Определение марки цемента по прочности

 

 

Марку цемента определяют по результатам испытаний образцов-балочек размером 40x40x160 мм на изгиб и их полови­нок на сжатие по схемам, приведенным на рисунках 11 и 12. Предел прочности образцов на сжатие в возрасте 28 суток называют ак­тивностью цемента.

                    160                                                                                           

 

                                                40

                 

                    100                                   

 

Рисунок 11- Схема испытания цементных балочек на изгиб

                                                                                             

Рисунок 12 - Расположение нажимных металлических пластинок при испытании половинок балочек на сжатие

                                                          

Аппаратура и материалы: проба цемента, вода, нормаль­ный песок, технические весы, 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 нагрузки, пропарочная камера.

 

Подготовка к испытаниям.

Отвешивают 500 г цемента и 1500 г нормального песка по ГОСТ 6139.

Насухо перемешивают в течение 1 мин в стальной сферической чашке.

В центре смеси делают углубление.

Вливают 200 г воды, что соответствует водоцементному отношению, равному 0,4, Снова перемешивают в тече­ние 1 мин. Растворную смесь помещают в лабораторную мешал­ку (рисунок 13) и перемешивают 2,5 мин двадцатью оборотами ме­шалки.

Проверяют консистенцию при помощи встря­хивающего столика и формы-конуса. Для этого форму-конус устанавливают в центре диска на стекло, предварительно увлажнив, и заполняют растворной смесью в два слоя. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой (рисунок 15): нижний 15 раз, верхний 10 раз. Затем излишек раствора срезают и форму-конус снимают. Вращая рукоятку, встряхивают диск с находя­щимся на нем раствором 30 раз в течение 30 с и потом замеряют величину расплыва конуса во взаимно перпендикулярных на­правлениях. Консистенция раствора считается нормальной при расплыве конуса 106-115 мм. Если расплыв полу­чается большим или меньшим, то делают новые замесы с соот­ветственно меньшим или большим количеством воды. Водопотребность растворной смеси выражается в виде водоцементного отношения.

Из приготовленного цементного раствора на каждый срок испытания изготавливают три образца-балочки. Их формуют в трехгнездных формах (рисунок 16). На формы надевают насадки, смазывают машинным маслом, ставят на стандартную вибро­площадку (рисунок 17) и прочно закрепляют. Виброплощадка со­здает вертикальные колебания амплитудой 0,35 мм и частотой 2800-3000 колебаний в минуту. Приготовленный раствор вкладывают в гнезда формы высотой 1 см и включают виброплощад­ку. В течение 2 мин равномерными порциями заполняют гнезда раствором. Общее время вибрации должно быть 3 мин. Затем снимают с формы насадку, а излишки раствора срезают ножом, смоченным в воде.

Формы с образцами-балочками ставят в ванну с гидравлическим затво­ром и хранят в течение (24 ± 2) ч,

Через 24 часа расформовывают и укла­дывают горизонтально в ванне с водой так, чтобы они не соприка­сались друг с другом. Температура воды должна быть (20 ± 2) °С. Воду меняют через 14 суток.

Через 28 суток с момента изготовления образцов, их испытывают на изгиб на испытательной машине МИИ-100 (рисунок 18), Из каждой балочки после испытания на изгиб получилось две половинки балочек.

Берут одну половинку балочки. Вытирают насухо. Накладывают на неё нажимные металлические пластинки как показано на рисунке 12.

Кладут балочку с пластинками на нижнюю плиту гидравлического пресса (рисунок 19).

Вручную вращают колесо пресса и приводят верхнюю плиту в соприкосновение с пластинкой на балочке.

Лаборант включает пресс и проводит испытание на сжатие.

Результат испытания записывают.

 

 

 

Рисунок 17 - Лабораторная виброплощадка:

1 — станина; 2 — электродвигатель с неуравновешенным грузом; 3 — площадка; 4 — рама; 5 —  пружина

 

Рисунок 18 – Испытательная машина МИИ-100:

1 — шкала; 2 — стрелка; 3 — шайба; 4 — прорезь; 5 — груз;

6 — рукоятка управления; 7.—счетчик; 8 — амортизатор; 9 — коромысло;

10 — валик; 11 —образец-балочка; 12 — маховичок; 13 — опоры

 

Рисунок 19 – Схема гидравлического пресса:

1 —чугунная станина; 2 — нижняя опора; 3 — стальные колонны;

4 — верхняя опорная плита; 5 — траверса; 6 — электродвигатель;

7 — пульт управления; 8 — маслопроводы

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее ариф­метическое из двух наибольших результатов для трех образцов.

Половинки балочек испытывают на сжатие, для чего при­меняют стальные пластинки размером 40x62,5 мм площадью 25 см² (рис. 20). Каждый образец помещают между двумя плас­тинками таким образом, чтобы вертикальные плоскости нахо­дились между пластинками. Затем образец сжимают со скорос­тью (2 ± 0,5) МПа в секунду.

Обработка результатов. Предел прочности при сжатии R, МПа (кгс/см²), вы­числяют по формуле:

RСЖ = Р/F,

(5)

гдеР – разрушающая   нагрузка, Н;

F — площадь образца, 25 см².

Средний предел прочности вычисляют с точностью до 0,1 МПа как среднее арифметическое значение из четырех наибольших результатов для шести образцов половинок балочек. Полученные данные предела прочности при изгибе и сжатии сравнивают с требованиями ГОСТ 10178-85* и определяют марку цемента. Допускается отклонение прочности образцов 28-суточного воз­раста до 5% ниже марочной прочности.

Результаты испытаний записывают по нижеследующей фор­ме и таблицам 9 и 10.

Т а б л и ц а 9 – Результаты испытания балочек на изгиб

 

Показатель	Номер образца
	1	2	3
Предел прочности при изгибе Rи,МПа
Средний предел прочности из двух наибольших значений Rи, МПа

Таблица 10 – Результаты испытания половинок-балочек на сжатие

 

Показатель	Номера образцов
	1 1	2	3	4	5	6
Площадь сечения F, см^2
Разрушающая нагрузка Р, Н
Предел прочности отдельного образца Rсж, МПа
Средний предел прочности из четырех наибольших значений Rсж, МПа

Цемент _____________________________

Дата изготовления ________________

Дата испытания_______________________

Количество изготовленных образцов______

Навеска цемента______ г, навеска песка__ г

Водоцементное отношение ____________

Прибор _____________________________

Вывод

По окончании лабораторной работы студент должен сделать вывод о соответствии основных характеристик испытанного цемента требования нормативных документов, записать полное условное обозначение испытанного цемента.