Порядок виконання роботи. Для правильної оцінки в’яжучих матеріалів велике значення має відбір середньої проби
1 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
,
