Файл: Строй материалы 2012.doc

При твердении цемента возможно появление трещин. Трещины в цементном камне и бетоне ведут к разрушению бетона, коррозии арматуры в железобетоне, и поэтому их появление недопустимо. Для того чтобы предотвратить трещины в цементном камне, надо знать причины их появления.

Мы различаем две причины трещин в цементном камне:

1 – усадка цементного камня при твердении;

2 – наличие в цементе излишнего содержания свободных СаО и MgO.

1. Усадочные трещины появляются при недостаточно влажных условиях твердения. При испарении воды из цементного теста камня при сухих условиях твердения происходит быстрая усадка (уменьшение объема). Не обладающий еще достаточной прочностью цементный камень не может сопротивляться напряжениям, возникающим при усадке, в результате чего образуются трещины. Усадочные трещины можно полностью исключить, создавая влажные условия при твердении цемента.

2. Если в цементе имеется заметное количество свободных СаО и MgO, то возможно появление трещин из-за их позднего гашения в цементном тесте – камне. Как известно, свободные СаО и MgO в портландцементе – это всегда пережог (температура обжига была порядка 1450 °С). Взаимодействие СаО и MgO – пережога, содержащихся в цементе, с водой (гашение) происходит поздно, когда схватывание уже закончилось, а прочность цементного камня незначительна. Гашение сопровождается выделением тепла и увеличением в объеме, что может привести к образованию трещин.

В этом случае применять цемент нельзя.

Для выявления влияния свободных СаО и МgО проводят опыт определения равномерности изменения объема цемента кипячением.

Содержание работы:

Определение равномерности изменения объема цемента при твердении.

Описание оборудования: 1. Бачок для испытания кипячением.

2. Ванна с гидравлическим затвором.

3. Сферическая чаша с лопаткой.

4. Стеклянные пластинки 10  10 – 2 шт.

5. Нож.

6. Линейки.

Порядок выполнения работы:

Рис. 17. Лепешка для определения равномерности изменения объема

при твердении

Для опыта готовят тесто нормальной густоты из 150 г цемента, из которого делают два цементных шарика массой по 75 г каждый. Цементные шарики кладут на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают пластинкой о твердое основание до образования из шариков лепешек диаметром 7–8 см и толщиной в середине 1 см (рис. 17). Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

Лепешки хранят в течение 24  2 ч в ванне с гидравлическим затвором во влажных условиях, а затем подвергают испытанию кипячением. Лепешки вынимают из ванны и помещают в бачок с водой на решетку (рис. 18). Решетка должна находиться на расстоянии не менее 5 см от дна бачка, а уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4–6 см в течение всего времени кипячения. Для этого бачок соединяют с регулятором уровня воды.

Рис. 18. Бачок для испытания кипячением:

1 – бачок, 2 – решетка, 3 – термометр,

4 – регулятор уровня воды, 5 – лепешки

Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды до кипения за 30–45 мин.

Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и производят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.

Признаками неравномерности изменения объема являются:

– наличие на лицевой стороне лепешек радиальных, доходящих до краев трещин (рис. 19, а);

– наличие сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу (рис. 19, б);

– искривления и увеличение в объеме лепешек (рис. 19, в); искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки.

Лепешки, у которых имеются усадочные трещины (рис. 19, д), считаются выдержавшими испытание на равномерность изменения объема.

Лепешки, не выдержавшие испытания

на равномерность изменения объема

а) б) в)

Радиальные трещины Сетка мелких трещин Искривление

Лепешки, выдержавшие испытание

на равномерность изменения объема

г) д)

Лепешки без трещин Лепешки с усадочными трещинами

Рис. 19. Лепешки после испытания на равномерность изменения объема

Обработка результатов измерений:

Количество цемента_________________________________

Количество воды ___________________________________

Результаты осмотра лепешек после кипячения___________

Выводы: _____________________________________________

___________________________________________________________

Контрольные вопросы:

Каковы причины появления трещин в цементном камне??
С какой целью кипятят цементные образцы при определении равномерности изменения объема цемента?
Признаки неравномерности изменения объема цемента?

Лабораторная работа № 18 Определение марки цемента

Цель работы: Определение марки цемента.

Теоретические положения:

Марка цемента – это прочностная характеристика, которая определяется при строгом соблюдении ряда условий.

Прочность определяется в растворе состава цемент: песок = 1 : 3 по весу (одна часть цемента и три части песка).
Для раствора используется чистый кварцевый песок, содержание в песке окиси кремния SiO₂ должно быть не менее 98 % содержание пыли и глины не более 1 %, размер зерен песка – 0,5–0,8 мм (такой песок применяется только для испытания цементов).
Для приготовления раствора добавляется такое количество воды, чтобы консистенция растворной смеси была строго определенной – расплыв конуса 106–115 мм. Обычно такая консистенция достигается при водоцементном отношении (В/Ц), равном примерно 0,4.

4. Перемешивание цемента, песка и воды должно происходить строго по стандарту

5. Приготавливаются образцы стандартной формы и размеров. Балочки размером 4x4x16 см.

Уплотнение раствора в формах должно также строго соответствовать стандарту.
Прочность определяется через 28 суток твердения раствора в нормальных условиях.
Нормальными условиями для твердения цемента при определении его прочности считается:

24 ч в ванне с гидравлическим затвором (обеспечивается влажность воздуха до 100 % и температура 20±2 °С;

затем еще 27 суток в воде при температуре 20 + 2 °С.

Испытание балочек на изгиб и их половинок на сжатие производят также строго по стандарту.

Выпускаются портландцементы пяти марок: 300, 400, 500, 550 и 600. Предел прочности цементов при изгибе и сжатии для каждой марки должен быть не менее величин, указанных в табл. 5.

Таблица 5

Прочностные характеристики портландцемента

Показатели	Марка портландцемента
Показатели	300	400	500	550	600
Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток, МПа, не менее	30	40	50	55	60
Предел прочности при изгибе в возрасте 28 суток, МПа, не менее	4,5	5,5	6	6,2	6,5