Методические указания по выполнению лабораторных работ Дисциплина: «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»



страница5/6
Дата17.10.2016
Размер1,08 Mb.
1   2   3   4   5   6

Пористые же материалы могут быть морозостойкими лишь в том случае, если вода занимает не более 90% объема доступных для нее пор. По нормам водопоглощение кирпича должно быть не менее 8 и не более 20 %.

Марка по морозостойкости F - минимальное число циклов замораживания и оттаивания образцов изделий, испытанных по базовым методам, при которых сохраняются физико-механические свойства в нормируемых пределах.

Марка керамического кирпича может быть: F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150.

Испытание материала на морозостойкость ведут в специальных холодильных камерах. Оно заключается в многократном (от 10 до 200 раз - в зависимости от условий службы сооружений) замораживании образца материала с последующим оттаиванием в воде при комнатной температуре после каждого замораживания.

Во время стандартных испытаний кирпич опускают в воду на 8 часов, потом помещают также на 8 часов в морозильную камеру (это один цикл). И так до тех пор, пока кирпич не начнет после испытаний терять массу и прочность. Тогда испытания останавливают и делают заключение о морозостойкости кирпича.

Температура замораживания должна быть, ниже - 15°С т.к. в мелких порах каменного материала вода замерзает только при указанной температуре.

Коэффициент морозостойкости (отношение величины прочности на сжатие образца после испытания на морозостойкость к прочности на сжатие исходного образца) вычисляют как среднее арифметическое из трех определений. Он не должен быть менее 0,75 (т.е. прочность материала не должна понижаться более чем на 25%). Лабораторные условия испытаний довольно жестки, и после одного-двух циклов испытаний в лаборатории получают приблизительно такой же результат, как при годичном действии атмосферы в природных условиях.

Определение морозостойкости описанным выше способом хотя и дает вполне надежные и достоверные результаты, но для этого требуется много времени. Существуют ускоренные методы определения морозостойкости материалов.

Ускоренные испытания по определению морозостойкости проводятся в ГОСТ 10060.2-95.

Марку кирпича по морозостойкости принимают за соответствующую требуемой, если после испытания образцов их прочность уменьшилась не более чем на 5% по сравнению со средней прочностью контрольных образцов.

Если образцы выдержали 8 циклов ускоренных испытаний, то марка ке­рамического кирпича по морозостойкости – F50; для 13 циклов - марка F75; для 20 циклов - марка F100 и т.д.



В Центральном регионе страны рекомендуется применять строительный кирпич с морозостойкостью не ниже 15 - 25 циклов, лицевой – не ниже 50 циклов.
8.Определение влажности специальными приборами

На практике влажность различных материалов (водопоглощение) может определяться специальными приборами – влагомерами.

В данной работе для определения влажности материалов используется влагомер строительных материалов - ВСМ. Прибор предназначен:

а) для неразрушающего контроля влагосодержания строительных материалов как непосредственно в конструкциях и сооружениях, так и в процессе строительных работ;

б) для измерения влагосодержания сыпучих (песок, грунт и др.), твердых (бетон, стяжка, кирпич и др.) и волокнистых (древесина, пиломатериалы, древесно-стружечные, древесно-волокнистые и др.) материалов в лабораторных, производственных и полевых условиях;

Диапазон измерения прибором влагосодержания различных материалов приведен в данной таблице.


Таблица 5.2 – Диапазон измерений прибором ВСМ различных материалов.

Материал

Диапазон

Песок Мк=2,0

0…14,0

Песок Мк=3,0

0…13,3

Бетон тяжелый В30

0…4,3

Бетон тяжелый В25

0…5,4

Бетон легкий γ=1400кг/м3

0…6,4

Сосна

0…18,0

Кирпич силикатный

0…15,2

Стяжка М400

0…15,0

Стяжка М200

0…11,0

Штукатурка цементно-песчаная

0…15,0


Ход выполнения работы

Влагомер ВСМ

1. Ознакомиться с устройством влагомера. (см. рисунок 5.2).



Рисунок 5.2 – Влагомер ВСМ: 1 -радиочастотный датчик; 2 - измерительное устройство; 3 - соединительный шнур; 4 - исследуемый образец; 5 - дисплей с информацией; 6 - кнопка включения прибора; 7 - кнопки выбора на дисплее исследуемого материала


2. Включить прибор.

3. Выбрать на дисплее испытываемый материал кнопками «Выбор материала».

4. Тщательно протереть активную поверхность датчика от остатков влаги.

5. Установить датчик прибора на исследуемый образец и измерить влагосодержание

(на поверхности материала следует выбрать ровный и плоский участок с минимальной шероховатостью).

6. Вывод. В результате выполненной работы определена влажность (материала) - ... , которая составила - ...%.

Примечания.

1.При исследовании сыпучих грузов необходимо разрыхлить пробу и, надавливая на датчик с усилием 3...4 кг.

2. Влажность исследуемого материала должна быть в пределах диапазона измерения.

Таблица 5.3 - Итоговая таблица лабораторной работы



строки

Показатель

Результат

Источник информации

1

Соответствие кирпича требованиям ГОСТ 530-2007

...

Часть 1 табл.1

2

Истинная плотность керамического материала образца

ρИСТ = ... г/см3,

Часть 2 п.7

3

Средняя плотность материала образца

ρ СР= ... г/см3

Часть 3 п.5

4

Пористость материала

П= ...%

Часть 4 п.1

5

Водопоглощение

W= ... %

Часть 5 п.1

6

Марка кирпича

...

Часть 6 п.4

7

Коэффициент размягчения

KРАЗМ = ...

Часть 6 п.6

6 Лабораторная работа №5.

Гидравлические вяжущие. Портландцемент.

Определение основных показателей качества цемента
Цель работы: Ознакомление с приборами и методикой определения нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста

Оборудование и материалы: Пресс гидравлический, прибор Вика с кольцом, чашка и лопаточка для приготовления цементного теста, весы электронные.

Правила безопасности: С целью предохранения глаз от попадания инородного тела лабораторную работу выполнять в защитных очках.

Теоретическая часть

Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные материалы, которые при затворении водой образуют пластичное вещество, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т. е. переходить в камневидное состояние.

Строительные минеральные вяжущие вещества делятся на три категории:



  1. Воздушные вяжущие вещества (известь, гипс) характеризуются тем, что, будучи смешанны с водой, твердеют и длительное время сохраняют прочность лишь в воздушной среде. В случае систематического увлажнения они теряют прочность и разрушаются.

  2. Гидравлические вяжущие вещества (портландцемент) характеризуются тем, что, после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны далее твердеть как в воздушной, так и в водной среде, при этом прочность их увеличивается

  3. Кислотостойкие вяжущие вещества (кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент) представляют собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее вещество начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот, кроме фтористо-водородной.


1.Гидравлические вяжущие. Портландцемент

Гидравлические вяжущие – вещества, которые по своему химическому составу представляют сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех оксидов: СаО – SiO2Al2O3Fе2O3. Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих:

1) силикатные цементы, состоящие преимущественно (на 75%) из силикатов кальция; к ним относятся портландцемент и его разновидности;



  1. алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты кальция;

  2. гидравлическая известь и романцемент.

Гидравлические вяжущие твердеют, и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают ее) не только на воздухе, но и в воде. (Воздушные вяжущие, гипс и известь сохраняют прочность только на воздухе).

Портландцемент.

Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением клинкера с природным гипсом, а иногда и с добавками. При производстве портландцемента разрешается вводить не более 5% добавок, ускоряющих твердение или повышающих прочность.

Клинкер - спек в виде гранул, получаемый обжигом при температуре до 1450°С сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и корректирующих добавок определенного состава, обеспечивающих преобладание высокоосновных силикатов кальция.

Природный гипс (CaSO4*2H20) в портландцемент вводят для регулирования сроков схватывания и повышения прочности цемента.

Клинкер.

Химический состав клинкера выражают максимальным содержанием оксидов (макс. %). Основными и обязательными оксидами в составе цементного клинкера являются: СаО – SiO2Al2O3Fе2O3.

Их содержание в клинкере составляет 95 – 97%. Кроме них в небольших количествах присутствуют MgO и щелочные оксиды TiO2 , Cr;2O3, SO3,. Р2О5.

Первым по содержанию и значению является СаО (известь). Чем больше в цементе извести, тем более высокопрочным и быстротвердеющим он будет, но в то же время снижается водостойкость. Однако обязательное условие получения вы­сококачественного клинкера - полное связывание СаО кислотными оксидами.

Кремнезем (SiO2) - одна из важнейших составных частей клинкера. Он связывает СаО в силикаты, способные к гидравлическому твердению. Увеличение содержания SiO2 в клинкере ведет к замедлению схватывания и твердения. Однако цементы с повышенным содержанием SiO2 обладают высокой прочностью в поздние сроки.

Глинозем (Al2O3) - основной компонент алюминатов, повышение его содержания обусловливает быстрое схватывание и ускорение твердения. Гематит (Fе2O3) - служит плавнем и улучшает спекание клинкера.

В портландцементном клинкере оксиды существуют не отдельно, а в виде химических соединений - минералов.



Основными минералами клинкера являются: алит, белит, трехкальциевый алюминат и алюмоферрит кальция.

Алит 3CaO*SiO2 (или 3СS – обозначение в строительстве)самый важный минерал клинкера, его содержание 45…60%, является основным носителем прочности. Он схватывается в течение нескольких часов и относительно быстро наращивает прочность.

Белит 2CaO*SiO2( или 2CS) - второй по важности минерал, не характеризуется определенными сроками схватывания и, затворенный водой, твердеет очень медленно, но способствует повышению прочности.

Трехкальциевый алюминаг ЗСаО*Al2O3 (или 3СА) - при затворении водой схватывается почти мгновенно, выделяя большое количество тепла. В присутствии других клинкерных минералов 3СА делает цемент быстротвердеющим.

Четырехкальцииевый алюмоферрит (4CAF) обладает сравнительно короткими сроками схватывания, но твердеет значительно медленнее, приобретая в течение длительного времени, также как белит, большую прочность.

По ГОСТ 10178-85 портландцемент делится на:

1. Портландцемент без добавок.

2. Портландцемент с минеральными добавками. В качестве добавок допускается вводить: доменные и электротермофосфорные шлаки до 20%; активные добавки осадочного происхождения до 10%; активные добавки вулканического происхождения до 15%.

3. Шлакопортландцемент, который должен содержать не менее 21% и не более 80% доменных гранулированных или термофосфорных шлаков.

Основными показателями качества портландцемента являются: тонкость помола цемента; сроки схватывания: (начало, интервал и конец схватывания в минутах); нормальная густота цементного теста в %; предел прочности цементного камня при сжатии и изгибе в МПа или в Н/см2.



Применение цемента. Цемент применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, для кладки кирпичей, заливки фундаментов.

Цемент, и получаемые на его основе прогрессивные материалы, успешно заменяют в строительстве кирпич, известь, дефицитную древесину и другие традиционные материалы.


Таблица 6.1 - Рациональные области применения портландцемента

Вид цемента

Основное назначение

Не применяется

Портландцемент, в т.ч. гидрофобный и пластифицированный

Для бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных конструкций

Для конструкций, подвергающих-ся воздействию агрессивных вод, без специальных мер защиты.

Быстротвердеющий портландцемент

Для бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных сооружений в случае получения повышенной прочности бетона в ранние сроки и при условии обеспечения укладки бетонной смеси спец. оборудованием, в опалубку в течение 15 мин после изготовления.

То же

Шлакопортланд-цемент

Для бетонных и ж/б, надземных, подземных и подводных конструкций, подвергающихся воздействию пресных вод в случае, если не предъявляются требования к нарастанию прочности бетона в ранние сроки.

Для конструкций, подвергюащих-ся систематическому многократному воздействию влаги и отрицательных температур.

Пуццолановый портландцемент

Для бетонных и ж/б подземных и подводных конструкций, подвергающихся воздействию пресных вод и при сульфатной коррозии.

Для конструкций, подвергающихся быстрому высыханию, увлажнению.

Сульфатостойкий портландцемент

Для бетонных и ж/б конструкций, подвергающихся воздействию сульфатных вод при систематическом воздействии влаги и переменных температур.

Для конструкций, не подвергающихся воздействию агрессивных вод.

Глиноземистые и гипсоглиноземистые цементы

Для бетонных и ж/б конструкций в случае необходимости получения бетона высоких марок в ранние сроки, а так же для конструкций, подвергающихся систематическому воздействию влаги, переменных температур, сернистых газов. Для получения жароупорных бетонов.

Для надземных и подземных конструкций, в которых температура бетонов может в процессе твердения подняться свыше 25 0С.

Расширяющиеся портландцементы

Для бетонных и железобетонных надземных и подземных конструкций, где необходимы специфические свойства цемента.

Для конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных вод.


Практическая часть

2. Определение тонкости помола цемента

Тонкость помола характеризует степень дисперсности цемента и определяется массой цемента (в процентах от пробы), оставшейся при просеивании на сите № 008. (т.е. размер ячейки сита составляет 0,08 мм).

Согласно ГОСТ 10178-76 тонкость помола портландцемента должна быть такой, чтобы содержание частиц размером менее 80 мкм составляло не менее 85% от массы цемента, а более 80 мкм составляло не более 15% , что и будем определять в настоящем опыте.




Ход выполнения работы

Значение

1) Взвесить 50 г. цемента предварительно высушенного в сушильном шкафу при температуре 105-110°С в течение 2 ч.

m1 = 50г

2) Взвесить пустое сито с размером ячейки 0,08 мм (без дна и крышки).

m2 = ... г

3) Высыпать навеску цемента на сито. Сито закрыть крышкой и произвести просеивание механическим способом (30 сек.) или вручную (5 минут).

---

4) Взвесить сито с остатком цемента.

m3 = ... г

5) Тонкость помола цемента определить по формуле:



ТП= ... %




где ТП – тонкость помола, %;

m1 – масса навески цемента, г;

m2 – масса пустого сита, г;

m3 – масса сита с остатком цемента, г.

6) Вывод. Определена тонкость помола цемента, которая составила - ...%. Требование ГОСТ 10178-85 о том, что тонкость помола цемента не должно быть более 15% - (не) выполнено. Заполнить строки 5 и 6 итоговой таблицы 6.6.

Средний размер зерен портландцемента составляет около 40 мкм (40 микрометров или 40 микрон). Толщина гидратации зерен портландцемента через 6 ... 12 месяцев твердения обычно не превышает 10... 15 мкм.

Таким образом, при обычном помоле портландцемента 30...40% клинкерной части не участвует в твердении при формировании структуры цементного камня. Частицы размером более 80 мкм, т.е. те, которые остаются на сите № 008 после просеивания, гидратируются и твердеют медленно.

С увеличением тонкости помола повышается степень гидратации цемента, следовательно, возрастает прочность цементного камня. Очень мелкие частицы размером 1 мкм и менее повышают водопотребность цементного теста, поэтому прочность цементного камня снижается.


3. Определение нормальной густоты цементного теста


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница