Определение предела прочности цемента при изгибе и сжатии

 

Марку цемента, или его активность, определяют по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов размерами 40х40х160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 нормальной консистенции после необходимого срока твердения (для портландцемента, шлакопортландцемента и пуццоланового цемента – 28 сут, для быстротвердеющего портландцемента – 3 и 28 сут, для глиноземистого – 3 сут) в стандартных условиях (ГОСТ 310.4-81).

Для определения прочности цемента при изгибе и сжатии портландцемента непосредственно перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы промазывают тонким слоем солидола или другой густой смазки. На собранную форму устанавливают насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой.

Для каждого установленного срока испытаний изготовляют по три образца (одна форма). Для уплотнения раствора форму балочек с насадкой закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Допускается устанавливать две формы, симметрично расположенные относительно центра виброплощадки, при условии одновременного их заполнения. Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают вибрационную площадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки, убирают насадку и избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к поверхности укладки, заглаживая, с нажимом раствор вровень с краями формы. Образцы маркируют. Нож предварительно должен быть протерт влажной тканью.

После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечивающем относительную влажность воздуха не менее 90 %.

По истечении указанного времени хранения образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой в горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду меняют через каждые 14 сут. Температура ее при замене должна быть (20±2)°С, как и при хранении образцов. Образцы, имеющие через (24±1) ч прочность, недостаточную для расформовки их без повреждения, допускается вынимать из формы через (48±2) ч, указывая этот срок в тетради.

По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты.

Определение предела прочности при изгибе. Образец устанавливают на опорные элементы прибора МИИ-100 таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Образцы испытывают в соответствии с инструкцией, приложенной к прибору.

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

Определение предела прочности при сжатии. Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку балочек помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца (рис. 5). Образец вместе с пластинами центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (2,0±0,5) МПа/с. Рекомендуется использовать приспособление, автоматически поддерживающее стандартную скорость нагружения образца.

Рис. 7. Положение образца между нажимными пластинками при испытании на сжатие:

1 – нижняя плита пресса; 2 – пластинки; 3 – верхняя плита пресса

 

Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагрузки (в кгс) на рабочую площадь пластинки (в см², т. е. на 25 см²). Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение четырех наибольших результатов испытания шести образцов.

Марку цемента определяют по таблице 2.

Таблица 2. Прочностные показатели портландцемента и его разновидностей

 

Наименование и обозначение вида цемента	Гарантированная марка цемента	Предел прочности, МПа (кгс/см2)
при изгибе в возрасте, сут	при сжатии в возрасте, сут
Портланцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент ПЦ-Д0, ПЦ-Д5, ПЦ-Д20, ШПЦ		— — — — —	4,4 (45) 5,4 (55) 5,9 (60) 6,1 (62) 6,4 (65)	— — — — —	29,4 (300) 39,2 (400) 49,0 (500) 53,9 (550) 58,8 (600)
Быстротвердеющий портландцемент ПЦ-Д20-Б		3,9 (40) 4,4 (45)	5,4 (55) 5,9 (60)	24,5 (250) 27,5 (280)	39,2 (400) 49,0 (500)
Быстротвердеющий шлакопортландцемент ШПЦ-Б		3,4 (35)	5,4 (55)	21,5 (220)	39,2 (400)

Контрольные вопросы:

1. Что называют портландцементом, и какие компоненты входят в его состав? Какое природное сырье применяется при его изготовлении?

2. По каким основным показателям оценивают качество портландцемента?

3. Как определяют нормальную густоту цементного теста?

4. Как изготавливают образцы для определения предела прочности цемента при изгибе и сжатии?

5. По каким экспериментальным данным устанавливают марку цемента?

 

Литература:

1. ГОСТ 310.1-76* (СТ СЭВ 3920-82). Цементы. Методы испытаний. Общие положения.

2. ГОСТ 310.2-76 - Цементы. Методы определение тонкости помола.

3. Белов В.В., Петропавловская В.Г., Шлапаков Ю.А. Лабораторные определения свойств строительных материалов. - М.: ИАСВ, 2004.

4. Попов Л.Н., Попов Н.Л. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М, 2005. – 219 с.: ил. – (Профессиональное образование)

5. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы (материаловедение и технология): Учебное пособие. – М.: ИАСВ, 2004, 2007. – 594 с.

Приложение 1