Rubber-way.ru

Рубер Вэй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Срок схватывания цемента это

Срок схватывания цемента это

Сроки схватывания цемента значительно изменяются в зависимости от температуры цементного теста. Например, при ее снижении до +5° С можно считать, что время до начала схватывания удлиняется в 1,5—2,5 раза, а при повышении до 25—30° С сокращается в 2—3,5 раза. Изменение сроков схватывания цемента находится в прямой связи с изменением в цементе количества минерала — трехкальциевого алюмината С3А, вскрытого помолом, и их надо определять в каждом конкретном случае при температуре внешней среды, на рабочих составах цементного теста, соответствующих конкретному дню бетонирования.

Для регулирования сроков схватывания в цемент при помоле клинкера вводят двуводный гипс CaS04-2H20, которого по ГОСТ 10172—62 должно быть 1,5—3,5% (в расчете на ангидрид серной кислоты S03). Следует иметь в виду, что сроки схватывания цемента в бетонных (растворных) смесях в случае их приготовления с водоцементным отношением большим, чем значения, соответствующие нормальной густоте цемента, удлиняются. Если на строительство поступает цемент, который не обеспечивает указанные в стандарте сроки схватывания, его использование невозможно без дополнительных мер.

Указанные в ГОСТе минимальные сроки схватывания назначают исходя из необходимости осуществить весь комплекс технологических переделов, без которых нельзя изготовить элемент, деталь, изделие, конструкцию, сооружение. Многочисленные исследования особенностей формирования бетонов (растворов) показывают, что смеси, потерявшие пластичность вследствие схватывания, резко снижают технические свойства искусственного каменного материала, так как в этом случае его уже не удается сформировать с заданной плотностью.

Так, были поставлены опыты по определению пористости растворных образцов состава 1:2, 1:3 и 1:4 при разных отношениях воды затворения к цементу. Было выяснено, что с определенного для каждой растворной смеси значения водоцементного отношения (например, для смеси состава 1 :2, начиная с В/Ц<0,36) при существующих стандартных приемах формования образцов величина открытой пористости не уменьшается, а стабилизируется. У цементов с короткими сроками схватывания резкое увеличение пористости произойдет при более высоких значениях В/Ц, чем здесь указано.

Цемент большинства отечественных заводов имеет значительно более длинные сроки схватывания, чем указано в ГОСТе, вследствие особенностей минералогического состава. Нельзя считать, что для любого состава цемента сроки схватывания связаны однозначной зависимостью с тонкостью помола (с удельной поверхностью). В этом случае при введении гидрофильной добавки с. с. б., несмотря на большее количество воды, удерживаемой таким мономинеральным тестом, его подвижность была значительно меньше, и сроки схватывания теста сокращались.

Изготовленные двутавровые опоры для электрификации железных дорог на цементе «быстряке» с началом схватывания 12 мин при испытании на морозостойкость быстро разрушаются. На морозостойкость бетона опоры оказало влияние также наличие в его составе дефектных мест — коагуляционных структур из гидратиро-ванного трехкальциевого алюмината.

Показатели нормальной густоты соответствуют 100—140 кг/см2 (10-1 МПа) пластической прочности, а сроки схватывания: начало — 1,5 и конец — 5 кг/см2 (10-1 МПа).

Вторая из приведенных формул дает результаты, близкие к действительному состоянию системы цементное тесто+свободна я вода (но не вода, выделившаяся из теста) по ее структурно-механическим характеристикам, показывающим предельное сопротивление сдвигу и структурную вязкость, так как в этом случае соблюдается принцип течения вдоль боковой поверхности конуса, преобладающий над деформациями смятия под конусом. В другом случае применяется первая формула. Для того чтобы проиллюстрировать влияние гидратированного трехкальциевого алюмината на сроки схватывания цементного теста, был поставлен опыт по определению сроков на цементах, состоящих из 99% мелкомолотого кварцевого песка (s=260,0 см2/г) и 1% С3А с добавками с. с. б., 97% песка и 3% С3А, 90% молотого песка и 10% С3А без с. с. б. Такие цементы затворяли обычными стандартными приемами водопроводной водой. Из указанных таблиц следует:
1) увеличение пластической прочности такой системы с добавками с. с. б. аналогично системам на заводских портландцементах и цементах на их основе, следовательно, адсорбция с. с. б. трех-кальциевым алюминатом имеет избирательный характер;
2) нарастание пластической прочности связано с развитием процесса гидратации трехкальциевого алюмината даже при незначительном количестве (1%), при котором появляются тонкодиспер-сные структуры, химическое связывание воды—уменьшение ее со-держания в системе, где она являлась пластификатором, и образо-вашие коагуляционной и далее коагуляционно-кристаллизационных структур;
3) роль с.с. б. сводится к пептизации гидратирующихся зерен минерала С3А, что хорошо иллюстрируется сравнением показателей пластической прочности систем с 1, 3 и 10% этого минерала в сроки гидратации (такие сроки определения пластической прочности), начиная с 1 мин до 5 ч при содержании в системе 0,25% с. с. б.

Так, удлиняя смешивание с водой цемента без гипса с высоким содержанием минерала С3А, можно значительно снизить пластическую прочность до 6 ч с момента приготовления цементного теста. Если вместо 5 перемешивать 10 мин, даже для систем с высоким содержанием коагуляционных структур удается резко снизить загустевание. В более ранних опытах В. Н. Юнга и Ю. М. Бутта показано, что, удлиняя сроки стандартного смешивания с водой высокоалюминатного цемента, содержащего 14,1% С3А, удается: а) продлить время до начала схватывания с 2 до 38 мин, конец схватывания с 3 до 90 мин при увеличении времени смешивания с 1 до 15 мин (при этом необходимо увеличивать в цементном тесте содержание воды с 29,5 до 42,5%);
б) увеличить время до-начала схватывания с 2 до 90 мин, а конец схватывания с 3 до 200 мин, применяя вторичное смешивание в течение 5 .мин (после небольшого перерыва вслед за первичным смешиванием за 5 мин) с несколько меньшим количеством воды по сравнению с опытами при однократном смешивании, а именно 36% Введение в такую систему полуводного гипса CaSO4-0,5H2O для регулирования сроков схватывания также требует значительного (при малых дозах гипса) продления срока смешивания цемента с водой. Например, добавка 3% полуводного гипса при перемешивании 1 мин увеличила время до начала схватывания и снизила НГ с 29,5 до 28% (эти сроки ниже требуемых ГОСТ 10178—62). С увеличением содержания полуводного гипса до 6% и продолжительности смешивания до 3 мин время до начала схватывания увеличивается до 74, а конец — до 144 мин. При увеличении содержания полуводного гипса до 10% и времени смешивания до 3 мин начало схватывания составляет до 120 мин, а конец — до 230 мин.

Показанные выше оптимальные дозировки гипса и время приготовления теста означают более тщательное распределение гипса в системе цементное тесто+свободная вода. Снижение равномерности распределения гипса означает неполноценное его участие в процессах разрушения новообразований из трехкальциевого алюмината и воды. При сравнении пластической прочности, например, заводских чистых портландцементов с относительно невысоким содержанием СзА обнаруживается общая линия не только в изменении значений Рm, но и достаточно близкие их числовые значения. Следовательно, можно считать, что сроки схватывания полиминеральных цементов в конечном счете, определяет гидратация минерала С3А.

Читайте так же:
Provicol провикол цемент временный для фиксации коронок

Из приведенных сведений об изменении значений Рт из-за различного содержания гипса, минерала СзА, ее. б. и длительности смешивания следует, что процесс схватывания можно регулировать в требуемом направлении. Показатель степени гидратации минералов (так же, как тепловыделение и контракция) может служить ориентиром в сравнительном определении сроков схватывания при образовании цементного камня. Степень гидратации, тепловыделение и контракция цемента из трехкальциевого алюмината значительно выше, чем активного цемента из трехкальциевого силиката (например, для первого из них на 28 сут. твердения, степень гидратации равна 100%, тепловыделение примерно 210 кал/г (4,2 кДж/кг), контракция 17 мл на 100 г, а для второго соответственно 53—69%, 115 кал/г (4,2 кДж/кг) и 5,2 мл на 100 г. В первые часы процесса указанное различие еще выше.

Опыты показали, что если тормозить твердение цементного теста без гипса с помощью с. с. б., то удается затормозить гидратацию всех его минералов, за исключением гидратированного минерала C3A. По этой причине изменение сроков схватывания цементного теста в указанные стандартные сроки связано с гидратацией минерала С3А. Схватывание теста в иные, более длительные сроки, зависит от развития процессов гидролиза и гидратации других минералов полиминерального цемента, составляющих твердую фазу цементного теста (концентрированной цементной суспензии).

Следовательно, схватывание полиминерального цемента при обязательном наличии в нем минерала С3А можно дифференцировать на две стадии: 1) тесто находится в вязко-пластично-упругом состоянии, легко формуется вследствие своей тиксотропности; 2) тесто переходит в хрупкое состояние, нарушение которого приводит к потере сплошности, образованной кристаллическими связями, возникшими с началом процесса гидролиза и гидратации остальных минералов цемента. Эти стадии после определенного периода времени накладываются одна «а другую, что определяется многократным повторным вибрированием (уплотнением).

Отсутствие минерала СзА в цементе позволяет считать, что схватывание протекает в одну стадию, так как в системе цементные зерна + вода, где гидролиз и гидратация по самой природе (минералов проходят заторможенно, не образуется тиксотропных коагуляцион-ных структур из минерала СзА. Если бы схватывание цементного теста обусловливалось только образованием коагуляционных структур, то загустевание было бы всегда и в любой период времени обратимым (это имеет место, например, при работе с природными глинами, с тестом из гидратированного минерала СзА. Вид такого густеющего цементного теста и сама скорость схватывания будут другие.

Период схватывания в таком цементном камне кончается незадолго до того, как заканчивается и процесс гидролиза и гидратации всех зерен цемента; но этот период схватывания нами не фиксируется, так как не имеет значения для практических целей. Следовательно, схватывание — понятие условное, имеющее важное значение для строителя именно в пределах, связанных с возможностью приготовления из бетонной (растворной) смеси монолитного бетона (железобетона) любой конфигурации и объема с заданной долговечностью, т. е. материала, з полной мере соответствующего условиям надежной эксплуатации. По этой причине процесс твердения нельзя связывать только с появлением у бетона (раствора) механической прочности (с показателем Рт). Схватывание — предпроцеос такого упрочнения.

Процесс постепенного образования структуры цементного камня, т. е. накопления все большего количества новообразований, связан с особенностями процесса гидролиза и гидратации полиминерального цемента, проходящего заторможенно при наличии на зернах гидратированных соединений, и его не следует противопоставлять получению искусственного камня (бетона, раствора) с необходимой механической прочностью.

Проведенные испытания показали, что коагуляционные связи, развивающиеся на базе гидратированного трехкальциевого алюмината, дополняются связями из новообразований других минералов, постепенно изменяя пластическую прочность цементного камня. По характеру изменения пластической прочности можно судить: об алюминатности цемента и степени связывания гидратирующегося алюмината в гидросульфоалюминат или о характере образования его коагуляционной структуры в форме кристалликов, образующих ее при отсутствии гипса и наличии с. с. б.. При увеличении времени смешивания цемента и воды — перетирания цементного теста, снижается до определенного момента показатель Рт из-за частичного разрушения коагуляционных структур и перераспределения воды среди остальных гидролизующихся и гидратирующихся минералов, как бы из-за их пластификации. По отделению воды при перетирании цементного теста можно сделать вывод не только о частичном разрушении коагуляционных структур и повышении сроков схватывания теста, но и о различном водоудерживании других минералов полиминерального цемента. Опыт определения пластической прочности цементных паст на заводских цементах показывает большое разнообразие их значений, что в первую очередь объясняется различной доступностью алюминатов для соединения с гипсом, следствием чего и является разрушение водоудерживающих коагуляционных структур, снижающих пластифицирующее действие воды в силу ее блокирования.

Что такое гидратация цемента и для чего нужно знать процессы, происходящие с ним

Гидратация цемента – это процесс прохождения реакции между компонентами смеси и водой. Без воды бетонный раствор получить не удастся, так как именно при ее добавлении начинается стадия схватывания цемента, а потом и твердения. Эти два этапа считаются основными для приобретения смесью заявленных характеристик (в первую очередь прочности, а также других важных параметров).

процесс гидротации

Согласно стандартам, начало схватывания портландцемента должно наступать через 45 и более минут после замеса смеси. После того, как процесс схватывания завершился (до 3 часов по регламенту), начинается твердение цементного раствора. Это более длительный процесс, который может занимать годы.

Марочной прочности бетонная смесь достигает через 28 дней, но и по истечении этого периода процесс твердения и набора камнем прочности продолжается.

Знать о том, каким образом проходит схватывание и твердение портландцемента, нужно обязательно. Уделив внимание этим этапам, удастся избежать ошибок при замесе и заливке, которые часто приводят к потере раствором клеящей способности, понижению прочности, деформациям и другим неприятным последствиям. Немаловажны эти знания и для производства, использования разнообразных добавок к цементу, которые меняют определенные характеристики и свойства монолита, способны продлевать или сокращать стадии.

Гидратация – что это такое

Гидратация цемента – это физико-химический процесс связывания воды и ингредиентов цементного порошка. Тут стоит внимательнее изучить состав цемента и понять, каким образом взаимодействуют с водой различные компоненты, как они влияют на сроки схватывания цемента и другие характеристики.

Читайте так же:
Расход цемента для бетона калькулятор

В состав портландцемента входят активные минеральные добавки, за счет которых бетон постепенно набирает нужный уровень прочности. Независимо от типа и марки цемента, в его состав входят четыре основных минеральных составляющих.

Компоненты, входящие в состав цемента:

  • С2S – двухкальцивеый силикат
  • С3S – трехкальциевый силикат
  • С3А – трехкальциевый алюминат
  • С4АF – четырехкальциевый алюмоферит

Все компоненты очень важны, обладают определенными свойствами, влияют специфическим образом на схватывание цемента, его твердение. Некоторые начинают сразу взаимодействовать с водой, другие работают постепенно, через какой-то отрезок времени.

Влияние компонентов на гидратацию:

  1. Двухкальциевый силикат начинает работать через месяц после затвердения монолита. Все время он пребывает в покое, ожидая очереди. Специальные пластификаторы, добавляемые в смесь, позволяют существенно сократить этот период покоя без риска потери прочности бетоном. Данный компонент работает в долговременной перспективе, положительно влияет на укрепление бетонного монолита.
  2. Трехкальциевый силикат работает все время существования цемента. Он является основой смеси, запускает процесс гидратации. При его прохождении выделяется тепло, значительно повышая температуру раствора.
  3. Трехкальциевый алюминат в ответе за процесс схватывания, так как является самым активным минеральным компонентом и обеспечивает нарастание прочности бетона на протяжении первых дней. Дальше он перестает работать.
  4. Четырехкальциевый алюмоферит минимально воздействует на процесс набора прочности бетона и его твердение, но все равно очень важен в составе. Он работает в финале, когда затвердевание цемента уже запущено, улучшая характеристики и завершая процесс.

Все минеральные составляющие цемента важны для его качества и правильного прохождения процесса гидратации. При смешивании портландцемента с водой в составе сразу создаются новые внутрикристаллические связи, демонстрирующие постепенно нарастающую прочность и доводящие бетон до состояния искусственного камня.

гидратация

Ввиду того, что сроки схватывания цемента невелики и составляют в норме от 45 до 90 минут, готовить смесь нужно непосредственно перед использованием, чтобы успеть залить и выполнить все работы до начала достижения реакцией того этапа, когда работать со смесью уже невозможно (трудно заливать) или бесполезно (понижается уровень прочности).

Для полного прохождения реакции гидратации соотношение объемов цемента и воды обычно берут равное 3:2. Химически связывается до 25% молекул воды, остальные же остаются в гелевых порах бетона, пребывая в физически связанном виде. Уменьшение объема воды приведет к неполной гидратации, повышение – к появлению капиллярных пор в процессе связывания, что понижает прочность. Точные объемы составляющих всегда указываются в инструкции к цементу или рецептуре приготовления конкретной марки бетона.

Основные стадии затвердевания

Используя специальные добавки, можно замедлить или ускорить процесс затвердевания раствора, а также придать ему дополнительные технические характеристики.

Итак, многие знают, что процесс затвердевания цементного раствора условно подразделяется на два основных момента. Это схватывание и твердение.

Что касается стадии схватывания, то длится она недолго, примерно 24 часа после того, как смесь приготовлена. Самым важным фактором, влияющим на время схватывания, является температура воздуха:

  • если температура воздуха соответствует значению в 20 градусов, это означает, что цементный раствор будет схватываться где-то через два часа после того, как произведено замешивание. А окончательное схватывание произойдет спустя три часа. Это говорит о том, что весь рассматриваемый процесс займет всего один час;
  • в случае, когда температура является близкой к 0 градусов, этот же самый процесс может затянуться и по продолжительности составить около 20 часов. Обусловлено это тем, что схватывание, точнее его начало, будет происходить только по прошествии времени от 6 до 10 часов.

Еще одним важным фактором, влияющим на скорость процесса схватывания, являются специализированные добавки, которые либо ускоряют реакцию, либо замедляют ее.

Застывание цемента: рис. а) – повышение прочности цемента в зависимости от времени; рис. б) – взаимодействие цемента с водой: 1 – зерна цемента; 2 – вода; 3 – гидратные новообразования; 4 – воздушные поры.

Не забудьте, что все время схватывания раствор цемента сохраняет подвижность. Иначе говоря, он все еще поддается различным воздействиям. А осуществление каких-либо действий с еще не схватившимся цементом увеличивает период первоначального процесса (схватывания).

Следующая стадия, характерная для бетонных растворов – твердение. Она наступает сразу же после окончания первой стадии (схватывания). Можно считать, что этот процесс может тянуться в течение нескольких лет.

Срок, например, 28 суток, указанный в инструкции, говорит лишь о том, что на этот период времени гарантируется достижение определенной марки бетона. Первые несколько дней твердения бетона отличаются динамичностью и нелинейностью. Чтобы понять причину этой особенности, необходимо изучить данные, описывающие процесс гидратации.

Схватывание цемента

Это самый короткий этап набора прочности бетонной смеси, которая проходит первой. Сроки схватывания зависят от состава смеси (пластификаторы, присадки могут менять характеристики) и окружающей температуры воздуха. Чем более высокая температура, тем активнее проходят процессы.

Стандартные сроки схватывания цемента:

  • При комнатной температуре – до 3 часов
  • При низкой температуре – до 20 часов
  • При высокой температуре (если бетон находится в камере пропаривания) – до 20 минут

Существуют разные типы цемента, которые выделяют в соответствии со временем схватывания. Медленный цемент начинает схватываться по истечении 2 часов после замеса, средний – через 45-120 минут, быстрый – через 45 минут. Даже если условия неблагоприятные для прохождения реакции, цемент схватывается максимум за сутки.

После того, как бетон схватился, он еще не обладает всеми параметрами по стандарту и продолжать строительные работы запрещено. Бетон может разрушаться даже при минимальных нагрузках, терять характеристики, неравномерно застывать и т.д. Поэтому в процессе набора прочности цемента нужно прекратить работы и обеспечить идеальные условия.

Краткая характеристика

Для получения различных бетонных растворов используется цемент, это известно многим. Естественно, что для получения бетона (искусственного каменного материала) необходимо присутствие в смеси и других составляющих, таких как песок, щебень, вода.

Для приготовления бетонного раствора понадобятся цемент, вода, песок и щебень, которые смешиваются в определенной пропорции.

Для получения качественного изделия из бетона необходимо точно соблюдать технологию и последовательность выполнения работ, которые начинаются с выбора и смешивания составляющих, а заканчиваются осуществлением правильного ухода за раствором в процессе его отвердевания.

Цементный состав после приготовления и заливки в опалубку начинает постепенно твердеть, увеличивая свою прочность по прошествии определенного времени. Сразу после схватывания бетон не будет обладать характеристиками, которые позволят продолжить дальнейшие строительные работы. В самом начале процесса бетон легко поддается разрушению даже при воздействии минимальных нагрузок.

Читайте так же:
Пластификатор для кладочного цементного раствора

На сегодняшний день создан целый ряд различных добавок для цементного раствора, которые позволяют значительно улучшить качества бетонных изделий. Например, они могут наделить их такими свойствами, как пластичность, высокая прочность, морозоустойчивость, водонепроницаемость и другими.

Использование современных добавок позволяет проводить работы по бетонированию, даже когда на улице довольно низкая температура (в зимний период времени), не используя оборудование специального назначения.

Процесс твердения цемента

Это второй и более длительный этап, который следует сразу за схватыванием. Твердеть цемент может на протяжении многих лет. Максимальных (100%) показателей прочности смесь достигнет через несколько лет, но уже через 28 суток набирает большую часть (до 90-95%), пригодных для выполнения дальнейших работ и эксплуатации.

Обычно процесс твердения цемента запускается через сутки после начала реакции гидратации. Сначала бетон не прочный и подвержен негативному воздействию среды: частицы цемента уже кристаллизировались, скрепили заполнитель смеси вокруг себя, но пока связи чрезвычайно хрупкие и могут легко разрушиться.

Минимальные механические воздействия разрушают связи и восстановлению они не подлежат. Так, если походить по твердеющей стяжке, соединения разрушатся и уже никогда не схватятся: в местах, где было воздействие, в скором времени бетон начнет высыпаться, трескаться и крошиться.

В течение первых 7 дней бетонный раствор набирает до 70% прочности, потом твердение идет медленнее и еще за 21 день монолит набирает около 20-25% прочности. Среди мастеров бытует мнение, что первые 100 лет бетон постепенно набирает прочность, а последующие 100 лет ее утрачивает.

Для обеспечения нормальных характеристик бетона застывания его нужно дожидаться правильно – в первые 14-20 дней создать влажную среду, брызгать водой при необходимости, защищать от ультрафиолета. Бетон должен застыть, но никак не высохнуть (в таком случае не избежать трещин, деформаций, увеличения усадки и других неприятностей).

схема

Гидратация цемента – самый важный процесс, который должен проходить по технологии. Поэтому до начала работы с раствором необходимо правильно определить водо-цементное отношение, пропорции компонентов, изучить инструкцию и обеспечить раствору идеальные условия для прохождения всех реакций.

Какие факторы влияют на скорость схватывания?

В то же время при понижении температуры окружающего воздуха до величины 5…0 градусов Цельсия процесс схватывания существенно замедляется, а при понижении температуры ниже 0 градусов Цельсия вообще практически останавливается. Так при заливке бетона в условиях температуры окружающего воздуха от 5 до 0 градусов Цельсия схватывание материала начинается лишь через 6-10 часов и оканчивается через 19-20 часов.

Таким образом, чтобы процесс полимеризации, в том числе схватывания, цемента шел «правильно», необходимо тем или иным способом обеспечить «плюсовую температуру вокруг и внутри бетонной контракции. На практике это достигается следующими способами:

  • Укрыв бетона специальными тепловыми матами;
  • Строительство над залитыми конструкциями временных шатров и прогрев подшатрового пространства тепловыми пушками;
  • Прогрев толщи бетона тепловыми кабелями;
  • Комплексное использование указанных способов.

Дополнительные меры по прогреву бетона ведут к существенному удорожанию строительства. Поэтому, вне всякого сомнения, самый лучший вариант – проведение бетонных работ в теплое время года, когда плюсовую температуру обеспечивает природа.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

Настоящий стандарт распространяется на все виды цемента и устанавливает методы испытаний для определения нормальной густоты, сроков схватывания цементного теста, а также равномерности изменения объема цемента.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

1.1. Аппаратура

Прибор Вика с иглой и пестиком.

Кольцо к прибору Вика.

Мешалка для приготовления цементного теста.

1.1.1. Прибор Вика (черт. 1) имеет цилиндрический металлический стержень 1, свободно перемещающийся в обойме станины 2. Для закрепления стержня на требуемой высоте служит стопорное устройство 3. Стержень снабжен указателем 4 для отсчета перемещения его относительно шкалы 5, прикрепленной к станине. Шкала имеет цену деления 1 мм.

При определении нормальной густоты цементного теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр-пестик 6.

При определении сроков схватывания пестик заменяют иглой 7.

Пестик должен быть изготовлен из нержавеющей стали с полированной поверхностью. Игла должна быть изготовлена из стальной жесткой нержавеющей проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Поверхность пестика и иглы должна быть чистой.

Прибор Вика

1.JPG

1 — цилиндрический металлический стержень; 2 — обойма станины;

3 — стопорное устройство; 4 — указатель; 5 — шкала; 6 — пестик; 7 — игла

Массу перемещающейся части прибора сохраняют взаимной перестановкой пестика и иглы. Отдельные детали перемещающейся части прибора подбирают таким образом, чтобы их общая масса находилась в пределах (300±2) г.

Размеры иглы и пестика должны соответствовать указанным на черт. 2 и 3.

1.1.2. Кольцо к прибору Вика и пластинка, на которую устанавливают кольцо, должны быть изготовлены из нержавеющей стали, пластмассы или другого не впитывающего воду материала. Форма и размеры кольца должны соответствовать указанным на черт. 4.

1.1.3. Мешалка для приготовления цементного теста должна отвечать требованиям соответствующих технических условий.

1.1.4. При отсутствии в лаборатории механизированной мешалки для приготовления цементного теста применяют чашу сферической формы (черт. 5), изготовленную из нержавеющей стали.

Рабочая часть иглы

2.JPG

Рабочая часть пестика

3.JPG

Кольцо к прибору Вика

4.JPG

Лопатку для перемешивания цементного теста изготовляют из упругой нержавеющей стали. Основные размеры лопатки указаны на черт. 6.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Чаша для затворений

5.JPG

Лопатка для перемешивания

6.JPG

1.2. Проведение испытаний

1.2.1. Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента.

1.2.2. Пробу цемента подготавливают по ГОСТ 310.1.

1.2.3. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, соприкасая пестик с пластинкой, на которой расположено кольцо. При отклонении от нуля шкалу прибора соответствующим образом передвигают.

Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.

1.2.4. Для ручного приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после прилипания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой.

Читайте так же:
Хороший цемент для бетонных

Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

Цементное тесто на механической мешалке готовят в соответствии с прилагаемой к мешалке инструкцией.

1.2.5. После окончания перемешивания кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и пять-шесть раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения, стержня проводят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную в п. 1.2.1. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25 %.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

2.1. Аппаратура

Аппаратура — по п. 1.1.

Автоматический прибор для определения сроков схватывания.

2.2.Проведение испытаний

2.2.1. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое отклонение прибора, как указано в п. 1.2.3. Кроме того, проверяют чистоту, поверхности и отсутствие искривлении иглы. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в кольцо по пп. 1.2.4 и 1.2.5. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения, иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.3. Сроки схватывания цементного теста на приборе с автоматической записью определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ЦЕМЕНТА

3.1. Аппаратура

Аппаратура — по п. 1.1.

Автоклав с рабочим давлением не менее 2,1 МПа.

Бачок для испытания кипячением.

Ванна с гидравлическим затвором.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.1.1. Бачок для испытания кипячением с регулятором уровня воды. Внутри бачка помещают съемную решетчатую полку для лепешек, которая находится на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4-6 см в течение всего времени кипячения. Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды в бачке до кипения за 30-45 мин.

3.1.2. Ванны с гидравлическим затвором для хранения образцов (черт. 7) изготавливают из стойкого к коррозии материала (оцинкованная сталь). В ваннах устанавливают решетки для размещения на них образцов. Под решеткой всегда должна быть вода.

Ванна с гидравлическим затвором

7.JPG

3.2. Проведение испытаний

3.2.1. Для испытания на равномерность изменения объема цемента готовят тесто нормальной густоты согласно пп. 1.2.4 и 1.2.5.

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 и толщиной в середине около 1 см. Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

3.2.2. Приготовленные по п. 3.2.1 лепешки хранят в течение (24±2) ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают испытанию кипячением.

3.2.3. По истечении времени хранения по п. 3.2.2. две цементные лепешки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают в бачок, с водой на решетку. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и производят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.

3.2.4. Цемент соответствует требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешек не обнаружено радиальных, доходящих до краев, трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек. Искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки, при этом обнаруживаемые искривления не должны превышать 2 мм на краю или в середине лепешки. Допускается в первые сутки после испытаний появление трещин усыхания, не доходящих до краев лепешек, при условии сохранения звонкого звука при постукиваний лепешек одна о другую. Образцы лепешек, выдержавших и не выдержавших испытание на равномерность изменения объема, приведены на черт. 8.

Лепешки, выдержавшие испытанияна равномерность изменения объема

8.JPG

Лепешки, не выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Разрушение Радиальные трещины

9.JPG

Лепешки, не выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Искривление

Лепешки, выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Трещины усыхания

10.JPG

3.2.5. В случае, когда содержание оксида магния MgО в клинкере, из которого был изготовлен испытуемый цемент, составляет более 5 %, следует дополнительно провести испытание равномерности изменения объема в автоклаве. Это испытание проводят только для цементов, выдержавших испытание по п. 3.2.3.

Лепешку из теста, приготовленную по п. 3.2.1 и хранимую по п. 3.2.2, вместо кипячения подвергают обработке в автоклаве по следующему режиму: подъем давления от атмосферного до 2,2 МПа — в течение 60-90 мин, выдержка при давлении 2,1 МПа — в течение 3 ч, снижение давления от 2,1 МПа от атмосферного — около 60 мин. После этого лепешку извлекают из автоклава, охлаждают до температуры помещения и немедленно ее осматривают.

Читайте так же:
Фасовочные станции для цемента

Результаты испытания оценивают по п. 3.2.4.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

4. ПРОВЕРКА АППАРАТУРЫ

4.1. Поверке подлежит прибор Вика для определения нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста.

4.2. Поверку проводят в соответствии с утвержденными инструкциями с периодичностью не реже одного раза в год.

Определение сроков схватывания

При работе с растворами и бетонными смесями важно знать время начала и конца сроков схватывания этих составов.

До начала схватывания растворную или бетонную смесь не­обходимо приготовить, доставить на место укладки или закачать в закрепное пространство, в скважины и т.п., а также очистить оборудование — транспортные сосуды, растворо- и бетононасосы.

По ГОСТ 310.3-76 сроки схватывания рекомендуется опреде­лять на приборе Вика или при помощи прибора АПСС-6 с автома­тической записью сроков схватывания.

Для определения сроков схватывания цементного теста нормальной густоты его помещают в конусное кольцо прибора Вика, в котором пестик заменен стальной иглой сечением 1 мм 2 и длиной 50 мм. Игла должна быть ровной и гладкой. Так как при замене пестика иглой вес стержня уменьшается, то на плоскую го­ловку стержня накладывают дополнительный груз, чтобы вес под­вижной части прибора (стержня с иглой) остался прежним.

Цементное тесто нормальной густоты и прибор Вика готовят по методике, изложенной в п.1. После приготовления теста им за­полняют за один прием кольцо прибора Вика, установленное на пластинку (дно), и слегка встряхивают 5-6 раз для удаления воз­духа. Избыток теста снимают смоченным ножом и выравнивают его поверхность с краями кольца.

Кольцо с цементным тестом устанавливают на столик прибора, опускают стержень до соприкосновения иглы с поверхностью теста и закрепляют его винтом. Затем освобождают зажимной винт, чтобы игла могла свободно погружаться в тесто.

Иглу погружают в тесто через каждые 5 мин до начала схва­тывания и через каждые 15 мин до конца схватывания. Место по­гружения иглы в тесто каждый раз меняют, передвигая кольцо, а иглу вытирают мягкой тканью или фильтровальной бумагой.

Началом схватывания цементного теста считают время от на­чала затворения цемента водой до момента, когда игла не дойдет до дна конусного кольца на 1-2 мм, концом схватывания — время от начала затворения цемента водой до момента, когда игла опустится в тесто не более чем на 1 мм.

Сроки схватывания цементного теста зависят в основном от минералогического состава цемента, тонкости его помола и тем­пературы окружающей среды и регулируются введением в цементное тесто добавок.

Сроки схватывания некоторых цементов

ЦементНачало, не ранееОкончание, не позднее
Портландцемент, гидрофобный, пласти­фицированный, сульфатостойкий, пуццолановый, быстротвердеющий; шлакопортландцемент; быстротвердеющий шлакопортландцемент45 мин12 ч
Портландцемент белый и цветной45 мин10 ч
Глиноземистый30 мин12 ч
Водонепроницаемый расширяющийся; водонепроницаемый безусадочный4 мин, с замедлителями 15-30 мин10 мин
Гипсоглиноземистый расширяющийся20 мин4 ч
Расширяющийся портландцемент30 мин12 ч
Самонапрягающийся2,5 мин, с замедлителями 15-20 мин.4-7 мин.

Исследование влияния количества и вида добавок на водопотребность цементного теста

Цель работы – определить водопотребность цементного теста с данным видом и заданным количеством добавки. Затем сравнивается водопотребность цементного теста без добавки и с добавкой и делается заключение о влиянии вида и количества добавки на водопотребность.

При изготовлении растворных и бетонных смесей важно затворять их точно определенным количеством воды.

Если воды в цементном тесте меньше оптимального количества, то некоторые частицы цемента не будут участвовать в химической реакции и прочность цементного камня будет меньше проектной.

Избыточное количество воды в цементном тесте приводит к тому, что в теле цементного камня остается вода, которая, испаряясь или мигрируя, снижает механическую прочность камня, уменьшает его морозостойкость, повышает водопроницаемость.

Количество воды затворения принято выражать в % от веса цемента и обычно указывается для растворных и бетонных смесей, например В:Ц = 0.4; 0.5; 0.6.

Введение в цемент различных добавок меняет характеристики цементного теста, в том числе и водопотребность. Оптимальное количество воды затворения цемента с добавками можно определить экспериментальным путем, описываемым в данной работе.

Суть работы сводится к тому, чтобы методом проб приготовить из цемента без добавки тесто такой густоты, в котором пестик Тейтмайера прибора Вика, погружаясь в это тесто под действием веса подвижных частей, останавливался, не доходя до дна кольца на 5-7 мм.

Количество воды, израсходованное для затворения теста такой густоты в % по отношению к весу цемента, называется водопотребностью, а само тесто такой густоты называется тестом нормальной густоты.

Водопотребность цементного теста необходимо знать для того, чтобы определить количество воды затворения для приготовления из конкретных цементов высококачественных цементных растворов.

При введении добавок водопотребность цементного теста меняется в зависимости от вида и количества добавки.

Количество и вид добавки в процентном отношении к весу цемента обычно зависит от преследуемых целей и указывается в задании.

Водопотребность некоторых цементов без добавок указана в таблице 1.

Названия цементовПортландцементПуццолановый портландцементЦветной портландцементШлакопортландцементГлиноземистый цементРоманцементИзвестково-пуццолановый цемент
Водопотребность,%24-3030-4527-3326-3031-3230-5030-60

Порядок проведения работы

Для выполнения данной работы необходимо иметь следующие приборы, инструменты и материалы:

1.Прибор Вика с пестиком Тетмайера (устройство прибора приведено в работе № 3).

2. Весы технические, позволяющие взвешивать грузы до 1 кг с точностью ± 1 г.

3. Мерный цилиндр емкостью до 250 мл с ценой деления до 1 мл, или стакан емкостью до 250 мл.

4. Часы песочные на 5 мин, либо часы с сигналом, либо реле времени для измерения интервала времени 5 мин.

5. Герметически закрывающаяся емкость для хранения цементов на 20 л по одной на каждый вид цемента.

6. При затворении цементного теста вручную сферическая чаша (рис.2) с круглой лопаткой (рис.3, лаб. раб.№ 3).

7. В случае механизированного приготовления цементного теста – механическая мешалка– в этом случае сферическая чаша не нужна.

9. Нож и совок для цемента.

10. Исследуемый цемент, каждого вида не менее 5 кг.

11. Вода для затворения (годна питьевая) примерно по 3 л на каждый цмент.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector