Определение прочности на изгиб

Средства контроля и вспомогательное оборудование: Это испытание производят на машинах обеспечивающих нарастание нагрузки в среднем (50±10) Н в секунду, например, МИИ-100.

Проведение испытания: Для проведения испытаний стандартный образец-балочку устанавливают на опоры прибора для испытания на изгиб по ГОСТ 310. 4-81 таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных валиках приведена на рис. 7.

Рис. 7. Схема определения предела прочности при изгибе стандартных балочек гипсового камня

Обработка результатов: Расчет предела прочности производят по формуле 1:

=0, 0234 МПа (» 0, 234 кгс/см ) (1)

где - разрушающая нагрузка в МПа или кгс/см².

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов трех испытаний.

3. Определение прочности на сжатие.

Средства контроля и вспомогательное оборудование: Машина для определения прочности при сжатии с предельной нагрузкой до 10-20 тс; пластинки из нержавеющей стали, имеющие плоскую полированную поверхность, площадь поверхности пластинки, соприкасающейся с образцом, равна 25 см² (рис. 8).

Подготовка к испытанию: Продольная и поперечные стенки форм должны быть отшлифованы вверху и снизу и плотно лежать на основании. Угол между сторонами и дном формы должен составлять (90±0,5)°.

Рис. 8. Нажимные пластины для испытания половинок стандартных половинок балочек

Проведение испытания:Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя пластинами таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца (рис. 9). Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Время от начала равномерного нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (10±5) кгс/см² в секунду. Предел прочности на сжатие одного образца определяют как частное от деления величины разрушающей нагрузки на рабочую площадь пластины, равную 25 см².

Рис. 9. 1 – верхняя плита пресса; 2 – нажимные пластинки;

3 – половина образца; 4 – нижняя плита пресса.

Предел прочности при сжатии R_сж (МПа) каждого образца вычисляют по формуле 2:

R_сж = (P / S)·10 (2)

где P – разрушающая нагрузка, кгс;

S – площадь металлических пластинок, 25 см².

Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметическое результатов шести испытаний без наибольшего и наименьшего результатов.

В зависимости от предела прочности на сжатие различают следующие марки гипсовых вяжущих: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Минимальный предел прочности каждой марки вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в таблице.

Марка вяжущего	Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, МПа (кгс/см2) не менее
при сжатии	при изгибе
Г-2	2 (20)	1,2 (12)
Г-3	3 (30)	1,8 (18)
Г-4	4 (40)	2,0 (20)
Г-5	5 (50)	2,5 (25)
Г-6	6 (60)	3,0 (30)
Г-7	7 (70)	3,5 (35)
Г-10	10 (100)	4,5 (45)
Г-13	13 (130)	5,5 (55)
Г-16	16 (160)	6,0 (60)
Г-19	19 (190)	6,5 (65)
Г-22	22 (220)	7,0 (70)
Г-25	25 (250)	8,0 (80)

Пример условного обозначения гипсового вяжущего с прочностью 5,2 МПа (52 кгс/см²) со сроками схватывания: начало – 5 мин, конец – 9 мин и остатком на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм 9%, т. е. вяжущего марки Г-5, быстротвердеющего, среднего помола:

Г-5 А II

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ.

Марку цемента (его активность) определяют по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов-балочек размером 40×40×160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора 1:3 нормальной консистенции после 28-суточного твердения в нормальных условиях.

Средства контроля и вспомогательное оборудование: Лабораторные чаша и лопатка, встряхивающий столик, форма-конус (рис. 10), штыковка, стандартные формы для изготовления образцов-балочек (рис. 6), вибрационная площадка, прибор для испытания на изгиб образцов-балочек, пресс для определения предела прочности при сжатии, пластинки для передачи нагрузки.

Рис. 10. Встряхивающий столик и форма-конус:

1 – кулачок; 2 – диск; 3 – шток; 4 – станина;

5 – форма-конус с центрирую­щим устройством; 6 – насадка

Проведение испытания: Для определения консистенции цементного раствора от­вешивают 1500 г нормального песка, 500 г цемента и 200 г воды (В/Ц=0,40). Компоненты загружают в следующей последова­тельности: отвешенные песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу и перемешивают в те­чение 1 мин. 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 5 мин.

Форму-конус с центрирующим устройством устанавлива­ют на диск встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность ко­нуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью. По окончании перемешивания заполняют раствором фор­му-конус на половину высоты и уплотняют 15 штыкованиями ме­таллической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с не­большим избытком и штыкуют 10 раз. После уплотнения верхнего слоя избыток раствора удаляют но­жом, расположенным под небольшим углом к торцевой поверх­ности конуса, заглаживая с нажимом раствор вровень с краями конуса, затем конус снимают в вертикальном направлении. Нож предварительно протирают влажной тканью.

Раствор встряхивают на столике 30 раз за (30±5) с, после чего штангенциркулем измеряют диаметр конуса по нижнему основанию и двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значе­ние. Расплыв конуса с В/Ц=0,40 должен быть в пределах 106-115 мм. Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличивают для получения расплыва конуса 106-108 мм. Если расплыв конуса окажется более 115 мм, количество воды уменьшают для получения расплыва конуса 113-115 мм. Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106-115 мм, принимают для проведения дальней­ших испытаний.

Непосредственно перед изготовлением образцов внут­реннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом. Для определения прочностных характеристик цементов изгота­в­ливают образцы-балочки из цементного раствора нормальной консистенции. Для уплотнения раствора форму балочек закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раство­ром и включают вибрационную площадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порция­ми заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки и избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к поверхности укладки, заглаживая, с нажимом раст­вор вровень с краями формы. Образцы маркируют. Нож предва­рительно должен быть протерт влажной тканью.

После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечиваю­щем относи­тельную влажность воздуха не менее 90 %. Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой и горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Вода должна иметь температуру (20±2)°С и покрывать образцы не менее чем на 2 см, воду меняют через каждые 14 сут. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Не­посредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты.

Определение прочности на сжатие и на изгиб проводится аналогично гипсу.

Для каждой марки портландцемента и его разновидностей пределы прочности при изгибе и сжатии не должны быть ниже значений, указанных в таблице.

Обозначение вида цемента	Гарантированная марка	Предел прочности, МПа (кгс/см2)
при изгибе в возрасте, сут	при сжатии в возрасте, сут
ПЦ-Д0,ПЦ-Д5,		—	4,4 (45)	—	29,4 (300)
ПЦ-Д20, ШПЦ		—	5,4 (55)	—	39,2 (400)
		—	5,9 (60)	—	49,0 (500)
		—	6,1 (62)	—	53,9 (550)
		—	6,4 (65)	—	58,8 (600)
ПЦ-Д20-Б		3,9 (40)	5,4 (55)	24,5 (250)	39,2 (400)
		4,4 (45)	5,9 (60)	27,5 (280)	49,0 (500)
ШПЦ-Б		3,4 (35)	5,4 (55)	21,5 (220)	39,2 (400)

Предел прочности цемента при сжатии в 28-суточном воз­расте должен быть не менее 19,6 МПа (200 кгс/см²).