авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«.. к но.Е. Минюк Д.. а ня С И ЕЛЬ Е МА Е ИАЛ ЕДЕ ИЕ. ЛА А ...»

-- [ Страница 3 ] --

Гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса при низких температурх (110 – 180 °С). При этом происходит частичная дегидратация сырья:

CaSO4 · 2H2O СаSO4 · 0,5Н2О + 1,5H2O.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие состоят в основном из полуводного гипса СаSO4·0,5Н2О и характеризуются быстрым твердением. К низкообжиговым вяжущим относятся: строительный гипс, формовочный гипс, высокопрочный (технический гипс).

Ангидритовые вяжущие получают обжигом сырья при высоких температурах (600 – 950 °С).

Они преимущественно состоят из безводного гипса (ангидрита) СаSО4, который отличается медленным твердением. К высокообжиговым относят: ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрих-гипс).

Строительный гипс – воздушное вяжущее, получаемое низкотемпературным обжи гом гипсового камня в варочных котлах или печах. В условиях тепловой обработки кристаллизационная вода выделяется из двуводного гипса в основном в виде пара, что приводит к образованию мелких кристаллов -модификации СаSO4 · 0,5Н2О.

Строительный гипс содержит небольшое количество ангидрита и частицы нераз ложившегося природного гипса. Такой гипс имеет повышенную водопотребность, низкую водостойкость, не очень высокую прочность, склонен к ползучести под нагрузкой.

Процесс твердения гипсового вяжущего протекает по реакции СаSO4 · 0,5Н2О + 1,5H2O СаSO4 · 2Н2О, в результате которой образуется двуводный гипс, аналогичный исходному материалу.

Особенностью гипса является его способность расширяться при твердении. Это позволяет применять гипс, в отличие от других вяжущих, без заполнителей.

Качество гипсовых вяжущих a- и -модификаций контролируют согласно ГОСТ 125 по следующим показателям: тонкости помола, водопотребности, срокам схватывания, пределу прочности при изгибе и сжатии.

1. Определение нормальной густоты (стандартной консистенции) гипсового теста Нормальная густота (стандартная консистенция) гипсового теста (смеси) характеризует водопотребность гипса, т.е. выражает процентное содержание воды по отношению к гипсу, необходимое для получения смеси определенной пластичности.

Нормальная густота составляет 50…70 %. Для химической реакции необходимо около 19 % воды от массы гипсового вяжущего, остальная вода требуется для получения пластичного теста.

В процессе твердения избыточная вода испаряется, и затвердевший материал отли чается повышенной пористостью, низкими теплопроводностью, звукопоглощением, но имеет не очень высокую прочность.

В целях снижения водопотребности и повышения прочности в гипсовую смесь вводят пластифицирующие добавки.

•  • Лабораторная работа № Нормальную густоту гипсового теста оценивают диаметром расплыва смеси, выте кающего из цилиндра Суттарда при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен 180±5 мм. На тесте нормальной густоты определяют сроки схватывания и прочность гипса.

Материалы и оборудование: навеска гипсового вяжущего, весы технические, вода, мерный цилиндр, чаша для затворения, ручная мешалка, линейка, полый латунный цилиндр (вискозиметр Суттарда), стекло, бумага, секундомер.

Выполнение работы. Определение производят на приборе, состоящем из латун ного полого цилиндра высотой 100 мм, внутренним диаметром 50 мм. На стекле или на специальной бумаге диаметром более 240 мм, которая будет находиться под стеклом, наносят концентрические окружности через каждый сантиметр (рис. 1). Перед испытанием внутреннюю поверхность цилиндра и стекло протирают влажной тканью.

Рис. 1. Определение нормальной густоты гипсового теста На технических весах взвешивают 300 г гипса с точностью до 1 г и цилиндром отмеряют воду (50…70 % от массы гипса). Воду выливают в чистую чашу для затворения, затем в неё всыпают в течение 2…5 с отмеренный гипс.

Массу перемешивают ручной мешалкой, имеющей не менее 3 петель, в течение 30 с, начиная отсчёт времени от начала засыпания гипса в воду. После окончания перемешива ния цилиндр, установленный в центре стекла, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой.

Через 45 с, считая от начала засыпания гипса в воду, или через 15 с после окончания перемешивания, цилиндр очень быстро поднимают вертикально вверх на высоту 15…20 мм и отводят в сторону.

Диаметр расплыва измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое значение. Если диаметр расплыва не соответствует 180 ± 5 мм, испытание проводят с измененной массой воды.

Результаты испытаний заносят в табл. 1.

Таблица Определение нормальной густоты гипсового теста Данные испытаний Показатель 1 2 3 Масса взятого для испытания гипса, г Количество воды от массы гипса, % Количество воды, г (мл) Диаметр растекшейся лепешки, мм Нормальная густота гипсового теста, % •  • Исследование свойств гипсового вяжущего 2. Определение сроков схватывания гипсового теста Сроки схватывания характеризуются периодами времени, в течение которых гипсо вое тесто утрачивает пластичность (начало схватывания) и превращается в камневидное тело (конец схватывания).

Сроки схватывания зависят от состава вяжущего, количества и температуры воды за творения. Для регулирования сроков схватывания в производственных условиях применяют добавки.

В качестве замедлителей схватывания используют кератиновый замедлитель, из вестково-костный клей, ЛСТ и др. Они или понижают растворимость полуводного гипса, или, обволакивая его частички, затрудняют доступ воды к ним. Для ускорения сроков схватывания используют молотый гипсовый камень, поваренную соль и другие добавки, которые повышают растворимость полуводного гипса.

По срокам схватывания гипсовые вяжущие разделяют на 3 вида (табл. 2).

Таблица Сроки схватывания гипсовых вяжущих Сроки схватывания, мин Индекс сроков Вид вяжущего твердения начало, не менее конец, не менее Быстротвердеющий А 2 Нормальнотвердеющий Б 6 Медленнотвердеющий В 20 не нормируется Сроки схватывания определяют с использованием гипсового теста нормальной густоты.

Материалы и оборудование: проба гипсового вяжущего, вода, мерный цилиндр, чаша для затворения, ручная мешалка, прибор Вика с иглой, технические весы, минеральное масло, часы, нож.

Выполнение работы. Для определения сроков схватывания используют прибор Вика (рис. 2), на нижней части подвижного стержня которого закреплена стальная игла диаметром 1,1±0,02 мм. Масса стержня с иглой составляет 300±2 г.

Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, чистоту иглы, а также нулевое положение подвижной части. Кольцо и пластинку пред варительно смазывают минеральным маслом. Затем готовят гипсовое тесто нормальной густоты: для этого берут 200…300 г гипса и соответствующее количество воды (см. п. 1). Гипс всыпают в воду и перемешивают в течение 1 минуты. Затем готовое тесто укладывают в коль цо прибора. Для удаления попавшего в форму воздуха, кольцо с пластинкой осторожно встряхивают 4…5 раз, приподнимая сторону пластинки приблизительно на 10 мм.

Рис. 2. Прибор Вика •  • Лабораторная работа № После этого избыток теста срезают, заглаживают, и кольцо помещают под иглу прибора Вика. Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение, при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста, а затем иглу свободно опускают в кольцо с тестом.

Погружение производят через каждые 30 с. После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении попала в другое место поверхности теста.

За начало схватывания принимают время (в минутах) от момента добавления гипса к воде до момента, когда свободно опущенная игла прибора Вика после погружения в тесто первый раз не доходит до поверхности пластины.

За конец схватывания принимают время (в минутах) от момента добавления гипса к воде до момента, когда свободно опущенная игла прибора Вика погружается на глубину не более, чем на 1 мм.

Результаты испытания записывают в табл. 3.

Таблица Определение сроков схватывания гипсового теста Время Номер Отсчёт по прибору опыта Вика час мин начало затворения гипса водой когда игла первый раз не дошла до пластины когда игла погрузилась в гипсовое тесто на глубину не более 1мм Начало схватывания, мин _ Конец схватывания, мин _ Вид гипса по срокам схватывания _ 3. Определение тонкости помола гипса Тонкость помола определяется результатом просеивания через сита с отверстиями определенного размера.

С повышением тонкости помола возрастает удельная поверхность зерен, а следо вательно, и реакционная способность, т.е. качество вяжущего улучшается. По тонкости помола гипсовые вяжущие разделяют на 3 группы (табл. 4).

Таблица Тонкость помола гипсовых вяжущих Максимальный остаток на сите Вид вяжущего Индекс степени помола с размером ячеек в свету 0.2 мм, не более, % Грубого помола I Среднего помола II Тонкого помола III Материалы и оборудование: проба гипса, весы, часы, сито № 02.

Выполнение работы: Тонкость помола гипса характеризуется остатком на сите № 02 в процентах.

Сущность метода заключается в определении массы гипса, оставшегося при просеивании на сите с размером ячеек в свету 0.2 мм.

Для испытания отвешивают 50 г гипса с погрешностью не более 0.1 г, предварительно высушенного до постоянной массы в течение 1 часа при температуре 50±5 °С. Высыпают • 0 • Исследование свойств гипсового вяжущего навеску на сито № 02 и производят просеивание вручную или механической установкой в течение 10…15 мин.

Просеивание считают законченным, если сквозь сито на отдельный листок бумаги в течение 1 минуты при ручном просеивании проходит не более 0.05 г гипса. Тонкость помола определяют в процентах по формуле:

m ст O Ост = 100, (14.1) m m1 – масса гипса, оставшегося на сите после просеивания, г;

где m – первоначальная масса гипса, г.

За величину степени помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний. Полученные данные записывают в табл. 5.

Таблица Определение тонкости помола гипса Номер испытаний Показатель 1 Первоначальная масса гипса m, г Масса гипса, оставшегося на сите после просеивания m1, г Остаток на сите № 02 Ост, % Тонкость помола, % Вид гипса по степени помола . Определение марки гипсовых вяжущих Для гипсовых вяжущих стандартом установлены 12 марок (табл. 6), которые назначаются по наименьшему пределу прочности при сжатии и при изгибе.

Таблица Прочность гипсовых вяжущих Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 часов, не менее Марка вяжущего при сжатии при изгибе МПа МПа 1 2 Г-2 2 1, Г-3 3 1, Г-4 4 2, Г-5 5 2, Г-6 6 3, Г-7 7 3, Г-10 10 4, Г-13 13 5, Г-16 16 6,6, Г-19 19 6, Г-22 22 7, Г-25 25 8, • 1 • Лабораторная работа № Материалы и оборудование: пробы гипса, вода, мерный цилиндр, чаша для затворе ния, ручная мешалка, технические весы, секундомер, формы балочек размером 40x40x мм, минеральное масло, нож, стальные пластинки для передачи нагрузки площадью 25 см2, испытательная машина МИИ-100, гидравлический пресс мощностью 5 (10) т.

Выполнение работы. Для изготовления образцов берут 1000 г гипса и в течение 5…20 с засыпают в чашку с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста нормальной густоты, и затем интенсивно перемешивают в течение 60 с. Внутреннюю поверхность предварительно подготовленной формы слегка смазывают минеральным маслом. Отсеки формы наполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом рав номерно передвигают над формой. Для удаления вовлеченного воздуха, после заливки форму встряхивают за торцевую сторону на высоту 8…10 мм пять раз. Излишки гипсового теста снимают. Через 15±5 мин после конца схватывания образцы извлекают из формы и хранят в помещении для испытаний.

Определение прочности образцов, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты, проводят через 2 часа после затворения гипса водой.

Испытание прочности на изгиб производят на приборе МИИ-100 трех образцов балочек. Образец устанавливают на опоры прибора (рис. 3) таким образом, чтобы те его грани, которые были горизонтальными, находились в вертикальном положении. На шкале прибора фиксируют значение предела прочности на изгиб в кгс/см2.

Результаты испытаний записывают в табл. 7.

Таблица Результаты испытания образцов на изгиб Номер образца Показатель 1 2 Предел прочности при изгибе Rизг, МПа Средний предел прочности при изгибе Rизг, МПа Определение прочности при сжатии производят на шести половинках балочек, полученных при определении прочности при изгибе. Половинки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани находились на плоскостях пластин, а упоры плотно прилегали к торцевой, гладкой стенке образца (рис. 3). Образец вместе с пластинками устанавливают в центре нижней плиты пресса. Скорость нарастания нагрузки должна составлять 2±0.5 МПа/с. В момент разрушения по манометру снимают отсчёт.

Рис. 3. Определение предела прочности образцов гипса на изгиб и на сжатие • 2 • Исследование свойств гипсового вяжущего Расчёт предела прочности при сжатии производят по формуле:

F Rс =, (14.2) ж A где F – разрушающая нагрузка, Н;

А – площадь пластинки, 25 · 10-4 м2.

Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметическое четырёх наи лучших результатов испытаний.

Таблица Результаты испытания образцов на сжатие Номер образца Показатель 1 2 3 4 5 F, Н Разрушающая нагрузка Площадь сжатия (пластинки) А, м Предел прочности при сжатии Rсж, МПа Среднее значение предела прочности при сжатии Rсж, МПа После выполнения всей серии опытов, предусмотренных ГОСТ 125-79, определяют марку, вид гипсового вяжущего и область его применения (табл. 9).

Таблица Применение гипсовых вяжущих Области применения гипсовых вяжущих Рекомендуемые марки и виды Изготовление гипсовых строительных изделий всех Г-2 Г-7, всех видов твердения и степеней помола видов Изготовление тонкостенных строительных материалов Г-2 Г-7, тонкого и среднего помола, быстрого и и декоративных деталей нормального твердения Производство штукатурных работ, заделка швов и Г-2 Г-25, нормального и медленного твердения, специальные цели среднего и тонкого помола Изготовление форм и моделей в фарфорофаянсовой, Г-5 Г-25, тонкого помола с нормальными сроками керамической, машиностроительной и других отраслях схватывания промышленности, а также в медицине Марка гипсового вяжущего по прочности Применение гипса Нормативные документы 1. СТБ 4.204-95. Материалы вяжущие. Номенклатура показателей.

2. ГОСТ 125-79. Вяжущие гипсовые.

3. СТБ 1032-96. Плиты звукопоглощающие гипсовые литые. Технические условия.

4. СТБ 1229-2000. Фосфогипс нейтрализованный окускованный. Технические условия.

5. СТБ 1230-2000. Плиты гипсовые декоративные. Технические условия.

6. ГОСТ 6266-97. Листы гипсокартонные. Технические условия.

Контрольные вопросы 1. Основные виды гипсовых вяжущих.

2. Из чего и как производят гипсовые вяжущие a- и -модификаций?

3. Что такое «гипсовое тесто нормальной густоты»?

4. Как определяют тонкость помола и сроки схватывания гипсового вяжущего?

5. Как определяют марку гипсового вяжущего?

6. Области рационального применения гипсовых вяжущих и изделий.

•  • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА Цель работы: исследовать основные свойства портландцемента.

В современном строительстве основным минеральным вяжущим веществом является портландцемент.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое совместным помолом клин кера и гипса.

Клинкер портландцемента (гранулы размером 10…60 мм) получают путём обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка или мела с глиной, или их природных смесей – мергелей, в соотношении примерно 3:1. Гипс вводят в состав портландцемента на этапе измельчения клинкера для регулирования сроков схватывания.

Качество клинкера зависит от его химического и минерального состава. Химический состав характеризуется содержанием различных оксидов, основными из которых яв ляются СаО, SiO2, Al2O3, Fe2O3. Эти оксиды взаимодействуют в процессе обжига, образуя клинкерные минералы. Минералогический (минеральный) состав клинкера характеризуется количественным соотношением основных клинкерных минералов.

Алит – важнейший минерал клинкера, состоящий в основном из трехкальциевого силиката 3СаО · SiO2(C3S), определяет быстроту твердения, прочность и др.

Белит – второй по значению клинкерный минерал, состоит из -модификации двух кальциевого силиката 2СаО · SiO2 (C2S);

отличается медленным твердением, но при длитель ном твердении обеспечивает высокую прочность. Цементы, содержащие повышенное количество C2S, более стойкие к действию природных вод и морозостойки.

Трехкальциевый алюминат 3СаО · Аl2O3 (C3A) отличается очень быстрым схватыванием и твердением, но даёт низкие прочность, морозостойкость, коррозионную стойкость, дол говечность.

Четырёхкальциевый алюмоферрит 4СаО · Аl2O3 · Fe2O3 (C4AF) – по быстроте твер дения занимает промежуточное положение между алитом и белитом, прочность его незначительна.

Регулируя содержание основных минералов, тонкость помола, а также применяя минеральные и органические добавки, можно регулировать свойства портландцемента и получать его разновидности с заданными специальными свойствами (пуццолановый, шлакопортландцемент, быстротвердеющий, сульфатостойкий и др. цементы).

Качество цемента оценивают по комплексу таких показателей, как тонкость помола, насыпная плотность, нормальная густота, сроки схватывания, равномерность изменения объёма цементного камня, активность. При соответствии всех показателей требованиям ТНПА цементу присваивают марку.

1. Определение нормальной густоты цементного теста Нормальная густота цементного теста выражает процентное содержание воды по отно шению к цементу, необходимое для придания тесту определенной степени пластичности.

Водопотребность цемента зависит от тонкости помола, минералогического состава и др. Для полной гидратации минералов портландцемента необходимо около 22 % воды от массы цемента. Нормальная густота цементного теста находится в пределах 22…28 %.

Уменьшение водопотребности цемента улучшает его качество.

Материалы и оборудование: проба цемента, вода, прибор Вика, чаша для затворения, стандартная лопатка, мерный цилиндр, технические весы, секундомер.

Выполнение работы: Нормальную густоту цементного теста определяют с помощью прибора Вика (рис. 1), на нижней части подвижного стержня которого закреплена стальная игла диаметром 1,1±0,02 мм. Масса стержня с иглой составляет 300±2 г. Для определения •  • Исследование основных свойств портландцемента нормальной густоты цементного теста иглу прибора заменяют пестиком. Масса подвижного стержня с пестиком должна составлять 300±2 г. Диаметр пестика 10 мм.

Рис. 1. Прибор Вика Взвешивают 400 г цемента (просеянного через сито № 09) с точностью до 1 г и высыпают его для затворения в сферическую металлическую чашу, предварительно протёртую влаж ной тканью. В цементе делают углубление, в которое вливают воду в количестве 23…28 % от массы цемента. Через 30 с массу осторожно перемешивают, а затем энергично растирают лопаткой в течение 5 мин с момента затворения водой. Перед испытанием проверяют, свободно ли двигается стержень с пестиком, нулевое положение подвижной части.

После перемешивания цементное тесто в один приём укладывают в коническое кольцо прибора Вика, постукиванием (5…6 раз) уплотняют его и срезают излишки ножом. Кольцо устанавливают в прибор, приводя пестик в соприкосновение с поверхностью теста. Через 30 с фиксируют по шкале прибора глубину погружения пестика. Густота теста считается нормальной, если пестик не доходит до дна 5 – 7 мм. Если пестик остановится выше отметки 5 – 7 мм, то опыт повторяют с большим количеством воды, если ниже – то с меньшим.

Нормальную густоту теста выражают количеством воды в процентах от массы цемента и определяют с точностью до 0,25 %.

Полученные данные записывают в табл.1 и используют затем при определении сроков схватывания и равномерности изменения объёма.

Таблица Результаты определения нормальной густоты цементного теста Номер Количество воды Масса цемента, г Глубина погружения пестика, мм опыта мл % Нормальная густота, % _ 2. Определение тонкости помола цемента При производстве портландцемента клинкер измельчают до частиц размером 10… мкм. От тонкости помола зависит прочность, сроки схватывания и интенсивность твердения.

Тонкий помол цементов улучшает их качество, однако слишком тонкий помол может при вести к отрицательным воздействиям (возрастает водопотребность и усадка, снижается прочность). Для качественных цементов остаток на сите № 008 должен быть не более15 %.

Материалы и оборудование: проба цемента, технические весы, сито № 008 с донышком и крышкой, лист белой бумаги.

•  • Лабораторная работа № Выполнение работы. Тонкость помола определяется ситовым анализом. Для этого отвешивают 50 г цемента, предварительно высушенного до постоянной массы в течение часа в сушильном шкафу при температуре 110±5 °С, и высыпают его на сито № 008. Закрыв сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания. При отсутствии прибора просеивание выполняют вручную. Испытание производят в течение 5-10 мин. Про сеивание считается законченным, если при контрольном просеивании на лист белой бумаги в течение 1 мин сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента.

Тонкость помола вычисляют с точностью до 0,1% как остаток на сите № 008 по формуле:

m T.П. = 1 100, (15.1) m где m1 – масса цемента, оставшегося на сите после просеивания, г;

m – первоначальная масса цемента, г.

Результаты испытаний записывают в табл. 2.

Таблица Результаты определения тонкости помола Показатель Результат Первоначальная масса цемента m, г Масса цемента, оставшегося на сите № 008 после просеивания m1, г Тонкость помола Т.П., % Заключение о качестве цемента . Определение сроков схватывания цементного теста Сроки схватывания отражают процесс гидратации цемента и начальный период формирования структуры. Скорость схватывания цемента зависит от минерального состава, тонкости помола, количества воды затворения, температуры. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания – не позднее 10 часов. В производственных условиях, при необходимости сокращения сроков схватывания цемен тов вводятся добавки-ускорители схватывания (СаСl2, Na2SO4) или добавки-замедлители (СДБ, мылонафт, NaCl ), замедляющие реакции гидратации цемента.

Материалы и оборудование: проба цемента, вода, прибор Вика с иглой, чаша для затворения, стандартная лопатка, мерный цилиндр, секундомер, технические весы, машинное масло, часы.

Выполнение работы. Проверяют соответствие массы подвижного стержня прибора Вика с иглой 300 г. Устанавливают прибор на нулевое показание. Смазывают машинным маслом кольцо и пластину прибора Вика. Приготавливают цементное тесто нормальной густоты в соответствии с п. 1. Время начала затворения (момент приливания воды к цементу) записывают. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. В начале испытания, пока тесто находится в пластическом состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка её задерживать при погружении в тесто.

Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала зат ворения до момента, когда игла не дойдёт до пластинки на 1-2 мм.

Концом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения до момента, когда игла погружается в тесто на более чем на 1-2 мм.

•  • Исследование основных свойств портландцемента . Определение равномерности изменения объёма цемента Содержание свободных СаО и МgО в цементе не должно превышать соответственно и 5 %.

Если в составе цемента содержатся свободные оксиды кальция и магния сверх нормы, то такие цементы неравномерно изменяют объём при твердении, так как при взаимодейст вии с водой происходит образование гидратов Са(ОН)2 и Мg(ОН)2, сопровождающееся увеличением объёма, что вызывает коробление или растрескивание изделий.

Материалы и оборудование: проба цемента, вода, машинное масло, чаша для за творения, стандартная лопатка, мерный цилиндр, ванна с гидравлическим затвором, про парочный бачок, нагревательный прибор, термометр, стеклянные пластинки, нож, линейка, часы.

Выполнение работы. Из цементного теста нормальной густоты (приготовленного в соответствии с п. 1) отвешивают четыре навески по 75 г. Из каждой навески теста вручную изготавливают шарик. Затем помещают шарики на стеклянную пластинку, протёртую машинным маслом, и встряхивают на стекле до момента расплыва шариков в лепешки диаметром 7-8 см и толщиной в середине 1 см каждая. Ножом, смоченным в воде, сглажива ют лепешки от краев к центру так, чтобы они имели закругленную гладкую поверхность и острые края. Приготовленные лепешки хранят в ванне с гидравлическим затвором в течение 24±2 часа с момента их изготовления при температуре 20±5 °С.

Затем лепешки снимают с пластинки, вынимают из ванны и помещают на решетчатую полку пропарочного бачка. Уровень воды в бачке должен быть выше на 4-6 см верха лепе шек. Воду в бачке доводят до кипения на нагревательном приборе и кипятят в течение часов.

После этого лепешки охлаждают в бачке, достают их из воды и сразу же осматривают.

Цемент выдержал испытание и соответствует ГОСТ 10178-85 на равномерность изменения объёма, если на лицевой стороне испытанных лепешек не будет радиальных, доходящих до краев, трещин или сетки мелких трещин, видимых невооружённым глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения в объёме (рис 2).

Рис. 2. Неравномерность изменения объема цемента.

Результаты испытаний записывают в табл. 3.

Таблица Результаты испытания на равномерность изменения объёма Вид образцов-лепешек Показатель Результат Масса цемента, г Содержание воды от массы цемента, % Наличие дефектов на образцах – лепешках •  • Лабораторная работа № . Определение марки цемента Для оценки прочности цемента используют стандартную характеристику – марку. При определении марки учитывают предел прочности при сжатии и при изгибе. Действитель ный предел прочности при сжатии цементных образцов, испытанных в возрасте 28 сут, называют активностью цемента.

Согласно ГОСТ 10178 марка цемента определяется пределом прочности при изгибе образцов-балочек 40x40x160 мм и сжатии их половинок из раствора состава 1:3 по массе с нормальным песком, изготовленных и твердевших в соответствии с нормативными тре бованиями и испытанных через 28 сут с момента изготовления. Образцы балочек и их половинки должны иметь предел прочности при изгибе и сжатии не ниже величин, указан ных в табл. 4.

Таблица Марки портландцемента Предел прочности при сжатии в Предел прочности при изгибе в возрасте 28 сут, МПа возрасте 28 сут, МПа Марка портландцемента 400 40 5, 500 50 6, 550 55 6, 600 60 6, Материалы и оборудование: проба цемента, вода, технические весы, песок, чаша для затворения, стандартная лопатка, мерный цилиндр, встряхивающий столик, форма для изготовления образцов-балочек, виброплощадка, ванна с гидравлическим затвором, машинное масло, испытательная машина МИИ-100, стальные пластинки для передачи нагрузки, гидравлический пресс.

Выполнение работы. Взвешивают 1500 г песка и 500 г цемента, высыпают их в увлажненную сферическую чашу и перемешивают лопаткой в течение 1 минуты. В центре сухой смеси делают лунку и вливают в неё 200 г воды, что соответствует В/Ц=0.4, когда вода впитается, смесь снова перемешивают в течение 1 мин, переносят её в механическую мешалку, перемешивают в течение 2.5 мин (20 оборотов чаши мешалки).

После этого определяют консистенцию раствора. Для этого растворную смесь в два приёма слоями равной толщины укладывают в установленную на встряхивающем столике форму-конус. И стеклянный диск, и форму-конус предварительно протирают влажной тканью. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой, нижний слой штыкуют 15 раз, а верхний – 10 раз. Излишки раствора срезают ножом и форму-конус осторожно снимают вверх. Вращая ручку маховика, встряхивают столик 30 раз в течение 30 с. При этом конус из цементного раствора расплывается по площадке столика. Линейкой измеряют расплыв конуса по нижнему основанию в двух перпендикулярных направлениях. Если диаметр расплыва конуса окажется меньше 106 или больше 115 мм, то приготавливают новый раствор с большим или меньшим количеством воды, чтобы получить расплыв конуса в пределах 106 115 мм. Водопотребность растворной смеси выражается в виде водоцементного отноше ния (В/Ц).

После этого изготавливают три образца-балочки в трехсекционной форме, уста новленной и закрепленной на лабораторной виброплощадке, которая создаёт вертикаль ные колебания с амплитудой 0,35 мм и частотой 2800 – 3000 колебаний в 1 мин. Все три секции формы наполняют раствором примерно на 1 см по высоте и включают виброплощадку. После •  • Исследование основных свойств портландцемента 2 мин вибрирования все секции формы равномерно небольшими порциями полностью заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку выключают, снимают с неё форму, срезают излишки раствора ножом, образцы маркируют и форму с образцами помещают в ванну с гидравлическим затвором на 24±2 часа (t = 20±2 °С, W = 90 %).

После суточного хранения образцы осторожно извлекают из форм и в горизонтальном положении помещают на 27 суток в ванну с водой так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Слой воды над образцами должен быть не менее 2 см. Через 14 сут воду меняют.

Температуру воды поддерживают все 27 суток в пределах 20±2 °С. После 28 суток хранения образцы извлекают из воды, насухо вытирают и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию на изгиб и сжатие.

Предел прочности образцов – балочек при изгибе определяют на приборе МИИ- и вычисляют как среднее арифметическое двух наибольших результатов испытаний трех образцов.

Полученные после испытаний на изгиб шесть половинок балочек сразу же испытывают на сжатие на гидравлическом прессе. Для передачи нагрузки каждую половинку балочки устанавливают в специальные пластины размерами 40x62,5 мм (площадь 25 см2). Пластины накладывают на плоскости балочек, которые при изготовлении были вертикальными.

Скорость нагрузки при испытании должна составлять 2±0,5 МПа.

Предел прочности при сжатии:

F Rс =, (15.2) ж A где F – разрушающая нагрузка, Н;

А – площадь пластинки, м2.

Средний предел прочности определяют, как среднее арифметическое четырёх наи больших результатов испытаний шести половинок балочек с точностью до 0,1 МПа.

На основании выполненных определений делается заключение о марке цемента и соответствии полученных свойств цемента требованиям ГОСТ 10187-85. В заключении также указывается область рационального применения цемента. Результаты записывают в форме таблиц.

Таблица Результаты испытания образцов на изгиб Номер образца Показатель 1 2 Rизг, МПа Предел прочности при изгибе Средний предел прочности при изгибе Rизг, МПа Таблица Результаты испытания образцов на сжатие Номер образца Показатель 1 2 3 4 5 F, Н Разрушающая нагрузка Площадь сжатия (пластинки) А, м Предел прочности при сжатии Rсж, МПа Среднее значение предела прочности при сжатии из четырёх значений Rсж, МПа Марка цемента _ •  • Лабораторная работа № Нормативные документы 1. СТБ 4.204-95. Материалы вяжущие. Номенклатура показателей.

2. СТБ 4.204-95. Цементы. Показатели качества.

3. СТБ ЕN 197-1(2). Цемент. Состав спецификации и критерии соответствия.

4. ГОСТ 30515-97. Цементы. Общие технические условия.

5. СТБ 942-93. Портландцемент безусадочный.

6. ГОСТ 25328-82. Цемент для строительных растворов. Технические условия.

7. ГОСТ 1581-96. Портландцементы тампонажные. Технические условия.

8. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

9. ГОСТ 22266-94. Цементы сульфатостойкие. Технические условия.

10. ГОСТ 25094-94. Добавки активные минеральные для цементов.

Контрольные вопросы 1. Назовите основные виды минеральных вяжущих веществ.

2. Чем отличаются «вяжущие вещества» от «вяжущих систем?»

3. Из чего и как производят портландцемент?

4. Что такое «цементное тесто нормальной густоты»?

5. Что такое «активность цемента»?

6. Как определяют тонкость помола и сроки схватывания цементов?

7. Как определяют марку портландцемента?

• 0 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ Цель работы: исследовать свойства растворных смесей и растворов.

Строительный раствор – искусственный камневидный материал, представляющий собой затвердевшую смесь вяжущего, мелкого заполнителя, добавок и воды.

Особенностью строительных растворных смесей является укладка тонкими слоями без интенсивного механического уплотнения, в связи с чем растворные смеси должны обладать высокой подвижностью и не содержать в своем составе крупный заполнитель.

Для приготовления растворов используют преимущественно неорганические вяжу щие вещества (цементы, воздушную известь и гипсовые вяжущие), однако в дорожном строительстве и при специальных работах применяют и органические вяжущие вещества (битумные, полимерные). При классификации растворов в качестве основного могут быть взяты различные признаки.

Согласно СТБ 1307-2002 строительные растворы классифицируют по назначению, применяемым вяжущим, средней плотности. В соответствии с СТБ 1307-2002 и пособием П1-03 к СНиП 3.04.01-87 можно выделить следующие виды растворов:

по назначению:

• кладочные;

• монтажные;

• штукатурные (в том числе для обычных и защитно-отделочных штукатурок);

• облицовочные;

• растворы для стяжек;

• специальные (гидроизоляционные, кислотостойкие, жаростойкие, акустические, теплоизоляционные, рентгенозащитные, инъекционные, тампонажные и др., к которым в зависимости от назначения предъявляют специальные требования);

по применяемым вяжущим растворы подразделяют на:

• простые (на вяжущем одного вида – цементные, известковые, гипсовые, а также полимерные, битумные и на основе растворимого стекла);

• сложные (на смешанных вяжущих – цементно-известковые, цементно-полимерные, цементно-глинистые, известково-гипсовые, битумно-полимерные и др.);

по средней плотности растворы подразделяют на:

• тяжелые (более 1500 кг/м3);

• легкие (до 1500 кг/м3).

Растворные смеси согласно СТБ 1307-2002 классифицируют по степени готовности.

Растворная смесь, готовая к применению (РСГП) – перемешанная смесь вяжущего, необходимых добавок, мелкого заполнителя и воды, полностью затворенная водой.

Растворная смесь предварительного изготовления (РСПИ) – перемешанная и частично затворенная водой до подвижности 1 – 3 см смесь вяжущего, необходимых добавок и мелкого заполнителя, дозатворяемая водой перед применением.

Растворная смесь сухая (РСС) – перемешанная смесь сухих компонентов: вяжущего, мелкого заполнителя и необходимых добавок, затворяемая водой или водной дисперсией полимеров перед применением.

Материалы для приготовления строительных растворов Вяжущие вещества. Строительные растворы изготавливают преимущественно с при менением портландцемента и шлакопортландцемента, при этом расходуется до 15…20 % от общего количества выпускаемых цементов. Для экономии клинкерных цементов целесо • 1 • Лабораторная работа № образно выпускать специальные цементы для строительных растворов, содержащие до 70…80 % активных минеральных добавок (трепела, диатомита, пемзы, доменных шлаков, зол и др.) или добавок наполнителей (молотый кварцевый песок, известняк, пыль с электрофильтров и др.).

Наряду с этим для приготовления кладочных, штукатурных и специальных растворов используют: воздушную и гидравлическую известь, гипсовые вяжущие, растворимое стекло и смешанные вяжущие.

Для изготовления стяжек и защитных антикоррозионных покрытий используют растворимое стекло, полимерные (фурановые, фураноэпоксидные, эпоксидные и др.) и полимерцементные связующие (на основе латексов, водорастворимых смол и др.).

В дорожном строительстве в качестве вяжущего используют битумы.

Мелкий заполнитель. В качестве мелкого заполнителя для тяжелых строительных растворов применяют природные пески (кварцевые, полевошпатовые) или искусственные дробленые из плотных горных пород (граниты, известняки и др.). Для приготовления легких растворов используют пески из пористых пород (пемза, туф, ракушечник и др.) или из искусственных материалов (керамзитовые, перлитовые, аглопоритовые и др.). Круп ность зерен заполнителя должна быть не более: 1,25 мм – в штукатурных растворах для накрывочного слоя и однослойных покрытий;

2,5 мм – в штукатурных растворах для обрызга и грунта;

5,0 мм – в кладочных и монтажных растворах. В отношении содержания вредных примесей пески должны удовлетворять требованиям к мелкому заполнителю для бетонов (изложенным в ГОСТ 26633-91).

Добавки. В связи с тем, что растворные смеси укладывают преимущественно тонким слоем на пористое основание, способное отсасывать воду из смеси, для сохранения удобо укладываемости и снижения вероятности их расслоения в состав смесей вводят добавки.

Добавки широко используют и при производстве работ в зимнее время. Добавки к растворам должны удовлетворять требованиям СТБ 1112-98.

В зависимости от количества входящих в состав добавок продуктов они подразделяют ся на однокомпонентные (ДО) и комплексные (ДК). По агрегатному состоянию добавки подразделяют на жидкие (Ж), пастообразные (П), твердые (Т). По химической природе добавки подразделяют на органические и неорганические. В зависимости от водородного показателя (значения pH ) добавки подразделяют на кислые, нейтральные и основные.

Методы испытания В соответствии с требованиями ГОСТ 5802-86 испытания строительных растворов производят раздельно для свежеприготовленных смесей и затвердевших растворов.

В первом случае определяются подвижность, средняя плотность, расслаиваемость и водоудерживающая способность, во втором – предел прочности на сжатие, средняя плот ность, влажность, водопоглощение и морозостойкость.

Отбор проб для испытания производят из смесителя после окончания процесса перемешивания и на месте применения раствора из транспортных средств или рабочего ящика. Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (20±2) °С, относительная влажность воздуха 50 … 70 %.

1. Определение подвижности растворной смеси Подвижность свежеприготовленного раствора, характеризуемая его способностью растекаться под действием собственной массы, оценивается измеряемой в сантиметрах глубиной погружения в нее эталонного конуса массой 300 г эталонного прибора (см. рис. 1).

• 2 • Исследование свойств строительных растворов Рис. 1. Прибор для определения подвижности растворной смеси 1 – штанга;

2 – шкала;

3 – эталонный конус;

4 – штанга;

5 – держатели;

6 – направляющие;

7 – сосуд для растворной смеси;

8 – стопорный винт Проведение испытаний. Величину погружения конуса определяют в следующей последовательности. Прибор устанавливают на горизонтальной поверхности и проверяют свободу скольжения штанги 4 в направляющих 6. Сосуд 7 наполняют растворной смесью на 1 см ниже его краев и уплотняют ее путем штыкования стальным стержнем 25 раз и 5-6 кратным легким постукиванием о стол, после чего сосуд ставят на площадку прибора. Острие конуса 3 приводят в соприкосновение с поверхностью раствора в сосуде, закрепляют штангу конуса стопорным винтом 8 и делают первый отсчет по шкале. Затем отпускают стопорный винт. Конус должен погружаться в растворную смесь свободно. Второй отсчет снимают по шкале через 1 мин после начала погружения конуса. Глубину погружения конуса, измеряе мую с погрешностью до 1 мм, определяют как разность между первым и вторым отсчетом.

Стандартом СТБ 1307-2002 установлены марки раствора по подвижности:

• Пк 1 – подвижность от 1 см до 4 см включительно;

• Пк 2 – подвижность свыше 4 см до 8 см включительно;

• Пк 3 – подвижность свыше 8 см до 12 см включительно;

• Пк 4 – подвижность свыше 12 см до 14 см включительно.

Подвижность назначают в зависимости от вида раствора, отсасывающей способности основания, технологии его нанесения и других факторов. Подвижность растворов обычно составляет: для кирпичной кладки 9…13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами 4…6 см;

для вибрированной бутовой кладки 1…3 см.

2. Определение средней плотности растворной смеси Для определения средней плотности растворной смеси пользуются специальным сосудом вместимостью 1000 мл (см. рис. 2).

Рис. 2. Прибор для определения средней плотности растворной смеси •  • Лабораторная работа № Проведение испытаний. Перед испытанием сосуд предварительно взвешивают с погрешностью до 2 г. Затем наполняют растворной смесью с избытком. Растворную смесь уплотняют путем штыкования стальным стержнем 25 раз и 5-6-кратным легким постукиванием о стол. После уплотнения избыток растворной смеси срезают стальной линейкой. Поверхность тщательно выравнивают вровень с краями сосуда. Стенки мерного сосуда очищают влажной ветошью от попавшего на них раствора. Затем сосуд с растворной смесью взвешивают с точностью до 2 г. Плотность растворной смеси, г/см3, вычисляют по формуле:

mm m m, с== (16.1) где m – масса мерного сосуда с растворной смесью, г;

m1 – масса мерного сосуда без смеси, г.

Плотность растворной смеси определяют как среднее арифметическое значение результатов двух определений плотности смеси из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 5 % от меньшего значения.

. Определение расслаиваемости растворной смеси Расслаиваемость растворной смеси, характеризующая её связность при динамическом воздействии, определяют путем сопоставления содержания массы заполнителя в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размерам 150x150x150 мм.

Проведение испытаний. Растворную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов размерами 150x150x150 мм. После этого уплотнённую растворную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лабораторной виброплощадке в течение 1 мин. После вибрирования верхний слой раствора высотой (7,5±0,5) мм из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень. Отобранные пробы растворной смеси взвешивают с погрешностью до 2 г. и подвергают мокрому рассеву на сите с отверстиями 0,14 мм. При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления вяжущего. Промывку смеси считают законченной, когда из сита вытекает чистая вода. Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень, высушивают до посто янной массы при температуре 105 – 110 °C и взвешивают с погрешностью до 2 г. Содержание заполнителя в верхней (нижней) частях уплотненной растворной смеси V в процентах определяют по формуле:

m V = 1 100, m2 (16.2) где m1 – масса отмытого высушенного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г;

m2 – масса растворной смеси, отобранной пробы из верхней (нижней) части образца, г.

Показатель расслаиваемости растворной смеси П в процентах определяют по формуле V П= 100, V (16.3) где DV – абсолютная величина разности между содержанием заполнителя в верхне и нижней частях образца, %;

V – суммарное содержание заполнителя верхней и нижней частей образца, %.

Показатель расслоения для каждой пробы растворной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 % как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе растворной смеси.

•  • Исследование свойств строительных растворов . Определение водоудерживающей способности растворной смеси Водоудерживающую способность определяют путем испытания слоя растворной смеси толщиной 12 мм, уложенного на промокательную бумагу с помощью специального кольца (см. рис. 3).

Рис. 3. Кольцо для определения водоудерживающей способности 1 – металлическое кольцо.

с раствором;

2 – 10 слоев промокательной бумаги;

3 – стеклянная пластина;

4 – слой марлевой ткани Проведение испытаний. Перед испытанием 10 листов промокательной бумаги взвешивают с погрешностью до 0,1 г, укладывают на стеклянную пластинку, сверху укладывают прокладку из марлевой ткани, устанавливают металлическое кольцо и еще раз взвешивают. Тщательно перемешанную растворную смесь укладывают вровень с краями металлического кольца, выравнивают, взвешивают и оставляют на 10 мин. Металлическое кольцо с раствором осторожно снимают вместе с марлей. Промокательную бумагу взве шивают с погрешностью до 0,1 г. Водоудерживающую способность растворной смеси определяют выраженным в процентах содержанием воды в пробе до и после эксперимента по формуле:

m m V = 100 2 100, (16.4) m4 m где m1 – масса промокательной бумаги до испытаний, г;

m2 – масса промокательной бумаги после испытания, г;

m3 – масса установки без растворной смеси, г;

m4 – масса установки с растворной смесью, г.

Водоудерживающую способность растворной смеси определяют дважды для каждой пробы растворной смеси и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего зна чения.

. Определение предела прочности раствора при сжатии Прочность раствора на сжатие должна определяться на образцах-кубах размерами 70,7x70,7x70,7 мм в возрасте, установленном в стандарте или технических условиях на данный вид раствора. На каждый срок испытания изготавливают три образца.

Образцы из растворной смеси подвижностью до 5 см должны изготавливаться в формах с поддоном. Форму заполняют раствором в два слоя. Уплотнение слоев раствора в каждом отделении формы производят 12 нажимами шпателя: 6 нажимов вдоль одной стороны и 6 – в перпендикулярном направлении. Избыток раствора срезают вровень с краями формы смоченной водой стальной линейкой и заглаживают поверхность.

Образцы из растворной смеси подвижностью 5 см и более изготавливают в формах без поддона. Форму устанавливают на кирпич, покрытый газетной бумагой, смоченной водой, или другой непроклеенной бумагой. Размер бумаги должен быть таким, чтобы она закрывала боковые грани кирпича. Кирпичи перед употреблением должны быть притерты •  • Лабораторная работа № вручную один о другой для устранения резких неровностей. Кирпич применяют глиняный обыкновенный влажностью не более 2 % и водопоглощением 10 – 15 % по массе. Кирпичи со следами цемента на гранях повторному использованию не подлежат. Формы заполняют рас творной смесью за один прием с некоторым избытком и уплотняют ее путем штыкования стальным стержнем 25 раз по концентрической окружности от центра к краям. Формы, заполненные растворной смесью на гидравлических вяжущих, выдерживают до распалубки в камере нормального хранения при температуре (20±2) °С и относительной влажности воздуха 95 – 100 %, а формы, заполненные растворной смесью на воздушных вяжущих, – в помещении при температуре (20±2) °С и относительной влажности (65±10) %.

Образцы освобождают из форм через (24±2) ч после укладки растворной смеси.

После освобождения из форм образцы должны храниться при температуре (20±2) °С. При этом должны соблюдаться следующие условия: образцы из растворов, приготовленных на гидравлических вяжущих, в течение первых 3 сут. должны храниться в камере нормального хранения при относительной влажности воздуха 95 – 100 %, а оставшееся до испытания время – в помещении при относительной влажности воздуха (65±10) % (из растворов, твер деющих на воздухе) или в воде (из растворов, твердеющих во влажной среде);

образцы из растворов, приготовленных на воздушных вяжущих, должны храниться в помещении при относительной влажности воздуха (65±10) %.

Испытание образцов проводят на гидравлическом прессе. Достигнутое в процессе испытания максимальное усилие принимают за разрушающую нагрузку. Предел прочности раствора на сжатие R вычисляют для каждого образца с погрешностью до 0,01 МПа (0,1 кгс/см2) по формуле:

P, (16.5) R= A где Р – разрушающая нагрузка, Н;

А – рабочая площадь сечения образца, см2.

Предел прочности раствора на сжатие вычисляют как среднее арифметическое зна чение результатов испытаний трех образцов.

При производственном контроле растворов, к которым одновременно предъявляют ся требования по прочности на растяжение при изгибе и на сжатие, допускается опреде лять прочность раствора на сжатие испытанием половинок образцов-призм размером 40x40x160 мм, изготовленных и твердевших в соответствии с приведенной методикой.

Прочность растворов на сжатие в проектном возрасте характеризуют марками:

М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200. Марку по прочности на сжатие назначают и контролируют для всех видов растворов. Растворы марок 4 и 10 обычно изготавливают на местных вяжущих (воздушная или гидравлическая известь, гипс и др.).

. Определение средней плотности раствора Плотность раствора определяют испытанием образцов-кубов с ребром 70,7 мм, изготовленных из растворной смеси рабочего состава, либо пластин размером 50x50 мм, взятых из швов конструкций. Толщина пластин должна соответствовать толщине шва. При производственном контроле плотность растворов определяют испытанием образцов, предназначенных для определения прочности раствора. Образцы изготавливают и испытывают сериями. Серия должна состоять из трех образцов.


Плотность раствора определяют испытанием образцов в состоянии естественной влажности или нормированном влажностном состоянии: сухом, воздушно-сухом, нормальном, водонасыщенном. При определении плотности раствора в состоянии ес тественной влажности образцы испытывают сразу же после их отбора или хранят в паронепроницаемой упаковке или герметичной таре, объем которой превышает объем уложенных в нее образцов не более чем в 2 раза.

Плотность раствора при нормируемом влажностном состоянии определяют испы танием образцов раствора, имеющих нормируемую влажность или произвольную влаж •  • Исследование свойств строительных растворов ность с последующим пересчетом полученных результатов на нормированную влажность.

При определении плотности раствора в сухом состоянии образцы высушивают до постоянной массы. При определении плотности раствора в воздушно-сухом состоянии образцы перед испытанием выдерживают не менее 28 сут. в помещении при температуре (25±10) °С и относительной влажности воздуха (50±20) %. При определении плотности раствора в нормальных влажностных условиях образцы хранят 28 сут. в камере нормаль ного твердения, эксикаторе или другой герметичной ёмкости при относительной влажности воздуха не менее 95 % и температуре (20±2) °С. При определении плотности раствора в водонасыщенном состоянии образцы предварительно насыщают водой.

Проведение испытания. Объем образцов вычисляют по их геометрическим размерам.

Размеры образцов определяют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм. Массу образцов определяют взвешиванием с погрешностью не более 0,1 %. Плотность образца раствора w вычисляют с погрешностью до 1 кг/м3 по формуле:

m w = 1000, (16.6) V где m – масса образца, г;

V – объем образца, см3.

Плотность раствора серии образцов вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытания всех образцов серии. Если определение плотности и прочности раствора производят испытанием одних и тех же образцов, то образцы, отбракованные при определении прочности раствора, не учитывают при определении его плотности.

. Подбор состава растворов Согласно пособию П1-03 к СНиП 3.04.01-87 подбор состава раствора рекомендуется выполнять любым способом, гарантирующим обеспечение нормируемых значений показателей качества раствора, по методикам, пособиям, рекомендациям, утвержденным в установленном порядке.

Подобранный состав раствора подлежит проверке в лабораторных условиях. По ре зультатам испытаний производят корректировку состава и его передачу на производство.

Подбор состава раствора включает разработку задания, выбор материалов и устано вление такого их расхода на 1 м3 раствора, при котором наиболее экономично обеспечива ются заданные показатели качества растворной смеси и раствора, экспериментальную проверку выбранного состава.

Задание на подбор состава раствора устанавливается по материалам проектной документации и должно содержать следующие данные:

• вид и качество всех компонентов смеси;

• нормируемые требования к растворной смеси и раствору, • условия твердения раствора;

• дополнительные требования (при необходимости).

Подбор состава растворов может производиться следующими методами:

• рецептурно-технологическим;

• расчетно-экспериментальным.

7.1. Рецептурно-технологический метод подбора состава раствора Рецептурно-технологический метод подбора состава раствора основан на исполь зовании опытных (производственных) составов растворных смесей, обеспечивающих требуемые показатели качества растворов, и может использоваться для всех видов раство ров. Рекомендуемые составы цементно-известковых и цементных кладочных растворов для каменных конструкций приведены в табл. 1.

•  • Лабораторная работа № Таблица Рекомендуемые составы кладочных растворов Марка Марки растворов вяжущего 200 150 100 75 50 25 10 Составы цементно-известковых растворов для надземных конструкций (це-мент:известь:песок) при относительной влажности воздуха помещений до 60 % включ. и для фундаментов в маловлажных грунтах 500 1:0,2:3 1:0,3:4 1:0,5:5,5 1:0,8:7 — — — — 400 1:0,1:2,5 1:0,2:3 1:0,4:4,5 1:0,5:5,5 1:0,9:8 — — — 300 — 1:0,1:2,5 1: 0,2:3,5 1:0,3:4 1:0,6:6 1:1,4:10,5 — — 200 — — — 1:0,1:2,5 1:0,3:4 1:0,8:7 — — 150 — — — — — 1:0,3:4 1:1,2:9,5 — 100 — — — — — 1:0,1:2 1:0,5:5 — 50 — — — — — — 1:0,1:2,5 1:0,7: 25 — — — — — — — 1:0,2: Составы цементно-известковых растворов для надземных конструкций (цемент:известь:песок) при относительной влажности воздуха помещений более 60 % и для фундаментов во влажных грунтах 500 1:0,2:3 1:0,3:4 1:0,5:5,5 1:0,8:7 — — — — 400 1:0,1:2,5 1:0,2:3 1:0,4:4,5 1:0,5:5,5 1:0,9:8 — — — 300 — 1:0,1:2,5 1:0,2:3,5 1:0,3:4 1:0,6:6 1:1:10,5 — — 200 — — — 1:0,1:2, 1:0,3:4 1:0,8:7 — — 150 — — — — — 1:0,3:4 1:1:9 — 100 — — — — — 1:0,1:2 1:0,5:5 — Составы цементных растворов для фундаментов и других конструкций (цемент:песок), расположенных в водонасыщенных грунтах и ниже уровня грунтовых вод 500 1:3 1:4 1:5,5 1:6 — — — — 400 1:2,5 1:3 1:4,5 1:5,5 — — — — 300 — 1:2,5 1:3 1:4 1:6 — — — 200 — — — 1:2,5 1:4 — — — Примечания 1. Составы растворов приведены для песка с модулем крупности Мк = 2,5 и более.

2. Соотношение компонентов указано по объёму.

Выбранный состав раствора подлежит экспериментальной проверке и корректировке с учетом характеристик конкретных материалов.

Пример расчета. Определить состав цементно-известкового раствора марки для надземной кладки в летних условиях стен зданий с относительной влажностью воздуха помещений более 60 %. Подвижность растворной смеси: 9…10 см. Материалы:

портландцемент марки 400, н = 1200 кг/м3;

неорганический пластификатор – известковое тесто, д = 1400 кг/м3;

песок природный кварцевый средней крупности, вп = 1250 кг/м3.

1. Из табл. 1 выбираем состав 1:0,9:8.

2. Рассчитываем расход компонентов на лабораторный замес (на 3 л песка):

2.1. Расход цемента на замес Vцз, л, составит:

или по массе Qцз, кг: Qцз = 0,375 • 1,2 = 0,45.

2.2. Расход известкового теста на замес Vдз, л, составит:

или по массе Qдз, кг: Qдз = 0,338 • 1,4 = 0,473.

•  • Исследование свойств строительных растворов 2.3. Расход песка на замес Vпз, л, составит:

или по массе Qпз, кг: Qпз = 3 • 1,25 = 3,75.

2.4. Расход воды для получения раствора заданной подвижности зависит от состава раствора, вида вяжущего и заполнителя и устанавливается в опытных замесах. Расход воды Qв в л на 1 м3 песка определяют приближенно по формулам:

для смесей с подвижностью Пк1:Qв = 0,35 (Qц + Qд), (*) для смесей с подвижностью Пк3: Qв = 0,5 (Qц + Qд). (**) Расход воды на замес Qвз, л, составит: Qвз = 0,5 (Qцз + Qдз) = 0,5 (0,45 + 0,473) = 0,462.

3. Приготавливают пробные замесы. Расход воды для первого замеса принимают равным 0,9 Qвз, л: 0,9 · Qвз = 0,9 • 0,462 = 0,416.

4. Определяют подвижность растворной смеси, корректируют расход воды. При под вижности смеси 9 см расход воды на лабораторный замес Qвлз составил 0,45 л или на 1 м песка:

0,45 Qв в = л.

Q л. = Определяют плотность растворной смеси, она составила 1900 кг/м3.

Изготавливают образцы-кубики с ребром 70,7 мм для определения прочностных характеристик раствора.

5. Определяют расход составляющих на 1 м3 песка:

0, 1000 = 125 л Vц = или по массе Qц, кг: Qцз = 125 • 1,2 = 150 кг.

0, 1000 = 113 л Vд = или по массе Qд, кг: Qдз = 113 • 1,4 = 158,2 кг.

л Vп = 1000 = или по массе Qпз, кг: Qпз = 1000 • 1,25 = 1250 кг.

6. Определяют расход материалов на 1 м3 раствора. Расход материалов на 1 м3 раствора равен отношению их расхода на 1 м3 песка на фактический объем растворной смеси.

Определяют фактический объем растворной смеси Vрф, м3, при установленной дозировке материалов на 1 м3 песка:

m = 150 + 158,2 + 1250 + 150 = 0,899.

Vрф = Vрф с м • цемент (Qцф, кг): Qцф = Qц/Vрф = 150/0,899 = 166,85;

• известковое тесто (Qдф, кг): Qдф = Qд/Vрф = 158,2/0,899 = 175,97;

• песок (Qпф, кг): Опф = Qn/Vрф = 1250/0,899 = 1390,43;

• вода (Qвф, л): Qвф = Qв/Vрф = 150/0,899 = 166,85.

Результаты расчетов сводим в табл. 2.

•  • Лабораторная работа № Таблица Расход компонентов для приготовления раствора Расход материалов Наименование материала на 1 м3 песка на 1 м3 раствора кг л кг Цемент 150 125 166, Известковое тесто 158,2 113 175, Песок 1250 1000 1390, Вода 150 150 166, 7.2. Расчётно-экспериментальный метод подбора состава раствора Расчетно-экспериментальный метод подбора состава раствора основан на выполнении предварительного расчета расхода составляющих (вяжущего, заполнителей, наполнителей, воды и добавок) на основе научно-обоснованных и экспериментально проверенных зави симостей и распространяется на подбор состава тяжелых кладочных и монтажных растворов.

Состав растворов марок 25 – 200 подбирают следующим образом.

Предварительно устанавливают ориентировочное количество цемента Qц в кг на 1 м песка, необходимое для получения раствора заданной прочности по формуле:

830 R p (16.7) QF = + 45, K n RF где Кп – коэффициент, учитывающий качество песка:

Кп = 1 – для крупного песка;

Кп = 0,8 – для песка средней крупности;

Кп = 0,6 … 0,7 – для мелкого песка.

Определяют количество объемных частей песка Пч, которое приходится на одну объёмную часть цемента, по формуле:

н Пч =, (16.8) Qц где н – плотность цемента в насыпном состоянии, кг/м3.

Для вяжущего марок 300 … 500 плотность цемента принимают равной 1200 кг/м3, а для марок 150 … 200 – 1100 кг/м3.

Расход неорганического пластификатора (известкового теста) Vд в м3 на 1 м3 песка определяют по формуле:


2 Qц (16.9) Vд = 0,17 1000 Минимальное количество объемных частей известкового теста Ич, приходящееся на одну объемную часть цемента и необходимое для получения удобоукладываемого раство ра, определяют по формуле:

0,34 Qц И ч = 0,17 Пч. (16.10) Это количество неорганического пластификатора (Ич) является ориентировочным. Его уточняют опытной проверкой подвижности растворной смеси.

Состав раствора в частях по объему характеризуют соотношением цемент: известь:

песок = 1:ИЧ:ПЧ.

• 100 • Исследование свойств строительных растворов Расход воды для получения раствора заданной подвижности зависит от состава раст вора, вида вяжущего и заполнителя и устанавливается в опытных замесах. Расход воды Qв в л на 1 м3 песка определяют приближенно по формулам (*) и (**) (cтр. 99).

При применении известкового теста или известкового молока плотностью более или менее 1400 кг/м3 их количество по объёму определяют умножением объёма известкового теста плотностью 1400 кг/м3 на переходные коэффициенты.

Для кладочных и монтажных растворов минимальный расход цемента на 1 м3 сухого песка в зависимости от влажностного режима помещений должен быть:

100 кг – для конструкций, эксплуатируемых при сухом и нормальном режиме поме щений;

125 кг – для фундаментов и конструкций, эксплуатируемых при влажном режиме помещений;

175 кг – при мокром режиме помещений.

Испытание образцов раствора на сжатие Результаты испытания образцов раствора на сжатие заносят в таблицу. По результатам испытаний делают вывод.

Таблица 3.

Результаты испытаний раствора на прочность при сжатии Номер образца Показатель 1 2 Разрушающая нагрузка, Н Площадь образца, мм Прочность при сжатии, МПа Среднее значение предела прочности бетона при сжатии, МПа По результатам испытаний делают вывод.

Нормативные документы 1. СТБ 1263-2001 Композиции защитно-отделочные строительные. Технические условия.

2. СТБ 1307-2002 Смеси растворные и растворы строительные. Технические условия.

Контрольные вопросы 1. Что такое растворная смесь?

2. Что такое строительный раствор? Как классифицируют растворные смеси по степени готовности?

3. Какими методами осуществляют подбор состава растворов?

4. Как определяют среднюю плотность раствора?

5. Как определяют подвижность растворной смеси?

6. Как определяют расслаиваемость растворной смеси?

7. Как определяют водоудерживающую способность растворной смеси?

8. Как определяют предел прочности раствора при сжатии?

• 101 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ БЕТОНОВ Цель работы: определить относительные показатели коррозионной стойкости цементного бетона в агрессивных средах, содержащих кислотные компоненты.

Коррозионная стойкость бетонов – способность материала сохранять физико-меха нические свойства в агрессивной среде.

Бетонные и железобетонные конструкции подвергаются в процессе эксплуатации воздействию жидких, твердых и газообразных агрессивных сред, в результате чего изменя ются их свойства. Коррозия (от лат. corrosion – разъедание) – ухудшение характеристик и свойств материала в результате вымывания (выщелачивания) из него растворимых состав ных частей;

образования продуктов коррозии, не обладающих вяжущими свойствами, и накопления малорастворимых кристаллизующихся солей, увеличивающих объём его твердой фазы.

Коррозия бетонных и железобетонных конструкций в промышленных, гражданских, жилых, и других зданиях (рис. 1-3) приводит к снижению долговечности зданий и сооружений.

Рис.1. Фрагмент несущего железобетонного изделия, подвергнутого коррозии Рис. 2. Несущая стена с тепловой изоляцией из пенополистирола и недолговечным защитно-отделочным покрытием Рис. 3. Коррозия цементного бетона плиты покрытия Воздействия агрессивных сред на цементный и другие виды бетона весьма разнообразны. Это обусловливает большое разнообразие коррозионных процессов:

1) аммонийная коррозия бетона (коррозия бетона в результате его взаимодействия с растворами солей аммония);

2) кислотная коррозия бетона (коррозия бетона в результате его взаимодействия с кислотами);

3) магнезиальная коррозия бетона (коррозия бетона в результате взаимодействия цементного камня с растворами магнезиальных солей);

• 102 • Исследование коррозионной стойкости бетонов 4) радиационная коррозия бетона (изменение свойств бетона вследствие действия на него потоков ионизирующих излучений);

5) сульфатная коррозия бетона (в результате взаимодействия цементного камня с сульфатами);

6) углекислая коррозия бетона (в результате взаимодействия бетона с углекислотой, содержащейся в воде);

7) щелочная коррозия бетона (коррозия в результате взаимодействия бетона с ще лочами);

8) карбонизация бетона (приводит к снижению щелочности жидкой фазы бетона) по примерной схеме:

mCaOnSiO2·pH2O+mCO2+qH2OmCaCO3+n(SiO2H2O)+(p+q-n)H2O;

9) электрокоррозия (коррозия бетона под действием электрического тока в результате электрохимических и электроосмотических процессов, возникающих под действием посто янного или переменного тока);

10) электрохимическая коррозия железобетона (коррозия, происходящая вследствие того, что арматурная сталь при погружении в раствор электролита начинает разрушаться).

Выделяют три основных механизма коррозионных процессов: выщелачивание – когда составные части цементного камня растворяются и выносятся из структуры бетона;

обменные реакции – когда компоненты цементного камня и химически агрессивная среда вступают во взаимодействие, в результате чего образуются вещества, легко растворимые в воде, впоследствии вымываемые;

реакции с образованием и накоплением продуктов (в порах бетона) с увеличенным объёмом твердой фазы.

Выделяют три основных вида коррозии бетона.

К I виду относятся все процессы коррозии, в которых под воздействием воды происхо дит растворение и вынос компонентов цементного камня из структуры бетона.

Ко II виду коррозии относятся процессы, при которых происходит химическое взаимодействие (обменные реакции) между компонентами цементного камня и воды. При высокой растворимости продуктов реакции имеет место их вынос из бетона, в случае малой растворимости - отложение их в порах бетона в виде аморфной, не обладающей вяжущими свойствами массы, не влияющей на дальнейший разрушительный процесс. К этому виду коррозии можно отнести процессы, возникающие при взаимодействии составляющих цементного камня с кислотами и некоторыми солями, например:

Са (ОН)2 + Н2СО3 = СаСО3 + 2Н2О СаСО3 + Н2СО3 = Са (НСО3) Са (ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2О Са (ОН)2 + МgСl2 = СаСl2 + Mg(OH)2.

Коррозия III вида включает процессы, при развитии которых в порах бетона происходит накопление и кристаллизация малорастворимых продуктов взаимодействия компонентов цементного камня и природной воды с увеличением объёма твёрдой фазы. Следствием такого расширения являются внутренние напряжения, приводящие к разрушению струк туры бетона. К этому виду коррозии можно отнести процессы коррозии при действии сульфатов, где разрушение вызывается ростом кристаллов гипса и сульфатоалюминатов кальция, например:

Са (ОН)2 + Na2SO4 = CaSO4 + 2NaOH ЗСаО Аl2O3 6Н2О + CaSO4 + (25-26)Н2О = ЗСаО Аl2О3 CaSO4 (31-32) Н2О, Са(ОН)2 + MgSO4 + 2Н2О = CaSO4 2Н2О + Мg(ОН) • 10 • Лабораторная работа № ЗСаО Аl2О3 CaSO4 (31-32) Н2О) – кристаллический трехсульфатный гидроалюми нат-эттрингит (объем образующегося эттрингита в 2,8 раза больше объема исходных веществ).

В чистом виде коррозия каждого из трех видов встречается редко. В зависимости от свойств бетона, состава агрессивной водной среды, условий их взаимодействия будут преобладать процессы, характерные для определенного вида коррозии. Вид коррозии классифицируется по преобладающему, ведущему признаку. При рассмотрении сущности процесса коррозии в конкретном случае должны быть учтены и вторичные, подчиненные явления, относящиеся к коррозии других видов.

Большая часть бетонных и железобетонных конструкций и изделий подвергается воздействию атмосферных осадков. Жидкие атмосферные осадки (дождь) при прохождении слоя атмосферы взаимодействуют с углекислым, сернистым и другими газами атмосферы.

Растворение в воде газов приводит, как правило, к подкислению осадков.

У дождевой воды, контактирующей с естественной незагрязненной атмосферой содер жащей 0,035 % СО2, водородный показатель pH = 5,6. При наличии в атмосфере сернистого газа SO2 подкисление осадков будет сильнее вследствие образования в каплях осадков сернистой и серной кислот. Соляная кислота HCl также является значимым кислотным компонентом жидких осадков, выпадающих из загрязненной атмосферы. В естественных атмосферных условиях возможна коррозия бетона при взаимодействии с кислотными реагентами и солями, например, сульфатами или хлоридами.

Коррозионные процессы снижают долговечность сооружений.

Долговечность – длительность временного промежутка, в течение которого сооруже ние соответствует критериям надежности.

Важнейший показатель долговечности – атмосферостойкость. Атмосферостойкость, например, защитно-отделочных покрытий определяют по ГОСТ 9.401 (метод 2 или 3).

Коррозионная стойкость бетонов – способность материала сохранять физико-меха нические свойства в агрессивной среде. Возможное влияние некоторых агрессивных сред, например, кислот и сульфатов, на свойства бетона можно оценить в процессе специальных лабораторных испытаний – коррозионных испытаний.

Сущность методов коррозионных испытаний заключается в сравнении значений показателей, характеризующих коррозионную стойкость:

1) исследуемых образцов бетона в модельной агрессивной среде и неагрессивной среде;

2) исследуемых образцов и эталонных образцов бетона в агрессивной среде оди накового состава.

Косвенным показателем течения процесса коррозии может быть: поглощение образ цом исследуемого бетона сульфат-ионов из водного раствора (при исследовании сульфатной коррозии бетона);

поглощение образцом исследуемого бетона ионов гидроксония, при водящее к нейтрализации образца на различную глубину (при исследовании коррозии бетона при воздействии кислых осадков в атмосферных условиях).

В лабораторных исследованиях в качестве неагрессивной среды применяют воду, отвечающую определенным требованиям: температура, жесткость, водородный показатель и т.д. Выбор факторов и способов их воздействия должен соответствовать основному применению бетона. Камеры, ёмкости и другая испытательная аппаратура, а также приспособления для крепления образцов должны быть стойкими к воздействию испытательных сред и не должны влиять на результаты испытаний. Конструкция испытательной аппаратуры должна исключать воздействие факторов, влияющих на резуль таты испытаний, если не исследуется возможность такого воздействия.

Допускается применение ускоренных методов испытаний в тех случаях, когда по поведению образцов в процессе испытаний можно сделать вывод о поведении материала в реальных эксплуатационных условиях. При этом условия соотношения объёма испытатель ной среды к площади поверхности образцов, скорости обмена агрессивной среды, измене ния концентрации агрессивной среды во времени и т. д. должны соответствовать реальным • 10 • Исследование коррозионной стойкости бетонов условиям эксплуатации бетона. Если это требование не выполняется, то выбирают такие условия испытаний, при которых параметры, определяющие агрессивность среды, не могут существенно измениться во время испытаний или в программе испытаний предусматри вают обновление или корректировку испытательной среды в процессе испытаний.

Если установлены другие требования или исследуется влияние изменения харак теристик испытательной среды во времени на коррозионную стойкость, то при испытаниях руководствуются требованиями программы испытаний. Не допускается одновременно испытывать в испытательной среде в одной ёмкости, сосуде, камере образцы различных составов, если это не предусмотрено программой испытаний. Образцы размещают таким образом, чтобы они подвергались химическим и/или физическим воздействиям в одина ковой степени.

Методы измерения:

1) определение поглощения сульфат-ионов образцом бетона – основан на турбиди метрическом определении концентрации сульфат-ионов до и после экспозиции исследуе мого образца в растворе сульфата натрия в течение определенного интервала времени;

2) определение поглощения ионов гидроксония образцом бетона – основан на оп ределении величины изменения рН бетона, которую контролируют по изменению окраски индикатора, нанесенного на скол бетона;

метод применяется для оценки глубины нейтрализации бетонов на основе портландцементного клинкера при воздействии угле кислого газа, содержащегося в атмосфере.

Подготовка к выполнению измерений.

1. Подготовка образцов бетона к испытаниям. Изготовить образцы тяжелого бетона из бетонной смеси состава 1:1,5:3,2 (Ц:П:Щ) (эталонные образцы — при В/Ц = 0,41 без добавок;

основные образцы — при В/Ц = 0,38 с пластифицирующей добавкой), в количестве трёх образцов каждого состава.

2. Подготовка раствора сульфата натрия. Рассчитать необходимую массу, пригото вить 8%-ный раствор растворением навески сухой соли в 500 мл дистиллированной воды.

3. Приготовить 0,1% раствор фенолфталеина в этаноле.

Выполнение измерений.

А) Определение стойкости бетона к сульфатной коррозии.

1) Отобрать пробу объёмом 5 мл из раствора сульфата натрия. Прибавить 1-2 капли соляной кислоты (1:1) и 5 мл гликолевого реагента, перемешать, оставить на 20-30 мин для образования и стабилизации суспензии сульфата бария. После 20-30 мин экспозиции измерить оптическую плотность суспензии Do в кювете l=20мм при длине волны 364нм ( в соответствии с инструкцией к КФК-3).

2) Поместить исследуемый и эталонный образцы бетона в раствор сульфата натрия (равные объёмы раствора в двух различных ёмкостях) таким образом, чтобы образцы были полностью покрыты раствором. Оставить в растворе на 1,5 часа. После этого отобрать пробы из растворов, получить суспензию сульфата бария, измерить оптическую плотность суспензии, полученной при обработке раствора с эталонным образцом - Dэталон и раствора с исследуемым образцом – Dисслед.

3) Рассчитать К – относительный показатель коррозионной стойкости исследуемого образца бетона к сульфатной коррозии (в сравнении с использованным эталоном в данной испытательной среде) по формуле:

C0 C ИССЛЕД D0 DИССЛЕД DИССЛЕД (17.1) K= = = С0 СЭТАЛОН D0 DЭТАЛОН DЭТАЛОН 2 С(SO4 ) ~ D(суспензии) ;

Со- концентрация сульфат иона в 8% растворе сульфата натрия, моль/л;

Do- оптическая плотность суспензии, пропорциональная Со сульфат-иона;

• 10 • Лабораторная работа № Сисслед, Сэталон – концентрация сульфат иона в растворе после экспозиции в нём исследуемого и эталонного образцов бетона соответственно;

Dисслед,Dэталон – оптическая плотность суспензии, пропорциональная Сисслед, Сэталон, соответственно.

При К больше 1 основные образцы бетона являются менее стойкими, а при К меньше 1 – более стойкими к воздействию агрессивной среды, содержащей сульфат-ионы. Резуль таты измерений внести в табл. 1.

Таблица D0 DИССЛЕД Dо Dисслед Dэталон K= D0 DЭТАЛОН Б) Определение глубины нейтрализации бетона.

1) Образец бетона расколоть по плоскости, перпендикулярной поверхности, которая подвергалась воздействию окружающей среды или атмосферы, насыщенной углекислым газом. Образцы испытывают в состоянии естественной влажности. Если перед испытанием образец был высушен, поверхность скола предварительно смочить дистиллированной водой. Избыток воды удалить фильтровальной бумагой.

2) На подготовленный скол бетона при помощи пипетки нанести раствор фенолфта леина. Через 1 мин после нанесения индикатора линейкой или штангенциркулем с точностью до 1,0 мм измерить расстояние от поверхности образца до границы яркоокрашенной зоны.

Измерения повторить не менее 2 раз. В случае, если граница нейтрализованного слоя бетона является извилистой, измерить максимальную и минимальную толщины этого слоя на всем сколе образца.

3) Определить среднюю толщину нейтрализованного слоя бетона по формуле (Х ( ), (17.2) X 2(min ) 1 max ) X= где X1(max), X2(min) — соответственно, результаты двух параллельных измерений или результаты по определению максимальной и минимальной толщин нейтрализованного слоя бетона, мм.

Результаты измерений внести в табл. 2.

Таблица (Х ( ), X 2(min ) X1(max) X2(min) 1 max ) X= • 10 • Исследование коррозионной стойкости бетонов Нормативные документы 1. СТБ 4.204-95. Материалы вяжущие. Номенклатура показателей.

2. ГОСТ 22266-94. Цементы сульфатостойкие. Технические условия.

3. ГОСТ 25094-94. Добавки активные минеральные для цементов.

4. СТБ 1544-2005. Бетоны конструкционные тяжелые. Технические условия.

5. СТБ 1187-99. Бетоны легкие. Технические условия.

6. СТБ 1570-2005. Бетоны ячеистые. Технические условия.

Контрольные вопросы и задания 1. Поясните, какие факторы внешней среды оказывают влияние на коррозионную стойкость бетонов в атмосферных условиях.

2. Поясните сущность различных типов процессов коррозии бетона.

3. Поясните механизм кислотной коррозии бетона в атмосферных условиях.

4. Поясните механизм сульфатной коррозии бетона.

5. Почему используется фенолфталеин для индикации глубины нейтрализации бетона?

Можно ли использовать другой индикатор?

6. Рассчитайте, какая масса сульфата натрия необходима для приготовления 8 %-го раствора, содержащего 100 мл воды.

• 10 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ИСПЫТАНИЕ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА Цель работы: изучить основные физико-механические свойства силикатного кирпича.

Приборы и оборудование: пресс гидравлический, линейка измерительная металли ческая, штангенциркуль.

Общие сведения Силикатный кирпич – искусственный каменный материал, изготавливаемый способом прессования увлажненной смеси кремнеземистых материалов и гашеной извести (9 долей кварцевого песка, 1 доля воздушной извести и добавки) с последующим автоклавированием сырца.

Автоклавный способ получения известково-песчаных изделий был предложен Михаэ лисом в 1880 г. Автоклавный синтез заложен в основу производства изделий из автоклавного ячеистого бетона и силикатного кирпича.

При тепловлажностной обработке сырца в автоклавах насыщенным паром под давлением 0,9 – 1,6 МПа и температуре 174,4 – 200 °С образуются гидросиликаты кальция по примерной схеме:

nSiO2 + mCaO + pH2O = mCaO nSiO2(p+1) H2O.

В результате автоклавного синтеза образуются минералы группы тоберморита С5S6H5 и CSH(B).

Силикатный кирпич и камни применяют для кладки надземной части здания, каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, а также для облицовки ограждающих конструкций.

Размеры кирпича и камня силикатного приведены в табл. 1.

Таблица Размеры кирпича и камня силикатного Номинальные размеры, мм Вид изделий Длина Ширина Толщина Кирпич одинарный 250 Кирпич утолщённый 250 120 Камень 250 120 Камень модульных размеров укрупнённый 252 248 Камень укрупнённый 252 248 138 (188) Для граней кирпича приняты следующие названия: нижняя или верхняя грань – пос тель (плашок);

большая боковая грань – ложок;

меньшая боковая грань – тычок (рис. 1).

Рис. 1. Силикатный кирпич:

1 – постель (плашок);

2 – ложок;

3 – тычок.

• 10 • Испытание силикатного кирпича Подготовка к испытаниям Образцы для испытания отбирают от партии. Образцы, отобранные во влажном состоянии, перед испытанием выдерживают не менее 3 сут. в закрытом помещении при температуре (20±5) °С или подсушивают в течение 4 ч. при температуре (105±5) °С.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.