Определение марки портландцемента
Одним из основных свойств портландцемента является его способность твердеть при взаимодействии с водой и переходить в камневидное состояние, при этом цементный камень приобретает высокую прочность. ПЦ характеризуется маркой. Марку цемента определяют по пределу прочности при изгибе образцов призм размером 40x40x160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементно – песчаного раствора состава 1:3 ( по массе) на стандартном Вольском песке при водоцементном отношении В/Ц= 0,4, при этом их консистенция по расплыву конуса после 30 встряхиваний на столике должна характеризоваться диаметром в пределах 106…115 мм.
Балочки из раствора хранят в формах над водой в течении 24 + - 2ч, помещая в ванну с гидравлическим затвором. Далее их расформовывают и хранят в воде при температуре ( 20 + - 2) °С в течении 27 суток. Через 28 суток с момента изготовления балочки извлекают из воды и испытывают на прочность при изгибе, а полученные половинки на сжатие. Показатель предела прочности при сжатии, достигаемого через 28 суток стандартного твердения, вычисляют как среднее арифметическое 4 наибольших результатов испытания. Его называют активностью цемента. При этом их образцы (балочки и их половинки) при испытании должны иметь предел прочности при изгибе и сжатии не ниже значений, приведенных в таблице.
По величине активности цемента устанавливают марку цемента. Например, если при испытании цемента установлено активность 42 МПа, то его относят к марке 400. Портландцементы разделяют на марки 400, 500, 550 и 600; минимальные значения пределов прочности при сжатии и изгибе, соответствующие определенным маркам, приведены в таблице.
Проведение испытания
1. Для определения консистенции цементного раствора отвесить 1500г песка и 500г цемента, высыпать их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемещать цемент с песком лопаткой в течении 1 мин.
2. В центре сухой смеси сделать лунку, вливать в неё воду в количестве 200г (В/Ц=40), дать воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешать смесь в течение 1 мин.
3. Раствор перенести в предварительно протертой мокрой тканью, чашу мешалки и перемешать в последовательности в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши мешалки).
4. Форму конус установить в центре диска встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протереть влажной тканью.
5. По окончанию перемешивания заполнить раствором конус на половину высоты и уплотнить 15 раз штыкованиями металлической штыковой.
6. Наполнить конус раствором с небольшим избытком и штыковать10 раз после уплотнения верхнего слоя избыток раствора срезать ножом вровень с краями конуса, затем снять в вертикальном направлении.
7. Раствор встряхнуть на столике 30 раз, после чего штангенциркулем измерить диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направления и взять 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 увеличить для получения расплыва конуса 106-108 мм, если расплыв конуса окажется более 115мм, количество воды уменьшают для получения расплыва 113-115мм и сжатии.
8. Перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазать машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы промазать тонким слоем солидола или другой смазкой.
9. На собранную форму установить насадку и промазать снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой.
10. Для уплотнения раствора, форму балочек с насадкой жестко закрепить в центре виброплощадки. Форму по высоте наполнить приблизительно на 1 см. Раствором, включить виброплощадку в течении первых 2мин вибрации все гнёзда формы равномерно небольшими порциями заполнить раствором. По исчерпании 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключить. Форму снять с виброплощадки, срезать ножом смоченным водой излишек раствора, загладить поверхность образцов вровень с краями Формы и маркировать их.
11. После изготовления образцов в формах хранить 24 + - 2ч. В ванне с гидравлическим раствором. По истечении времени хранения образцы осторожно расформировать и укладывать в ванны с питьевой водой в горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду менять через каждые 14 суток.
12. По истечении срока хранения образцы вынуть из воды и не позже чем через 30мин можно подвергать испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты насухо.
13. Для определения предела прочности при изгибе образец установить на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение 2-х наибольших результатов испытаний 3-х образцов.
Расчёт предела прочности 
производят по формуле:
где Р - разрушающая нагрузка, Н или кгс.
14. Полученные после испытания на изгиб 6 половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку поместить между пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилагали к стенкам, находилась на плоскостях пластинок, а углы пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца. Образец вместе с пластинками центрировать на опорной плите пресса.
Расчёт предела прочности 
производят по формуле:
= Р : 25 ,
где 25 - площадь пластины, см2 ;
Р - разрушающая нагрузка (показания прибора), Н или кгс .
В зависимости от предела прочности при осевом сжатии и изгибе устанавливают активность и марку цемента.
Таблица 2–Требования к маркам портландцемента и его разновидностей
| Наименование цемента | Марка цемента | Предел прочности, МПа (кгс/см2) | |
| при сжатии | при изгибе | ||
| ПЦ | М400 | 40(400) | 5,5 (55) |
| М500 | 50(500) | 6,0(60) | |
| М550 | 55(550) | 6,2(62) | |
| М600 | 60(600) | 6,5(65) | |
| БТЦ | М400 | 40(400) | 5,5 (55) |
| М500 | 50(500) | 6,0(60) | |
| ШПЦ | М300 | 30(300) | 4,5 (45) |
| М400 | 40(400) | 5,5 (55) |
15. Результат испытаний записать в таблицу.
Таблица 3–Вид цемента и его характеристика
| Вид цемента | В/Ц | Расплыв конуса, мм | Разрушающая нагрузка при испытании балочек на изгиб, Н | Предел прочности при изгибе, МПа | Разрушающая нагрузка при испытании половинок балочек на сжатие, Н | Предел прочности при сжатии, МПа | Марка цемента |
Контрольные вопросы:
1. С какой целью определяется нормальная густота цементного теста?
2. Что называется началом схватывания?
3. Почему начало схватывания и конец схватывания нормируются ГОСТом?
4. Что такое активность цемента?
5. Как определить марку цемента?
Литература:
1. Попов Л. П. « Лабораторный практикум» по предмету: « Строительные материалы и детали» Москва , Стройиздат, 1988г.
2. Киреева Ю. И., Лазаренко О.В. « Строительные материалы и изделия», Москва, Стройиздат, 1988г.
Лабораторная работа №8