Нормальная густота цементного теста

Материалы и оборудование: прибор Вика с пестиком, сферическая чашка с лопаткой, весы технические, металлическая линейка.

 

Нормальную густоту цементного теста определяют опытным путем при помощи прибора Вика (рис.1). На технических весах отвешивают 400г цемента и высыпают в сферическую чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое одним приемом вливают воду в количестве, необходимом для получения цементного теста нормальной густоты (ориентировочно 160мл). Углубление засыпают цементом и через 30с с начала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

 

 

Рис.1. Прибор Вика для определения нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста

 

После смешивания кольцо прибора Вика наполняют цементным тестом и 5...6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста металлической линейкой. Кольцо с тестом помещают на столик прибора Вика и немедленно приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его, предоставляя пестику свободно погружаться. Через 30с с момента освобождения стержня производят отсчет по шкале.

Нормальной густотой цементного теста считают такую его консистенцию (или оптимальное водоцементное отношение В/Ц), при которой пестик прибора Вика не доходит на 5...7 мм до пластинки с установленным кольцом. При других результатах измерений изменяют количество воды и вновь затворенное тесто испытывают на приборе Вика, добиваясь необходимого показания шкалы. Результаты испытаний заносят в табл. 2.

Таблица 2

 

№ опыта	Название цемента	Навеска цемента, г	Количество воды, мл	Показание шкалы, мм	Нормальная густота, %	Примечание

ВЫВОД: нормальная густота цементного теста достигается при добавлении к цементу _____ мл воды или при водоцементном отношении равном В/Ц=_____.

Сроки схватывания цементного теста

Материалы и оборудование: прибор Вика с иглой, сферическая чашка с лопаткой, весы технические, металлическая линейка, секундомер.

Одним из технических свойств, характеризующих возможность использования вяжущих свойств для строительных целей, являются сроки схватывания и твердения. Для таких вяжущих как портландцемент, пуццолановый цемент, шлакопортландцемент начало схватывания должно наступать не ранее чем через 45мин, а конец схватывания - не позднее 10 часов. Начало и конец схватывания цементного теста определяют при помощи прибора Вика, у которого пестик заменяется на иглу диаметром 1 мм и длиной 50 мм.

За начало схватывания принимается время от начала затворения цемента водой до того момента, когда стальная игла, плавно погружаясь от поверхности цементного теста не дойдет до дна кольца на 1 мм, а за конец схватывания цементного теста - время от затворения цемента водой и до проникновения иглы прибора Вика в тесто на глубину не более чем на 1 мм.

Для определения сроков схватывания приготавливают цементное тесто нормальной густоты и укладывают его в кольцо прибора Вика так же, как и в предыдущем опыте. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста и закрепляют стержень стопором, затем освобождают его, давая игле свободно опускаться. Иглу погружают в тесто каждые 10 минут, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала на прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают, закрепляя в исходное положение. Данные исследований заносят в табл.3.

Таблица 3

 

№ опыта	Наименование материала	Количество вяжущего, г	Нормальная густота, %	Схватывание, мин
Начало	Конец

Активность цемента

Материалы и оборудование: растворомешалка, сферическая чашка с лопаткой, встряхивающий столик и форма-конус, штыковка, формы для изготовления образцов-балочек, вибрационная площадка, весы технические, металлическая линейка, ванна с гидравлическим затвором.

В соответствии с требованиями нормативных документов технические свойства цементов характеризуются величиной предела прочности при изгибе и величиной предела прочности при сжатии. Для определения величин этих показателей изготавливают образцы-балочки размером 40x40x160 мм, в состав которых входит цементно-песчаная смесь в соотношении цемент: песок - 1:3. В качестве нормального песка для испытания цемента применяют природный кварцевый песок с зернами округлой формы размером 0,5...0,9 мм, содержащий не менее 0,8% оксида кремния и не более 5 % глинистых и пылевидных частиц.

Таблица 4

Требования к цементам по прочности (ГОСТ 10178, ГОСТ 969)

 

Цемент	Марка	Предел прочности При изгибе, МПа (кгс/см^2), в возрасте, суток	Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см^2), в возрасте, суток
Быстротвердеющий портландцемент		4(40) 4,5 (45)	5,5 (55) 6,0 (60)	25 (250) 28 (280)	40 (400) 50 (500)
Шлакопортландцемент		3,5 (35)	5,5 (55)	20 (200)	40 (400)
Глиноземистый цемент
	3,5 (35) 4,0 (40) 4,5 (45)	5,5 (55) 6(60) 6,5 (65)	20 (200) 27,5 (275) 35 (350)	40 (400) 50 (500) 60 (600)

Активностью портландцемента называют предел прочности при сжатии половинок балочек, приготовленных из цементно-песчаной смеси в соотношении 1:3, хранящихся 1-е сутки в воздушно-влажностных условиях и 27 суток в воде и испытанных в возрасте 28 суток. В зависимости от активности портландцемента с учетом его предела прочности при изгибе он подразделяется на марки: М400, 500 и 600, Численное значение марки цемента соответствует минимально допустимому среднему значению предела прочности образцов при сжатии, МПа.

В чашу, протертую влажной тканью (см.рис.2), всыпают 500г испытуемого цемента и 1500г нормального кварцевого песка, перемешивают до однородной смеси. 200г воды (при В/Ц=0,4) вливают в цементно-песчаную смесь и перемешивают до однородного состояния, которую затем помещают в лабораторную растворомешалку и перемешивают в течений 2,5 минут или 20 оборотов чаши.

 

 

Рис. 2. Чаша и скребок для приготовления цементного теста.

Далее смесь помещают в конус, расположенный на встряхивающем столике (см.рис.3).

 

Рис.3. Встряхивающий столик для определения удобоукладываемости раствора

 

Штыковкой смесь уплотняют в два приема: сначала пятнадцатью нажимами, потом десятью. После выравнивания поверхности смеси металлической линейкой форму-конус снимают и встряхивают 30 раз со скоростью один оборот за одну секунду. После этого линейкой в двух перпендикулярных направлениях измеряют основание конуса - его расплыв. Если диаметр расплыва равен 106...115 мм, то консистенция растворной смеси соответствует нормативным требованиям. В случае несоответствия расплыва конуса производят корректировку раствора с изменением количества воды или цементно-песчаной смеси в соответствующей пропорции.

Из цементного раствора нормальной консистенции формуют образцы-балочки в металлической форме (на три ячейки), слегка смазанной машинным маслом. Форма заполняется до половины раствором, которую помещают на виброплощадку, включают ее и постепенно заполняют форму смесью. Вибрирование смеси составляет 3 минуты, затем смесь заглаживают лопаткой, форму помещают в ванну с гидравлическим затвором так, чтобы она находились над водой. В закрытой ванне образцы твердеют одни сутки. Через 24 чобразцы извлекаются из формы ипомещаются на 27суток в воду. Воду периодически заменяют. Через 28 суток образцы-балочки вынимают из воды, протирают влажной тканью и подвергают испытаниям на изгиб на приборе МИИ-100 (см.рис.4), а затем при помощи пластинок передачи нагрузки и гидравлического пресса Р-10 прочности на сжатие.

 

Рис.4. Прибор типа МИИ-100 с приспособлением для испытания балочек

 

Вначале, перед испытаниями, штангельциркулем измеряют геометрические размеры и на технических весах их массу, вычисляют объем и среднюю плотность затвердевшего раствора. После испытания трех образцов-балочек на изгиб получается шесть половинок, которые затем испытывают на сжатие. Результаты испытаний заносят в табл.5. При подсчете среднего арифметического значения шести результатов испытаний отбрасываются два наихудших.

Предел прочности при изгибе определяют как среднее арифметическое двух наибольших результатов испытаний трех образцов. Полученные после испытаний на изгиб в результате излома шесть половинок балочек сразу же испытывают на сжатие. Для передачи нагрузки на половинки балочек пользуются специальными стальными пластинками размером 40 х 62,5 мм. Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцовой гладкой стенке образца. Образец вместе с пластинками подвергают сжатию на гидравлическом прессе. Скорость нарастания нагрузки должна составлять (2 ± 0,5) МПа [(20 ± 5) кгс/см²] в 1 с. Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления разрушающего груза на рабочую площадь пластинки, т.е. 25 см². Средний предел прочности определяется из четырех наибольших результатов испытаний.

Таблица 5

 

№ образца	Разрушающая нагрузка, кг	Площадь поперечного сечения, см^2	Предел прочности при изгибе, МПа	Предел прочности при сжатии, МПа	Марка цемента