Для проведения работы следует предварительно подготовить приборы к последующим исследованиям.
1. Прибор Вика зарядить пестиком Тетмайера. Подвижная часть прибора должна легко перемещаться. При касании пестиком дна конусного кольца показания по шкале прибора должны быть равны 0. В случае отклонения от нуля шкала прибора соответствующим образом передвигается и в новом положении фиксируется.
Конусное кольцо и его дно перед началом испытаний смазывается тонким слоем машинного масла.
2. При ручном приготовлении цементного теста сферическую чашу и лопатку протирают влажной ветошью.
3. Если цементное тесто приготовляется в механической мешалке, то проверяют её исправность.
4. Проверяется действие песочных часов или другого устройства, отмеряющего 5 минутный интервал времени.
5. Проверяется исправность секундомера.
6. Проверяется чистота и действие весов.
7. Проверяется чистота совка и смазывается машинным маслом нож.
После проверки исправности применяемых приборов готовят цементное тесто для его последующих исследований.
По ГОСТ 310.1-76 цементное тесто разрешается приготовлять перемешиванием вручную в сферической чаше или в механической мешалке.
Для взвешивания цемента рекомендуется пользоваться весами с ценой деления 1 г. Тесто приготовляют из порции цемента весом 400±1 г.
Вода для затворения цемента должна быть пресная (годна питьевая вода). Воду следует отвешивать на весах с точностью ±0,5 г. Воду можно мерить по объему при помощи мерных цилиндров, емкостью не более 250 мл. В процессе отмеривания воды цилиндр необходимо держать в строго вертикальном положении, а отсчет производить по нижнему мениску, подняв цилиндр на уровень глаза.
При изготовлении первой порции цементного теста 400±1 г цемента затворяют 100±0,5 г воды. После определения густоты получившегося теста при необходимости понемногу добавляют воду и снова определяют густоту теста и так до тех пор, пока не определят водопотребность теста без добавок. Затем проделывают то же самое, но с цементным тестом, в котором имеются добавки.
Если тесто готовится в сферической чаше, товсе 400 г цемента высыпаются в середину чаши, в цементе делается углубление, и в него вливаются 100 г воды. Ей дают в течение 30 с. впитаться в цемент, а затем 2-3 мин. интенсивно перемешивают цемент с водой во взаимно-перпендикулярных направлениях металлической лопаткой. В случае недостаточной пластичности цементного теста к нему добавляют воду, отмечая общее количество воды, израсходованной на затворение.
Общая длительность перемешивания теста, считая с момента затворения, не должна превышать 5 мин.
Длительность этого периода удобно контролировать при помощи песочных часов (5 мин), либо специальных часов с звуковым сигналом, либо при помощи реле времени, отключающим сигнальную лампу через 5 мин.
В случае приготовления цементного теста при помощи механической мешалки порция цемента распределяется совком равномерно по окружности чаши. Затем острием ножа в цементе по окружности делается канавка и в нее вливается вода. На вертикальном валу мешалки закрепляется горизонтальный вал с лопастями в приподнятом положении. После включения двигателя первые 30 с. цемент перемешивается с водой боковыми ножами. Через 30 с. лопасти из верхнего положения автоматически переводятся в нижнее, и начинается перемешивание - растирание цемента с водой.
По окончании цикла перемешивания мешалка автоматически выключается. С нее снимают горизонтальный вал с лопастями, а приготовленное тесто подвергают испытаниям.
Тесто, приготовленное без добавок, в один прием перекладывают в коническое кольцо стандартных размеров, установленное на пластину - дно. Для удаления из теста воздуха кольцо встряхивают 5-6 раз, постукивая о стол. Затем поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая ножом избыток теста.
Кольцо с тестом устанавливают в приборе Вика так, чтобы пестик был точно над центром кольца. Погружение пестика в тесто не в центре дает искаженные результаты, так как поверхностное натяжение теста в центре и на периферии кольца различно.
Пестик прибора Вика приводят в соприкосновение с поверхностью теста и в таком положении стержень фиксируют. Затем освобождают подвижную часть прибора и по шкале прибора наблюдают за глубиной погружения пестика в течение 30 с.
Если пестик погрузится в тесто менее чем на 33мм, то в тесто необходимо добавить воды, перемешать его и снова определять густоту.
Густота цементного теста считается нормальной, если пестик за 30 с. погрузится в него на 33-35 мм.
Если же пестик за указанное время погрузится до дна кольца, то это означает, что в тесте избыток воды. В таком случае необходимо новую порцию цемента (400±1 г) затворить меньшим количеством воды, перемешать и определить густоту теста.
После того, как определена водопотребность цементного теста без добавок, необходимо приготовить цементное тесто нормальной густоты, затворяя его количеством воды, определенным в результате предыдущих опытов, и ввести в это тесто заданное количество указанной преподавателем добавки.
Исследование густоты полученного теста сразу же укажет, как влияет на водопотребность теста введение добавки.
Если тесто окажется повышенной пластичности, это значит, что добавка уменьшает водопотребность, а если густота такого теста окажется повышенной, следовательно, добавка увеличивает водопотребность.
Остается экспериментально методом подбора составов определить, насколько увеличивается или уменьшается водопотребность теста. Для этого приготавливается тесто из 400±1г цемента и заданного количества добавки, но с различными количествами воды и делается это до тех пор, пока не будет получено тесто нормальной густоты.
В заключении работы производится обработка и оценка результатов выполненных исследований.
В процессе исследований меняют количество воды затворения, замеряют глубину погружения пестика и вычисляют водоцементное отношение. Результаты опытов записывают в табличной форме.
Таблица 2
Результаты опытов по исследованию влияния добавок
на водопотребность цементного теста
Номер | Количество | В/Ц | Глубина погружения пестика, мм | Кол-во и вид добавки | Густота теста | Заключение | |||
цемента | опыта | Цемента | воды | ||||||
Среднее значение | |||||||||
Среднее значение | |||||||||
Контрольные испытания | |||||||||
Эксперименты с добавками | |||||||||
Контрольные испытания с добавками | |||||||||
После того, как удастся получить тесто нормальной густоты, результаты эксперимента следует подвергнуть контрольной проверке.
Для этого порцию цемента затворяют количеством воды, которое, согласно результатам исследований, соответствует водопотребности данного цемента.
После перемешивания густота такого теста должна быть нормальной. Результаты контрольных проверок также заносятся в табл. 2. Для каждого вида цемента выполняется не менее трех замесов теста и проверки его густоты. Если хотя бы в одном из трех контрольных замесов густота теста будет отличаться от нормальной, то следует уточнить водопотребность цемента, сделав дополнительно несколько опытов.
Если во всех трех контрольных замесах получается тесто нормальной густоты, водопотребность цемента определена правильно, а её численное значение равно среднеарифметическому водоцементному отношению контрольных замесов.
После завершения работы необходимо очистить приборы и инструменты от цементного теста, все протереть ветошью, а цементное тесто выбросить в специальный контейнер для мусора (но не в мойку).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРКИ ЦЕМЕНТА
Предел прочности цемента при изгибе и сжатии характеризует его марку. Марка цемента определяется на стандартных образцах-балочках, формуемых из цементно-песчаного раствора состава Ц : П = I : 3 (цемент : песок) при водоцементном отношении В/Ц =0,4. Соотношение Ц : П принимается по массе.
Балочки имеют размеры 40 х 40 х 160 мм.
Испытания проводят через 28 суток после формования образцов.
Хранят образцы в закрытом ящике с водой сначала в формах в течение первых суток после их изготовления, а затем со снятой опалубкой (формой).
После набора прочности образцы-балочки испытывают на изгиб. Нагрузку прикладывают строго посредине между опорами перпендикулярно оси балочки. После разрушения балочек их половинки испытывают на сжатие.
Предел прочности при изгибе:
, (1)
где Ри - разрушающая нагрузка, Н; l - расстояние между опорами балочки, l = 10 см; b и h - ширина и высота поперечного сечения образца-балочки, b = h = 4 см.
Предел прочности цементного раствора при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение из двух наибольших результатов испытания трех образцов. Предел прочности при сжатии половинок балочек:
, (2)
где F - площадь образца, см2, F = bl1 ; l1 - длина половинки балочки, воспринимающей сжимающую нагрузку.
Порядок проведения работы. Для выполнения работы необходимы следующее оборудование, инструменты и материалы: технические весы с разновесами, фарфоровая чашка емкостью 250 мл, металлическая сферическая чашка, лопатка для перемешивания раствора, секундомер, лабораторный растворосмеситель, форма-конус, встряхивающий столик, штыковка, лабораторный нож, стандартные формы для изготовления образцов-балочек, насадка к форме, виброплощадка, ванна с гидравлическим затвором, ванна для хранения образцов в воде, штангенциркуль, прибор или испытательная машина для испытания балочек на изгиб, стальные пластинки с упором для испытания половинок балочек на сжатие, колба с водой, нормальный кварцевый песок, испытуемый цемент.
В связи с тем, что прочность стандартно изготовленных образцов зависит от В/Ц, перед приготовлением образцов определяют нормальную густоту (водопотребность) цементного раствора. Водопотребность цементного раствора - это количество воды, необходимое для получения растворной смеси стандартной консистенции.
Для определения водопотребности цементного раствора взвешивают 1500 г нормального песка и 500 г цемента, помещают их в предварительно протертую влажной тканью сферическую чашку и перемешивают лопаткой в течение I мин. В центре сухой смеси делают лунку и вливают в нее воду массой 200 г (В/Ц = 0,4). После предварительного впитывания воды в течение 0,5 мин перемешивают смесь в течение 1 мин. вручную. Затем растворную смесь перемещают в предварительно протертую влажной тканью чашу лабораторной растворомешалки, где смесь перемешивают в течение 2,5 мин. (20 оборотов чаши-мешалки).
Консистенцию растворной смеси определяют на встряхивающем столике, на стеклянную пластинку которого устанавливают металлическую форму-конус. До этого внутреннюю поверхность конуса и стеклянную пластинку увлажняют. Приготовленной смесью заполняют форму-конус на половину ее высоты с 15-кратным уплотнением металлической штыковкой. Далее форма-конус заполняется растворной смесью с избытком и штыкуется вторично 10 раз, насадка снимается, избыток смеси срезается ножом вровень с краями конуса, а форму-конус медленно поднимают вертикально вверх. Вращением рукоятки встряхивающего столика производят 30 встряхиваний в течение 30±5 с, при этом конус цементного раствора расплывается. С помощью штангенциркуля или металлической линейки измеряют расплыв конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Консистенция раствора считается нормальной, если расплыв конуса оказывается равным 106-115 мм и для дальнейших испытаний принимают В/Ц =0,4 (берут 40 % воды от массы цемента). Если расплыв конуса окажется меньше 106 мм, количество воды увеличивают, а при расплыве конуса более 115 мм количество воды уменьшают, добиваясь расплыва в пределах 106-115 мм; при соответствующем водоцементном отношении в последующем готовят образцы-балочки.
Определение предела прочности растворной смеси на балочках
Номер образ цов | Размеры, см | Разрушающая нагрузка при изгибе Pи , кН | Предел прочности при изгибе Rи, МПа | Площадь F, см2 | Разрушающая нагрузка при сжатии P, кН | Предел прочности при сжатии Rсж , МПа | ||
b | h | l1 | ||||||
Для изготовления образцов-балочек используют трехгнездовые металлические формы. Форму собирают и внутреннюю поверхность стенок и поддона смазывают машинным маслом. Для каждого установленного срока испытаний изготовляют по три образца (одна форма). Для уплотнения растворной смеси металлическую форму с насадкой жестко закрепляют на стандартной виброплощадке. Растворную смесь укладывают в гнезда формы слоем около 1 см и включают виброплощадку. В течение первых 2 мин. вибрации все три гнезда формы равномерно заполняют растворной смесью. По истечении 3 мин. от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки, смоченным водой ножом срезают излишки растворной смеси, заглаживают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют образцы. Формы с образцами помещают на 24 ч в ванну с гидравлическим затвором. Затем образцы расформовывают и укладывают в горизонтальном положении в ванну с водой, где их хранят до момента испытания. Образцы в воде не должны соприкасаться друг с другом. Продолжительность хранения образцов в воде составляет 27 суток. Перед испытанием образцы извлекают из ванны, насухо вытирают и измеряют размеры поперечного сечения балочки. Результаты измерений записывают в таблицу.
Испытание образцов-балочек на изгиб (рис.1) производят при таком положении образца, чтобы грани балочки, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Нагрузку увеличивают со скоростью 0,5-1 МПа/с, доводя ее до разрушения образцов. Результаты эксперимента и расчета по формуле (I) заносят в таблицу.
Полученные при испытании на изгиб шесть половинок балочек подвергают испытанию на сжатие. Половинку балочки помещают между двумя стальными пластинками так, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца (рис.2). Площадь стальных накладок составляет 25 см2 (40 х 62,5 мм). Предел прочности при сжатии образца вычисляют по формуле (2) и как среднее арифметическое по четырем максимальным значениям по результатам испытаний шести образцов.
По средним значениям пределов прочности при изгибе и сжатии, округляя до ближайшего стандарта, устанавливают марку цемента, руководствуясь следующими данными:
Rи, МПа | 3,5x | 4,5 | 5,5 | 6,0 | 6,5xx |
Rсж, МПа | 20x | 60xx | |||
Марка |
x – Пуццолановый и шлакопортландцемент
xxПортландцемент
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. 1. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1986. – 688 с.
2. Общий курс строительных материалов: Учебное пособие для строит. спец. вузов / Рыбьев И.А., Арефьева Т.И., Баскаков Н.С. и др.; Под ред. Рыбьева И.А. – М.: Высш. школа, 1987. – 584 с.
3. Попов Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий. М., Высшая школа, 1984. – 168 с.
Дата добавления: 2022-05-27; просмотров: 97;