Отбор проб портландцемента для лабораторных испытаний
Лабораторная работа №4
Определение свойств и оценка качества портландцемента
Введение
Цемент – порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок.
Гидравлические свойства – способность тонкоизмельченного материала, затворённого водой, после предварительного твердения на воздухе или без него продолжать твердеть в воде и на воздухе.
Портландцемент – цемент, получаемый на основе портландцементного клинкера.
Портландцементный клинкер – продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящий из высокоосновных силикатов кальция и высокоосновных алюминатов кальция.
Сырьём для производства портландцементного клинкера служат карбонатные горные породы (известняк, мел, известняк-ракушечник, известковый туф), глинистые горные породы, мергели (природная смесь известняков и глин). Карбонатные горные породы вносят в состав сырьевой смеси оксид СаО, глинистые – оксиды кремния, алюминия и железа.
Сырьевая смесь обжигается в печах при температуре около 1450 ОС. В результате образуются основные минералы портландцементного клинкера:
- алит 3CaO·SiO2 (условное обозначение С3S);
- белит 2CaO·SiO2 (условное обозначение С2S);
- целит 3CaO·Al2O3 (условное обозначение С3А);
- 4CaO·Al2O3·Fe2O3 (условное обозначение С4АF).
|
|
|
Алит и белит являются главными минералами портландцемента, обеспечивающими ему гидравлические свойства, схватывание, твердение и набор прочности. В соответствие с ГОСТ 31108 их суммарное содержание в клинкере должно быть не менее 67 %.
Клинкер представляет собой очень твёрдые гранулы серого цвета размером 15-25 мм, которые измельчаются в тонкий порошок в многокамерных шаровых мельницах.
Для регулирования сроков схватывания при помоле вводят добавки, содержащие сульфат кальция CaSO4 (например, гипсовый камень 2-5 % от массы клинкера).
Портландцемент при затворении его водой образует цементное тесто, которое со временем затвердевает, превращаясь в цементный камень, связывая при этом химически инертные компоненты в единое целое.
Цементное тесто – однородная пластичная смесь цемента с водой.
Цементный камень – материал, образующийся в результате гидратации и твердения цемента.
Портландцемент – главное вяжущее при проведении общестроительных работ. Портландцемент широко применяется при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций различного назначения, для производства строительных растворов, сухих строительных смесей.
Цель лабораторной работы: изучение студентами классификации портландцемента, ознакомление со стандартными методами определения физических, технологических и физико-механических свойств портландцемента.
|
|
|
Нормативные ссылки
В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.
ГОСТ 30515-97. Цементы. Общие технические условия.
ГОСТ 31108-2003. Цементы общестроительные. Технические условия.
ГОСТ 310.1-76. Цементы. Методы испытаний. Общие положения.
ГОСТ 310.2-76. Цементы. Методы определения тонкости помола.
ГОСТ 310.3-76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объёма.
ГОСТ 310.4-76. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.
ГОСТ 13744-2001. Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка.
Программа работы
Для реализации поставленной цели необходимо:
1) изучить классификацию портландцемента;
2) ознакомиться с методами лабораторных испытаний портландцемента;
3) определить на лабораторной пробе портландцемента некоторые его свойства (истинную и насыпную плотность, тонкость помола, нормальную густоту, сроки схватывания, равномерность изменения объёма, прочность при сжатии и изгибе). 3 Методика выполнения работы
|
|
|
Классификация и условные обозначения портландцемента
Классификация, размеры и условные обозначения кирпича установлены межгосударственным стандартом ГОСТ 10178-85.
Классификация по назначению:
- общестроительный цемент (т.е. к цементам, обеспечивающим прочность и долговечность бетонов и строительных растворов) на основе портландцементного клинкера.
- специальный цемент (безусадочных, расширяющихся, напрягающих, тампонажных и др.) на основе глинозёмистого, высокоглинозёмистого, сульфоалюминатного и сульфоферритного клинкера.
По вещественному составу портландцемент подразделяется на три группы (по ГОСТ 10178-85):
- портландцемент (без минеральных добавок);
- портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками в количестве не более 20 % от массы клинкера);
- шлакопортландцемент (с добавками молотого гранулированного шлака в количестве более 20 % от массы клинкера).
В качестве минеральных добавок при производстве портландцемента могут применяться:
1) гранулированный шлак;
2) активные минеральные добавки – пуццоланы, содержащие аморфный кремнезём:
|
|
|
а) природные (горные породы осадочного или вулканического происхождения – опоки, трепелы, трасы);
б) искусственные (глины и сланцы, подвергнутые термообработке);
3) добавка-наполнитель – известняк;
4) специальные и технологические добавки (органические и неорганические), улучшающие отдельные характеристики портландцемента, бетонных и растворных смесей, бетонов и растворов.
По ГОСТ 31108-2003 цементы по вещественному составу подразделяются на пять типов:
- ЦЕМ I – портландцемент;
- ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками;
- ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
- ЦЕМ IV – пуццолановый цемент;
- ЦЕМ V – композиционный цемент.
Портландцемент может поставляться по гарантированным маркам и классам по прочности.
Марка цемента по прочности – среднее арифметическое значение предела прочности при сжатии (кгс/см2), полученное по результатам испытаний образцов из стандартного цементного раствора.
В соответствии с ГОСТ 10178-85 по прочности в возрасте 28-и суток цемент подразделяют на марки 300, 400, 500, 550 и 600.
Например, марка портландцемента 500 означает, что среднее арифметическое значение предела прочности при сжатии (кгс/см2), полученное по результатам испытаний стандартных образцов, составило от 500 до 549 кгс/см2.
Класс цемента по прочности – значение предела прочности при сжатии (МПа), полученное по результатам испытаний образцов из стандартного цементного раствора с обеспеченностью 95 %.
В соответствии с ГОСТ 31108-2003 по прочности в возрасте 28-и суток цемент подразделяют на классы 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.
Например, класс цемента по прочности 32,4 означает, что при испытании стандартных образцов предел прочности при сжатии составит (32,4-42,4) МПа в 95 случаях из 100.
Условное обозначение цемента по ГОСТ 10178-85 должно состоять из:
- наименования типа цемента (портландцемент или шлакопортландцемент; допускается применение сокращённого обозначения наименования – ПЦ или ШПЦ соответственно);
- марки цемента по прочности в возрасте 28-и суток (например, 400);
- обозначение максимального содержания добавок (например, Д0, Д5, Д20, где цифра обозначает максимальное содержание минеральных добавок, %);
- обозначения быстротвердеющего (Б), пластифицированного (ПЛ), гидрофобизированного (ГФ) цемента;
- обозначение стандарта ГОСТ 10178-85.
Например:
Портландцемент 500-Д0 ГОСТ 10178-85
ПЦ 500-Д0 ГОСТ 10178-85
Условное обозначение цемента по ГОСТ 31108-2003 должно состоять из:
- наименования цемента (например, портландцемент);
- сокращённого обозначения типа цемента по вещественному составу (например, ЦЕМ I);
- класса прочности (например, 42,5);
- обозначения подкласса цемента (например, для быстротвердеющего цемента (Б));
- обозначение стандарта ГОСТ 31108-2003.
Например,
Портландцемент ЦЕМ I 42,5 ГОСТ 31108-2003
Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, приведённым в таблице 1.
Предел прочности цемента при поставке по ГОСТ 10178-85 при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в таблице 2, при поставке по ГОСТ 31108-2003 – не менее значений, указанных в таблице 3.
Т а б л и ц а 1 – Массовая доля в цементах активных минеральных добавок
| Обозначение цемента | Активная минеральная добавка, % по массе | |||
| всего | в том числе | |||
| доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки | осадочные горные породы, кроме глиежа | прочие активные, включая глиеж | ||
| ПЦ-Д0 | Не допускаются | |||
| ПЦ-Д5 | До 5 | До 5 | До 5 | До 5 |
| ПЦ-Д20, ПЦ-Д20-Б | Св. 5 до 20 | До 20 | До 10 | До 20 |
| ШПЦ, ШПЦ-Б | Св. 20 до 80 | Св. 20 до 80 | До 10 | |
Т а б л и ц а 2 – Предел прочности цемента при изгибе и сжатии по ГОСТ 10178-85
| Обозначение цемента | Гаранти-рованная марка | Предел прочности, МПа (кгс/см2), | |||
| при изгибе в возрасте, сут. | при сжатии в возрасте, сут. | ||||
| 3 | 28 | 3 | 28 | ||
| ПЦ-Д0, ПЦ-Д5, ПЦ-Д20, ШПЦ | 300 | - | 4,4 (45) | - | 29,4 (300) |
| 400 | 5,4 (55) | 39,2 (400) | |||
| 500 | 5,9 (60) | 49,0 (500) | |||
| 550 | 6,1 (62) | 59,3 (550) | |||
| 600 | 6,4 (65) | 58,8 (600) | |||
| ПЦ-Д20-Б | 400 | 3,9 (40) | 5,4 (55) | 24,5 (250) | 39,2 (400) |
| 500 | 4,4 (45) | 5,9 (60) | 27,5 (280) | 49,0 (500) | |
| ШПЦ-Б | 400 | 3,4 (35) | 5,4 (55) | 21,5 (220) | 39,2 (400) |
Т а б л и ц а 3 – Предел прочности цемента при сжатии по ГОСТ 31108-2003
| Класс прочности цемента | Прочность на сжатие, МПа, в возрасте | |||
| 2 суток, не менее | 7 суток, не менее | 28 суток | ||
| не менее | не более | |||
| 22,5Н | - | 11 | 22,5 | 42,5 |
| 32,5Н | - | 16 | 32,5 | 52,5 |
| 32,5Б | 10 | - | ||
| 42,5Н | 10 | - | 42,5 | 62,5 |
| 42,5Б | 20 | - | ||
| 52,5Н | 20 | - | 52,5 | - |
| 52,5Б | 30 | - | ||
Отбор проб портландцемента для лабораторных испытаний
Отбор пробы портландцемента для испытаний в лаборатории производится в соответствии с ГОСТ 30515-97.
Для контроля качества цемента составляют одну объединённую пробу из точечных проб, отобранных от контролируемой партии цемента.
Партия цемента – цемент одного вещественного состава, одной марки (класса прочности), подкласса по скорости твердения, по содержанию добавок. Объём партии (за исключением отгрузки в суда) не может превышать вместимости одного силоса для хранения цемента.
Точечные пробы отбираются из ёмкостей, транспортных средств или упаковки равными частями.
Из упаковки или транспортных средств отбираются не менее пяти точечных проб с глубины не менее 15 см.
Точечные пробы смешивают, обеспечивая однородность материала в объединённой пробе. Масса объединённой пробы должна быть не менее 20 кг.
Объединённую пробу высыпают на ровную, чистую, сухую поверхность, разравнивают и делят на четыре части взаимно перпендикулярными линиями, проходящими через центр. Последовательно из каждой четверти отбирают совком небольшое количество цемента и высыпают его в ёмкости для лабораторных проб. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока в обеих ёмкостях не наберётся примерно 8 кг цемента.
При контроле качества цемента производителем одна лабораторная проба предназначена для проведения испытаний, вторая хранится в течение всего гарантийного срока.
При контроле качества цемента потребителем или органами контроля (надзора) одна проба цемента отправляется в независимую испытательную лабораторию, вторая – изготовителю, третья хранится у потребителя.
Пробы, направляемые в независимую лабораторию, остающиеся у потребителя и производителя, упаковывают в герметичную тару и маркируют. Пробы сопровождаются актом отбора пробы.
Испытания портландцемента
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 171; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!