Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Форма для испытания цемента

4.8. Определение марки цемента

Определение марки цемента проводят по ГОСТ 310.4-81 «ЦЕМЕНТЫ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ И СЖАТИИ».

Марку цемента устанавливают по величине предела прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек размером 40x40x160 мм 3 , изготовленных из пластичного цементного раствора состава 1:3 по массе (1 ч. цемента и 3 ч. эталонного монофракционного песка Привольского месторождения (Вольский песок), отвечающего требованиям ГОСТ 6139-2003 «ПЕСОК ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЦЕМЕНТА. Технические условия»).

Применяемая аппаратура: мешалка для перемешивания цементного раствора; чаша и лопатка; встряхивающий столик и форма-конус; штыковка; формы для изготовления образцов-балочек; насадка к формам; вибрационная площадка; прибор для испытания на изгиб образцов-балочек; пресс для определения предела прочности при сжатии; пластинки для передачи сжимающей нагрузки.

Для перемешивания (приготовления) цементного раствора применяют лопастную (рис. 4.11) или бегунковую (4.12) мешалку.

Рис. 4.11 – Схема мешалки для приготовления цементного раствора

1 – чаша; 2 – ведомая лопасть; 3 – ведущая лопасть; 4 – лопасть-скребок

1 – станина; 2 – смесительная чаша; 3 – откидная траверса; 4 – бегунок для перемешивания раствора

1 – станина; 2 – чаша; 3 – ось чаши; 4 – откидная траверса; 5 – бегунок для перемешивания раствора

Рис. 4.12 – Бегунковая мешалка (а) и ее схема (б)

Чаша и лопатка показаны на рис. 4.5.

Конструкция встряхивающего столика (рис. 4.13) должна обеспечивать плавный без перекосов подъем подвижной части на высоту 10 мм и ее свободное падение с этой высоты до удара о неподвижную преграду.

1 — станина; 2 — вал; 3 — кулачок; 4 — ось; 5 – диск;

6 – лист стекла; 7 — форма-конус с насадкой;

1 — кулачок; 2 — диск; 3 — шток; 4 — станина; 5 — форма-конус с центрирующим устройством; 6 -насадка

Рис. 4.13 – Встряхивающий столик с форма-конусом (а) и его схема (б)

Штыковка имеет размеры, показанные на рис. 4.14.

Рис. 4.14 – Штыковка

1 — стержень; 2 — рукоятка

Разъемная форма для изготовления балочек показана на рис. 4.15, а приспособления для их испытаний – на рис. 4.16.

Рис. 4.15 – Разъемная форма для изготовления балочек

Рис. 4.16 – Схема опирания балочки при испытаниях на изгиб (б)

и пластин для испытаний половинок балочек на сжатие

Образцы-балочки испытывают на изгиб с помощью машины МИИ-100 (рис. 4.17) следующим образом. Стрелку 2 устанавливают на 0 шкалы 1, перемещая винте грузом 6 вдоль прорези 5. Образец-балочку 11 устанавливают на опоры 13 изгибающего устройства (расстояние между центрами опор 100 мм) и маховичком 12 создают первичное натяжение валика 10. При отклонении стрелки 2 до деления 4,5 шкалы натяжение прекращают. После этого, поднимая рукоятку управления 7, включают электродвигатель машины, который перемещает с постоянной скоростью по одному коромыслу рычага груз постоянной массы. Коромысло 9 этого рычага связано с серьгой изгибающего устройства. При перемещении груза плавно увеличивается усилие на испытываемую балочку.

Машина снабжена счетчиком 8, который автоматически, в зависимости от положения груза, показывает напряжение в бал очке в данный момент испытания. В момент разрушения образца коромысло, падая, ударяется о шайбу 4 амортизатора 3 и выключает машину. На счетчике остается показание предела прочности при изгибе (в кгс/см 2 ). Сняв половинки балочек, рукоятку управления опускают в крайнее нижнее положение. При этом машина возвращает груз в начальное положение, а счетчик сбрасывает показания до нуля.

Рис. 4.17 – Схема испытательной машины МИИ-100

Проведение испытаний. Сначала определяют консистенцию цементного раствора, которая требуется для изготовления образцов-балочек. Для этого отвешивают 1500 г песка и 500 г цемента и отмеряют 200 г воды (В/Ц = 0,4).

При использовании лопастной мешалки (рис. 4.11) компоненты загружают в предварительно протертую влажной тканью чашу мешалки в следующей последовательности: песок, вода, цемент. Чашу устанавливают на мешалку и производят перемешивание в течение (120±10) с.

При использовании бегунковой мешалки (рис. 4.12) отвешенные песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком лопатой 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 1 мин. Далее раствор переносят в предварительно протертую мокрой тканью чашу мешалки и перемешивают в последней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши мешалки).

По окончании перемешивания определяют консистенцию цементного раствора. Для этого используют встряхивающий столик и металлическую форму-конус (рис. 4.13). Встряхивающий столик состоит из чугунной станины 1 на валу 2 находится кулачок 3, который поднимает ось 4 с горизонтальным диском 5 и закрепленным на нем листом зеркального стекла диаметром 300 мм. При вращении маховика 8 ось с укрепленным диском при помощи кулачка совершает возвратно-поступательное вертикальное движение. При этом столик поднимается на 10 мм, встряхивая форму 7.

Перед укладкой смеси в конус внутреннюю поверхность его и стеклянный диск слегка увлажняют. Растворную смесь укладывают в форму-конус двумя слоями равной толщины. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой (рис. 4.14). Нижний слой штыкуют 15 раз, верхний – 10. Во время укладки и уплотнения раствора конус прижимают рукой к стеклянному диску. Излишек раствора срезают ножом и форму-конус медленно поднимают. Затем, вращая рукоятку маховика, встряхивают столик 30 раз в течение 30 с, при этом конус цементного раствора расплывается.

При помощи штангенциркуля или стальной линейки измеряют расплыв конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Консистенцию раствора считают нормальной, если расплыв конуса оказался равным 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.Водопотребность раствора выражают в виде водоцементного отношения, при котором расплыв конуса составил нормируемую величину – 106-115 мм.

Образцы-балочки формуют в трехгнездовых металлических формах (см. рис. 4.15). Внутреннюю поверхность стенок и поддона слегка смазывают машинным маслом. На собранную форму надевают металлическую насадку и густой смазкой промазывают снаружи стык между формой и насадкой.

Цементный раствор нормальной консистенции для изготовления трех образцов-балочек приготовляют так же, как и для определения нормальной густоты раствора, т. е. из 500 г цемента и 1500 г песка. На каждый намеченный срок испытания изготовляют три образца.

Для уплотнения раствора подготовленную форму с насадкой прочно закрепляют на стандартной виброплощадке, создающей вертикальные колебания с амплитудой 0,35 мм и частотой 2800-3000 колебаний в 1 мин.

Читайте так же:
Клей для склеивания цемента

Готовый раствор укладывают в гнезда формы слоем приблизительно 1 см 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 выключают и снимают форму. Затем смоченным ножом срезают излишек раствора, зачищают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют образцы.

Готовые образцы в формах хранят в ванне с гидравлическим затвором (см. рис. 4.7) в течение (24±1) ч. Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в горизонтальное положение в ванну с водой, где хранят до момента испытания. Образцы в воде не должны соприкасаться один с другим и вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Необходимо, чтобы объем воды в сосуде для хранения образцов был в 4 раза больше объема образцов. Температуру воды в ванне поддерживают (20±2) 0 С. Воду, в которой хранят образцы, рекомендуется менять через каждые 14 дней. Вынутые образцы испытывают, предварительно протерев, не позднее чем через 30 мин.

Для определения марки цемента образцы-балочки в возрасте 28 сут с момента их изготовления испытывают на изгиб, а затем каждую из полученных половинок – на сжатие.

При испытаниях на изгиб (в приборе МИИ-100, рис. 4.17) образец устанавливают на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Предел прочности при изгибе образцов цементного раствора вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших результатов испытания трех образцов-балочек.

Половинки балочек испытывают на сжатие на гидравлическом прессе. Для передачи нагрузки на половинки балочек применяют плоские стальные шлифованные пластинки площадью 25 см 2 (рис. 4.16б). Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, совпадали с рабочими поверхностями пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца (рис. 4.18).

Рис. 4.18 – Схема испытаний половинок балочек на сжатие

1, 3 — нижняя и верхняя плиты пресса; 2 — пластинки

При испытании образца на сжатие скорость увеличения нагрузки должна быть около 5 кН/с.

Предел прочности при сжатии Rсж, МПа, определяют по формуле:

где Р разрушающая нагрузка, Н; S рабочая площадь пластинки, мм 2 .

Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из испытываемого цементного раствора, вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов шести испытанных образцов.

Полученные результаты испытаний сравнивают с требованиями ГОСТ 10178-85 для портландцемента, приведенными в табл. 4.2, и делают заключение о марке испытанного цемента.

Требования к маркам портландцемента и его разновидностей

Предел прочности в возрасте 28 сут, МПа (кгс/см 2 )

Портландцемент обыкновенный и Шлакопортландцемент

Испытание цемента

Цемент – это минеральный вяжущий компонент, являющийся основой рецептуры строительных смесей, растворов и бетона. По структуре вяжущие вещества классифицируются:

  • составы автоклавного отвердения (известково-шлаковые фракции, известково-зольное сырьё)
  • воздушные материалы (гипс, известь, жидкое стекло)
  • с гидравлической вязкостью (глиноземистый и портландцемент, гидравлическая известь).

Широкое применение в производстве строительных растворов и бетонных конструкций получил портландцемент и его производные.

№ услугиНаименование испытанияНормативный документСтоимость, руб.
Бетонные и железобетонные конструкции и изделия, смеси бетонные, строительные растворы
1Определение прочности бетона/раствора по контрольным образцам (1 точка)ГОСТ 10180250
2Построение градуировочной зависимости между прочностью бетона и косвенной характеристикой (упругий отскок, ударный импульс, ультразвук) (1 зависимость)ГОСТ 17624
ГОСТ 22690
12000
3Определение плотности бетона/раствора (1 образец)ГОСТ 10181
ГОСТ 12730
ГОСТ 5802
100
4Определение водонепроницаемости бетона на образцах/конструкциях (1 образец/1 участок)ГОСТ 12730400/700
5Определение прочности неразрушающими методами контроля (ультразвуковой, ударный импульс, упругий отскок) (1 точка)ГОСТ 22690
ГОСТ 17624
ГОСТ 18105
ГОСТ 31914
250
6Определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием (1 точка)ГОСТ 22690900
7Определение прочности образцов раствора, отобранных из швов кладки (1 образец)ГОСТ 58021700
8Комплексное испытание сухих бетонных смесей (1 партия)ГОСТ 1018112000
9Определение прочности бетона по образцам, отобранных из конструкций (1 образец)ГОСТ 28570600
10Определение морозостойкости бетона/раствора (1 цикл)ГОСТ 10060
ГОСТ 5802
250
11Определение водопоглощения бетона/раствора (1 образец)ГОСТ 12730
ГОСТ 5802
500
12Определение пористости бетона/смеси (1 образец)ГОСТ 12730
ГОСТ 10181
1000
13Определение влажности бетона/раствора (1 точка)ГОСТ 12730
ГОСТ 5802
250
14Определение объемной массы бетона/раствора (1 образец)ГОСТ 12730
ГОСТ 5802
500
15Определение усадки бетона при высыхании (1 образец)ГОСТ 25485500
16Определение толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры (1 кв. м)ГОСТ 22904500
17Определение расположения арматуры и закладных деталей (1 кв. м)ГОСТ 22904500
18Определение ширины и глубины раскрытия трещин (1 участок)ГОСТ 31937800
19Тепловой контроль качества материала/конструкции (1 образец/1 конструкция)ГОСТ 234831500
20Визуальный контроль качества и контроль точности монтажа конструкции (1 конструкция)ГОСТ 26433
СП 70.13330
500
21Определение удобоукладываемости бетонной смеси (1 партия)ГОСТ 10181600
22Определение средней плотности бетонной смеси (1 партия)ГОСТ 10181500
23Определение концентрации рабочего раствора химических добавок бетонной смеси (1 партия)ГОСТ 304591500

Для чего проводят испытание цемента

На рынке строительных материалов можно встретить разнообразных поставщиков цемента. Гарантировать стопроцентное качество сырья не может даже раскрученный бренд. Даже самое современное производство не застраховано от технологических погрешностей в процессе производства.

В процессе проверки клинкерного цемента категории 500 Д0 нашей лабораторией неоднократно выявлялись несоответствия фактических характеристик сырья тем показателям, что были прописаны в техническом паспорте. Причиной такого несоответствия могут быть как производственные упущения (попадание посторонних примесей, недожог клинкера), так и невнимательность и недобросовестность поставщиков (несоблюдение условия хранения, нарушение условий транспортировки, истёк срок годности материала, опечатки или намеренное искажение показателей в товарных документах).

Один из вариантов решения данной проблемы – приобретение цемента напрямую у проверенного производителя. К сожалению, это проблематично для мелких частных подрядчиков, так как заводы отгружают сырьё большими партиями и в большинстве случаев практикуют самовывоз.

Небольшие строительные компании, чтобы не прерывать монтаж монолитной конструкции или бетонного фундамента вынуждены закупать цемент у ближайшего свободного поставщика, смешивать остатки сырья от разных заводов-производителей. Последнее не лучшим образом может отразиться на эксплуатационных характеристиках объекта. Поэтому возникает второй вариант решения проблемы с качеством сырья – проверка и испытание цемента в строительной лаборатории. Это особенно актуально для компаний, специализирующихся на выпуске готовых бетонных конструкций, растворов, сухих смесей.

Необходимо тестировать каждую партию цемента. Номер партии можно посмотреть в транспортной накладной или в сертификате качества.

Методы испытания цемента

Основная задача цемента – прочная связь всех компонентов раствора, обеспечение прочности бетонных изделий и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов техногенной и окружающей среды. Чтобы определить эксплуатационные характеристики цемента, применяют методики неразрушающего и разрушающего контроля.

Эксперты применяют экспресс методы определения марочной прочности цемента. Для этого лаборант будет использовать специальный прибор ИАЦ, чтобы установить удельную проводимость раствора цемент + вода. Либо воспользуется контрактометром ВМ-7.7, чтобы рассчитать коэффициент сокращения объёма водоцементного замеса, происходящего в момент гидратации.

Преимуществом данных методов является скорость. Тестирование занимает от 20 минут до пары-тройки часов. Слабая сторона подобной оценки – высокая погрешность результатов и необходимость отстраивать градуировочную зависимость для каждой марки цемента от разных производителей.

Испытание цемента на прочность ГОСТ 310.4 происходит путём сравнения показателей прочности цемента в 3-х суточной выдержки с аналогичными данными образца в возрасте 28-ми суток. Для цементов различной категории данное соотношение составляет 50% от всей марочной прочности. Интервал разброса для разных видов сырья составляет от 41% до 59%.

Неразрушающие методы исследования подразумевают сохранение целостности исследуемого образца. Данные лабораторные испытания позволяют установить:

  • коэффициент деформации готового изделия под механическими воздействиями (груз определённой массы роняют на поверхность и замеряют форму и глубину отпечатка)
  • количество энергии, что выбрасывается в момент столкновения груза с поверхностью
  • степень упругости бетонного образца по силе отскока ударного объекта от тестируемой поверхности.

Для тестирования специалист изготавливает стандартные образцы из строительной смеси определённой консистенции. Количество составляющих компонентов установлено согласно рецептуре:

  • 1,5 кг песка
  • 0,5 кг цемента
  • 200 миллилитров воды.

Для полного застывания раствора образцы выдерживают 18 дней, после чего направляют на исследования.

Эксперт изучает следующие технические показатели цемента:

  • крупность помола
  • стандарт густоты
  • водоотделение и коэффициент водоотведения
  • время схватывания раствора
  • активность при воздействии пара.

Изучение тонкости помола

Крупность отдельных частиц в цементном порошке определяют как тонкость помола. Она определяет способность к водонасыщению сырья и формирования твёрдых кристаллов. Чем мельче фракция цемента, тем выше скорость формирования прочности бетонного изделия.

Как измеряется фактическая тонкость помола

Стандартные показатели тонкости помола согласно государственным стандартам составляют 85%. Для её замера берётся сито с мельчайшим размером пропускной ячейки и диаметром инструмента 8 см. В него насыпают 50 г цементного порошка. После просеивания взвешивается остаток, и его масса сравнивается с изначальной. Таким образом, специалист выясняет фактическое состояние крупности помола.

Определение стандартов густоты

Густоту цементного теста замеряют с помощью аппарата ВИКА. Для этого замешивают субстанцию из 400г порошка и 102 мл воды. После пятиминутного замеса раствор помещают в специальное кольцо, выполненное из невпитывающего воду материала. Кольцо устанавливают на ровную поверхность, цементное тесто укладывают ровным слоем до самых краёв. По центру располагают специальный стержень.

Лаборант медленно опускает его в смесь, наблюдая за погружением. Если стержень остановится на расстоянии 7мм, не соприкоснувшись с поверхностью, на которой расположено кольцо, то густота считается нормальной. В этом случае можно переходить к изучению времени схватывания раствора.

При неблагоприятном результате тестирования эксперимент повторяют, уменьшая или увеличивая количество воды. Нормальная густота – это пропорциональное соотношение массы цементного порошка и объёма воды, при котором получается замес, соответствующий требованиям ГОСТ. Выражается в %.

Определение интервала схватывания

Время схватывания цементной смеси – это интервал с момента потери подвижности раствора до полного его затвердения. Этот промежуток времени необходимо устанавливать очень точно, поскольку свежеприготовленный замес допускается к использованию до начала схватывания. Если нарушить это условие, то смесь утратит свои скрепляющие способности и прочность.

Методика измерения времени схватывания

Согласно установкам ГОСТ, схватывание цементного теста начинается через 45 минут с момента изготовления, а завершение – через 10 часов. Чтобы замерить фактические показатели схватывания, специалисты используют аппарат ВИКА. В ходе эксперимента кольцо из водоотталкивающего материала наполняют цементным тестом и погружают в него иглу. Начало схватывания фиксируют в тот период, когда игла спокойно входит в раствор, но не достигает дна на 2-4 мм. Затем процедуру повторяют через каждые 10 минут в новом месте. Завершением схватывания определяют время, когда игла смогла войти в раствор не более чем на 2 мм.

Водоотделение

Одни виды цемента удерживают воду, которую добавили для производства раствора, а другие отталкивают некоторое количество жидкости, и она формирует небольшой укрывной слой. Из-за этого нарушается однородность раствора, не происходит полноценное сцепление цемента с наполнителями, и страдает прочность готовой конструкции. В процессе изготовления раствора необходимо контролировать водоотделение.

Чтобы рассчитать процент водоотделения, необходимо измерить уровень водоотведения в процессе схватывания раствора. Для этого смешиваем порошок с водой в пропорции 1:1, вымешиваем его на протяжении 4-х минут, и перекладываем в измерительный цилиндр. Лаборант фиксирует количество раствора, затем повторно снимает показатели через 2 часа. Последующие замеры происходят через каждые 30 минут. При совпадении показателя с предыдущим измерением, исследование считается завершённым.

Слой воды, который образовался над раствором, – есть коэффициент водоотделения.

Активности при воздействии паром

У каждой марки сырья свои показатели активности при пропаривании. Поэтому этот способ применяют для классификации цемента по категориям.

Для испытания изготавливают образцы с выдержкой в 28 дней. Технология производства испытательных материалов базируется на смешении 3-х частей цемента и 1-й части песка. После чего смесь насыпают в формочки размером 16х4х4 см и отправляют в пропарочную камеру.

  • 5 часов смесь просто выдерживается в камере.
  • В течение 3-х часов температуру поднимают до 800.
  • 8 часов происходит термическая обработка смеси паром.
  • 2-3 часа образцы остывают естественным путём.

Образцы подвергают нагрузкам на гидравлическом прессе. Испытание цементного раствора включает в себя определение гибкости, сжатия, устойчивости к деформациям, прочности.

Испытания цемента необходимы для подтверждения фактических показателей сырья. В этом случае производитель готовых бетонных конструкций и строительных смесей сможет потребовать возмещение расходов, либо внести в технический паспорт своей продукции реальную марку прочности изделия.

Ускоренные методы определения активности цемента

Ускоренное определение активности цементов для ССС

Сообщение, сделанное на 5-й международной специализированной конференции BaltiMix “Сухие строительные смеси для XXI века: технологии и бизнес” к.т.н. Ириной Медведевой, доцентом кафедры строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ

Одним из важнейших преимуществ применения сухих строительных смесей по сравнению с традиционными растворными и бетонными смесями является постоянство состава и соответствие свойств, заявляемых производителями. Качество работ, выполняемых с использованием ССС, определяется совокупностью свойств, придаваемых каждым компонентом сухой смеси. Прочностные же характеристики материалов определяются в основном качеством минеральных вяжущих — портландцемента, глиноземистого цемента.

Производители сухих строительных смесей сталкиваются со значительными колебаниями прочностных свойств цементов, особенно в ранние сроки твердения.
В соответствии с ГОСТ 10178 марка цемента определяется по результатам испытания стандартных образцов через 28 суток твердения. Испытание прочности через 3 суток твердения предусмотрено только для быстротвердеющих цементов. Введенный в 2003 г. ГОСТ 31108 подразделяет цементы по классу прочности и устанавливает дополнительные сроки испытаний в возрасте 2 и 7 суток. Однако к настоящему времени не все цементные заводы испытывают цементы на класс прочности по ГОСТ 30744. Отпускная прочность цемента на заводах-изготовителях оценивается по результатам испытаний предыдущих партий цемента, а также по результатам ускоренного испытания методом пропаривания образцов. Материалы, приготовленные с использованием сухих строительных смесей, твердеют преимущественно в атмосферных условиях, то есть при температуре от +30°С до -20°С, поэтому корреляция с результатами испытаний цементов при пропаривании отсутствует.

Работа З. Энтина и Л. Нефедовой «Прогнозирование перехода от марок по ГОСТ 10178-85 к классам прочности по ГОСТ 31108-2003», опубликованная в №2 журнала «Цемент и его применение» (2004 г.), посвящена параллельному испытанию физико-механических свойств цементов по ГОСТ 310.4 и ГОСТ 30744. Из этой работы видно, что при примерно равных показателях в 28-суточном возрасте цементы отстают по темпу твердения (недостаточная прочность в ранние сроки твердения), а также характеризуются нестабильностью показателей качества.

При разработке же рецептур ССС (ремонтные составы, составы для устройства полов, гидроизоляционные составы), для которых важнейшей характеристикой является прочность в ранние сроки твердения (часы, сутки), необходимо контролировать именно раннюю прочность цемента. Экспресс-метод оценки активности цементов, основанный на кондуктометрических измерениях, не дает воспроизводимых результатов, что связано с различиями в химических и вещественных составах цементов.

Поэтому для экспресс-оценки активности цементов на кафедре химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ применяется следующая методика. Испытания проводятся на стандартных образцах-балочках (40х40х160 мм) или на образцах-кубиках (30х30х30 мм). Образцы готовятся из цементного теста нормальной густоты по ГОСТ 310.3. Формы заполняются цементным тестом, встряхиваются, избыток теста срезается ножом. Образцы в формах выдерживаются над водой в течение 24 часов при t=(20±2)°С и относительной влажности воздуха (95±5)%. Через 24 часа после затворения образцы освобождаются из форм и не позднее чем через 20 минут испытываются на прочность при сжатии. Активность цементов через 24 часа твердения оценивается по формуле: R24ч=P / S • 98 (МПа), где R24ч — прочность при сжатии, МПа; P — усилие (кгс), S — площадь образца (см2).

По результатам испытаний активности портландцементов и глиноземистых цементов различных производителей цементы условно разделены на три группы. Активность малоактивных цементов меньше 20 МПа. У цементов средней активности эта характеристика лежит в пределах от 20 до 30 МПа. А у высокоактивных она превышает 30 МПа.

В I группу входят портландцементы ПЦ 600-Д0 (Санкт-Петербург), ШПЦ 400 (Липецкцемент), ПЦ 400 (Кузнецкцемент), а также глиноземистые цементы ГЦ- 40 (Пашийский завод), ВГЦ II 250 и 350 (Осколцемент, Санкт-Петербург), ВГКЦ-75 (Челябинский завод).

Во II — портландцементы ПЦ 500-Д0 (Осколцемент, Белгородцемент), ПЦ 400-Д20 (Михайловцемент), ПЦ 400-Д0 («Цесла», Сланцы), глиноземистый цемент ГЦ-50 (Осколцемент, Санкт-Петербург).

В III — портландцементы ПЦ 600-Д0 (Осколцемент, Санкт-Петербург), ПЦ 500-Д0 (Мордовцемент, Сухоложскцемент, Искитимцемент, Ангарскцемент), ПЦ 400-Д20 (Искитимцемент), глиноземистые цементы ГМЦ-60 («Цемдекор», Подольск), ГЦ-60 (Пашийский завод), Fondu, Secar 51, Secar 71 (Lafarge, Франция), Isidac-40 (Турция), Istra-40 (Германия).

Следует отметить, что представленное разделение цементов по активности условно, так как для ряда цементов колебания абсолютных величин прочности различных партий составляло от 10 до 40 МПа. С учетом характеристики активности цементов возможно проектирование рецептур сухих строительных смесей оптимального состава. Так, для проектирования стяжек для полов необходимо использовать портландцемент как минимум II группы. Для разработки самовыравнивающихся полов с минимальным (до 4 часов) сроком начала хождения оптимальным является сочетание глиноземистого цемента III группы и портландцемента II или III группы. Составы для мгновенной (в течение 60 секунд) остановки водных протечек — это сочетание цементов III группы. Для составления сухих смесей для упрочнения промышленных полов используется портландцемент III группы. А для ремонтных составов — портландцемент II или III группы, глиноземистый цемент III группы.

Применение цементов высокой активности позволяет снизить содержание вяжущих в рецептуре сухих смесей, ускорить введение в эксплуатацию затвердевших растворов, снизить усадочные деформации в процессе эксплуатации.

1. Энтин З.Б., Нефедова Л.С. Прогнозирование перехода от марок по ГОСТ 10178-85 к классам прочности по ГОСТ 31108-2003.//Цемент и его применение.-2004.-№ 2.-С.27-30.

2. Корнеев В.И., Медведева И.Н. Вяжущие свойства композиций на основе портландского и алюминатного цементов.//3-я международная конференция «Современные технологии сухих смесей в строительстве», СПБ, 2001, С.115-121.

Методы испытания бетона на прочность — как определить

На качество бетонного основания влияют много факторов, которые надо учитывать в строительных работах. Кроме этого, существуют лабораторные методы проверки технических параметров. Выбор того или иного способа обусловлен целями исследования, необходимыми затратами, наличием специального оборудования.

  1. От чего зависит и на что влияет прочность бетона
  2. Испытание бетона на прочность, минимальные размеры образцов
  3. На основании чего устанавливается класс
  4. Классификация методов испытаний, этапы проведения
  5. Разрушающие методы
  6. Неразрушающие прямые методы
  7. Неразрушающие косвенные методы
  8. Порядок проведения испытаний на растяжение и сжатие

От чего зависит и на что влияет прочность бетона

Смесь состоит из цемента, щебня, песка, гравия с добавлением воды. Ее прочностные характеристики обеспечиваются процентным содержанием компонентов, содержащихся в 1м3 раствора, их качеством.

Дополнительные причины, влияющие на этот показатель:

  • пластификаторы и присадки, придающие конструкции особые свойства;
  • условия доставки и ее длительность. Транспортировка бетона осуществляется в миксере, время на перевозку не может превышать допустимые значения. Нарушение этого требования ведет к расслоению, схватыванию смеси, она теряет подвижность;
  • порядок укладки в конструкцию и правильная обработка поверхности стыка;
  • условия заливки. В процессе уплотнения бетонной массы трамбовками и вибраторами происходит удаление воздушных пузырьков, что повышает ее прочность;
  • климат: чрезмерное охлаждение или быстрое высыхание основания приводит к нарушению ее качеств;
  • уход во время затвердения. Он включает в себя подогрев зимой и укрытие полиэтиленовой пленкой в жаркое лето.

Важно! Бетонная смесь достигает 70% прочности при высокой влажности и температуре 15−25° за 10−15 суток, а расчетного показателя − через 28 дней, и он продолжает медленно нарастать несколько лет.

Методики определения давности изготовления бетона в настоящее время не существует. Исследования карбонизации бетона от времени являются опытными, у них нет практического значения.

Показатель прочности необходим при проектировании конструкций и во время строительных работ. Ошибка в расчетах приводит к трещинам в здании и его разрушению.

Обратите внимание! Армирование проволокой, имеющей разное сечение, помогает строению выдерживать повышенную нагрузку.

Испытание бетона на прочность, минимальные размеры образцов

Проверка смеси позволяет определить соответствие возводимой конструкции техническим характеристикам с соблюдением положений СНиП и ГОСТ. Проводится в лаборатории.

К погрешности измерений приводит:

  • влажность исследуемого материала;
  • неравномерный состав раствора;
  • промасливание внешнего слоя;
  • армирование металлическими прутьями;
  • сколы, трещины и другие дефекты поверхности основания;
  • проведение исследования неисправным прибором.

После проведенных исследований составляется «Документ о качестве бетонной смеси». Он применяется подрядчиком при возведении зданий.

Класс бетона устанавливают на образцах размером 150х150 мм, которые отливаются в лабораторных условиях и затвердевают 28 суток. Они подвергаются нарастающему воздействию до момента разрушения (ГОСТ 10180-90). Предельное сжатие фиксируется.

На основании чего устанавливается класс

По классификации, принятой в Советском Союзе, бетон, как и цемент, разделялся по показателю прочности на марки. Она отражает максимальную степень сжатия, которую основание выдерживает без деформации. Это средний (лабораторный) показатель, измеряется в кгс/см2. Он показывает технические свойства раствора и количество цемента в его составе. В настоящее время используются европейские стандарты.

Классом называется нагрузка, которую бетон способен выдержать до своего разрушения. Этот параметр определяет фактическую прочность материала, показывает точность в 95%. Зависит от технологии, применяемой на производстве. Его указывают в проектных документах. Имеет маркировку «В» и индекс от 5 до 60. Измеряется в мегапаскалях (МПа).

Таблица соответствия по прочности (ГОСТ 26633-91).

КлассМаркаПрименение
В 3,5М 50Подготовительные работы
В 5М 75
В 7,5М 100
В 10М 150Стяжки, дорожки
В 12,5М 150
В 15М 200Двухэтажные здания, лестницы, монолитные стены
В 20М 250
В 22,5М 300
В 25М 350Железобетонные изделия, бассейны, многоэтажные дома
В 27,5М 350
В 30М 400Мосты, дамбы
В 35М 450
В 40М 550Гидротехнические сооружения, метро, мосты, плотины, хранилища
В 45М 600
В 50М 700
В 55М 750Подземные бункеры, бомбоубежища, в том числе от радиационных поражений
В 60М 800
В 65М 900
В 70М 900
В 75М 1000
В 80М 1000

Обратите внимание! Испытание бетонных кубиков на прочность посредством пресса является самым эффективным приемом.

Классификация методов испытаний, этапы проведения

Бетонное основание в процессе строительства проверяется в состоянии незатвердевшей массы и в застывшем виде. Выбор методов испытания бетона зависит от года постройки и эксплуатации сооружения, применяемом оборудовании, исходных данных.

В жидком виде смесь исследуется после замеса строительного раствора. Это нужно для определения технологических показателей.

Проводятся следующие алгоритмы:

  • проверка коэффициента уплотнения;
  • осадка конуса. Определяет показатель однородности структуры и ее консистенции;
  • изменение пластичности материала;
  • наличие или отсутствие пустот.

В частной застройке используется осмотр поверхности. Это эмпирически позволяет дать оценку качеству работы.

Признаки хорошего бетона:

  • густое «молочко» поверх основания;
  • цвет: серый с зеленоватым отливом. Желтый является плохим признаком;
  • раствор покрывает все фракции наполнителя;
  • стальной молоток после удара о конструкцию отскакивает со звоном.

На затвердевшую бетонную смесь оказывают воздействие другими методиками.

Разрушающие методы

Отбор проб бетона на строительной площадке (ГОСТ 28570-90) осуществляется путем выпиливания образца с помощью алмазных буров из застывшего монолита. При втором варианте смесь отливается в лаборатории в форме конуса, куба, цилиндра. На материал воздействуют возрастающим давлением (сжатием) с фиксацией момента начала разрушения.

Дополнительная информация! Технология применяется при строительстве важных зданий. Составляется протокол с указанием даты проведения.

Неразрушающие прямые методы

Обследовать основание помогут инструменты или приборы, способные выявить свойства бетонного раствора без повреждения конструкции или отдельного экземпляра. Взаимодействие происходит механически посредством:

  • отрыва. К монолитной конструкции эпоксидным клеем крепится кусок из стали, который резко срывается вместе с фрагментом бетонного основания устройством ГПНИ-5. Прилагаемое усилие преобразуется в коэффициент посредством формулы;
  • отрыва со скалыванием. Аппарат следует установить в полость бетона при помощи специальных анкеров, а затем ими извлекается часть застывшего цемента;
  • скалывания ребра. Применяется на поверхностях с выступающими углами. ГПНС-4 прикрепляется к выступу и постепенно нагружается.

Важно! Этот прием не используют на основаниях, где защитный слой не превышает 2 см.

Неразрушающие косвенные методы

Определение прочности бетона может обойтись без трудоемкого процесса сверления, установки прибора в основание конструкции. Примером могут служить акустические устройства. Их погрешность составляет около 5%.

Различают разное воздействие для определения марки материала:

  • ударный импульс. Пьезоэлектрический прибор преобразует энергию от бойка о поверхность основания в электрический ток;
  • ультразвук. Аппарат УГВ-1 сравнивает скорость распространения волн в стандартной модели и застывшем монолите;
  • пластическая деформация. Молотком Кашкарова наносится серия ударов по застывшей конструкции. Затем проводится измерение следов на бетоне и сравнение их с эталонными образцами;
  • упругий отскок. Склерометр отмечает величину обратного движения бойка после соприкосновения со стеной. Так исследуется твердость материала.

Эта тактика более доступна для использования. Но следует по возможности устранить факторы, приводящие к искажению данных.

Порядок проведения испытаний на растяжение и сжатие

Для соблюдения алгоритма действий изготавливают формы из бетонного раствора в виде разных геометрических фигур.

В практике проверки на растяжение часто используется призма, на которую воздействуют горизонтальной силой. Она помещается в прибор, оказывающий нагрузку с постепенным нарастанием параметров до начала разрушения структуры в центре. Шаг – 0,5 МПа/с. Максимальная величина фиксируется.

Дополнительная информация! Мелкозернистый состав показывает более высокую твердость, чем крупнозернистый.

Бетонный монолит лучше сопротивляется процессу сжатия. Основным критерием является предел прочности материала. Это характеристика механических свойств, способности противостоять давлению и нагрузкам.

Испытание бетона на прочность таким способом определяет его марку. Для этого из раствора отливаются кубики с габаритами 100−300 мм. При отливке используют вибростол. Исследование проводится на 3, 7, 28 день после затвердения. Форма помещается под пресс с мощностью давления 140 кгс/м2 и шагом 3,5. Вектор приложения силы идет перпендикулярно основанию куба. Показания проверки определяют сопротивление бетонного основания сжатию. В документах отмечается полученный показатель.

Марка и класс бетона — соотношение, в чем разница

Определение водонепроницаемости бетона

Постройка монолитного дома из бетона своими руками

Технология использования топпинга для бетона

Прочность цемента

Цемент – вяжущий компонент, широко используемый при производстве строительных смесей и растворов. Он представляет собой тонкомолотый порошок, образующий после затворения водой пластичную массу, которая после твердения превращается в прочный цементный камень. Цемент – это гидравлическое вяжущее, способное набирать требуемые характеристики не только на воздухе, но и в воде.

Одним из его основных свойств является прочность, которая определяется классом (по новому ГОСТу) или маркой (по старому ГОСТу 19178-85). Строители пользуются и старыми, и новыми обозначениями.

Марки прочности в соответствии с ГОСТом 10178-85

По ГОСТу 10178-85 марка цемента соответствует пределу прочности при сжатии, определяемому на образцах в 28-суточном возрасте, изготовленных в соответствии с нормативом.

Испытания цемента на прочность при сжатии осуществляются согласно ГОСТам и СНиПам в лабораториях следующим образом:

  1. Готовят цементно-песчаный раствор из одной части цемента и трех частей песка.
  2. Изготавливают три образца заливкой раствора в разъемные металлические формы.
  3. Формы размещают на вибростоле и уплотняют их в течение трех минут.
  4. Через двое суток образцы извлекают из форм и помещают в воду температурой +20 °C на 28 суток (это время, которое в стандартном варианте необходимо цементно-песчаному раствору или строительной смеси для набора марочной прочности). Для специальных цементов устанавливается собственный период твердения.
  5. Образцы извлекают из воды, вытирают насухо, устанавливают под пресс. Давление, выраженное в кгс/см 2 , при котором образец начинает разрушаться, характеризует его марку.

Для получения точного результата испытывают 6 образцов, из которых выбирают 4 лучших и находят среднее арифметическое.

В соответствии с этим ГОСТом в маркировке указывают тип цемента, самые распространенные виды – ПЦ (портландцемент) и ШПЦ (шлакопортландцемент). Далее указывают марку прочности цемента, наиболее популярные – М400, М500, для сооружения объектов с особыми требованиями к прочности применяют марку М600 и выше. В маркировке также указывается наличие (буква Д) и процентное содержание минеральных добавок. Например, маркировка ПЦ М500 Д0 означает, что данный материал – это портландцемент марки М500 без добавок (0 % добавок).

Класс прочности цемента в соответствии с ГОСТом 31108-2016

В 2003 году был принят ГОСТ 31108-2003, сейчас действует его новая версия – ГОСТ 31108-2016. Правила маркировки в них определены согласно стандарту Евросоюза EN 197-1. В соответствии с последними нормативами для определения прочности цемента используется понятие «класс», соответствующий пределу прочности на сжатие в МПа. Согласно этому нормативу, цементу присваивается класс, которому соответствует 95 % испытанных образцов.

Таблица соответствия марок и классов прочности цемента

Маркировка по ГОСТу 10178-85Маркировка по ГОСТу 31108-2016
М30022,5
М40032,5
М50042,5
М60052,5

Для ускорения получения результатов образцы подвергают пропариванию. Для этого:

  1. В специальную камеру помещают формы с образцами и выдерживают в течение пяти часов.
  2. В течение трех часов температуру плавно доводят до +80 °C.
  3. Образцы выдерживают в таких условиях в течение 8 часов, а затем оставляют их для остывания на 2-3 часа.

Готовые балки сначала испытывают на прочность при изгибающих нагрузках. Для этого на площадку пресса устанавливается конструкция, специально предназначенная для этой цели, и на нее опускается верхняя плита. В результате испытаний на изгиб образцы переламываются на две части. На полученных шести образцах проверяют прочность на сжатие.

Таблица прочности на сжатие и изгиб нормально твердеющего цемента различных марок

Класс прочностиПрочность на сжатие, МПа, в возрастеПрочность на изгиб в возрасте 28 дней, МПа, не менее
2 дня7 дней28 дней
Не менееНе менееНе менееНе более
22,51122,532,54,4
32,51632,552,55,4
42,51042,562,55,9
52,52052,56,4

Из таблицы видно, что чем выше класс материала, тем больше разница между характеристиками прочности на сжатие и изгиб.

Таблица условного разделения цемента на группы прочности

Группа по прочностным характеристикамПрочность при испытаниях на сжатие, МПа
НизкомарочныеДо 30
Рядовые30-50
ВысокомарочныеБолее 50

В новой маркировке в соответствии с ГОСТом 31108-2016 указывают наименование цемента, его сокращенное обозначение, которое содержит информацию о типе, подтипе материала и добавках, класс прочности, обозначение подкласса, стандарт, в соответствии с которым производится продукт.

Различают следующие сокращенные обозначения:

  • ЦЕМ I – портландцемент, в том числе с минеральными добавками до 5 %;
  • ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками в количестве 5-35 %;
  • ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
  • ЦЕМ IV – пуццолановый;
  • ЦЕМ V – композиционный.

По скорости твердения каждый класс (кроме 22,5) делится на два подкласса: Н – нормально твердеющий и Б – быстротвердеющий.

Пример обозначения нормально твердеющего цемента класса 32,5 с количеством минеральных добавок до 5 %: ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016.

Добавки в цемент для повышения прочности

Для повышения прочностных характеристик затвердевших растворов и смесей, приготовленных на базе цемента, используют специальные добавки. Применение добавок, часто существенно повышающих стоимость продукта, экономически целесообразно в следующих случаях:

  • ведение работ в зимних условиях;
  • применение в качестве заполнителя материала, не соответствующего нормативным требованиям, например, очень мелкофракционного песка;
  • повышенные требования по водонепроницаемости и морозостойкости к бетонным конструкциям;
  • изготовление высоконагружаемых бетонных и железобетонных изделий (фундаментных блоков, тротуарной плитки);
  • приготовление бетонных смесей на мелкофракционных заполнителях;
  • сооружение зданий по монолитной технологии с применением расширяющих присадок.

Что можно добавить в цемент для повышения его прочности:

  • Пластификаторы. Это наиболее популярная группа упрочняющих добавок. Применение пластификаторов повышает подвижность растворов, увеличивает водонепроницаемость, морозостойкость, позволяет снизить расход вяжущего компонента почти на четверть. В частном строительстве в качестве пластификаторов обычно используют стиральный порошок или жидкое мыло.
  • Ускоритель набора прочностных характеристик. Функции – ускорение схватывания и твердение бетона, повышение показателей на сжатие и изгиб. Наиболее популярный ускоритель – хлористый кальций, часто применяемый при изготовлении пенобетона и полистиролбетона, брусчатки.
  • Комплексные присадки. Служат для ускорения твердения, увеличения водонепроницаемости, морозостойкости, прочностных характеристик, снижения усадки. Тип присадок выбирают в соответствии с эксплуатационными особенностями строящихся объектов.

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector