Испытание портландцемента

Цемент	Марка	Предел прочности в возрасте 28 сут, МПа
		при изгибе	при сжатии
Портландцемент обыкновенный и с минеральными добавками	400 500 550 600	5,5 6 6,2 6,5	40 50 55 60
Шлакопортландцемент	300 400 500	4,5 5,5 6	30 40 50

 

Результаты испытаний портландцемента представляют в виде таблицы 1.2.

 

Таблица 1.2

Результаты испытаний портландцемента

Показатель	Установлено испытанием
Тонкость помола (остаток на сите), %
Нормальная густота цементного теста, %
Сроки схватывания, мин. :
- начало
- конец
Марка

 

ВЫВОД

Контрольные вопросы

1. Что такое портландцемент?
2. Понятие химического и минерального состава цемента.
3. Какими физическими и механическими свойствами обладает портландцемент и цементный камень?
4. Опишите методику определения нормальной густоты цементного теста и связи этой характеристики со свойствами цементного камня.
5. Какие виды цемента Вы знаете?

 

 

 

Лабораторная работа № 2

 

Испытание строительного гипса

 

Воздушные вяжущие способны затвердевать и сохранять прочность только на воздухе. К ним относятся строительная известь, магнезиальные, гипсовые вяжущие, жидкое стекло (в виде раствора).

 

Цель работы: определение основных физических и механических свойств строительного гипса, гипсового теста и камня. Оценка их качества и марки строительного гипса. Оценка правильности полученного результата.

 

 

 

Теоретическая часть

Гипсовые вяжущие вещества – это воздушные вяжущие, полученные тепловой обработкой природного гипсового камня (СаSО4•2Н2О), во время которой происходит частичное или  полное удаление химически связанной воды с образованием полуводного гипса (СаSО4•0,5Н2О) или ангидрита(СаSО4) и последующем помолом продукта.

Гипсовые вяжущие делятся на низкообжиговые и на высокообжиговые (в зависимости от температуры тепловой обработки). Низкообжиговые получают нагреванием двуводного гипса до температуры 110-180ºС, при этом удаляется 1,5 молекул воды, и образуется полуводный сульфат кальция. К ним относятся строительный, высокопрочный, формовочный гипс (различие состоит в кристаллической модификации, содержании примесей и тонкости помола).

Высокообжиговые производят обжигом природного гипса при температуре 600-900ºС с полным удалением воды и частичным разложением ангидрита до оксида кальция (СаО) и сернистого газа (SО3). Это вяжущее называют высообжиговым гипсом или эстрих-гипсом.

Строительный гипс – быстротвердеющее вяжущее вещество, которое после смешивания с водой образует с течением времени прочный гипсовый камень, состоящий из двуводного сульфата кальция (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема твердения гипса.

Материалы: строительный гипс, вода.

Приборы и приспособления: сито с сеткой № 02, весы лабораторные технические, вискозиметр Суттарда, чаша и лопатка для перемешивания гипсового теста, мерные емкости, металлические разъемные формы размером 40х40х160 мм, гидравлический пресс.

 

1. Определение тонкости помола

Тонкость помола – характеристика дисперсности мелкозернистых материалов, в частности, неорганического воздушного вяжущего – строительного гипса.

Сущность метода заключается в определении массы остатка гипса после просеивания на сите № 02 в процентах к первоначальной массе навески с точностью до 0,1 %..

 Отсеивают 50 г гипса  и высыпают его на сито. Сито закрывают крышкой и производят просеивание с использованием специального механизма или вручную. Просеивание осуществляется в течение 5…7 мин.

Операцию просеивания считают законченной, если при контрольном просеивании, выполненном вручную при снятом поддоне на бумагу, в течение минуты через сито проходит не более 0,05 г гипса.

По тонкости помола строительный гипс подразделяют на 3 группы:

1 – грубого помола  – остаток на сите не более 23 %;

2 – среднего помола - остаток на сите не более 14 %;

3 – тонкого помола - остаток на сите не более 2 %.

 

2. Определение нормальной густоты гипсового теста

Смесь гипса с водой называют гипсовым тестом.

Нормальная густота гипсового теста характеризуется такой консистенцией, при которой расплыв стандартного объема теста под действием гравитационных сил составляет 180±5 мм.

Нормальная густота выражается количеством воды затворения, вычисленное в процентах (или в долях единицы) к массе испытуемой навески гипса (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Вискозиметр Суттарда: а) – в собранном виде; б) – расплыв лепешки из гипсового теста; 1 – латунный цилиндр; 2 – стеклянная пластинка с концентрическими окружностями; 3 – лепешка из гипсового теста нормальной густоты.

 

Сущность метода заключается в определении количества воды затворения гипсового тесте, заполняющего цилиндр вискозиметра Суттарда и расплывающегося под действием собственного веса в лепешку определенного диаметра.

Перед испытанием цилиндр и стекло вискозиметра Суттарда смачивают влажной тканью. Отвешивают 300 г гипса и высыпают в чашу с заранее отмеренным количеством воды в пределах 150…200 мл и быстро перемешивают в течение 30 с пока не получится однородная масса. После чего гипсовую смесь переливают в цилиндр и выравнивают поверхность. На все эти операции дается 15 с. Через 45 с сначала отсчета времени цилиндр быстро поднимают вертикально вверх. При этом гипсовое тесто под действием собственного веса расплывается в лепешку, средний диаметр которой характеризует консистенцию теста.

Диаметр расплыва определяют по концентрическим окружностям в двух взаимно перпендикулярных направлениях или измеряют линейкой и вычисляют среднее арифметическое.

Если диаметр расплыва не соответствует стандартной консистенции (180±5 мм), испытания повторяют, уменьшив или увеличив количество воды затворения на 1-2 %.

Нормальная густота гипсового теста, %:

НГ = В/G,

где В – количество воды затворения, мл; G – масса навески гипса (200 г).

 

3. Определение сроков схватывания

Сроки схватывания (начало и конец) гипсового теста определяют на приборе  Вика, заменив пестик на иглу, аналогично п. 3 лаб. работы № 1 «Испытание портландцемента» настоящих методических указаний.

Для проведения испытаний можно использовать гипсовое тесто, оставшееся после определения нормальной густоты, если с момента затворения гипса водой не прошло 2 мин. В противном случае готовят тесто нормальной густоты с исходной массой навески 200 г.

Началом схватывания считают промежуток времени от момента затворения гипса водой до того момента, когда игла не доходит до пластины 0,5 мм. Отсчет ведут по шкале прибора.

Продолжая периодически погружать иглу в тесто, устанавливают конец схватывания, который определяется временем, прошедшим от момента затворения гипса водой до того момента, когда игла входит в гипсовое тесто на глубину не более чем на 1 мм.

В зависимости от сроков схватывания строительный гипс подразделяют на 3 группы (табл. 2.1.).

Таблица 2.1

Группы строительного гипса по срокам схватывания

Вид гипса	Начало схватывания	Конец схватывания
Быстротвердеющий(А)	Не ранее 2 мин	Не позднее 15 мин
Нормальнотвердеющий (Б)	Не ранее 6 мин	Не позднее 30 мин
Медленнотвердеющий ( В)	Не ранее 20 мин	Не нормируется

 

4. Определение марки гипса

Марку гипса определяют по величине предела прочности опытных образцов при сжатии и изгибе. Причем обозначается марка значением предела прочности образцов при сжатии, выраженной в МПа.

Для изготовления контрольных образцов-балочек размером 40х40х160 мм отвешивают 1,2 кг строительного гипса.

В сферической чаше готовят гипсовое тесто нормальной густоты, перемешивая массу в течение 1 мин. После чего гомогенной массой заполняют отсеки металлической формы. Форму встряхивают 4…5 раз и ударяют о поверхность стола для удаления вовлеченного воздуха.

Через 10…20 мин после конца схватывания образцы извлекаю тиз формы, маркируют и хранят в атмосферных условиях в течение 2 ч с момента затворения гипса водой.

Испытание образцов на изгиб и сжатие производят согласно методике, изложенной в работе № 5 «Прочность строительных материалов» методических указаний «Основные свойства строительных материалов».

Полученные данные сопоставляют с данными табл. 2.2 и определяют марку строительного гипса.

 

Таблица 2.2

Технические требования, предъявляемые к строительному гипсу

Марка гипса	Предел прочности в возрасте 2 ч, МПа, не менее		Марка гипса	Предел прочности в возрасте 2 ч, МПа, не менее
	при изгибе	при сжатии		при изгибе	при сжатии
Г-2	2	1,2	Г-10	10	4,5
Г-3	3	1,8	Г-13	13	5,5
Г-4	4	2	Г-16	16	6
Г-5	5	2,5	Г-19	19	6,5
Г-6	6	3	Г-22	22	7
Г-7	7	3,5	Г-25	25	8

 

Результаты испытаний строительного гипса представляют в виде таблицы 2.3.

 

Таблица 2.3

Результаты испытаний строительного гипса

Показатель	Установлено испытанием
Тонкость помола (остаток на сите, %, группа)
Нормальная густота, %
Сроки схватывания, мин.:
- начало
- конец
- группа
Марка

 

вывод

 

Контрольные вопросы

1. Что называется строительным гипсом?
2. Каковы достоинства и недостатки гипсовых вяжущих?
3. Как определяется нормальная густота гипсового теста?
4. Какие виды гипсовых вяжущих Вам известны?
5. Где применяются гипсовые вяжущие вещества?

 

 

 

Лабораторная работа № 3

 

Испытание строительной извести

 

Цель работы: определение содержания в извести активных СаО+МgО, скорости гашения извести, содержания в извести непогасившихся зерен и определение тонкости помола. Оценка качества выполненных работ и правильности полученного результата.

 

Теоретическая часть

Строительная воздушная известь – вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом не до спекания (900…1100ºС) карбонатных горных пород (известняков, мела, доломитов и т.п.), состоящих преимущественно из углекислого кальция СаСО3 и небольшого количества углекислого магния МgСО3, а также примесей кварца и глины, которые ухудшают качество строительной извести. Содержание глины в карбонатных породах не должно превышать 6 %. В результате обжига получают комовую негашеную известь, называемую «кипелкой», и состоящую в основном из оксида кальция СаО (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Получение, гашение и твердение воздушной извести.

 В зависимости от  содержания оксида магния МgО воздушную известь разделяют на кальциевую (содержание МgО≤ 5 %), магнезиальную (МgО - от 5  до 20 %) и доломитовую (МgО от  20 до 40 %).

Материалы: комовая известь-кипелка, соляная кислота, раствор фенолфталеина, вода.

Приборы и приспособления: весы технические, штатив с бюреткой, ступка фарфоровая или агатовая, сосуд Дьюара, баня песчаная, стеклянная пластинка, коническая колба, стакан, деревянная и стеклянная палочки.