Определение активности и марки цемента

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

Испытание образцов

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, см², т. е. на 25 см².

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.

Таблица 4.1