Главная / Про Бетон / Вид и активность цемента для бетона

Вид и активность цемента для бетона

По ГОСТ 310.4 активность и марку цемента определяют испытанием стандартных образцов-балочек размером 4×4×16 см, изготовленных из цементно-песчаной растворной смеси состава 1:3 (по массе) определенной консистенции, через 28 суток твердения (первые сутки образцы твердеют в формах во влажной среде, а затем 27 суток – в воде комнатной температуры).

Для изготовления балочек используют монофракционный песок.

По ГОСТ 30744 для определения прочности образцы-балочки изготавливают из стандартного цементного раствора, состоящего из цемента и стандартного полифракционного песка в соотношении 1:3 (по массе) при водоцементном отношении, равном 0,50.

Определение консистенции цементного раствора по ГОСТ 310.4

Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г монофракционного песка и 500 г цемента и высыпают их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком в течение одной минуты. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 г (В/Ц = 0,40), дают воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешивают смесь в течение 1 мин. Затем раствор переносят в мешалку и перемешивают в ней в течение 2,5 мин (20 оборотов мешалки).

Определение консистенции раствора производят с помощью формы-конуса и встряхивающего столика (рис. 4.3).

Форму-конус устанавливают в центре стеклянного диска встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью. Сначала заполняют раствором форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 штыкованиями металлической штыковки. Затем наполняют конус раствором с небольшим избытком и штыкуют 10 раз.

После уплотнения верхнего слоя излишек раствора срезают ножом вровень с краями формы и снимают ее строго вертикально. Раствор встряхивают на столике 30 раз за 30±5 с, после чего измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение.

Расплыв конуса при В/Ц = 0,40 должен быть в пределах 106–115 мм.

Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличивают до получения расплыва конуса 106–108 мм. Если расплыв конуса окажется более 115 мм, количество воды уменьшают до получения расплыва конуса 113–115 мм.

Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106–115 мм, принимают для проведения дальнейших испытаний.

Рис. 4.3. Встряхивающий столик и форма-конус:

1 – кулачок; 2 – диск; 3 – шток; 4 – станина; 5 – форма-конус

с центрирующим устройством; 6 – насадка

Изготовление образцов-балочек по ГОСТ 310.4

Для определения активности и марки цемента изготавливаются три образца-балочки размером 4×4×16 см, для чего используют форму, изображенную на рис. 4.4.

Приготовление раствора для изготовления трех балочек производится так же, как и для определения консистенции.

Для уплотнения раствора форма балочек с насадкой, предварительно смазанная внутри машинным маслом, закрепляется на виброплощадке. Вибрационная площадка должна иметь вертикальное колебание с амплитудой 0,35 мм и частотой колебаний 3000–3200 в минуту.

Формы наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают виброплощадку, затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями окончательно заполняют раствором. По истечении 3 мин (от начала вибрации) вибрация образцов заканчивается. Форму снимают с виброплощадки, срезают смоченным водой ножом излишек раствора, зачищают поверхность образцов вровень с краями формы. Образцы в формах хранят 24±2 ч в ванне с гидравлическим затвором. Через сутки после изготовления образцы расформовывают и укладывают в бассейн с водой в горизонтальном положении таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом. Здесь образцы хранятся до момента испытания.

Объем воды в ваннах для хранения образцов должен быть примерно в четыре раза больше объема образцов.

Вода, в которой хранятся образцы, должна меняться через каждые 14 дней.

Рис. 4.4. Форма для приготовления образцов-балочек

По истечении 28 суток образцы вынимаются из воды и не позднее чем через час подвергаются испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть насухо вытерты. Для испытания могут быть использованы приборы разной конструкции.

Образцы в виде балочек помещаются на опорах изгибающего устройства таким образом, чтобы те грани, которые были при изготовлении горизонтальными, в приборе находились в вертикальном положении.

Схема расположения образца на опорных элементах показана на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Схема расположения образца-балочки при испытании на изгиб

Образцы испытывают в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору. Средняя скорость нарастания испытательной нагрузки на образец должна быть (0,05±0,01) кН/с [0,12±0,02) МПа/с в пересчете на единицу площади приведенного сечения балочки].

Предел прочности при изгибе цементного раствора вычисляется как среднее арифметическое значение из двух наибольших результатов испытания трех образцов.

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие.

Образец вместе с пластинками подвергают сжатию на прессе. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть 2,0±0,5 МПа/с. Рекомендуется использовать приспособление, автоматически поддерживающее стандартную скорость нагружения образца.

Пластинки для передачи нагрузки на половинки балочек имеют размеры 40×62,5 мм; они изготавливаются из нержавеющей стали. Толщина пластинок должна быть не менее 10 мм. При испытании половинки балочек помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы грани балочки, которые при изготовлении прикасались к продольным стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры последних плотно прилегали к торцовой гладкой грани образца (рис. 4.6).

Образец вместе с пластинками подвергают сжатию на прессе. Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагрузки, кгс, на рабочую площадь пластинки, см 2 , т. е. на 25 см 2 .

Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов испытания шести образцов.

Рис. 4.6. Положение образца между нажимными пластинками при испытании на сжатие: 1 – нижняя плита пресса; 2 – пластинки; 3 – верхняя плита пресса

Активность и марка портландцемента

Активностью называют предел прочности при сжатии половинок балочек, испытанных в возрасте 28 суток. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцементы подразделяют на марки. Требования к отдельным маркам цементов по прочности при сжатии и изгибе приведены в табл. 4.1. У быстротвердеющих портландцементов нормируется не только 28-суточная прочность, но и 3-суточная.

Рис. 4.4. Мешалка для цементного раствора: 1 — чаша; 2 — бегунок; 3, 4 — скребки

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции.

Для приготовления необходимого количества цементно-песчаного раствора состава 1:3 (по массе) отвешивают 500 г испытуемого цемента и 1500 г стандартного песка и высыпают их в предварительно протертую мокрой тканью чашу (см. рис. 4.3, а). Цемент с песком перемешивают в течение 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 г (В/Ц = 0,4) и дают ей впитаться в течение 0,5 мин, после чего смесь перемешивают вручную в течение 1 мин.

Подготовленный таким образом раствор переносят в предварительно протертую влажной тканью чашу 1 мешалки (рис. 4.4) и перемешивают в ней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши).

Как исключение смесь можно перемешивать вручную не менее 5 мин круглым шпателем в сферической чаше (см. рис. 4.3).

Рис. 4.5. Встряхивающий столик;

По окончании перемешивания определяют консистенцию раствора. Для этого применяют встряхивающий столик (рис. 4.5), представляющий собой металлический диск, покрытый шлифованным стеклом. При вращении кулачка диск с помощью штока, скользящего в направляющих, поднимается на 10 мм, а затем резко падает. Таким образом имитируется виброуплотнение раствора.

На стекло столика ставят коническую форму 5 с загрузочной воронкой. Внутреннюю поверхность конуса и стекло перед укладкой раствора протирают влажной тканью.

Для определения консистенции раствор укладывают в форму-конус в два приема (слоями равной толщины). Каждый слой уплотняют штыковкой из нержавеющей стали диаметром 20 мм, массой (350 ±20) г. Нижний слой штыкуют 15 раз, верхний — 10 раз. Штыкование ведут от периферии к центру, придерживая форму рукой.

Далее снимают загрузочную воронку, излишек раствора срезают ножом и осторожно снимают форму-конус.

Полученный конус цементного раствора встряхивают на столике 30 раз в течение (30 ± 5) с.

Затем штангенциркулем или металлической линейкой измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение.

Консистенция раствора считается нормальной, если расплыв конуса составляет 106…115 мм. Если расплыв конуса менее 106 мм или раствор при встряхивании рассыпается, приготовляют новую порцию раствора, увеличивая количество воды до получения расплыва конуса Ю6…115мм. Если расплыв конуса более 115 мм, то испытание повторяют с меньшим количеством воды, добиваясь расплыва 106…115 мм. Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106…115мм, принимают для проведения дальнейших испытаний. Погрешность определения В/Ц не более 0,01.

Рис. 4.6. Форма для образцов-балочек (с) и насадка к ней (б)

Изготовление образцов. Разъемные формы, в которых изготовляют образцы, рассчитаны на три образца (рис. 4.6, а). Детали форм выполнены из стали или чугуна с твердостью по Бри-неллю не менее НВ140. Продольные и поперечные стенки форм, скрепляемые зажимным винтом, отшлифованы и плотно прилегают к отшлифованной поверхности поддона.

Перед заполнением формы растворной смесью ее внутренние поверхности слегка протирают машинным маслом, а стыки наружных стенок с поддоном и одна с другой смазывают техническим вазелином. На форму устанавливают металлическую насадку (рис. 4.6, б), облегчающую укладку раствора. После этого форму жестко закрепляют в центре виброплощадки.

Виброплощадка (рис. 4.7) состоит из станины, к которой пружинами прикреплена рама с установленной на ней площадкой. Колебательные движения площадки создает прикрепленный к ней электродвигатель, на валу которого находится дебаланс (эксцентрично закреплен груз).

Форму заполняют приблизительно на 1 см раствором и включают виброплощадку. Затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают и снимают с нее форму. Далее смоченным водой ножом срезают излишек раствора, заглаживают поверхность образцов и маркируют их.

Образцы в формах хранят (24 ± 2) ч на столике 3 в ванне с гидравлическим затвором (рис. 4.8). Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в горизонтальном положении в ванну с водой так, чтобы они не соприкасались один с другим. Воду, которая должна покрывать образцы не менее чем на 2 см, меняют через каждые 14 сут. Температура воды весь срок хранения должна быть (20 ± 2) °С.

Рис. 4.7. Лабораторная виброплощадка:
1 – станина; 2 – электродвига тель; 3 – площадка; 4 — рама; 5 -пружины

Рис. 4.8. Ванна с гидравлическим затвором: 1— ванна; 2 — герметичная крышка; 3 — столик

Рис. 4.9. Схема расположения образцов-балочек на опорных элементах

Образцы, прочность которых через 24 ч недостаточна для расформовывания их без повреждений, допускается вынимать из форм через 48 ч с отметкой об этом в рабочем журнале.

По истечении срока хранения образцы извлекают из воды и не позднее чем через 1 ч подвергают испытанию.

Непосредственно перед испытанием образцы-балочки насухо вытирают и испытывают на изгиб, а затем каждую из полученных половинок балочки — на сжатие.

При испытании глиноземистого цемента образцы в форме хранят первые 6 ч в ванне с гидравлическим затвором, а затем в воде комнатной температуры. Через (24 ± 2) ч с момента изготовления образцы вынимают из формы и часть их испытывают, а оставшиеся хранят в воде до последующих испытаний через 3 сут.

Определение предела прочности при изгибе. Это испытание производят на машинах (п. 3.9), обеспечивающих нарастание нагрузки в среднем (50±10)Н в секунду. Образец устанавливают на опорные элементы машины таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в машине в вертикальном положении (рис. 4.9). Испытание образцов и расчет предела прочности при изгибе выполняют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к испытательной машине. Предел прочности при изгибе испытуемого цемента вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших значений результатов испытания трех образцов.

Определение предела прочности при сжатии. Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие на прессах с предельной нагрузкой 200…500 кН.

Рис. 4.10. Испытание половинок балочек на сжатие:
а — пластинки; б — схема испытания; 1 — пластинки; 2, 4 — плиты пресса; 3 – образец (балочка)

Для того, чтобы результаты испытаний половинок балочек были сопоставимы, несмотря на разный размер, используют металлические пластинки (рис.

4.10, а), через которые нагрузка от плит пресса передается на образец. Пластинки, изготовляемые из нержавеющей стали, имеют плоскую полированную поверхность; площадь поверхности пластинки, соприкасающейся с образцом, равна 25 см2.

Половинку балочки помещают между двумя пластинками (рис. 4.10, б) таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцовой гладкой грани образца. Образец вместе с пластинками центрируют на опорной плите 4 пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки на образец при испытании должна составлять (5± 1,25) кН в секунду.

Предел прочности при сжатии цемента вычисляют по результатам шести испытаний как среднее арифметическое четырех наибольших результатов.
Полученное таким образом значение называют активностью цемента.

Определение марки цемента. Марку цемента находят по результатам определения пределов прочности цемента при сжатии и изгибе, сравнивая эти результаты с требованиями ГОСТа на соответствующий цемент.

Определение прочности цемента при пропаривании.

Бетонные и железобетонные изделия изготовляют, ускоряя твердение бетона с помощью его тепловлажностной обработки (пропари-вания). Поэтому ГОСТ 10178-85 предусматривает определение прочности цемента при пропаривании. Образцы для этого испытания готовят так же, как и для стандартных определений, но их твердение протекает по специальному режиму. Формы с образцами для твердения помещают в пропарочную камеру при температуре (20±3)°С при отключенном подогреве на (120 ± +10) мин.

Похожие статьи:
Равномерность изменения объема цемента

Навигация:
Главная → Все категории → Цемент

Далеко не каждый домашний мастер, мечтающий без посторонней помощи сделать в своем жилище ремонт, может разобраться в нюансах маркировки стройматериалов. Но не зря же на упаковках проставляются какие-то буквы и цифры, наверняка обозначающие что-то? Наибольшее недоумение вызывают марки цемента, расшифровка которых за последнее время менялась не раз. Сегодня мешки маркируют, основываясь и на старых стандартах, и на новых, приведенных в соответствие с европейскими нормами. Но покупателю, прежде всего, требуется понимать, что стоит под понятием «марка цемента» в ГОСТ 31108-2003 и как она расшифровывается в ГОСТ 10178-85.

Переход на новое стандартизированное обозначение привел к тому, что производители на упаковке начали указывать три маркировки цемента. Сыпучий материал с одними и теми же показателями по прочности может обозначаться по-разному. К примеру, портландцемент без добавок:

М500дО – укоренившаяся на подсознательном уровне у большинства населения бывших союзных республик марка цемента;
ЦЕМ I 42,5Н – относится к новому обозначению;
СЕМ I 42,5N – к европейскому стандарту.

Подобная путаница связана с тем, что оба ГОСТа являются действующими.

В новом нормативе под «маркой цемента» понимается класс его прочности при сжатии. Иными словами, марки М300-М600 соответствуют цементам классов прочности 22,5-52,5. В таблице это выглядит следующим образом.

Марка цемента выбирается, основываясь на требованиях к готовым конструкциям. Наиболее востребованным и универсальным считается портландцемент М400, так как именно этот материал считается оптимальным в соотношении цена-качество. Его используют при замесе кладочных растворов, а также бетонов для монолитных и сборных конструкций. Важно знать, что более прочные цементы отличаются лучшими показателями по морозостойкости и влагонепроницаемости.

Следует отметить, что обозначение марки цемента, к примеру – М400, никакого отношения к пропорции «четыре к одному» при замешивании раствора не имеет. Объемные или весовые части компонентов выбираются из других соображений, а именно – из требуемой марки раствора. Для штукатурных работ принимается совсем иное соотношение материалов, чем для кладки фундаментных блоков, хотя и в том, и в другом случае может использоваться одна марка цемента. Для бетонной смеси важным фактором является, также, количество щебня, используемое при замесе.

Цементы более высоких марок применяются при возведении ответственных объектов с повышенными требованиями к прочности и долговечности.

Марка портландцемента М400 означает, что при испытании экспериментального образца в виде окончательно схватившегося бетонного кубика стандартных размеров, его разрушение при воздействии сжимающей нагрузки происходит при усилии 400кг/см3. Класс прочности цемента, в этом случае, составляет 32,5. Иными словами, образец выдерживает давление 32,5МПа.

Прочность на сжатие определяется на 28 сутки после формирования экспериментального кубика. Но уже на 2(7) сутки выясняется скорость твердения некоторых образцов. В этом случае устанавливается подкласс цемента по новому ГОСТу – нормально- или быстротвердеющий.

Любой строительный материал, прежде чем попасть на строительную площадку обязан пройти лабораторное испытание. Далее рассмотрим испытание часто применяющегося в строительстве материала -цемента. Этот стройматериал не зависимо от марки проходит испытания с целью определения его физических и механических характеристик, а также проходит испытание на прочность (проверка качества).

Процедура осуществляется по методам, которые указаны в ГОСТе. Данные мероприятия направленны на выявление характеристик и свойств цемента, а также на определение их соответствия с нормами и требованиями, которые указаны в документации.

По разработанным комплексам методов, обозначенных в нормативных стандартах можно определить параметры цемента:

Удельная поверхность и степень полома.
Структура и состояние после схватывания цементной массы.
Степень прочности при сдавливании или изгибах.
Консистенция цементного раствора и ровность при изменении его объема.
Степень расплава стандартного конуса.
Уровень прочности.

Лабораторные испытания позволяют точно определить не только степень прочности цемента, но и выявить его характеристики, марки, а также определить сферу его применения.

Что включают в себя испытания цемента?

Испытания цемента осуществляются в строительной лаборатории, с целью определения всех характеристик материала и их соответствия с нормативными требованиями.

Данные процедуры, проведенные на основе взятия проб, позволяют получить детальную информацию о качестве определенной партии стройматериала. После проведения всех процедур испытательная лаборатория выдает заказчику документ (протокол) испытания цемента.

Протокол испытания цемента ― это определенный документ, который подтверждает качество определенного стройматериала и его соответствие конкретной марки с установленными нормами и требованиями. Протокол особенно важен для экспорта материалов. Поэтому за разработкой качественного протокола необходимо обратится в строительную лабораторию, которая для испытаний цементов использует только новое оборудование и прочие приспособления, обеспечивающие безошибочность полученных показателей.

Преимущества услуг лаборатории заключаются в следующем:

Оперативное осуществление испытаний определенных экземпляров цемента с последующей выдачей протокола.
Деятельность лаборатории осуществляется как с частными заказчиками, так и с государственными органами.
Поиск большого опыта осуществления проверок на соответствие всем требованиям и правилам отечественных и импортных стройматериалов разных типов, и видов.
Проведение аттестаций эталонных экземпляров цемента.
Применение новых методов исследования.

Строительная лаборатория проводит испытания цемента на: прочность, скорость высыхания, тонкость полома, уровень равномерности при изменении первоначального объема, а также определяет химический состав и механические свойства.

Все исследования осуществляются в строительной лаборатории, которая обязательно должна располагать специальным оборудованием, а также новыми исправными приборами для выполнения измерений. Также важно, чтобы исследования и испытания цемента проводили только высококвалифицированные специалисты.

Они же обязаны выдать подробный технический отчет по итогам проведенных испытаний, в котором будут отображены свойства и показатели качества цемента. Благодаря испытаниям цемента заказчик может определить качество материала определенной марки и получить более понятную картину всех показателей прочности стройматериала.

Помимо испытаний данного материала также определяется активность цемента.Исследование активности цемента позволяет определить уровень прочности цемента, как при сдавливании в состоянии цементного раствора, так и в не измененном состоянии.

Цементную массу или готовый раствор проверяют, с целью определения его качественных показатели, а также их соответствие требованиям ГОСТа. Поэтому полученные в результате исследования данные сопоставляют с фиксированными показателями, которые указаны в разработанной документации.

На активность цемента влияют такие факторы:

Химический состав данного материала (добавки, примеси и т.д.). Иногда возникают ситуации, когда образцы с идентичными примесями изготавливают из единого клинкера, но чаще всего их марки будут отличаться. Поэтому целесообразно определять тонкость полома клинкера, ведь чем она выше, тем лучше марка данного стройматериала;
Минералогический состав. Чтобы получить цемент высокого качества, необходимо применять клинкер с большим содержанием алюминатов;
Первоначальный объем. Объем, безусловно, влияет на активность цемента, ведь чтобы получить показатели цемента, необходимо использовать современные методы. Благодаря различным методикам можно выявить точные показатели, даже при большом объеме материала.

Как определяются показатели по ГОСТу? Специалисты подготавливают особые балочки, затем заливают в них цемент и хранят их под водой в подготовленных резервуарах. После чего перемещают их в большую емкость, заполненную гидравлическим затвором (до 27 дней). По истечению срока данных экземпляров проводят испытание на сдавливание и прочность в строительной лаборатории. Для точного определения такого показателя высчитывают среднее арифметическое самых высоких показателей. Полученное число и есть показатель активности цемента, в соответствии с ГОСТом.

Аттестация эталонных экземпляров цемента представляет собой процесс определения химических характеристик цемента, данные которого берут за идеальные. Такие образцы в первую очередь изготавливают для использования их в сравнении качественных показателей с показателями, указанными в нормативных требованиях.

Успешно прошедшей лабораторное испытание стройматериал является эталоном в процессе проверки качества готового цементного раствора. Применение эталонного образца в строительстве значительно снизит риск возникновения производственных несоответствий. Эксперт, проводящий исследование цемента должен гарантировать высокое качество и стандарт продукции. Данный метод аттестации рекомендуется использовать каждой строительной организации, в случае выпуска новой марки стройматериала.

Процесс аттестации эталонных образцов цемента

Данный процесс регламентируется ГОСТом, поэтому каждый специалист должен следовать разработанному алгоритму действий, использовав при этом современное оборудование и приборы. Также в дальнейшем важно грамотно разработать прогрессивные методики и рекомендации по использованию материала.

Проверка качества цемента осуществляется таким же способом, что и исследование определённой марки цементного раствора.

Отличие лишь в полученных показателях, ведь данные цементного раствора сравниваются с заранее подготовленными показателями.Наша организация выполняет проверку эталонов цементных образцов, применяя только современное оборудование, которым несомненно располагает строительная лаборатория.

источник

Активность цемента – это ключевая характеристика материала, отражающая прочность готового камня на сжатие и изгиб. Она зависит от ряда факторов и может быть определена несколькими методами. По активности цементу присваивают класс вяжущему. Рассмотрим понятие и что за ним скрывается.

Точное определение активности цемента (АЦ) – это абсолютная прочность эталонного испытуемого образца из цементного теста. На её основании вяжущему присваивается марка, после чего о понятии АЦ упоминаний в технической документации нет. Не секрет, что прочностные характеристики корректируются различными присадками, они оказывают влияние на активность, но не всегда на марку, поэтому понятия не связаны тесно. Например, ускоритель твердения лишь уменьшает срок набора прочности, но не повышает значение твердости камня.

Другими словами активность цемента – это поведение структуры материала в течение срока службы изделия. На каждом этапе процессы гидрации частиц вяжущего разные:

В срок 28 суток происходит набор проектной прочности камня, основной объем структуры уже вступил в реакцию и кристаллизовался;
В течение эксплуатации внутри камня по-прежнему может происходить кристаллизация, также может отсутствовать и активность в состоянии покоя;
К концу срока службы изделия, когда минералы в кристаллах вступают в реакцию с водой, что приводит к коррозии материала.

Таким образом, активность цемента – это динамика его твердения и набора, а также потери прочности.

На АЦ оказывают влияние несколько факторов:

Тонкость помола клинкера. Чем мельче частицы, тем быстрее они вступают в реакцию с водой и присадками, образуя кристаллическую структуру.
Состав клинкера: основное сырье, минералогический состав, качество обработки при производстве цемента.
Наличие и состав присадок.
Щелочи в составе бетона способны как ускорить процесс твердения, так и замедлять его, связывая гипсовые кристаллы.
Срок и условия хранения цемента оказывают влияние на активность, количество МПа прочности со временем снижаются. Так, за 3 месяца вяжущее М500 превращается в М400, аналогичное явление происходит с другими марками. К концу срока материал теряет около 25-30% первоначальных характеристик, что окажет влияние на качество готового изделия или конструкции.

В виду перечисленных факторов для каждой партии цемента проводят контрольные испытания для определения характеристик материала. По результату исследования принимают решение о корректировке состава или введении дополнительных катализаторов или замедлителей.

Активность цемента в бетоне в течение срока эксплуатации несколько меняется, в зависимости от этого ее условно можно разделить на 3 вида:

Активная, когда все компоненты бетона вступают в реакцию и перестают кристаллизоваться через 28 суток с момента формовки;
Перспективная, когда цемент набирает часть прочности в течение 28 суток, а 100% проектного состояния и даже свыше наступает в течение года в процессе монтажа конструкций перед вводом объекта в эксплуатацию;
Комплексная (частично гидратированная), в таком случае крупные части (негидратированные) остаются в составе камня в качестве наполнителя.

Это условная классификация, которую удобно использовать при определении состава цементного вяжущего для затворения бетонных растворов и их выбора при проектировании.

Методы определения активности цемента с последующим присвоением вяжущему марки проводятся в условиях лабораторий согласно ГОСТ 310.4:

Готовят цементный раствор – смешивают вяжущее и многофракционный песок в пропорции 1:3, водоцементное отношение – 0,4…0,5. Количество воды может быть скорректировано по результату шага 2.
По описанной в техническом регламенте технологии воду и сухую смесь перемешивают, затем испытывают формой-конусом и встряхивающим столиком. Расплыв цемента должен быть в пределах 106…115 мм, при необходимости опыт повторяют с измененным количеством воды.
Цемент с нормальной густотой используют для формовки балочек размерами 4х4х16 см. ля этого раствор укладывают в специальные формы, внутренние стенки которых смазаны машинным маслом. Заполнение объема производят на виброплощадке послойно.
Твердение цемента в первые сутки происходит в ванне с гидравлическим раствором, далее до 28 суток в ванне в холодной водой. Через 14 суток воду нужно менять.
В 28-дневный срок образцы вынимают из воды, протирают насухо и в течение часа испытывают на изгиб и сжатие в соответствующих установках согласно их инструкции.
Три полученных результата суммируют и определяют их среднее значение, присваивают ближайшую по индексу марку.

Активность цемента определяется неточно при несоблюдении сроков испытания, а также при использовании просроченного или испорченного при неправильном хранении сырья. Соответственно, использовать такой материал на практике уже нельзя.

источник

В Англии в 1824 году Д. Аспинд зарегистрировал патент на производство цемента. Известковую пыль он смешивал с глиной и обжигал при высокой температуре, при этом получался серый ноздреватый материал — клинкер. После размалывания и смешивания с водой образовывался крепкий материал, названный изобретателем портландцементом из-за его сходства со строительным камнем, который добывают в Англии, в городе под названием Портланд. Производят различные виды из известковых, мергелистых, глинистых пород и различных добавок — шлака, боксита и пр. Главным образом применяют глинистые и карбонатные породы. Можно использовать другое природное сырье и искусственные материалы: отходы переработки горючих сланцев, белитовый шлам, золу, доменные шлаки, отходы производства глинозема.

Это минеральный порошок, который при смешении с водой дает пластичную массу, со временем затвердевающую в воде и на воздухе.

Кроме основного сырья при производстве портландцемента применяют разные корректирующие добавки, что придает ему самые различные свойства.

Существуют портландцемент и шлакопортландцемент. Портландцементы бывают быстротвердеющие, а также с минеральными добавками. Бетонные конструкции, в которых используют ту или иную марку, приобретают уникальные свойства. Это может быть бетон особой прочности для строительства взлетных полос на аэродромах и ракетных стартовых площадок. Обозначают максимальную прочность с помощью маркировки. Марка 400 означает, что на пробном испытании под прессом затвердевший кубик со стороной 100 мм выдержал нагрузку не меньше 400 кг на кв. см. Самые популярные марки — 350-500. Любая марка имеет довольно быстрое время отвердевания. Начинается схватывание от 40-50 минут, а окончательное затвердевание происходит через 10-12 часов.

пуццолановый ;
шлакопортландцемент;
глиноземистый ;
сульфатостойкий ПЦ;
портландцемент (ПЦ);
гидравлический ПЦ;
напрягающий;
тампонажный ПЦ;
белый ПЦ (декоративный).

Прочность – это способность материалов воспринимать нагрузки, не разрушаясь. Прочность определяется его способностью затвердевать после смешивания с водой.

Это вяжущее гидравлическое вещество, главным составляющим которого является силикат кальция. Он наиболее распространен в современном строительстве. Получают его при помощи тонкого измельчения клинкера и гипса (3-7 %); допускается добавление 10-15 % активных минеральных добавок. Клинкер — это результат обжига (1450-1500 градусов) сырьевой смеси, которая состоит на 75 % из карбоната кальция (известняка) и на 25 % из глины. На свойства портландцемента влияет состав клинкера и степень его измельчения. Важное свойство — способность твердеть, взаимодействуя с водой. Характеризуется оно маркой, которую определяют по выдержке на сжатие и изгиб стандартного образца раствора после 28 суток отвердения при влажных условиях.

Важнейшее свойство — это способность отвердевать при взаимодействии с водой и приобретать камневидное состояние. Чем больше механическая прочность отвердевшего камневидного раствора или бетона и чем быстрее она достигнута, тем лучше качество.

Конечная прочность, которую может приобрести раствор при отвердении.
Скорость твердения, которую характеризует интенсивность роста прочности во времени.

Цемент, который отличается высоким ростом прочности, называется быстротвердеющими, а когда при этом еще достигается высокая прочность, то высокопрочными.

Механическую прочность определяют разными способами, к примеру, оценивая предел прочности при растяжении, при сжатии, при изгибе. При этом подборка состава смесей, хранение, изготовление и испытание образцов осуществляются согласно требованиям, устанавливаемым соответствующими стандартами.

Сульфатостойкий портландцемент отличается низкой скоростью затвердевания и устойчивостью к морозу.

Кроме обыкновенного, выпускают разновидности, которые отличаются свойствами, составом и областью применения: сульфатостойкий, гидрофобный, пластифицированный, быстротвердеющий, белый портландцемент (для производства асбестоцементных изделий) и пр.

Сульфатостойкий — это разновидность портландцемента. Обладает высокой стойкостью к воздействию минерализованных вод, которые содержат сульфаты, малым тепловыделением, медленной интенсивностью отвердения и большой морозостойкостью. Сульфатостойкий получают при помощи тонкого измельчения клинкера с нормированным минералогическим составом. Предназначается он для производства железобетонных и бетонных конструкций гидротехнических сооружений, которые испытывают агрессивное воздействие сульфатной среды (к примеру, морской воды), преимущественно в условиях с переменным увлажнением (замерзание и оттаивание).

Исходным сырьем служит глина с малым содержанием глинозема и железа. В этой смеси не должно содержаться ни инертных, ни активных минеральных добавок. Такое сырье не имеет большого распространения, а это препятствует широкому производству сульфатостойкого портландцемента.

Шлаковый — это измельченный доменный гранулированный шлак с примесью активирующих добавок.

Шлаковый — это объединенное название для цементов, получаемых помолом доменных гранулированных шлаков с добавлением активизаторов (извести, строительного гипса, ангидрита) или смешиванием этих отдельно измельченных компонентов. Различается известково-шлаковый цемент, содержащий 10-30 % извести и 5% гипса от массы, и сульфатно-шлаковый, содержащий 15-20 % ангидрита или гипса, а портландцемента 5 % или извести 2 %. Применяют шлаковый для получения строительного раствора и бетона, которые используют в подводных и подземных сооружениях. Наиболее эффективен известково-шлаковый при производстве автоклавных изделий.

Пуццолановый — это название для группы, имеющих в своем составе не менее 20 % минеральных активных добавок. По сравнению с обычным портландцементом он отличается повышенной коррозионной стойкостью, меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Применяют его для производства бетона, используемого в подземных и подводных сооружениях.

Особенностями являются водонепроницаемость, морозостойкость и огнестойкость.

Глиноземистый — гидравлическое, вяжущее вещество быстроотвердевающее; полученное в результате измельчения клинкера, который получен с помощью обжига сырьевой смеси из известняков и бокситов. Плавление и обжиг сырьевой смеси производятся в вагранках или доменных вращающихся печах.

Содержание Al2O3 в конечном продукте определяет вид глиноземистого цемента: высокоглиноземистый (до 70 %) и обычный (до 55 %). Отличается он повышенной устойчивостью к коррозии, быстро нарастающей прочностью, большой экзотермией при затвердении и высокой огнеупорностью. При помощи глиноземистого получают бетон и растворы большей водонепроницаемости и плотности, чем с портландцементом.

Гидрофобный портландцемент получают при измельчении клинкера с гидрофобизирующей добавкой и гипсом. Добавка вводится в количестве 0,1-0,3 % и образует на частицах тонкие гидрофобные пленки, которые уменьшают гигроскопичность и предохраняют его от порчи даже при условиях высокой влажности. Растворы и бетон имеют малое водопоглощение, большую морозостойкость и водонепроницаемость, в отличии обычных растворов.

Напрягающему цементу присуще быстрое схватывание, водонепроницаемость, морозостойкость и трещиностойкость.

Тампонажный — это разновидность портландцемента; который предназначается для цементирования газовых и нефтяных скважин. Изготавливают его при помощи совместного тонкого измельчения гипса и клинкера и применяют в форме теста с содержанием воды 40-50 %.

Напрягающий — это разновидность расширяющего. Его получают при помощи помола 15 % глиноземистого шлака, 65 % портландцементного клинкера и 5 % извести. Он быстро твердеет и быстро схватывается.

После затвердения он имеет высокую водонепроницаемость. Расширяясь при отвердении, достигает высокого давления, которое используют для создания железобетонных конструкций, имеющих натяжение арматуры в нескольких направлениях. Напрягающий применяют в производстве напорных труб, для возведения емкостных сооружений и тонкостенных конструкций из железобетона.

Марка — это показатель нагрузки в 28-суточном возрасте, которую должен выдерживать цемент, кг на кв.см.

Важная характеристика — это предел его прочности при сжатии. Цементы разделяют на марки в соответствии прочности на сжатие. Самая распространенная марка в строительстве — 400. Определяется марка только в лабораторных условиях. Существуют марки от 300 до 600. С использованием высокой марки делают наиболее прочный бетон, на цементе 400 марки делают бетон 500 марки и выше, на 500 марки — бетон 300 марки.

Бытует мнение, что качественная, традиционная марка — это гарантия строительного материала. Но любой цемент — это вяжущий искусственный материал. Его редко используют в чистом виде.

Прочность бетона зависит от марки цемента, используемого для замешивания раствора.

Чаще всего цемент различных видов используют для создания бетона. В асбестобетонных изделиях и армированных конструкциях из железобетона применяют определенную марку со специальной характеристикой. Один вид требует особой плотности, другой — огнеупорного цемента, и поэтому вопрос, какой наилучший, не совсем уместен. Но знать главные виды и понимать их характеристики можно.

Вяжущие различаются качествами и характеристиками. Об этом информирует маркировка. Она содержит такую информацию, как:

Способность выдерживать нагрузку.
Процент добавок в составе.

Срок схватывания теста зависит от вида цемента.

Маркировка в буквах, например М400 или М500, указывает на максимальную прочность и функциональное назначение.

М400 расшифровывается так: М — марка, 400 — нагрузка на сжатие, то есть 400 кг на кв. см. Добавки индексирует буква «Д» и информирует об их процентном отношении к общему весу. Д20 означает 20 % добавок. Такой параметр означает эластичность, а также устойчивость к изгибу. Чем больше индекс М, тем цемент прочнее, чем больше индекс Д — тем эластичнее. Существуют и другие обозначения в буквах.

Буква «М» (или «ПЦ») рядом с цифрой указывает на прочность. Процентное соотношение добавок к общему объему обозначается буквой «Д». Обозначения «Б», «ПЛ», «СС», «ГФ», «Н» показывают назначение цемента.

Портландцемент — это обычный, который применяют для создания бетонных смесей и строительства. К нему относятся марки 400 и 500, они могут еще называться «цемент ПЦ400».

М 500 обеспечивает плотность и высокую прочность монолита. Марка ПЦ I 500 используется для бетонирования поверхности и серьезных нагрузок. Его характеристики — это морозостойкость, водостойкость, а особенно — быстрая схватываемость. Его широко используют в производстве тротуарной плитки и черепицы.

Шлакопортландцемент ПЦ II А-Ш 500 содержит 20 % добавок, он самый подходящий для строительных работ. Хотя он схватывается не так быстро, как ПЦ I 500, но после окончательного застывания приобретает сходные качества.

Цемент 400 применяют для заливки армированных перекрытий фундаментов, несущих балок, железобетонных изделий. Сорт ПЦ II /Б-Ш 400 индекса включает от 20 до 35 % добавок. Плотность этой марки меньше, и поэтому материал имеет большую эластичность.

Сорт с индексом ПЦ II /А-Ш 400 относят к М400, он включает клинкер, хотя с меньшими пропорциями.

Наличие и количество добавок влияет на прочность и пластичность раствора.

Правильно подобрать марку для конкретных условий строительства — не слишком простая задача. Внимание необходимо обратить на активность цемента. Есть некоторые факторы, оказывающие воздействие на его активность.

Один из факторов — это состав, он показывает, какие добавки и примеси использовали в производстве. Часто от применения добавки марка и активность падают, соответственно, снижаются его вяжущие способности. Происходит это, когда добавкой заменяют часть вяжущего активного вещества. Необходимо подбирать добавку, активность у которой высокая, этим сохраняя свойства цементной смеси. К примеру, при добавлении в смесь кварца или кальцита снижается активность.

Тонкость помола цемента определяет активность цементного теста.

Еще один важный фактор активности — тонкость помола. Часто бывает, что две смеси имеют одинаковый состав, но один цемент высокой марки, а второй нет. Помол влияет на площадь вяжущего вещества, и поэтому чем тоньше помол, тем структура у бетона плотнее.

Третьим и одним из главных факторов активности является использование клинкеров. По минеральному составу клинкера определяется активность. Если нужен цемент с особо прочной характеристикой, необходимо добавить клинкер с высоким содержание алюминатов и алитов.

Хранить следует в сухом помещении непродолжительное время.

Какой выбрать вид и предполагаемый расход, известно на стадии проектирования. Остается лишь приобрести необходимое количество нужной марки. Но всегда ли мешок цемента и нанесенная маркировка соответствует содержимому? Возможен риск приобрести товар плохого качества. Причина тому — неверные условия хранения. Длительное хранение также способствует тому, что цемент теряет активность, так как он терпит воздействие влаги и углекислоты, присутствующей в атмосфере. Как же отражается активность и ее потеря на качествах? В связи с условиями хранения цемент может терять активность до 15 % в месяц. Активность — самый главный параметр, отвечающий за его скрепляющие свойства и марку в целом.

Утраченная активность существенно влияет на торможение процесса гидратации. Чем больше первоначальная активность у цемента, тем скорее теряется гидратация. К примеру, если был приобретен цемент М500, то по прошествии нескольких месяцев, он уже будет М400, через полгода цемент можно выбрасывать.

Навальный цемент — самый уязвимый. Его трудно хранить даже в герметичных силосах. Раз в полмесяца его нужно перекладывать из одной емкости в другую. Нельзя хранить цемент в мешках во влажных помещениях и на открытом пространстве, особенно в ненастную погоду. Навес в этом случае тоже не поможет. Необходимо запаковать мешки в полиэтиленовую пленку и так сохранить хотя бы часть.

Не стоит забывать, что цемент, который сохранялся продолжительное время, всегда будет ниже той марки, которая указана на упаковке, и поэтому использовать его для ответственных работ уже нельзя. Чтобы компенсировать потерю качества, при его использовании увеличивают процентное содержание цемента в смеси.

источник

13 Июл 2019 admin 15