкою конуса поміщається літрова посудина 5. Відстань між верхом посудини і засувкою рівна 50 мм. У лійку приладу при закритій засувці насипають висушений матеріал, потім відкривають засувку, і, помішуючи (паличкою або ложкою) порошок на ситі, примушують його проходити крізь сито і наповнювати літрову посудину. Коли посудина наповниться з деяким надлишком, засувку закривають, а надлишок порошку зрізають металевою або дерев'яною лінійкою на рівні з краями посудини. Потім посудину з матеріалом зважують і визначають об'ємну вагу за наступною формулою:
де γ - об'ємна вага в г/см3; Р - вага порожньої посудини в г; Р1 - вага посудини з матеріалом в г; V - об'єм посудини в см3.
Рисунок 1.3 – Лійка і площина, нахиленої під кутом 45°
Об'ємна вага цементів в кг/м3 приведені в таблиця 1.3.
Таблиця 1.3 – Об’ємна вага цементів
5 Визначення тонкості помолу цементу Чим тонший помол цементу, тим швидше зростає міцність і водонепроникність при твердінні | цементу, значно поліпшується|покращується| пластичність цементного тіста. Все це в цілому|загалом| позитивно впливає на якість будівельних розчинів і бетонів. Для визначення тонкості помолу цементу застосовують: а) сито з сіткою № 008 (розмір отворів на світлі 0, 08x0, 08 мм); б) прилад для механічного просіювання цементу (рисунок 1.4). Сито повинне бути абсолютно|цілком| сухим. Сітку необхідно перед випробуванням оглянути через лупу, вичистити м'якою щіткою. При виявленні дефектів в сітці її необхідно замінити.
Рисунок 1.4 – Прилад для механічного просіювання цементу
Зважують 50 г цементу, заздалегідь висушеного при температурі (105-110) °С, і висипають його на сито. Закривши сито кришкою, встановлюють його для механічного просіювання, включають підтрушувач. Через (5-7) хвилин припиняється просіювання (для чого вимикають підтрушувач), виймають сито і зважують залишок на ньому. В кінці досліду роблять контрольне просіювання на папір. Просіювання вважається закінченим, якщо протягом 1 хвилини через сито при ручному просіюванні проходить не більше 0, 05 г цементу. Тонкість помолу визначається за формулою:
де а - тонкість помолу цементу на ситі № 008; а - вага цементу, що залишився на ситі № 008. Тонкість помолу цементу повинна бути такою, щоб при просіюванні проби цементу крізь сито з|із| сіткою № 008, згідно ГОСТ 6613-86 проходило|минало, спливало| не менше 85% від ваги проби. Тонкість помолу цементу визначається також ручним просіюванням через сито з|із| сіткою № 008. В цьому випадку сито має дно і кришку, які щільно надягаються|надівають| на нього. Результати випробувань заносяться в таблицю 1.4.
Таблиця 1.4 – Результати вимірювань
Окрім визначення тонкості помолу цементу згідно ГОСТ 310.2-76 передбачається визначення питомої поверхні цементу.
6 Визначення нормальної густини цементного тіста Цементним тістом називається суміш цементу з водою. Нормальною густиною цементного тіста є така консистенція його, при якій товкач приладу Віка (рисунок 1.5), що занурюється в кільце, заповнене тістом, не доходить на 5-7 мм до пластинки, на якій встановлено кільце. Нормальна густина цементного тіста характеризується кількістю води розчину, вираженою у відсотках від ваги цементу. Визначення нормальної густини тіста проводиться за допомогою приладу Віка (рисунок 1.5). Прилад складається з циліндричного металічного стержня А, що вільно переміщається в обоймі станини Б. Для закріплення стержня на бажаній висоті служить фіксуючий гвинт В. Стержень оснащений покажчиком Г для відліку переміщення його відносно шкали Д, прикріпленої до станини і розбитої на міліметри. У нижню частину стержня при визначенні нормальної густини тіста вставляється металевий циліндр – товкач (рисунок 1.6, а). Діаметр його d повинен мати розмір (10±0, 1) мм, довжина l= 50 мм. При визначенні термінів тужавіння товкач замінюється голкою Віка (рисунок 1.6, б) діаметром d1, рівним (1, 1±0, 04) мм і довжиною 50 мм. Голка виготовлена із стального жорсткого дроту. Поверхня товкача і голки повинна бути гладкою і не мати ніяких викривлень. Вага всієї рухомої частини приладу, повинна бути (300±2) г, що при заміні товкача голкою досягається за допомогою додаткового вантажу Е, який накладається зверху стержня.
Рисунок 1.5 – Прилад Віка
Кільце для укладання тіста, чаша для розчину, лопатка для перемішування показані, відповідно, на рисунок 1.6 в, г, д. Для визначення нормальної густини тіста зважують цемент з точністю до 1 г, поміщають цемент в попередньо зволожену чашу, роблять в цементі заглиблення, в яке за один раз вливають воду (у кількості: (21-27) % для портландцемента; (26-30) % для шлакопортландцемента; (30-40) % для пуццоланового цементу), зважену або зміряну з точністю до 0, 5 г або до 0, 5 мл. Після заливання води негайно заповнять заглиблення цементом і через 30 сек. спочатку обережно перемішують, а потім енергійно розтирають тісто лопаткою, при цьому розтирання повинне проводитися поперемінно у взаємно перпендикулярних напрямках. Тривалість перемішування цементу з водою становить 5 хвилин з моменту доливання води.
Рисунок 1.6 – Інструменти, що використовуються для визначення нормальної густини цементного тіста
Перед проведенням випробування слід переконатися, чи вільно опускається стержень приладу Віка, а також перевірити нульовий показ приладу, приводячи товкач в зіткнення з пластинкою (скляною або металевою), на якій встановлюється кільце. У разі відхилення від нуля шкала приладу відповідним чином пересувається. Кільце і пластинку протирають машинним маслом. Наповнене в один прийом цементним тістом кільце п'ять-шість разів струшують, постукуючи по столі. Потім поверхню тіста вирівнюють з краями кільця, зрізаючи надлишок тіста змоченим водою ножем. Приводять товкач приладу Віка в зіткнення з поверхнею тіста в центрі кільця і закріплюють стержень затискним гвинтом. Потім, швидко відкрутивши закріплюючий гвинт, звільняють стержень і дають товкачу вільно занурюватися в тісто. Через 30 секунд з моменту звільнення стержня проводять відлік занурення за шкалою. Нормальну густину цементного тіста виражають|виказують, висловлюють| через водоцементне відношення|ставлення|, необхідне для отримання|здобуття| тіста такої пластичності, при якій товкач|маточка| стандартного приладу не доходить до скляної пластинки|платівки| на (5-7) мм. Якщо покажчик приладу зупинився|зупинявся| вище за ці цифри за шкалою, то дослід|дослід| повторюють з|із| більшою кількістю води, а якщо нижче - з|із| меншою. Кількість води, що додається, для отримання тіста нормальної густини виражається у відсотках від ваги цементу і визначається з точністю до 0, 25%. Дані визначення нормальної густини цементного тіста записують в таблицю 1.5.
Таблиця 1.5 – Результати вимірювань
7 Визначення початку і кінця тужавіння Терміни тужавіння цементів| залежать від хіміко-мінералогічного складу цементу, тонкості помолу, водоцементного відношення|ставлення|, температури, кількості і якості введених|запроваджених| в цемент добавок. Визначення термінів тужавіння цементного тіста проводиться тим самим приладом, яким визначалася нормальна густина цементного тіста, але замість товкача в стержень закріплюється голка перерізом 1 мм2, а на верхню частину стержня накладають додатковий вантаж масою (27, 5±0, 5) г, щоб зберегти загальну вагу стержня з голкою рівною 300 г. Для визначення термінів тужавіння цементу готують цементне тісто нормальної густини і укладають, його в кільце приладу, злегка струшують для видалення повітря. Надлишок тіста знімають ножем і поверхню вирівнюють. Кільце поміщають під голку приладу так, щоб вістря голки стикалося з поверхнею тіста. На початку досліду, поки тісто настільки рідке, що можна очікувати сильного удару голки об пластинку, голку при зануренні слід злегка притримувати. Занурювати голку необхідно через кожні 5 хвилин до початку тужавіння і через кожні 15 хвилин - в подальший час до кінця тужавіння. Місце опускання голки в тісто необхідно кожного разу міняти, пересуваючи кільце, а голку витирати фільтрувальним папером. За початок тужавіння приймають проміжок часу, що проходить з моменту розчину цементу водою до того моменту, коли голка не доходитиме до пластинки на (1-2) мм. За кінець тужавіння приймають проміжок часу, що пройшов від початку розчину цементу водою до моменту, коли голка буде опускатися в тісто не більше ніж на 1мм. Початок тужавіння для всіх цементів повинен наступати не раніше ніж через 45 хвилин, а кінець тужавіння - не пізніше ніж через 12 годин від початку приготування розчину. Терміни тужавіння мають важливе значення для виконання робіт, оскільки регламентують можливість перевезення, усадки і ущільнення цементно-бетонної суміші. Для уповільнення термінів тужавіння до портдандцементного клінкеру при його помолі додають (2-3) % гіпсу (але не більше 3, 5 %). Як дуже швидке, так і дуже повільне тужавіння цементу є істотним недоліком його. При роботі з цементом, що швидко схоплюється, необхідно швидко транспортувати і укладати його після розчину водою, що здійснити досить важко. Повільне тужавіння цементу часто приводить до істотного уповільнення темпів будівництва. Результати визначення термінів тужавіння заносять в таблицю 1.6.
Таблиця 1.6 – Результати вимірювань
8 Визначення рівномірності зміни об'єму цементного тіста При твердненні в’яжучих речовин завжди має місце деяка зміна їх об'єму. Якщо зміна об'єму порівняно невелика і протікає рівномірно, то воно не викликає небажаних наслідків у вигляді появи тріщин або руйнувань. Якщо ж зміна об'єму викликає такі внутрішні напруження, яким не може чинити опір твердіючий цемент, то такий цемент не можна застосовувати в будівництві. Нерівномірність зміни об'єму може бути викликана наявністю в цементі трьох речовин: вільного оксиду кальцію, оксиду магнію і гіпсу. Для випробування рівномірності зміни об'єму беруть 400 г цементу і з нього готують тісто нормальної густини. Потім зважують чотири проби цього тіста по 75 г кожна, виготовляють з них кульки і поміщають на склянні пластинки, заздалегідь злегка покриті машинним маслом. Від легкого постукування скляною пластинкою об край столу з тіста утворюються “коржики” діаметром (7-8) см і висотою в середній частині 1 см. Поверхня “коржиків” згладжується змоченим водою ножем. Приготовані “коржики” протягом (24±2) години з моменту виготовлення зберігають при температурі (20 ± 5) °С у ванні з гідравлічною засувкою (рисунок 1.7). Після цього “коржики” знімають з скляних пластинок і кладуть на сітку спеціального бачка (рисунок 1.8). Воду в бачку кип'ятять протягом 4 годин, після чого їй дають остигнути. “коржики” виймають з бачка і ретельно оглядають (рисунок 1.9).
Рисунок 1.7 – Ванна з гідравлічною засувкою
Рисунок 1.8 – Бачок для пропарювання
Цемент визнається доброякісним, якщо на лицьовій стороні всіх “коржиків” (після вказаних випробувань) немає радіальних тріщин, видимих в лупу, і викривлень, що встановлюються за допомогою лінійки, що прикладається до площини поверхні “коржиків”. Волосяні тріщини, що іноді з'являються та не доходять до країв “коржиків”, не є ознакою поганої якості цементу. Іноді на “коржиках”, що витримали випробування кип'ятінням в парі води і що пролежали потім якийсь час на повітрі, з'являються радіальні тріщини, які є результатом осідання і тому не можуть служити ознакою недоброякісності цементу. Для деяких гідравлічних в’яжучих речовин стандартами передбачені відхилення від описаної методики випробування на рівномірність зміни об'єму.
Рисунок 1.9 - Вид зразків|взірців| “коржиків”, що витримали (а, г) і що не витримали (б, в) випробування Контрольні питання
1 Що таке портландцемент і як його виготовляють? 2 Які марки цементу Ви знаєте? Як визначається марка цементу? 3 Як проводиться відбір цементу для випробовування? 4 Як можна визначити вид цементу за непрямими ознаками? 5 Що таке питома вага? Як за допомогою приладу Ле-Шательє можна визначити питому вагу цементу? 6 Що таке об’ємна вага? 7 На що впливає тонкість помолу цементу? 8 Що таке нормальна густина цементного тіста і яким приладом вона визначається? 9 Що таке терміни тужавіння і від чого вони залежать? 10 Для чого проводять визначення рівномірності зміни об’єму цементного тіста?
|
,
- питома вага цементу в г/см3;
,
а б
,
