Srub-stroi58.ru

Сруб Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тема: ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Тема: ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Цель: исследовать реологические и физико-механические характеристики портландцемента и изучить методики определения активности и марки портландцемента.

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

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее вещество в виде тонкомолотого порошка, полученного измельчением портландцементного клинкера с добавкой гипса в количестве 1,5.. 3,0% в пересчете на ангидрит серной кислоты. Изготавливают портландцемент без добавок и с активными минеральнымидобавками в количестве до 20% от массы цемента. Свойств и качество портландцемента зависят от качества портландцементного клинкера, его минералогического и химического составов, а корректирующие добавки лишь регулируют его свойства. Качество клинкера зависит от тщательности подготовки сырья, условий обжига, режима охлаждения. Химический состав клинкера характеризуется содержанием главных оксидов: кальция, кремния, алюминия и железа, которые в процессе обжига и спекания образуют клинкерные минералы кристаллической структуры, а некоторые из них входят в стекловидную фазу. Минералогический состав клинкера определяется содержанием искусственных минералов — алита, белита, трехкальциевого силиката и четырехкальциевого алюмоферрита.

При смешивании портландцемента с водой образуется пластичное, легкоформируемое клейкое тесто, постепенно густеющее и постепенно переходящее в камневидное состояние. Твердение цемента — это процесс, включающий ряд химических и физических явлений, результатом которых является синтезирование новообразований, которые, в свою очередь, образуют новые соотношения. При твердении портландцемента характерны реакции гидратации (присоединения), которые идут без распада его основного вещества или с его распадом — гидролизом. Из-за малой растворимости компонентов процесс твердения цемента протекает длительное время — в течение многих лет. Однако нарастание прочности камня со временем значительно замедляется. Поэтому, качество цемента принято оценивать по его пределу прочности при сжатии, набираемой им на 28 сутки твердения в нормальных условиях. Портландцемент получают тонким измельчением обожженной до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция.

К разновидностям портландцемента относятся шлаковые цементы, пуццолановые, пластифицированные, гидрофобные, белый, цветные и пр.

Физико-механические свойства портландцемента изучаются и определяются на образцах цементного камня, полученного в результате схватывания и твердения цемента, затворенного оптимальным количеством воды. Одним из основных факторов, от которого зависят свойства цементного камня, является водоцементное отношение — В/Ц. Из свойств цементного теста к важнейшим относятся нормальная густота и сроки схватывания цемента.

Нормальную густоту цементного теста определяют опытным путем при помощи прибора Вика (рис.6). 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.

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 консистенцию, при которой пестик прибора Вика не доходит на 5. 7 мм до пластинки с установленным кольцом, которое наполнено тостом. При других результатах измерений изменяют количество годы и вновь затворенное тесто испытывают на приборе Вика, добиваясь необходимого показания шкалы. Результаты испытаний заносят в таблицу.

№ опытаНазвание цементаНавеска цементаКоличество воды, млПоказание шкалы, ммНормальная густота, %Примечание

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

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 раньше чем через 45мин, а конец схватывания — не позднее 12 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 законец 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.10.

№ опытаНазвание материалаКоличество вяжущего, гНормальная густота, %Схватывание, мин
НачалоКонец

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. Активностью портландцемента называют предел прочности при сжатии половинок балочек, приготовленных из цементно-песчаной смеси в соотношении 1:3, хранящихся 1-е сутки во 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.

Читайте так же:
Выравнивание бетонной стены цементом

В чашу, протертую влажной тканью, 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. Далее смесь помещают в конус, расположенный на встряхивающем столике. 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 ч образцы 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 (рис.7), а затем при помощи пластинок передачи нагрузки и гидравлического пресса Р-10 прочности на сжатие. 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.11. При подсчете среднего арифметического значения шести результатов испытаний отбрасываются два наихудших.

№ образцаРазрушающая нагрузка, кгПлощадь поперечного сечения, см 2Предел прочности при изгибе, МПаПредел прочности при сжатии, МПаМарка цемента

Приготовление цементов различной цветовой гаммы заключается в смешивании портландцемента с минеральными добавками-красителями либо при совместном помоле с портландцементным клинкером в процессе производства цемента. Вкачестве красящих веществ применяются оксиды следующих металлов: железа, цинка, марганца, титана, хрома, никеля и др. (железистый и железный и сурик, окись хрома, кобальт, ультрамарин, сажа). Для получения цемента черного цвета применяют газовую сажу. Белый портландцемент изготавливают и применяют в готовом виде для производства которого используют чистые известняки, мел, белую глину. Содержание пылевидных, илистых и глинистых примесей в сырьевых материалах не должно прерывать 2%.

Количество красящих веществ для приготовления декоративных растворов колеблется в пределах 5. 10% от веса вяжущего вещества. Необходимая же гамма цвета подбирается опытным путем.

Для приготовления цветного цемента берут четыре навески портландцемента по 300г, тщательно перемешивают с тремя видами красителей, указанных преподавателем в определенных количествах. Затем смеси перемешиваются с кварцевым песком по 900г каждая. Смеси затворяются водой в количестве, необходимом для обеспечения нормальной консистенции (по результатам вышеприведенного опыта). После затворения цементно-песчаной смеси с водой и тщательного перемешивания раствор выливается в специальные формы. Таким образом заполняются все ячейки растворами различных оттенков и помещаются в камеру нормального твердения на сутки. Через 24 часа образцы извлекаются из форм и помещаются в году. Через 27 суток влажного хранения образцы вынимают из воды и высушивают при температуре 105°С до постоянного веса. После этого образцы охлаждаются, производят оценку цветового распределения на поверхности образцов, его равномерность распределения, образование высолов и т.п. Результаты осмотра заносят в таблицу.

№ ппОжидаемый цветКрасящий пигментКоличество красителя,Наличие высоловТональностьРаспределение цветового покрытия
в гв %
Серый
Красный
Коричневый
Черный
nИли…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: Что такое портландцемент, какое сырье используется для его производства? Какие минералы портландцементного клинкера Вам известны? Приведите их краткую характеристику. Какие разновидности портландцемента Вы знаете? Основные свойства портландцемента. В чем отличие белого и цветного портландцементов от обычного? Какие процессы происходят при твердении цементного теста? Что такое активность портландцемента и как она определяется? Какие пигменты и красители применяются для цветных цементов? Назначение и область применения портландцемента.

Свойства и применение портландцемента

1. Состав, свойства и применение портландцемента
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок. Гипс добавляют для регулирования скорости схватывания и некоторых других свойств. Количество вводимого гипсг регламентируется химическим составом портландцемента, в частности, предельным содержанием ангидрида серной кислоты S03 — не менее 1,5 и не более 3,5 %
В практике строительства портландцемент является основным вяжущим материалом для производства бетона, железобетона и строительных растворов, на нем также изготовляют асбестоцементные, теплоизоляционные и другие материалы.
Клинкер — полуфабрикат, получаемый в виде гранул прн обжиге тонкоизмельченной смесн известняка с глиной.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и других материалов (доменных шлаков, мергелей, нефелинового шлама), при этом обеспечивается преобладание в клинкере силикатов, алюминатов и алюмофер- ритов кальция.
Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м3. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м3.
Тонкость помола — один из факторов, определяющих скорость схватывания и прочность цементного камня. Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 008 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе — поверхностемере. Согласно ГОСТ 10178—76 (с изм.) через сито № 008 должно проходить не менее 85 % массы пробы. Удельная поверхность при этом .(поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500—3000 см /г.
Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальную густоту цементного теста измеряют (ГОСТ 310.3—76) погружением пестика, укрепленного на штанге прибора Вика. Она колеблется в пределах 21—28% и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента. Изучение про-цесса твердения цемента показало, что в зависимости от вида, сроков и условий твердения он присоединяет воды в размере 15—25 % по массе. Практически расходуемое количество воды значительно больше (40— 70 %), оно, в частности, зависит и от нормальной густоты цементного теста. Излишки воды из пор со временем испаряются, что ухудшает качество цементного камня, а следовательно, раствора и бетона.
Сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента определяют на тесте нормальной густоты. Сроки схватывания проверяют по прибору Вика (ГОСТ 310.3—76). По ГОСТ 10178—76 (с изм.) начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, а окончание не позднее 12 ч с момента затворения.
На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола, температура окружающей среды и другие факторы.
Для определения равномерности изменения объема стандартно изготовленные лепешки цементного теста подвергают через 1 сут после затворения кипячению в воде. Согласно ГОСТ 310.3—76, они не должны иметь искривлений, радиальных и волосяных трещин.
Причиной неравномерного изменения объема (расширения) цементного камня являются местные деформации— результат запоздалой, но весьма сильной по своему действию гидратации химически не связанного свободного оксида кальция в клинкере. Цементный камень расширяется также при избыточном содержании оксида магния и большом количестве гипса.
Равномерность изменения объема достигается при помощи тонкого помола сырьевой смеси, качественного обжига и быстрого охлаждения клинкера.
Прочность портландцемента — важная физико-меха-ническая характеристика, от которой в основном зависит прочность бетонов и растворов в различных условиях твердения.
Прочность (активность) и марку цемента согласно ГОСТ 310.4—81 определяют испытанием стандартных образцов-призм размером 4X4X16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 на нормальном песке при водоцементном отношении В/Ц>=0,4 и консистенции, характеризуемой расплывом стандартного конуса не менее 106—115 мм через 28 сут твердения. Первые сутки образцы твердеют в формах во влажном воздухе, а затем 27 сут в воде комнатной температуры. Образцы призмы первоначально испытывают на изгиб, затем получившиеся половинки призм — на сжатие.
Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок призм, испытанных в возрасте 28 сут стандартного твердения. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяют на марки 400, 500, 550 и 600. Портландцемент марки 400 рекомендуется для монолитных бетонных и железобетонных деталей, портландцемент марок 500, 550 и 600 — для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.
Портландцемент не следует применять для конструкций и сооружений, подвергающихся воздействию морской, минерализованной, а также пресной проточной или работающих под напором воды. В этих случаях используют специальные цементы (цементы с добавками, сульфатостойкие и др.)

Читайте так же:
Есть ли готовый цемент

ОГЛАВЛЕНИЕ: ТЕХНОЛОГИЯ ЦЕМЕНТА

Цемент

«Искитимцемент» расширяет линейку специальных цементов для дорожного строительства

АО «Искитимцемент» (управляющая компания – АО «ХК «Сибцем») освоило выпуск специального портландцемента для производства бетона дорожных и аэродромных покрытий, расширив тем самым ассортимент продукции до восьми видов. Новый портландцемент …

Готовые бетонные смеси

Бетонные смеси давно уже, если не хочется, не нужно готовить самостоятельно, тратя на это кучу времени и сил. Все можно купить. Они могут продаваться, как в магазинах, так и предлагаются …

Шнековый дозатор — фасовка муки, цемента и другой пыли

Производство и продажа дозаторов шнековых для фасовки смесей пылящих и трудно-сыпучих Цена — 24000грн(950дол.США) без дискрета(дозатор равномерный с регулируемыми оборотами шнека) или 35000грн с дискретом(дозатор порционный с системой точного дозирования) …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Портландцемент для чего используют

Если вы решили начать строить свой дом, один из наиболее важных вопросов это вопрос о цементе, который будет использоваться. В самом деле, распространенный тип цемента, является портландцемент. Основная причина этого глобального общего пользования является его состав. Состоящий из клинкера, строительного раствора, штукатурки и затирки, он выпускается в виде мелкого порошка путем измельчения клинкера портландцемента с сульфатом кальция. Истоки цемента можно проследить в первые годы 19 века. Портландцемент сегодня нашел свой путь как основной ингредиент для бетона. Это утверждение было проведено только после того, как успешно прошли испытания и признан тот факт, что, он создает сильную связь по сравнению с другими видами производства бетона. С увеличением количества производства, которое непрерывно связано с ним, портландцементу, особенно когда он входит в состав бетона, могут быть поставлены следующие задачи:

1. Наиболее важным применением портландцемента является производство бетона. Он играет ключевую роль в установлении и затвердевания бетона.
2. При смешивании с другими составами, портландцемент начинает служить двум целям. Один из них, предусматривает создание бетона, чтобы быть прочным в сухом состоянии. А второй – превращение жидкого состояния в прочный камень.
3. Он широко используется для подпорных стен и сборных железобетонных блоков в стенах и в качестве основного компонента для создания прочного фундамента из бетона.
4. При смешивании с водой, портландцемент буквально превращается в пластичный камень и, таким образом он может быть использован для целей и в местах, где Вы захотите, даже в труднодоступных.
5. Он может быть сформирован для получения жестких и огнеупорных материалов, которые могут, далее, использованы при проектировании зданий, цехов, резервуаров и других сооружений.
6. Любая структура железа или дерева подвергается коррозии либо по воздуху или по воде. Но в бетонной оболочке, сделанной с использованием цемента, они могут быть эффективно защищены.
7. Любая структура, которая предназначена для поддержки огромного количества веса и сделанная с применением цемента свою задачу выполнит. Этими структурами могут быть: от первых этажей многоэтажных зданий и до пролетов мостов и плотины.
8. Благодаря своей способности для предотвращения коррозии, он используется на судах, танков и бункеров.
9 Пожар может оставить любое здание или сооружение полностью сожженным, но с использованием портландцемента, это может быть предотвращено.
10. Он также отлично используется в строительных растворах, штукатурках, стяжках для полов, как материал, который может быть, втиснут в пробелы химических формул, чтобы консолидировать структуры, и скрепит их воедино.

Читайте так же:
Как выбрать цементный раствор

Использование цемента имеет колоссальное значение для бетонного производства. Благодаря известности, которая уже многое время привязана к нему, этот цемент, как говорят, уже сделали и оставили свой след.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок. Гипс добавляют для регулирования скорости схватывания и некоторых других свойств.

В практике строительства портландцемент является основным вяжущим материалом для производства бетона, железобетона и строительных растворов, на нем также изготовляют асбестоцементные, теплоизоляционные и другие материалы.

Клинкер — полуфабрикат, получаемый в виде гранул прн обжиге тонкоизмельченной смесн известняка с глиной.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и других материалов (доменных шлаков, мергелей, нефелинового шлама), при этом обеспечивается преобладание в клинкере силикатов, алюминатов и алюмофер- ритов кальция.

Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м3. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м3.

Тонкость помола — один из факторов, определяющих скорость схватывания и прочность цементного камня.

Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальную густоту цементного теста измеряют (ГОСТ 310.3—76) погружением пестика, укрепленного на штанге прибора Вика. Она колеблется в пределах 21—28% и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента определяют на тесте нормальной густоты. На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола, температура окружающей среды и другие факторы.

Прочность портландцемента — важная физико-меха-ническая характеристика, от которой в основном зависит прочность бетонов и растворов в различных условиях твердения.

Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок призм, испытанных в возрасте 28 сут стандартного твердения. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяют на марки 400, 500, 550 и 600. Портландцемент марки 400 рекомендуется для монолитных бетонных и железобетонных деталей, портландцемент марок 500, 550 и 600 — для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Портландцемент не следует применять для конструкций и сооружений, подвергающихся воздействию морской, минерализованной, а также пресной проточной или работающих под напором воды. В этих случаях используют специальные цементы (цементы с добавками, сульфатостойкие и др.)

30. Портландцемент. Состав. Свойства. Применение.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Его получают тонким измельчением обожженной до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинкером; от качества его зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость ее нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях.

Сырье, пригодное для получения портландцемента должно иметь 75-78% карбоната кальция и 22-25% глины. Такое природное сырье встречается крайне редко, поэтому заводы производящие цемент отлично работают на искусственных смесях из карбонатных пород и глины.

Получение портландцемента хорошего качества зависит от содержания главнейших оксидов в клинкере, процент которых должен быть в пределах: CaO – 60-68%. SiO2 – 19-25%, оксида алюминия 4-8%, оксида железа 2-6%.

Основные свойства портландцемента и методы их определения нормируются ГОСТами. К ним относятся: плотность и объемная масса, тонкость помола цементного порошка, способность схватываться и приобретать прочность в определенные сроки, равномерность изменения объема при схватывании и твердении, нормальная густота цементного теста.
Кроме того, портландцемент может характеризоваться такими свойствами, как выделение тепла при схватывании и твердении, изменение объема при твердении (усадка на воздухе, набухание в воде) и др.
Плотность портландцемента зависит от минералогического состава и колеблется в пределах 3,0-3,2 т/м 3 . Объемная масса его в рыхлом состянии 0,9-1,3 т/м 3 , в уплотненном – 1,5-2,0 т/м 3 .
Тонкость помола портландцемента существенно влияет на его свойства, она обуславливает суммарную поверхность зерен цемента в единице массы. Чем тоньше помол, тем полнее использован цемент в образовании цементного клея. Тонкость помола определяют просевом высушенной навески цемента 50 г через сито №008. В соответствии с требованиями необходимо, чтобы через сито №008 проходило не менее 85% от веса пробы; при этом важно, чтобы его гранулометрический состав был неоднородный, что улучшает условия твердения. Удельная поверхность для обычного портландцемента колеблется в пределах 2500-3000 см 2 /г, а для быстротвердеющих – 4000 см 2 /г, иногда – до 6000 см 2 /г.

Схватывание и твердение цемента
Скорость схватывания является существенной технологической характеристикой цемента. Скорость схватывания цемента зависит от минералогического состава, тонкости помола, количества воды для затворения, температуры и др.
Для портландцемента начало схватывания должно наступить не ранее 45 мин., а конец – не позднее 12 ч от начала затворения. Обычно же начало схватывания у портландцемента наступает через 2-3 ч, а конец – через 5-8 ч. Как быстрое, так и очень медленное схватывание затрудневает и усложняет организацию производства строительных работ. На сроки схватывания цементного теста большое влияние оказывает температура. Чем выше температура окружающего воздуха и материалов, тем быстрее наступает начало и конец схватывания, и наоборот.
Нормальная густота – условное количество воды, которое необходимо для достижения заданной пластичности. Обычно для портландцемента нормальная густота составляет 20-25%.
Нормальная густота цементного теста определяется при помощи прибора Вика.
Начало и конец схватывания теста нормальной густоты определяют на приборе Вика, но вместо пестика вставляют иглу с подвижным стержнем, которую опускают в тесто через каждые 5 мин до начала схватывания, а затем – через 15 мин до конца схватывания.
За начало схватывания принимают время в часах и минутах, прошедшие от времени затворения до момента, когда игла не дойдет до дна на 1-2 мм. За конец схватывания принимают время от начала, затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более, чем не 1 мм. Для определения начала « конца схватывания я нормальной густоты теста можно использовать автоматический прибор АПСС-6 для шести образцов одновременно.
Портландцемент, применяемый для бетонных покрытий автомобиль-ных дорог, должен иметь начало схватывания не ранее 2 ч с момента его затворения.
Равномерность изменения объема цемента при твердении является одним из главных его свойств. Основной причиной неравномерности изменения объема портландцемента является присутствие свободной, или несоединившейся извести или окиси магния выше известного предела.
Равномерность изменения объема определяется на четырех лепешках, изготовленных из теста нормальной густоты массой до 75 г каждая. Лепешки после 24 ч хранения их в шкафу с повышенной влажностью подвергают кипячению в воде в течение 4 ч. После охлаждения две лепешки подвергают дополнительному испытанию в автоклаве при давлении пара до 2 МПа в течение 3 ч. Цемент считается выдержавшим испытание, если на лицевой стороне всех четырех лепешек не обнаружится радиальных доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, которые видны невооруженным глазом, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешки.
Плотность цемента определяют в объемомере.

Читайте так же:
Как разводят цемент с отсевом

Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, до-рожлом строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портландцемент не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать цементы специальных видов (сульфатостойкие, цементы с добавками).

31. Технология получения портландцемента.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Портландцемент: состав, свойства, применение

Всего истории известно немало вяжущих веществ, которые использовались человеком ещё в глубокой древности. Ярким примером этому, могут служить известь и гипс, ведь они применялись для строительных нужд, ещё задолго до появления цемента. Впервые цемент был изготовлен в Англии, путем обжига природных мергелей.

В то время, данное вяжущее вещество называлось «Романцемент», и лишь по происшествии более чем полувека, в 1825 году был создан портландцемент, получивший свое название от одноименного английского городка Портленд.

Что такое портландцемент

Портландцемент — это вяжущее вещество, для изготовления которого применяется измельчённый клинкер, строительный гипс и специальные добавки. Клинкер для изготовления портландцемента представляет собой сырьевую массу, получаемую путем обжига глины, известняка, мергеля, доменного шлака, нефелинового шлама и других веществ.

Клинкер является основным компонентом портландцемента. От соотношения содержащихся в нём всех вышеуказанных компонентов, зависит прочность и стойкость цемента к различному роду воздействиям. Портландцемент может выпускаться как в чистом виде, без добавок, так и с различного рода минеральными включениями, которые в той или иной мере влияют на его эксплуатационные характеристики.

Свойства портландцемента

Основными свойствами портландцемента являются:

  1. Прочность;
  2. Плотность;
  3. Водопотребность и водоотделение;
  4. Морозостойкость;
  5. Фракция (тонкость помола);
  6. Сроки схватывания;
  7. Тепловыделение;
  8. Степень сцепления с металлопрокатом.

По степени механической прочности портландцемент подразделяется на четыре следующих марки: 400, 500, 550, 600. Марка портландцемента определяет предел прочности материала на изгиб и сжатие, и выражается в кгс/см 2 . Сроки схватывания портландцемента определяют способность материала затвердевать за определённый отрезок времени.

Нормальными сроками затвердевания портландцемента считается время не более 10 ч после его затворения водой, и не ранее чем 45 мин, за которые мастер должен успеть выработать строительную смесь. Скорость схватывания портландцемента всецело зависит от его минералогического состава, а также качества применяемого клинкера.

Применение портландцемента

Сегодня без использования портландцемента не обходится практически ни одно крупное строительство. Портландцемент широко применяется в качестве основного связующего вещества для приготовления самых разнообразных строительных смесей. Будь-то обычный цементный раствор или бетон, в их составе обязательно будет использован портландцемент.

Особого внимания заслуживает монолитное строительство, где без этого материала просто невозможно построить прочную и надежную капитальную постройку. Следует упомянуть и про стяжку пола с бетонной отмосткой вокруг дома, для заливки которой, также используется раствор с портландцементом.

Этот материал, благодаря своим отменным физико-механическим свойствам, прочно вошёл в нашу жизнь. Без цемента, порой невозможно решить ряд самых простейших ремонтных задач, не говоря уже о строительстве крупных промышленных объектов.

Определение сроков схватывания цементного теста

Приготовленное цементное тесто через определенное время начинает загустевать и схватываться. Это время для разных цементов различно. Если цементное тесто схватывается слишком быстро, это затрудняет технологический процесс, т.к. недостаточность времени схватывания не позволяет выполнить технологические операции (например, укладку бетонной смеси в форму). При чрезмерном увеличении времени схватывания снижается производительность труда на производстве. Поэтому сроки схватывания цементного теста в зависимости от его вязкопластических свойств и прочности условно разделяют на два периода, регламентированных ГОСТом. Эти периоды называются началом и концом схватывания. Условно принимается, что твердение происходит после конца схватывания цементного теста.

Читайте так же:
Марки цемента для железобетона

Определение сроков схватывания производят с помощью прибора Вика (рис 3.2). Пестик, применяемый для определения нормальной густоты цементного теста, заменяют на иглу длиной 50 мм и диаметром 1,1 мм. Масса перемещаемой части прибора должна быть 300±2 г. Для достижения этого на площадку верхней части стержня прибора устанавливают дополнительный груз.

Температура, при которой проводится опыт, должна быть 20±3°С. Порядок проведения испытания следующий.

Берут 400 г цемента и приготовляют тесто нормальной густоты. Тесто в один прием укладывают в кольцо прибора Вика. Стеклянную пластинку предварительно смазывают тонким слоем машинного масла.

Кольцо встряхивают 5. 6 раз, поверхность теста заглаживают ножом и устанавливают под иглой прибора. Освобождением винта иглу доводят до поверхности теста и закрепляют в таком положении. Быстро освобождают винт и иглу опускают в тесто. В целях предотвращения искривления иглы под воздействием ударов о стеклянную пластинку первое время при погружении иглы ее слегка придерживают рукой. После загустевания теста ее опускают свободно с интервалом 5 мин. Перед каждым погружением иглу вытирают влажной тряпкой и путем поворота кольца прибора меняют место погружения.

В табл. 4.2 приведены требования ГОСТа к срокам схватывания различных цементов.

Требования ГОСТа к срокам схватывания цемента

Время от начала затворения цемента водой до того момента, когда игла, погруженная в тесто, не будет доходить до стеклянной пластинки на 1. 2 мм, считается началом схватывания.

После начала схватывания иглу погружают в тесто через каждые 15 мин. Схватывание считается законченным тогда, когда игла входит в тесто не более чем на 1 мм. Время от начала затворения цемента водой до этого момента называется концом схватывания.

Результаты опытов заносят в таблицу, форма которой представлена ниже (форма табл. 4.3).

Форма таблицы 4.3

Результаты определения сроков схватывания
цементного теста

Время затворения цемента водой, ч, мин

Время наблюдения, мин

Глубина проникания иглы, мм

Сроки схватывания цементного теста, ч, мин

Определение марки цемента

Марка цемента это предел прочности при сжатии (кгс/см 2 ) половинок образцов-балочек размерами 4х4х16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора пластичной консистенции
(В/Ц ³ 0,40) состава 1:3, выдержанных в течение 28 сут в нормально-влажностных условиях.

Марка цемента зависит от минерального состава клинкера, тонкости его помола и водопотребности.

Для проведения лабораторных испытаний берут 500 г цемента и 1500 г кварцевого песка. Материалы засыпают в чашу со сферическим дном и перемешивают лопаточкой в течение 1 мин. В центре приготовленной смеси лопаточкой делают лунку, куда вливают воду из расчета В/Ц > 0,40. После впитывания воды смесь перемешивают в течение 1 мин и определяют ее консистенцию на встряхивающем столике (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Встряхивающий столик:

1 — кулачок; 2 — диск; 3 — шток; 4 — станина;
5 — форма-конус с центрирующим устройством; 6 –насадка

Конус встряхивающего столика до половины высоты заполняют раствором и уплотняют металлической штыковкой 15 раз. Далее конус прибора заполняют с некоторым избытком и штыкуют еще 10 раз. Затем снимают воронку с конуса, металлической линейкой срезают излишек раствора и поверхность его разравнивают. Металлический конус вертикально снимают, растворный конус встряхивают на столике 30 раз в течение 30 с. Диаметр расплыва конуса по нижнему основанию измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Если это значение находится в пределах 106. 115 мм, то приготовленный цементно-песчаный раствор имеет нормальную консистенцию. В противном случае опыт повторяют с уменьшенным или увеличенным количеством воды. Водоцементное отношение (В/Ц), соответствующее расплыву конуса 106. 115 мм, принимают за основу для проведения дальнейших опытов.

Из цементно-песчаного раствора нормальной консистенции изготовляют три образца-балочки размерами 4х4х16 см. В форму укладывают раствор высотой примерно 1 см, включают виброплощадку и в течение 2 мин все три гнезда формы равномерно заполняют раствором. Через 3 мин от начала вибрирования отключают виброплощадку, насадку снимают, излишек раствора срезают ножом или металлической линейкой и заглаживают поверхность мастерком. Форму помещают в ванну с гидравлическим затвором, где хранят в течение 24 ч при температуре 20±2°С. Затем образцы распалубливают и укладывают в воду с температурой 20±2°С так, чтобы слой воды над ними был не менее 2 см. Воду в ванне меняют через 14 сут, образцы в возрасте 28 сут с момента изготовления вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин испытывают на изгиб. Перед испытанием их насухо вытирают. Для определения предела прочности на изгиб используют прибор МИИ-100. Образец устанавливают на опорах так, чтобы верхняя (при изготовлении) поверхность находилась во время испытания в вертикальном положении. В момент разрушения образца счетчик прибора показывает значение предела прочности при изгибе (Rизг). На основании трех результатов испытания вычисляют среднее арифметическое значение Rизг.

Полученные после испытания шесть половинок-балочек подвергают испытанию на сжатие на гидравлическом прессе. Чтобы зафиксировать площадь поперечного сечения, данные половинки помещают между двумя стандартными металлическими пластинами. При этом верхняя при изготовлении поверхность образца должна находиться в вертикальном положении.

Предел прочности при сжатии образцов вычисляют по
формуле

где Rсж – активность цемента, МПа (кгс/см 2 ); Р – разрушающая сила, Н (кгс); Sпл – площадь металлической пластины 2500 мм 2
(25 см 2 ).

На основании полученных шести показателей прочности находят среднеарифметическое Rсж. По значениям Rизг и Rсж назначают марку цемента согласно ГОСТ 10178-85 (табл. 4.4). Для ориентировочного расчета прочности цемента в возрасте 28 сут можно использовать результаты испытаний образцов-балочек более раннего срока твердения и приближенную эмпирическую формулу

где R28 – прочность цемента в возрасте 28 сут, МПа; Rn – то же в возрасте n сут, МПа; n – число суток твердения цемента (n ³ 7).

Назначение марки портландцемента в зависимости
от значений прочностных характеристик

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector