88889.ru

Отделка плиткой и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Свойства портландцемента

Свойства портландцемента

Водопотребность цемента сравнительно невелика. Нормальная густота цементного теста, когда пестик стандартного прибора доходит до пластинки на 5. 7 мм, составляет 22. 28 % от массы цемента.
Повышение водопотребности плохо сказывается на свойшах цемента: уменьшаются прочность и морозостойкость, увеличиваются усадочные деформации и пр.
Снижают Водопотребность цемента добавки — пластификаторы.

Сроки схватывания портландцемента нормированы: начало должно наступать не ранее 45 мин, конец — не позднее 10 ч с момента затворения водой. Эти показатели определяют при температуре 20° С, при этом используют тесто нормальной густоты.

Прочность портландцемента характеризуют маркой, которую устанавливают по пределу прочности при сжатии и изгибе образиов-балочек размером 40 X 40 X 160 мм.
Балочки изготовляют из цементно-песчаного раствора состава 1:3 (цемент:нормальный песок) стандартной консистенции при водоцементном отношении В/П =0,4.
Образцы твердеют в формах на воздухе (над водой) в течение суток и воде комнатной температуры (без форм) 27 сут.

Промышленность выпускает портландцемент четырех марок. В паспорте на отгружаемый цемент цементный завод должен указывать не только марку, но и активность, т. е. фактическую прочность цемента на сжатие при пропаривании в возрасте 1 сут.
Тепловыделение при твердении цемента проходит длительное время, поэтому сильный разогрев бетона и раствора не происходит. Если же объем укладываемого в конструкцию бетона велик (например, при возведении плотин или массивных фундаментов), то разогрев достигает 80° , что опасно — бетон растрескивается, разрушается.

Равномерность изменения объема цемента при твердении — признак его высокого качества. Цемент при твердении на воздухе уменьшается в объеме — дает усадку; линейная воздушная усадка цемента достигает 1 мм/м. При твердении в воде, особенно в начале твердения, цемент увеличивается в объеме — набухает, линейное набухание его достигает 0,5 мм/м. В конце твердения цемент даже в воде уменьшается в объеме.
Равномерность изменения объема цемента проверяют на лепешках, изготовленных из цементного теста нормальной густоты и выдержанных до испытания на воздухе (над водой) в течение 24 ч.
Лепешки не должны растрескиваться, осыпаться и деформироваться после пропаривания их в течение 3 ч. Неравномерность изменения объема цемента при твердении возникает от присутствия в нем пережженных свободных оксидов СаО и Мg0, а также от избытка Са504.

Твердение портландцемента
При смешивании портландцемента с водой образуется пластичное, легко формуемое клейкое тесто, постепенно густеющее и переходяти камневидное состояние.
Твердение цемента—сложный процесс, включающий ряд химических и физических явлений. При затворении минералы цемента реагируют и дают различные новообразования.
В присутствии гипса и воды трехкальциевый алюминат образует эттрингит — гидросульфоалюминат кальция, замедляющий схватывание и твердение цемента.

Механизм твердения цемента очень сложен. Химические реакции начинают протекать сразу после смешивания цемента с водой. Частицы портландцемента начинают растворяться, одновременно с этим совершаются гидратация и гидролиз продуктов растворения.
Первыми гидратными новообразованиями являются эттрингит и гидроксид кальция.
Компоненты цемента растворяются слабо, медленно, образуется насыщенный раствор, заполняющий пространства между зернами. Затем образуются очень мелкие гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция, практически нерастворимые в воде. Раствор становится перенасыщенным, быстро переходящий в коллоидное состояние. В виде мельчайших частиц из него выпадают гидратные соединения, образуется гель, обладающий клеящими свойствами.

В процессе дальнейшей гидратации в цементном тесте уменьшается количество свободной воды, клейкость геля увеличивается. Тесто густеет, происходит его схватывание. Затем новообразования начинают кристаллизоваться.
Образующиеся кристаллы сращиваются между собой, обрастают длинными игольчатыми кристаллами, в результате чего создается кристаллический сросток, т. е. наступает конец схватывания цемента. В дальнейшем цементный камень уплотняется за счет продолжающихся реакций взаимодействия между цементом и водой, частичного обезвоживания и дальнейшей кристаллизации.

При твердении цемента на воздухе цементный камень дополнительно упрочняется в результате карбонизации гидроксида кальция.
Затвердевший цементный камень представляет собой весьма прочный кристаллический каркас, заполненный гелем, внутри которого находятся не затронутые реакцией внутренние слои цементных зерен. Поры в цементном камне заполнены воздухом и капиллярной водой.

Из-за малой растворимости компонентов процесс твердения портландцемента протекает длительное время — годами. Однако нарастание прочности цемента с течением времени замедляется. Поэтому качество цемента принято оценивать по его прочности, набираемой через 28 сут твердения.

Схватывание и твердение портландцемента зависят от ряда факторов: химического и минерального состава клинкера, содержания добавок, тонкости помола, температуры и влажности окружающей среды и пр. Понижение температуры от 20° до 5 °С замедляет твердение цемента почти в три раза; повышение температуры до 80 °С ускоряет гидратацию в шесть раз.

Цемент нормально твердеет лишь при достаточной влажности среды; повышение температуры не должно сопровождаться высушиванием. Ускорение процессов твердения портландцемента при тсплопой обработке — запаривании, пропаривании, электропрогреве — позволяет получать в короткий срок бетонные и железобетонные изделия требуемой отпускной прочности.

Стойкость цементного камня
Среди компонентов бетона и раствора наиболее подвержен коррозии цементный камень. Цементный камень бетона и раствора должен быть коррозионно-, морозо- и атмосферостойким.

Коррозия — процесс полного или частичного разрушения материала под влиянием различных агрессивных воздействий. Если вода, растворы солей или кислот просачиваются сквозь цементный камень, он постепенно разрушается, что приподит к разрушению цементных бетонов и растворов. Различают несколько видов коррозии цементного камня. Одним из них является выщелачивание. Процесс выщелачивания продолжается до полного разрушения материала.
Стойкость цементного камня против выщелачивания увеличивают, добавляя активные минеральные добавки. Они связывают Са(ОН)а в нерастворимые в воде гидросиликаты и гидроалюминаты кальция.

Читайте так же:
Бетон для отмостки цемент м500

Особенно опасны для бетонов и растворов водные растворы сульфата кальция Са. Соединяясь с гидроалюминатом кальция, сульфат кальция образует гидросульфоалюминат кальция, объем которой за счет значительного содержания кристаллизационной воды в 2,5 раза превышает объем гидроалюмината, что и вызывает сульфатную коррозию— разрушение затвердевшего цементного камня.

Предотвращают коррозию цементного камня правильным выбором вида цемента и путем гидроизоляции бетонов и растворов от фильтрации через них агрессивной воды.

Конец схватывания цемента должен быть не позднее

Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстроя СССР

от 9 апреля 1982 г. N 93

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

Masonry cement. Specifications

1 января 1983 года

Разработан Министерством промышленности строительных материалов СССР.

Разработчики: Э.Б. Энтин , канд. техн . наук (руководитель темы); Е.Т. Яшина; К.В. Краснова; Э.Н. Воронцова; Н.Е. Микиртумова .

Внесен Министерством промышленности строительных материалов СССР.

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 09.04.82 N 93.

Настоящий стандарт распространяется на цемент, получаемый на основе портландцементного клинкера и предназначенный для строительных растворов, применяемых при производстве кладочных, облицовочных и штукатурных работ, а также для изготовления неармированных бетонов марок М150 и ниже, к которым не предъявляются требования по морозостойкости.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Цемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

1.2. Цемент для строительных растворов — продукт, получаемый путем совместного измельчения портландцементного клинкера, гипса, активных минеральных добавок и добавок-наполнителей.

1.3. Материалы, применяемые для изготовления цемента, должны соответствовать требованиям, предусмотренным в стандартах или технических условиях на эти материалы.

1.4.1. Активные минеральные добавки — по нормативно-технической документации.

Гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки — по ГОСТ 3476.

Кварцевый песок с содержанием оксида кремния не менее 90%. Содержание глинистых, илистых и мелких пылевидных фракций величиной менее 0,05 мм не должно быть более 3%.

Кристаллический известняк, мрамор и пыль электрофильтров клинкерообжигательных печей — по нормативно-технической документации.

1.5. Гипсовый камень — по ГОСТ 4013-74. Допускается применять фосфогипс и борогипс по нормативно-технической документации.

1.6. Содержание клинкера в цементе должно быть не менее 20% массы цемента.

1.7. Допускается вводить в цемент пластифицирующие или гидрофобизирующие добавки, улучшающие качество цемента. Количество пластифицирующих добавок должно быть не более 0,5%, а гидрофобизирующих — не более 0,3% массы цемента.

1.8. Допускается вводить в цемент воздухововлекающие добавки в количестве до 1% массы цемента.

1.9. При изготовлении цемента для интенсификации процесса помола допускается вводить технологические добавки, не ухудшающие качества цемента, в количестве не более 1% массы цемента.

1.10. Предел прочности цемента при сжатии в 28-суточном возрасте должен быть не менее 19,6 МПа (200 кгс/см 2 ).

1.11. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала затворения .

1.12. Водоотделение цементного теста, изготовленного при В/ Ц = 1,0, не должно быть более 30% по объему.

1.13. Образцы из цемента должны проявлять равномерность изменения объема при испытании их кипячением в воде.

1.14. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании через сито N 008 по ГОСТ 3584-73 проходило не менее 88% массы просеиваемой пробы.

1.15. Содержание ангидрида серной кислоты в цементе должно быть не менее 1,5 и не более 3,5% массы цемента.

1.16. Содержание в цементе щелочных оксидов не должно быть более 2% массы цемента.

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Правила приемки — по ГОСТ 22236-76.

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Химический состав цемента определяют по ГОСТ 5382-73.

3.1.1. Содержание суммы щелочных оксидов рассчитывают по формуле .

3.2. Физико-механические свойства цемента определяют по ГОСТ 310.1-76 — ГОСТ 310.3-76; ГОСТ 310.4-81.

3.3. Содержание в кварцевом песке оксида кремния , глинистых, илистых и мелких пылевидных фракций определяют по ГОСТ 6139-78.

3.4. Водоотделение цемента определяют по следующей методике.

Фарфоровый стакан вместимостью 1 л.

Градуированный цилиндр вместимостью 500 мл.

3.4.2. Проведение испытаний

Отвешивают 350 г цемента и 350 г воды с точностью до 1 г. Воду выливают в фарфоровый стакан, затем в стакан в течение 1 мин высыпают навеску цемента, непрерывно перемешивая содержимое металлическим шпателем. Полученное цементное тесто перемешивают еще 4 мин и осторожно переливают в градуированный цилиндр. Цилиндр с цементным тестом ставят на стол и тотчас же отсчитывают объем цементного теста. Во время опыта цилиндр должен стоять неподвижно и не подвергаться толчкам и встряхиваниям.

Объем осевшего цементного теста отмечают через 4 ч после первого отсчета.

Коэффициент водоотделения (объемный ) ( ) вычисляют по формуле

,

где а — первоначальный объем цементного теста, см3;

b — объем осевшего цементного теста, см3.

4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение цемента осуществляют по ГОСТ 22237-76.

5. УКАЗАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

5.1. Цемент для строительных растворов должен применяться в соответствии с Инструкцией по приготовлению и применению строительных растворов, утвержденной Госстроем СССР.

В связи с замедленным твердением при низких температурах этот цемент следует использовать, как правило, при температуре окружающей среды не ниже +10 °С.

6. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

6.1. Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта в течение месяца при условии соблюдения его транспортирования в соответствии с требованиями ГОСТ 22237-76.

Бесплатный круглосуточный доступ к любым документам системы.

Читайте так же:
Как самому замесить цемент

При полном или частичном использовании любой информации активная гиперссылка на Tehnorma.RU обязательна.

Примеры наших ссылок и кнопок «ТЕХНОРМА.RU» для установки в блоге, на форуме или сайте.

Сроки схватывания и нормальная густота цемента

Нормальную густоту цементного теста, характеризующуюся количеством воды, % от массы цемента, определяют по его консистенции, которая при испытании на приборе Вика соответствует погружению пестика на расстояние 5—7 мм от дна (глубина погружения 33—35 мм).

Испытание проводят в следующем порядке. Вначале проверяют работу прибора, а кольцо и пластину смазывают маслом. Затем механизированным или ручным способом приготавливают цементное тесто из 400 г цемента и воды, количество которой берут ориентировочно (например, для портландцемента 25%). После тщательного перемешивания (5 мин) полученным тестом в один прием наполняют коническое кольцо, 5—6 раз встряхивают, ударяя пластинку о стол, и срезают ножом избыток теста, выравнивая его поверхность по ободу кольца. Сразу же, осторожно отпуская стержень, доводят пестик до соприкосновения с поверхностью цементного теста в кольце и фиксируют его в этом положении стопорным винтом. Затем, быстро отпуская винт, дают возможность пестику опуститься в цементное тесто. Величину погружения пестика измеряют по миллиметровой шкале через 30 с после освобождения стержня. Если измеренная консистенция не соответствует тесту нормальной густоты, то приготавливают новые порции с соответствующим изменением содержания воды (с точностью до 0,25%) и опыт повторяют.

Сроки схватывания цементного теста.

Начало и конец схватывания цементного теста определяют с помощью прибора Вика, но взамен пестика в стержне укрепляют иглу. С помощью добавочного груза обеспечивается постоянство веса движущегося стержня с принадлежностями. Сроки схватывания определяют на тесте нормальной густоты, уложенном в кольцо так же, как и в предыдущем испытании.

Иглу прибора доводят до соприкасания с поверхностью цемента и в этом положении стержень фиксируют стопорным винтом. Затем винт отпускают, и игла погружается в цементное тесто. В начальный период испытания во избежание повреждения при ударе о пластинку в процессе погружения в цементное тесто иглу нужно слегка придерживать. По мере загустевания теста иглу можно опускать свободно. После каждого погружения ее необходимо протирать. Опуская иглу, через каждые 5 мин фиксируют момент, когда она не будет доходить до пластинки на 1—2 мм. Время от начала затворения цементного теста до этого момента называют началом схватывания.

После определения начала схватывания иглу продолжают опускать каждые 15 мин до тех пор, пока она будет опускаться в цементное тесто не более чем на 1 мм. Время от начала затворения теста до этого момента считают концом схватывания. Для определения сроков схватывания применяют также шестигнездные автоматизированные приборы.

Ложное схватывание цементного теста.

Испытание на ложное схватывание проводят на приборе Вика. Вначале определяют консистенцию теста, при которой пестик за 30 с опускается на 33—37 мм. Затем приготавливают новую порцию цементного теста такой же консистенции, но погружают пестик через 5 мин после затворения. Если при этом за 30 с пестик опустится на глубину не менее 10 мм, то цемент ложного схватывания не имеет.

Физически ложное схватывание представляет собой быстрое загустевание смесей после их затворения до начала схватывания цементного теста. Считают, что явление ложного схватывания вызывается обезвоживанием гипса при его помоле, а иногда и длительным хранением цемента.

Твердение цемента

Цемент – популярный строительный материал, получаемый искусственным путем. Он представляет собой мелкодисперсный порошок, который при взаимодействии с водой превращается в пластичную массу, способную затвердевать даже в условиях высокой влажности. Физико-химический процесс взаимодействия цемента с водой называется гидратацией. В результате его протекания растворы и смеси, изготовленные на базе цементного вяжущего, после твердения приобретают высокую прочность, водонепроницаемость, устойчивость к температурным перепадам.

Гидратация цемента – особенности процесса

Гидратация – это необратимый процесс, при котором молекулы воды соединяются с молекулами минералов, входящих в состав цемента. В результате таких взаимодействий образуется пластичная масса, которая после затвердевания преобразуется в камнеподобное твердое тело.

В нормативной документации указываются допустимые водоцементные соотношения, которые зависят от применяемой марки цемента и требуемых характеристик получаемых продуктов. При достаточном количестве химически связывается примерно 25 % воды, остальная жидкость переходит в физически связанное состояние. Введение в материал воды в количестве меньше допустимого приводит к неполной гидратации, а больше допустимого – к образованию пор. В обоих случаях прочностные характеристики конструкции снижаются.

Основные стадии гидратации

Первая стадия гидратации цементного вяжущего – схватывание, протекающее в первые часы после затворения сухих компонентов водой. Время начала схватывания и скорость протекания этого процесса определяют следующие факторы:

  • Температура окружающей среды. Чем она выше, тем быстрее протекает процесс. При комнатной температуре он длится до трех часов, при высоких температурах, созданных в камерах пропаривания, – до 20 минут. При 0 °C схватывание может занять до 20 часов.
  • Состав вяжущего – номенклатура и соотношение минеральных компонентов, применяемые добавки. По ГОСТу 30515-2013 выделяют по скорости схватывания при стандартных условиях (+20 °C, относительная влажность – 75 %) три категории цементов: медленно схватывающиеся (начало процесса – через 2 часа после затворения), нормально схватывающиеся (начало схватывания – от 45 минут до 2 часов после затворения), быстро схватывающиеся (начало схватывания – до 45 минут после затворения цемента водой).
  • Тонкость помола – чем порошок мельче, тем быстрее происходит схватывание.
Читайте так же:
Добавки для цемента при зимнем строительстве

Ненадолго отложить начало схватывания позволяет перемешивание пластичного материала. В вязком продукте даже при перемешивании через определенное время начинаются необратимые процессы, которые негативно влияют на прочность отвердевшего элемента. Строители называют такое явление «свариванием бетона». Скорость схватывания и последующего твердения можно изменить введением в состав раствора или бетона пластификаторов и других добавок.

Следующий после схватывания более длительный этап – твердение цемента. Этот процесс, который обычно начинается в течение суток после начала гидратации, может протекать в течение нескольких лет. В течение первых 7 дней созданная конструкция приобретает примерно 70 % прочности. Через 28 дней после заливки раствор или смесь набирают марочную прочность. Она составляет примерно 90-95 % от максимального показателя, для достижения которого требуется несколько лет.

Для получения качественного конечного продукта обеспечивают нормальные условия твердения цемента. Для этого необходимо:

  1. Оградить конструкцию от малейших механических воздействий, поскольку связи, созданные на начальных этапах гидратации, – непрочные. Они легко разрушаются и восстановлению не подлежат.
  2. Первые 2-3 недели для нормального протекания в гидратации создавать влажную среду и оберегать конструкцию от прямого воздействия солнечных лучей.
  3. Не допускать резких перепадов температуры. Для этого конструкцию засыпают небольшим слоем песка или опилок, укрывают утепляющими матами.

Такие меры, принятые во время твердения цемента, позволят снизить усадку конструкции, избежать появления трещин и деформаций.

Зависимость процесса гидратации от химического состава цемента

Механизмы схватывания и твердения цемента зависят от номенклатуры и процентного соотношения компонентов вяжущего. Некоторые из них начинают взаимодействовать с водой на начальной стадии гидратации, другие – через определенный промежуток времени.

В состав портландцемента входят:

  • C2S – двухкальциевый силикат. Этот компонент вступает в реакцию с водой не сразу, а примерно через месяц после набора продуктом марочной прочности. Он положительно влияет на прочностные показатели бетона в долгосрочной перспективе. Применение пластификаторов ускоряет вступление двухкальциевого силиката в реакцию твердения цемента.
  • C3S – трехкальциевый силикат. Этот компонент участвует во взаимодействии с водой с самого начала приготовления смеси или раствора и в течение всего периода гидратации. Но наибольший вклад он вносит в период набора марочной прочности материала.
  • C3A – трехкальциевый алюминат. Способствует нарастанию прочности материала в первые дни твердения. В более поздний период он перестает работать.
  • C4AF – четырехкальциевый алюмоферит. Вступает в действие уже в ходе твердения. Улучшает характеристики бетона на самых поздних сроках набора прочности.

Как можно ускорить или замедлить схватывание и твердение цемента

При проведении строительных работ часто возникают ситуации, требующие сокращения времени схватывания и твердения цемента, решить эту проблему позволяет применение специальных добавок. Они понадобятся при проведении бетонирования в зимних условиях или при необходимости увеличить темпы строительства.

Наиболее популярные присадки-ускорители твердения цемента:

  • 4 %-е нитрат кальция или нитрат натрия, нитрит-нитрат кальция или хлорида кальция, нитрит-нитрат сульфата натрия;
  • 2 %-й сульфат натрия;
  • 2 %-й хлорид кальция – используется для армированных конструкций;
  • 3 %-й хлорид кальция – предназначен для неармированных бетонных элементов.

Замедлители гидратации цемента используются в основном при возведении масштабных конструкций – крупноразмерных фундаментов, чаш бассейнов, гидротехнических и подземных объектов.

Функции замедлителей выполняют пластификаторы и гиперпластификаторы. Применение таких добавок позволяет сохранить подвижность бетонных растворов и их рабочие характеристики в течение 24-48 часов после затворения вяжущего водой.

Гидратация цемента – важный процесс, который должен протекать с соблюдением правил, установленных государственными нормативами и проектной документацией для конкретного строительного объекта. Благодаря разработке широко спектра добавок стало возможным регулирование в широких пределах начала и скорости схватывания пластичного материала, его подвижности, прочности на разных стадиях твердения, коррозионной стойкости и других характеристик.

Андрей Васильев

  • 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.

Зависимость марки цемента от прочности

По стандарту цемент делится на шесть марок: 200, 250, 300, 400, 500 и 600. Марки соответствуют пределу прочности при сжатии (в кг/см2) образцов раствора жесткой консистенции состава 1 : 3 по весу (с нормальным вольским песком) через 28 дней после затворения водой.

Цементы высоких марок получаются при более тщательном подборе и помоле сырья, большем коэффициенте насыщения, высокой температуре обжига и более тонком помоле. Наша промышленность выпускает в основном цементы марок 300—600.

класс прочности цемента

Рис. Стандартный встряхивающий столик.

Цементы, изготовленные на наших заводах, имеют, как правило, тонкий помол. По стандарту установлено, что через сито № 085 (с ячейками размером в свету 0,085X0,0085 мм, т. е. 85Х85 ) должно проходить не менее 85% от общего веса цемента. Это сито имеет около 4900 отверстий на 1 см2. Обычно даже через тончайшее сито с 10 000 отв/см2 (с размером отверстий 60) проходит более 60% цемента по весу. Средний размер частиц цемента составляет 15—20

Сроки схватывания

Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты (содержащего обычно 24—25% воды), определяемые специальным прибором (по глубине проникания иглы), должны укладываться в одинаковые пределы для цементов всех марок: по
стандарту начало схватывания при нормальной температуре должно наступить не ранее чем через 45 мин, а конец не позднеe 12 час. от начала затворения. Обычно начало схватывания цемента наступает: через 1—2 часа, а конец — через 5—8 час. Эти сроки вполне соответствуют нормам и удобны для производства работ, так как дают возможность транспортировать и укладывать бетонные смеси и растворы до их схватывания.

Читайте так же:
Как убрать капли цемента с автомашины

цемент прочность на сжатие

Рис. Рычажный прибор для испытания цементных призм на изгиб

Прочность цемента

Прочность цемента определяется при сжатии и растяжении путем испытания образцов кубиков и восьмерок, трамбованных на специальной машине копре в сроки 3, 7 и 28 дней. Медленно твердеющие цементы испытывают в возрасте только 7 и 28 дней. В течение первых суток образцы твердеют во влажном воздухе, а затем в воде комнатной температуры.

Однако на практике не применяют сильного трамбования бетонов и растворов. В современном строительстве применяют главным образом не жесткие, а подвижные (пластичные) бетонные и растворные смеси. Для устранения расхождения между старыми методами испытания цементов и современной практикой строительства разработан новый метод, по которому образцы изготовляют из раствора пластичной консистенции с большим водоцементным отношением. Поэтому меняется и маркировка цементов. Цемент будет иметь марки от 150 до 400.

По ГОСТ предел прочности при сжатии и растяжении образцов из раствора с нормальным песком в пропорции 1:3 по весу должен быть не ниже величин, указанных в табл.

По новому методу образцы изготовляют из цементного раствора с нормальным Вольским кварцевым песком (крупностью 0,53—0,85), состава 1:3 но весу, одинаковой пластичной консистенции. Она устанавливается по расплыву конуса из раствора на стандартном встряхивающем столике. После 30 встряхиваний столика (высота подъема 10 мм) расплыв конуса должен составлять 125—135 мм при первоначальном диаметре нижнего основания конуса 100 мм.

Для получения такой пластичности цементно-песчаного раствора подбирают водоцементное отношение в пределах 0,40—0,55.
Из приготовленного раствора изготовляют 6 или 9 призм размером 4х4х16 см, уплотняя их в металлических формах специальным шпателем.
В лабораториях цементных заводов и на стройках применяют также ускоренные испытания цементов; образцы пропаривают в течение нескольких часов, определяют их прочность через 1 сутки и вычисляют затем обычную 28-дневную прочность, имея заранее средний переходный коэффициент. Однако результаты этих ускоренных испытаний не точны. Они могут быть надежными только при испытании цемента одного завода и более или менее постоянного состава.

После твердения, в соответствующие сроки, призмы испытывают на изгиб на рычажном приборе. Испытание иаизгиб заменяет прежнее испытаниее восьмерок на растяжение. Испытание на изгиб настолько просто, что, может быть осуществлено даже в полевых строительных лабораториях.

Рычажный прибор

Рычажный прибор для испытания цементных призм на изгиб.
Оставшиеся после излома призм половинки испытывают на сжатие, применяя специальные стальные прокладки площадью 25 см2. Такой метод намного упрощает испытания по сравнению с методом испытания кубиков и восьмерок из жесткого раствора.

По ГОСТ предел прочности при сжатии и растяжении образцов из раствора с нормальны песком в пропорции 1:3 по весу должен быть не ниже величин,

По новому методу предел прочности при сжатии и изгибе раствора с нормальным песком в пропорции 1 : 3 по весу должен быть не ниже величин.
Из таблиц 1 и 2 можно сделать следующие выводы.
Предел прочности цемента высоких марок при сжатии через 3 дня после затворения выше, чем цемента низшей марки при сжатии через 28 дней. Поэтому цементы высоких марок называют не только высокопрочными, но и быстро твердеющими.

В дальнейшем наибольшее нарастание прочности в пределах от 3 до 28 дней будет у цемента низкой марки, более медленное у цемента высоких марок.
У высокопрочных цементов предел прочности при растяжении и изгибе возрастает в значительно меньшей степени, чем при сжатии.

Водонепроницаемость

Утверждены следующие марки: W2 – W20, с шагом через 2 единицы. Они используются в тех конструкциях, которые должны характеризоваться ограниченной проницаемостью на фоне одностороннего давления воды.

Трактовка маркировки осуществляется следующим образом. Например, железобетон марки W6 не пропускает воду, давление которой составляет 6 атм./0.6 МПа (6 кг/см²). Для жилого строительства показано использование растворов до марки W12.

Факторы, определяющие водостойкость на всех стадиях строительства:

  • активность портландцемента. Более высокая активность материала способствует повышению водонепроницаемости даже при увеличении объёма воды в рабочем растворе;
  • водоцементное соотношение. Качество бетонной массы с ростом этого показателя уменьшается, что обусловлено образованием множественных капиллярных каналов и систем пор. Соответственно, способность сопротивляться давлению воды падает;
  • раздвижка зёрен крупнофракционного наполнителя. Тесто высокой марки водонепроницаемости должно содержать больше растворённых веществ с минимумом крупного заполнителя, по сравнению с обычным железобетоном;
  • условия созревания. Водное твердение показано водонепроницаемым бетонам, приготовленным на основе обычного цемента;
  • возраст. С увеличением срока созревания материала параметры водонепроницаемости улучшаются.

Самостоятельная проверка

По ГОСТу, прочность на сжатие проверяется в условиях лаборатории. Однако есть возможность проверить соответствие марки и самостоятельно. Для этого необходимо выполнить следующие действия, которые мы приведем в таблице.

Подготовка формыПриготовить можно, к примеру, деревянные формы размером 100х100х100 мм.
Забор смесиВзять небольшую пробу бетонной смеси с лотка миксера и отлить несколько кубиков в формы.
УплотнениеУплотнить состав своими руками, постучав по форме молотком.
ВыдержкаВыдержать кубики при влажности 90% и температуре окружающей среды +20°С. Исключить попадание прямых солнечных лучей на кубики.
РезультатыПередать пробы в лабораторию через 28 дней. Некоторые образцы можно передавать на промежуточных стадиях затвердевания (3-й, 7-й, 14-й дни) для проведения предварительной экспертизы.

Если приведённая инструкция будет соблюдена, то с высокой точностью можно будет определить, соответствует ли раствор на стройплощадке тому, который был заказан для строительства.

Читайте так же:
Качество цемента какие документы

Примерно так выглядят кубики для лабораторного анализа

Примерно так выглядят кубики для лабораторного анализа

Марочная прочность

В архитектуре и строительстве выделяют такое понятие, как призменная прочность. Она отображает отношение разрушающей осевой сжимающей силы образца-призмы стандартизированных размеров к площади его сечения, нормального к этой силе.

Марочная прочность бетона обозначается латинской литерой «М» и определяется по стандарту СЭВ1406—78. В рамках этой классификации бетонная смесь делится на тяжелую и мелкозернистую. Она позволяет определить, насколько качественно цементный камень соединяется с частичками заполнителей. О достоверности результатов свидетельствует монолитность образованных конструкций. Для упорядочивания этой классификации также разработана таблица. В ней подаются численные характеристики для расчета средних результатов образцов во время испытаний. Марочная иерархия является менее эффективной, чем классовая, и все реже используется в архитектурно-строительном деле.

Что это такое и основные виды

Пытаясь разобраться, от чего зависит прочность бетона, что это такое и какие есть основные виды показателя, необходимо изучить все основные аспекты процесса приготовления смеси, состав, условия и особенности.

Виды прочности касательно марки и качества: прочность бетона при сжатии, на изгиб, осевое растяжение, а также передаточная прочность.

прочность бетона на сжатие и предел прочности

Прочность на сжатие

В контексте данной характеристики бетон можно сравнить с камнем – он намного лучше сопротивляется сжатию, чем с растяжением. Основной критерий прочности бетона – это предел прочности на сжатие.

Для определения значения из раствора заливают образцы в виде куба, их помещают под специальный пресс. Давление постепенно увеличивается и в момент, когда образец трескается, экран прибора фиксирует значение. Расчетный показатель прочности на сжатие определяет присвоение бетону класса. Высыхает и твердеет смесь в течение 28 суток (и больше), по завершению этого срока осуществляют проверку, так как смесь уже должна достичь расчетной/проектной прочности.

Прочность на сжатие представляет собой характеристику механических свойств материала, стойкости к нагрузкам и давлению. Это показатель границы сопротивления, которое оказывает застывший раствор механическому воздействию сжатия, отображенному в кгс/см2. Наименьшей прочностью на сжатие обладает смесь М15, наибольшей – М800.

Прочность на сжатие отображается и в марке, и в классе. Класс В – это кубиковая прочность, обозначается в МПа. Марка М – предел прочности на сжатие в кгс/см2. Данные соответствия марок, классов и показателей указаны ниже в таблице.

испытания бетона под прессом

Прочность на изгиб

Данный показатель повышается по мере увеличения цифрового обозначения марки. Обычно показатели прочности на изгиб и растяжение меньше в сравнении с нагрузочной способностью бетона. Молодой бетон демонстрирует значение 1/20, старый – 1/8. Прочность на изгиб обязательно учитывается в проектировании перед строительством.

Чтобы понять, какой уровень прочности на изгиб демонстрирует бетон, заливают заготовку в виде бруса с размерами, к примеру, 60 х 15 х 15 сантиметров (эталонный образец). Бетон заливают в формы, штыкуют, оставляют на несколько дней, потом извлекают из форм и дают полностью застыть в течение 28 суток при оптимальных условиях: температура минимум 15-20 градусов и влажность до 80-90%. Периодически образцы обкладывают сырыми опилками (их увлажняют регулярно) или поливают водой.

Когда заготовка полностью затвердевает, ее устанавливают на подпорки, которые находятся на определенном расстоянии, в центре же размещают нагрузку, постепенно ее увеличивая до тех пор, пока образец не будет разрушен.

Для этого может использоваться специальный гидравлический пресс. Размеры балки и расстояния между двумя подпорками могут отличаться.

Классы

На данный момент существует несколько видов. Легкий бетон – это материал, плотность которого составляет 500-1800 кг/м3. К данному классу относят: пенобетон, керамзитобетон, газобетон, ячеистый, арболит, перлитовый и вермикулитовый бетон. У такой смеси несущая способность после застывания довольно мала. Обычный, или тяжелый бетон, характеризуется плотностью 1800-2500 кг/м3. В качестве наполнителя тут используется щебенка, гравий. Этот вид используется в промышленном строительстве, что обеспечивается его повышенной стойкостью к износу. Особо тяжелый класс бетона – это материал, характеризующийся плотностью более 2500 кг/м3. Такие смеси используются для строительства АЭС, так как они обладают свойствами защиты от ионизирующего излучения.

Несмотря на то, что маркировка практически стоит на одном уровне, даже в этом существуют некоторые отличия, которые, прежде всего, основываются на различных коэффициентах прочности. Таким образом, прежде чем приступать к процессу строительных работ стоит детальнее обозначить задачи и определиться с маркировкой цемента. М-400 отличается от своего аналога тем, что ему присущи средние показатели прочности. Данная марка цемента идеально подойдет для бетонирования напольного основания, заделки швов, при штукатурных работах. Обладает повышенными коэффициентами прочности и плотности, а также имеет высокий уровень морозоустойчивости.

М-500 предназначается для решения более масштабных и максимально ответственных задач. Используя данную маркировку можно смело закладывать фундаментальное основание или возводить несущие конструкции, так как уровень прочности позволяет его использовать для решения данных задач. Помимо этого подходит для строительства в условиях повышенной влажности, так как обладает повышенными свойствами влагостойкости. Цемент разных марок и фирм. вы можете посмотреть и купить в магазине Стройкан.

Цемент выступает многогранным строительным материалом, альтернативного варианта пока не существует, поэтому выбирая цемент необходимо учитывать определенный ряд характеристик, так как от того насколько грамотно будет сделан выбор, зависит множество сопутствующих факторов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector