6
Портландцемент и его разновидности – основной материал в современ-
ном строительстве. Из него возводят бетонные и железобетонные конструкции самых разнообразных зданий и сооружений. Жилищно-гражданское, промыш-
ленное, сельскохозяйственное, гидротехнические, горное, дорожное – вот не-
полный перечень видов строительства, где с успехом применяют бетон и желе-
зобетон на портландцементе.
В лабораторной работе требуется исследование следующих свойств це-
мента:
1)нормальной густоты цементного теста;
2)сроков схватывания цементного теста;
3)изготовление образцов для определения мерки цемента.
Методика выполнения работы
Определение нормальной густоты цементного теста
Смесь с водой называют цементным тестом. Нормальная густота цемент-
ного теста характеризуется водопотребностью цемента, т.е. количеством воды,
необходимым для получения теста определенной консистенции.
Нормальную густоту цементного теста определяют с помощью прибора Вика. На станине подвижно укреплен стержень, снабженный стрелкой-
указателем. Стержень со стрелкой может перемещаться вдоль неподвижной шкалы, закрепленной на станине прибора. Шкала имеет деления от 0 до 40 мм.
В нижнюю часть стержня вставляется пестик и удерживается винтом. Масса стержня с пестиком 300 г. Вертикальное перемещение стержня с пестиком обеспечивается отжатием зажимного винта. На опору станины помещаются ме-
таллическая или стеклянная пластина и кольцо. Внутренняя поверхность коль-
ца и пластины смазывается машинным маслом. Перед началом опыта проверя-
ется нулевое положение стрелки-указателя; для этого подвижный стержень опускается до соприкосновения пестика с пластиной. Если при этом стрелка не совпадает с нулем шкалы, то следует откорректировать ее положение.
7
Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, поме-
щают его в чашку, предварительно протертую влажной тряпкой, и вливают оп-
ределенное (по указанию преподавателя) количество воды, необходимое для получения теста нормальной густоты. Затем сначала осторожно перемешивают,
а потом энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях. Продолжительность перемешивания и растирания 5 мин.
По окончании перемешивания цементным тестом наполняют кольцо, ус-
тановленное на пластинке, срезают ножом избыток теста и 5-6 раз встряхивают кольцо, постукивая пластинку о стол. Пестик прибора приводят в соприкосно-
вение с поверхностью теста и закрепляют стержень зажимным винтом. Затем винт быстро отвинчивают и дают возможность пестику свободно погружаться в цементное тесто. Через 30 сек? с момент, освобождения стержня, производят отсчет погружения пестика по шкале. За нормальную густоту принимается та-
кая консистенция теста, при которой пестик не доходит до пластинки на 5-7 мм.
При меньшей или большей величине погружения пестика следует повто-
рить испытание с другим количеством воды, добиваясь погружения пестика на указанную глубину.
Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды,
выраженным в процентах (с точностью до 0,25 %) от веса цемента.
Определение сроков охватывания цементного теста Сроки схватывания цементного теста определяют, используя описанный
выше прибор Вика. Пестик в данном случае заменяется иглой. Для сохранения стандартной массы перемещающейся части прибора на стержень сверху поме-
щают пригруз.
Приготавливают цементное тесто нормальной консистенции и укладыва-
ют его в кольцо. Иглу приводят в соприкосновение с поверхностью теста и стержень закрепляют винтом; затем освобождают стержень, игла свободно по-
гружается в цементное тесто. Иглу опускают в тесто через каждые 5 мин до на-
чала схватывания, а затем замеры повторяют уже с интервалом 15 мин, каждый
8
раз опуская иглу в новое место. После каждого погружения иглу следует тща-
тельно обтирать.
Началом схватывания цементного теста считается промежуток времени,
прошедший от начала затворения до того момента, когда игла не будет дохо-
дить до пластинки на 1-2 мм. Концом схватывания считается время, прошедшее от начала затворения до того момента, когда игла будет погружаться в тесто не более чем на 1 мм.
В соответствии с ГОСТ начало схватывания должно наступать не ранее
45 мин, а конец не позднее 10 час от начала затворения.
Изготовление образцов для определения марки цемента Прочность цемента характеризуется его маркой. Она соответствует ми-
нимально возможному пределу прочности на сжатие стандартных образцов в виде куба с ребром 50 мм, твердевших 28 суток при нормальном температурно-
влажностном режиме (t=20oC, W=70-80 %). Образцы изготавливаются из це-
ментного раствора (смеси цемента, песка и воды) пластичной консистенции. Цемент и песок берется в пропорции 1:3 по весу. Этот раствор укладывается в металлическую форму, смазанную машинным маслом. Форму закрепляют на виброплощадке, наполняют на 1 см раствором и включают виброплощадку. В течение 2 мин одновременно с вибрированием заполняются небольшими порциями все гнезда формы. По истечении 3 мин от начала вибрации форма снимается с площадки, а избыток раствора срезается ножом. Формы с маркированными образцами помещаются на 24 часа в ванну с гидравлическим затвором, после чего образцы извлекается из формы, и выдерживаются в воде 27 суток до момента испытания.
Контрольные вопросы
1.Что такое портландцемент?
2.Назовите области применения портландцемента.
3.Расскажите о гидравлических вяжущих веществах.
4.Устройство и назначение прибора Вика.
5.Методика выполнения лабораторной работы.
9
Лабораторная работа № 2
Тема «Испытание тяжелого бетона» Цель работы: получение в лабораторных условиях бетонной смеси тре-
буемой подвижности и заданной марки бетона.
Экспериментальная часть.
Объем замеса – 7 л, что несколько превышает объем 2-х стандартных образцов, которые будут изготовлены в процессе выполнения этой лабораторной работы. Чтобы получить необходимое количество материалов для замеса, нуж-
но производственный расход составляющих на 1 м3 бетона умножить на 0,014.
Замес изготавливают в следующем порядке:
1) отвешивают необходимое количество песка и высыпают на боек (под-
дон), отвешивают цемент, добавляют его к песку и перемешивают до получе-
ния однородной смеси;
2)добавляют требуемое количество крупного заполнителя и всю смесь перемешивают до тех пор, пока крупный заполнитель не будет равномерно распределен по всему объему;
3)отмеривают требуемое количество воды и выливают ее в смесь не-
большими порциями при одновременном перемешивании. Затем энергично пе-
ремешивают смесь до получения однородной массы.
Подбор бетонной смеси требуемой подвижности Подвижность бетонной смеси зависит от количества цементного теста, от
зернового состава мелкого и крупного заполнителей, формы и характера по-
верхности их зерен, от соотношения заполнителей, от вида цемента, содержа-
ния воды в смеси и других факторов. Практически регулировать подвижность бетонной смеси можно только количеством цементного теста, т.к. в противном случае меняется состав бетона, а в следствии этого и его физико-механические свойства.
Например, если увеличить содержание воды, то изменится водоцемент-
ное отношение, а следовательно, и марка бетона.
10
Показателем подвижности бетонной смеси является осадка бетонной сме-
си, освобожденной от стандартного конуса.
Стандартный конус из листовой стали высотой 300 мм, диаметром в ниж-
нем основании 200 мм и верхнем 100 мм смачивается водой, устанавливается на боек и прижимается к дну его. Бетонную смесь укладывают в конус в три приема слоем по 10 см, при этом каждый слой 25 раз штыкуют стержнем диа-
метром 12 мм. Затем излишки бетона снимают с верхней горловины конуса.
Конус осторожно поднимают вертикально вверх и устанавливают рядом с бе-
тонной смесью.
Измеряют осадку конуса с точностью до 0.5 см (рис. 1)
Если осадка конуса окажется меньше требуемой. Добавляют в смесь оп-
ределенный процент воды и цемента (5–10 % от первоначального содержания).
Бетонную смесь вновь тщательно перемешивают и определяют осадку конуса.
Цемент и воду добавляют до тех пор, пока осадка конуса не достигнет требуе-
мого значения.
Если осадка конуса окажется больше требуемой, то это означает перерас-
ход цемента. В бетонную смесь нужно добавлять песок и цемент и повторять эксперимент до достижения необходимой консистенции.
По техническим условиям бетон подразделяется четыре вида:
1) жесткий с осадкой конуса 0, идет на подготовку под полы, фундамен-
ты;
2) малоподвижный с осадкой конуса 1–3 см, идет на изготовление желе-
зобетонных конструкций с редко расположенной арматурой;
3) подвижный с осадкой конуса 4–15 см, идет на изготовление железобе-
тонных конструкций среде и сильно насыщенных арматурой, тонкостенных конструкций;
4) литой с осадкой конуса свыше 15 см, идет на изготовление конструк-
ций подводного бетонирования.