Материал: 379

На прочность цемента большое влияние оказывает тонкость помола. Тонкость помола цемента может быть оценена и другим показателем − удельной поверхностью (число м2 поверхности зерен в 1 кг цемента).

Твердение цемента всегда сопровождается некоторым изменением его объема. Если изменение объема сравнительно невелико и протекает равномерно, то оно не вызывает вредных последствий в виде появления трещин или разрушений. Если же изменения объема вызывают внутренние напряжения, которым не может сопротивляться твердеющий цемент, то в этом случае его нельзя применять в строительстве. Неравномерность изменения объема цементного теста вызывается избыточным содержанием в цементе свободных окиси кальция, окиси магния и гипса.

Для оценки качества цемента определяют тонкость помола, нормальную густоту цементного теста, сроки схватывания, равномерность изменения объема, прочность при изгибе и сжатии.

Ниже приведена схема, показывающая, при каком состоянии цемента определяют указанные показатели.

3.1. Определение тонкости помола

Пробу цемента высушивают в сушильном шкафу при температуре 105−110 ºС в течение 2 ч, охлаждают в эксикаторе. Отвешивают 50 г цемента и высыпают его на сито. Закрыв сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания. Через 5–7 мин от начала просеивания останавливают прибор и делают контрольное просеивание на бумагу. Операцию считают законченной, если при контрольном просеивании сквозь сито в течение 1 мин проходит не более 0,05 г цемента. Тонкость помола определяют как остаток на сите с сеткой №008 в процентах к первоначальной массе просеиваемой пробы:

16

ТП 50m 100,

где m – количество цемента, оставшегося на сите №008, г; 50 – исходная навеска цемента, г.

3.2. Определение нормальной густоты

Нормальная густота цементного теста – это такая его консистенция, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5–7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо (см. рис.3).

Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента.

Нормальную густоту цементного теста определяют на приборе Вика, при этом иглу прибора заменяют металлическим пестиком. Масса подвижного стержня прибора вместе с пестиком должна быть (300±2) г. Перед началом испытания проверяют свободное падение подвижного стержня прибора, чистоту пестика, положение стрелки, которая должна стоять на нуле при соприкосновении со стеклянной пластинкой; смазывают кольцо и пластинку слоем машинного масла.

Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем

вцементе делают углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Количество воды для первого пробного затворения цемента может быть принято в пределах 23–28 % от массы цемента. Углубление засыпают цементом и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

После перемешивания цементное тесто в один прием укладывают

вкольцо и 5–6 раз встряхивают его, постукивая пластинку с кольцом о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом. После этого приводят пестик прибора в прикосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством. Затем быстро освобождают винт для свободного погружения пестика в тесто. Через 30 с по шкале фиксируют глубину погружения пестика.

17

Густота цементного теста считается нормальной, если пестик не доходит до пластинки на 5–7 мм. Если пестик, погружаясь в тесто, остановится выше, то опыт повторяют с большим количеством воды, а если ниже – с меньшим, добиваясь погружения пестика на необходимую глубину.

3.3. Определение сроков схватывания

Сроки схватывания цементного теста определяют при помощи прибора Вика, но вместо пестика на нижней части подвижного стержня закрепляют стальную иглу (см. рис.3).

Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора. Кроме того, проверяют чистоту поверхности и отсутствие искривления иглы.

Цементное тесто нормальной густоты готовят по методике, изложенной в п. 3.2, и сразу после приготовления помещают его за один прием в кольцо прибора Вика, встряхивают 5–6 раз для удаления воздуха и выравнивают поверхность.

Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста и, регулируя зажимной винт, дают возможность ей свободно погружаться. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после очередного погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают. Во время испытания прибор должен находиться в затемненном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

Началом схватывания цементного теста является время, прошедшее от начала затворения (момент приливания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2–4 мм. Концом схватывания цементного теста является время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1–2 мм.

3.4. Определение равномерности изменения объема цемента

Для испытания на равномерность изменения объема цемента готовят тесто нормальной густоты. Две навески теста массой 75 г каждая, приготовленные в виде шариков, помещают на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают ею о твердое основание до образования из шариков лепешек диаметром 7–8 см толщиной около 1 см.

18

Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краев к центру до образования острых краев в гладкой закругленной поверхности. Приготовленные лепешки хранят в течение 24 ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором (рис.5). В ванне образцы размещают на решетке, под которой всегда должна быть вода. Затем лепешки снимают с пластинок и переносят на этажерку специального бачка (рис.6). Уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4–6 см. Воду в бачке кипятят в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и производят их внешний осмотр.

Цемент соответствует требованиям стандарта, если на лицевой поверхности лепешек не обнаружено радиальных, доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом, а также каких-либо искривлений и увеличений объемов лепешек

(рис.7).

Искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки, при этом искривления не должны превышать 2 мм на краю или в середине лепешки.

В том случае, когда образцы-лепешки не выдержали испытание на равномерность объема, цемент признается недоброкачественным (рис.8). В нем имеется наличие свободных CaO и MgO, которые будут гаситься с увеличением объема в уже затвердевшем цементном камне,

19

а это приведет к неравномерным деформациям и образованию трещин в твердеющих бетонах и растворах.

а) б)

Рис. 7. Образцы, выдержавшие испытания на равномерность изменения объема: а) нормальное изменение объема; б) трещины усыхания

а) б) в)

Рис. 8. Образцы, не выдержавшие испытания на равномерность изменения объема: а) разрушение; б) радиальные трещины; в) искривление

3.5. Определение прочности (марки) цемента

Марку цемента устанавливают по показателям предела прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек размером 40×40×160мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 нормальной консистенции и твердевших во влажных условиях 28 сут при температуре (20±2) ºС.

3.5.1. Определение консистенции цементного раствора

Консистенция цементного раствора характеризуется расплывом конуса на встряхивающем столике.

Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г нормального песка и 500 г цемента, высыпают их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком в течение 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают

20