Определение водопотребности цемента формула

Определение водопотребности цемента (нормальной густоты теста)

ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В ВИДЕ ПОРОШКА

Определение насыпной плотности

Для определения насыпной плотности в рыхлом состоянии мерный сосуд заполняют цементом с помощью воронки с длинным горлом и крупным ситом вверху воронки. Для определения в уплотненном состоянии воронку не применяют, уплотняют цемент в сосуде слоями в 2 см, постукивая о стол сосуд с каждым слоем цемента.

Насыпная плотность в рыхлом состоянии……………………..

Насыпная плотность в уплотненном состоянии……………….

Определение тонкости помола по остатку на сите

По ГОСТ 310 цемент высушивают при 105÷110 °С в течение 2 ч, охлаждают и просеивают через сито № 008(размер ячейки в свету 0,08 мм). Остаток на сите взвешивают и выражают в процентах от массы пробы (50 г). По ГОСТ 30744 пробу цемента дезагрегируют, встряхивая вручную в течение 2 мин в стеклянной колбе, оставляют в покое на 2 мин и перемешивают сухим стержнем. Отвешивают 10 г и просеивают через сито № 009. Полученные результаты по ГОСТ_______________

Масса пробы цемента_______ г

Остаток на сите № _________составляет _________г ___________%

Вывод. По тонкости помола цемент_____________________________

ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В СОСТАВЕ ТЕСТА

Определение водопотребности цемента (нормальной густоты теста)

Нормальной густотой теста или водопотребностью вяжущего называют то количество воды, которое потребуется для получения теста определенной вязкости. Определяют с помощью прибора Вика, в котором иглу заменяют пестиком, сохраняя массу перемещающейся части 300 г. Отвешивают 400 г цемента и воду в количестве 23÷30 % от массы цемента.

По ГОСТ 310 тесто перемешивают вручную 5 мин и заполняют им в один прием кольцо 7 прибора Вика, постукивая подставкой 8 с кольцом о стол 5÷6 раз. Избыток теста срезают и поверхность заглаживают. Пестик немедленно приводят в соприкосновение с тестом и сразу же дают ему погружаться в течение 30 с.

По ГОСТ 30744 тесто перемешивают в специальном смесителе по режиму 90+15+90 с (перемешивание+остановка+перемешивание) и переносят в один прием в кольцо 7, но без уплотнения или вибрации. Время от начала затворения до начала погружения пестика в цементное тесто должно составлять 4 мин. Фиксируют глубину погружения также за 30 с.

Источник

Методы испытаний и требования к цементам

При оценке свойств цементов испытывают как само по себе вяжущее (в виде порошка), так и составы, в которые вяжущее входит в качестве одного из компонентов (тесто = цемент + вода или цементный раствор = цемент + вода + песок). Чтобы по ре­зультатам испытания раствора (или теста) оценить качество це­мента, влияние всех других факторов (количества и качества пес­ка, густоты теста или раствора, условий изготовления, хранения и испытания образцов, их возраста) нужно исключить. С этой целью установлены государственные стандарты на методы изго­товления, хранения и испытания образцов. В настоящее время дей­ствуют два российских стандарта: ГОСТ 310.1 — 5 (используемый для внутреннего рынка) и ГОСТ 30744—2001, соответствующий европейским стандартам.

Песок и вода по составу и качеству также должны удовлетво­рять требованиям стандартов. Согласно ГОСТ 6139 — 2003 стан­дартный песок для испытаний цемента должен быть кварцевым, содержать Si0₂ не менее 96 % и иметь допустимое количество гли­нистых, илистых и органических примесей. Он может быть моно­фракционным, состоящим из одной фракции 0,5 — 0,9 мм, или полифракционным, состоящим из следующих фракций: 0,08. 0,16; 0,16. 0,50; 0,50. 1,00 и 1,00. 1,60 мм.

Монофракционный песок предназначен для определения мар­ки цемента по ГОСТ 310.4 — 81. Он должен иметь сертификат со­ответствия эталонному песку — песку Привольского месторожде­ния, удовлетворяющему требованиям ГОСТ 6139 — 2003.

Полифракционный песок предназначен для определения клас­са цемента по ГОСТ 30744 — 2001. Полифракционный песок дол­жен иметь сертификат соответствия эталонному песку, удовлет­воряющему требованиям европейского стандарта EN 196-1. Со­держание воды подбирают таким образом, чтобы и тесто, и ра­створная смесь имели стандартную консистенцию (нормальную густоту). Количество воды, необходимое для получения смеси нормальной густоты, называется водопотребностъю теста (цемен­та) или раствора.

Определение водопотребности цемента.Водопотребность цемента определяют с помощью прибора Вика (см. рис. 8.2). Иглу 6 прибо­ра Вика заменяют металлическим цилиндром — пестиком 1, пе­реставляя их местами (чтобы масса перемещающейся части оста­валась равной 300 г).

По ГОСТ 310.3 — 76 тесто перемешивают вручную в течение 5 мин и заполняют им в один прием коническое кольцо 5 прибора Вика, постукивая подставкой 4 кольца о стол 5 — 6 раз. Избыток теста срезают и поверхность заглаживают. Пестик немедленно приводят в соприкосновение с тестом и сразу же дают ему возможность погружаться в течение 30 с.

По ГОСТ 30744 — 2001 тесто перемешивают в специальном сме­сителе по режиму (90 + 5 + 90) с (перемешивание — остановка— перемешивание) и переносят в один прием в коническое кольцо 5 без уплотнения и вибрации. Время с начала затворения до начала погружения пестика в цементное тесто должно состав­лять 4 мин. Фиксируют глубину погружения также за 30 с.

Нормальной (в обоих стандартах) считается густота, при кото­рой пестик не доходит до дна на 5. 7 мм.

Определение сроков схватывания цемента.Пестик 1 прибора Вика (см. рис. 8.2) заменяют иглой 6, переставляя их местами. Го­товят тесто нормальной густоты и заполняют им кольцо прибора Вика. Иглу 6 прибора доводят до соприкосновения с поверхнос­тью теста и фиксируют стопорным винтом 7(верхним). Отпуская винт, дают игле возможность погружаться в тесто. Погружения иглы производят с интервалом 10 мин, каждый раз — в новое место. Перед погружением иглу протирают влажной тканью. Сро­ки схватывания считают от начала затворения.

Начало схватывания наступает, когда игла не доходит до дна: по ГОСТ 310.3-76 — на 1 . 2 мм, а по ГОСТ 30744-2001 — на 3. 5 мм. Конец схватывания наступает, когда игла погружается в тесто: по ГОСТ 310.3 — 76 —не более чем на 1 . 2 мм, а по ГОСТ 30744-2001 — на 0,5 мм.

При определении конца схватывания по ГОСТ 30744 — 2001 длинную иглу в приборе Вика заменяют на короткую с кольцеоб­разной насадкой, фиксирующей глубину погружения иглы 0,5 мм (рис. 8.2, б), и кольцо с цементным тестом переворачивают ши­роким основанием вверх.

Определение равномерности измерения объема цемента.При твердении цементного теста иногда наблюдается искривление из­делий, их растрескивание или полное разрушение. Причиной это­го является наличие свободной (не связанной в соединения с дру­гими оксидами) извести.

При затворении цемента водой происходит гашение свобод­ной извести [СаО + Н₂0 = Са(ОН)₂], которое сопровождается уве­личением объема твердой фазы. В отличие от быстрогасящейся воздушной извести, получаемой при температуре 900. 1 100°С, известь в портландцементе, обжигаемом при температуре 1 450 °С, представляет собой «пережог» и гасится медленно. При испытани­ях этот процесс ускоряют кипячением образцов в воде.

По ГОСТ 310.3 — 76 две навески теста нормальной густоты по 75 г каждая скатывают в шарики, кладут на стеклянные пластин­ки и, постукивая о стол, превращают в лепешки. Первые 24 ч эти лепешки хранят во влажной среде (в ванне с гидравлическим зат­вором) (рис. 8.3), затем кипятят в воде в течение 3 ч, после чего осматривают. Признаками неравномерности изменения объема являются:

1) коробление лепешек;

2) появление сетки мелких трещин;

3) наличие радиальных трещин;

4) полное разрушение лепешек.

По ГОСТ 30744-2001 два кольца Ле Шателье уста­навливают на пластинки 3 и наполняют в один прием цементным тестом нормальной густоты без уплотнения или вибрации. Избы­ток теста срезают, накрывают кольца пластинками с пригрузом 4 и помещают в камеру влажного хранения на 24 ч. После этого измеряют штангенциркулем расстояние dмежду кон­цами индикаторных игл 2 сточностью до 0,5 мм, освобождают от пластинок и пригруза и кипя­тят в воде в течение 3 ч. Затем кольца извлекают, охлаждают и измеряют расстояние между концами игл. После этого вычис­ляют разность z=f-d для каж­дого кольца.

Определение активности, марки и класса цемента.Прочност­ные свойства цемента при изгибе и сжатии определяют на об-разцах-балочках размерами 40x40x160 мм, приготовленных из стандартного цементного раствора состава 1 : 3 (цемент: стандарт­ный песок).

По ГОСТ 310.4—81 растворную смесь готовят на монофракци­онном песке в стандартной лопастной или бегунковой растворо­мешалке и определяют ее водопотребность по расплыву (диаметру нижнего основания) отформованного из смеси конуса после 30 па­дений с высоты 10 мм встряхивающего столика (рис. 8.6).

При В/Ц = 0,40 нормальной считается густота, при которой расплыв конуса РК = 106. 115 мм. Если РК 115 мм, то В/Ц уменьшают до получения значения РК = 113. 115 мм.

Растворную смесь нормальной густоты укладывают в трехсекционную форму (рис. 8.7), закрепленную на стандартной виброплощадке, и уплотняют вибрированием в течение 3 мин. По оконча­нии вибрирования форму снимают, избыток смеси срезают и по­верхность образцов заглаживают. Образцы хранят в течение 24 ч в формах во влажном пространстве (см. рис. 8.3), затем освобождают от форм и хранят до испытания в воде при температуре (20 + 2) °С.

Испытание образцов проводят в возрасте 28 сут сначала на из­гиб (рис. 8.8), а полученные шесть половинок балочек — на сжа­тие с помощью стандартных пластин (рис. 8.9) с рабочей площа­дью 25 см 2 (40×62,5 мм). Предел прочности на сжатие определяют как частное от деления разрушающей нагрузки на рабочую пло­щадь пластины. Полученное по шести образцам среднее значение предела прочности при сжатии называется активностью цемента и обозначается R_n.

По ГОСТ 30744 — 2001 растворную смесь готовят на полифрак­ционном песке с В/Ц = 0,50. Перемешивают в стандартном лопа­стном растворосмесителе сначала цемент с водой на малой ско­рости в течение 30 с, затем добавляют песок и перемешивают на большой скорости по режиму: 30 с перемешивание; 90 с останов­ка; 60 с перемешивание.

Смесь укладывают двумя слоями в трехсекционную форму (рис. 8.7, а), закрепленную с насадкой на платформе встряхивающего устройства. Сначала укладывают приблизительно по 300 г смеси в каждую секцию. Уложенную смесь разравнивают лопаткой / (рис. 8.7, б) для первого слоя и уплотняют 60 ударами (падениями с высоты 15 мм) встряхивающего стола. Затем отсеки заполняют оставшейся смесью, которую разравнивают лопаткой 2 для второго слоя и уплотняют циклом из 60 ударов. Затем поступают так же, как и при испытании по ГОСТ 310.4—81, однако рекоменду­ются нажимные пластины размерами 40×40 мм, но допустимы и пластины размерами 40,0×62,5 мм.

Технические требования к цементам.Согласно ГОСТ 10178 — 85 по прочности цементы подразделяются на марки (табл. 8.6).

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец — не позднее чем через 10 ч с начала затворения. Цементы должны показать равномерность измерения объе­ма. Остаток на сите № 008 не должен превышать 15 % от массы пробы.

Согласно ГОСТ 31108 — 2003 по прочности цементы подраз­деляются на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, а по скорости тверде­ния — на два подкласса: Н — нормально твердеющий; Б — быст­ро твердеющий.

Источник

Глава 3. Методы испытаний вяжущих веществ и бетонов

3.1. Испытание портландцемента

При оценке свойств вяжущих веществ испытывают как само по себе вяжущее (в виде порошка), так и составы, в которые вяжущее входит в качестве одного из компонентов (тесто=вяжущее+вода или раствор=вяжущее+вода+песок). Чтобы по результатам испытания цементного раствора (или теста) оценить качество цемента, влияние других факторов (количества и качества песка, густоты теста или раствора, условий изготовления, хранения и испытания образцов, их возраста) нужно сделать постоянным (одним и тем же во всех случаях). С этой целью установлены государственные стандарты на методы изготовления, хранения и испытания образцов. В настоящее время на испытания портландцемента действуют два российских стандарта: ГОСТ 310 (для внутреннего использования) и ГОСТ 30744-2001, соответствующий европейским стандартам.

Песок и вода по составу и качеству также должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов.

Содержание воды подбирают таким, чтобы приготовленная смесь (тесто или растворная смесь) для изготовления образцов имела бы стандартную консистенцию (нормальную густоту). Количество воды, необходимое для получения смеси нормальной густоты, называется водопотребностью вяжущего (теста) или раствора.

Во избежание снижения В/Ц при изготовлении образцов поверхности емкостей и инструмента предварительно смачивают влажной тканью. Формы, в которых происходит твердение вяжущего, смазывают тонким слоем машинного масла. Формы заполняют смесью с избытком, который затем срезают вровень с краями. Одновременно заглаживают поверхность пилящим движением ножа (рейки), сильно наклоняя лезвие в направлении перемещения.

А. ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В ВИДЕ ПОРОШКА

Определение насыпной объемной массы портландцемента производиться с помощью мерного сосуда, емкостью 1 л, который заполняют вяжущим, срезают избыток и взвешивают. Насыпную объемную массу рассчитывают по формуле γ_н=(m—m₁)/V, где m – масса сосуда с вяжущим; m₁ – масса пустого сосуда; V – емкость сосуда.

При определении насыпной объемной массы в рыхлом состоянии заполнение мерного сосуда производят с помощью стандартной воронки. При определении насыпной объемной массы в уплотненном состоянии содержимое мерного сосуда уплотняют по мере его заполнения, периодически постукивая сосудом о стол.

Обычно насыпная объемная масса составляет:

в рыхлом состоянии – 900-1000 кг/м 3 ,

в уплотненном состоянии – 1350-1500 кг/м 3 .

Определениеплотности портландцемента производиться с помощью колбы Ле-Шателье (рис. 3.1), в которую заливают жидкость до нижней черты, после чего всыпают портландцемент, пока жидкость не поднимется до верхней черты. Объем V_абс всыпанного материала равен объему между рисками (обычно 20 или 10 см 3 ), а его масса m определяется по разности взвешиваний исходной емкости до и после всыпания. Плотность равна ρ=m/V_абс.

Поскольку портландцемент химически взаимодействует с водой, в качестве рабочей жидкости используют керосин.

Определение тонкости помола по остатку на сите. По ГОСТ 310 цемент высушивают при 105…110 С в течение 2 ч, охлаждают и просеивают через сито № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм). Остаток на сите взвешивают и выражают в процентах от массы пробы (50 г). По ГОСТ 30744 пробу цемента дезагрегируют, встряхивая вручную в течение 2 мин в стеклянной колбе, оставляют в покое на 2 мин и перемешивают сухим стержнем. Отвешивают 10 г и просеивают через сито № 009, после чего взвешивают остаток на сите.

Б. ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В СОСТАВЕ ТЕСТА

Определение водопотребности цемента (нормальной густоты теста) производят с помощью прибора Викá (рис. 3.2)

Иглу3 прибора Вика заменяют металлическим цилиндром – пестиком 4, переставляя их местами (чтобы масса перемещающейся части оставалась равной 300 г). Отвешивают 400 г цемента и воду в количестве 23…30 % от массы цемента.

По ГОСТ 310 тесто перемешивают вручную в течение 5 мин и заполняют им в один прием кольцо 7 прибора Вика, постукивая подставкой 8 с кольцом о стол 5…6 раз. Избыток теста срезают и поверхность заглаживают. Пестик немедленно приводят в соприкосновение с тестом и сразу же дают ему погружаться в течение 30 с.

По ГОСТ 30744 тесто перемешивают в специальном смесителе по режиму «90 с перемешивание + 5 с остановка + 90 с перемешивание» и переносят в один прием в кольцо 7, но без уплотнения или вибрации. Время от начала затворения до начала погружения пестика в цементное тесто должно составлять 4 мин. Фиксируют глубину погружения также за 30 с.

Нормальной (в обоих стандартах) считается густота, при которой пестик не доходит до дна на 5…7 мм.

Обычно водопотребность цемента составляет 24…28 % от массы цемента (В/Ц=0,24…0,28).

Определение сроков схватывания. Пестик 4 прибора Вика (см. рис. 3.2) заменяют иглой 3, переставляя их местами. Отвешивают 400 г цемента и воду в количестве установленном в п. 3.1.4. Готовят тесто нормальной густоты и заполняют им кольцо прибора Вика. Иглу 3 прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста и фиксируют винтом 5 (верхним). Погружение иглы (отпусканием винта) производят с интервалом 10 мин, каждый раз в новое место. Перед погружением иглу протирают влажной тканью. Сроки схватывания считают от начала затворения до следующего момента: начало схватывания – когда игла не доходит до дна: по ГОСТ 310 – на 1…2 мм, а по ГОСТ 30744 – на 3…5 мм; конец схватывания – когда игла погружается в тесто: по ГОСТ 310 – не более чем на 1…2 мм, а по ГОСТ 30744 – на 0,5 мм.

Определение конца схватывания по ГОСТ 30744 отличается двумя моментами: 1) обычную (длинную) иглу в приборе Вика заменяют на короткую иглу с кольцеобразной насадкой, позволяющей точно фиксировать наступление конца схватывания (см. рис. 3.2-б); 2) кольцо с цементным тестом переворачивают широким основанием вверх.

Определение равномерности измерения объема кипячением в воде. При твердении цементного теста иногда наблюдается искривление изделий, их растрескивание или полное разрушение. При­чиной этого является наличие свободной (не свя­занной в соединения с другими окислами) извести.

При затворении цемента водой происходит гашение свобод­ной извести [CaO+H₂O=Ca(OH)₂], которое сопровождается увеличением объема твердой фазы. Если бы увеличение объема происходило до начала схватывания цемента, то коробления или растрескивания изделий не было бы, т.к. структура пластичного теста способна к самовосстановлению. В отличие от быстрогасящейся воздушной извести, получаемой при тем­пературе 900…1100 °С, известь в портландцементе, обжигаемом при 1450 °С, представляет собой «пережог» и гасится медленно. При испытаниях этот процесс ускоряют кипячением образцов в воде.

По ГОСТ 310 две навески теста нормальной густоты по 75 г каждая скатывают в шарики, кладут на стеклянные пластинки и, постукивая о стол, превращают в лепешки. Первые 24 часа лепешки хранят во влажном пространстве (в ванне с гидравлическим затвором) (рис. 3.3), затем кипятят в воде в течение 3 ч. После охлаждения их вынимают и осматривают. Признаками неравномерности изменения объема являются: 1) коробление лепешек (рис. 3.4-а); 2) появление сетки мелких трещин (см. рис. 3.4-б); 3) наличие радиальных трещин (см. рис. 3.4-в); 4) полное разрушение лепешек.

По ГОСТ 30744 два кольца Ле-Шателье (рис. 3.5) устанавливают на пластинки 3 и наполняют в один прием цементным тестом нормальной густоты без уплотнения или вибрации. Избыток теста срезают ножом, накрывают кольца сверху другими пластинками с пригрузом 4 и помещают в камеру влажного хранения (см. рис. 3.3) на 24 ч. После этого измеряют штангенциркулем расстояние d между концами индикаторных игл 2 с точностью до 0,5 мм, освобождают от пластинок и пригруза и кипятят в воде в течение 3 ч. Затем кольца извлекают, охлаждают и измеряют расстояние f между концами игл. Вычисляют разность z=f—d для каждого кольца.

В. ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В СОСТАВЕ РАСТВОРА

(определение активности, марки и класса цемента)

Прочностные свойства цемента определяют на образцах-балочках размерами 40x40x160 мм, приготовленных из стандартного цементного раствора состава 1:3 (1 ч цемента : 3 ч стандартного песка).

Согласно ГОСТ 6139-2003 стандартный песок для испытаний цемента должен быть кварцевым (SiO₂≥96 %), с содержанием глинистых и илистых примесей, не более 1 %, потерей массы при прокаливании не более 0,5 % и иметь нормированный зерновой состав. Он может быть моно- и полифракционным.

Монофракционный песок, состоящий из одной фракции 0,5…0,9 мм, предназначен для определения марки цемента по #M12291 871001227ГОСТ 310. Он должен иметь сертификат соответствия эталонному песку – песку Привольского месторождения, удовлетворяющему требованиям ГОСТ 6139-2003.

Полифракционный песок, состоящий из фракций: 0,08…0,16; 0,16…0,50; 0,50…1,0 и 1,0…1,6 мм, предназначен для определения класса цемента по #M12291 1200011363ГОСТ 30744. Полифракционный песок должен иметь сертификат соответствия эталонному песку, удовлетворяющему требованиям европейского стандарта EN 196-1.

Источник