Определение предела прочности при изгибе и сжатии

Для определения предела прочности цемента при изгибе и сжатии изготавливают образцы-балочки размерами 40x40x160 мм из пластичного цементного раствора нормальной консистенции состава 1:3 по массе (1 ч. цемента и 3 ч. песка) при водоцементном отношении (В/Ц) не менее 0,4.

Для определения нормальной консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г стандартного песка, 500 г цемента и 200 г воды (В/Ц = 0,40). Компоненты загружают в предварительно протертую влажной тканью чашу лопастной мешалки в следующей последовательности: песок, вода, цемент. Чашу устанавливают на мешалку и производят перемешивание в течение (120±10) с.

В центре диска встряхивающего столика устанавливают форму-конус с центрирующим устройством. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью. По окончании перемешивания раствора им заполняют форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 раз штыкованием металлической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с некоторым избытком и штыкуют 10 раз. Во время укладки и уплотнения раствора конус прижимают рукой к диску столика. После уплотнения верхнего слоя раствора снимают насадку конуса и излишек раствора срезают ножом вровень с краями конуса. Нож предварительно протирают влажной тканью. Затем конус снимают в вертикальном направлении. После этого раствор встряхивают на столике 30 раз за (30±5) с, измеряют расплыв конуса по нижнему основанию штангенциркулем в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Расплыв конуса должен быть в пределах 106…115 мм. Если расплыв конуса окажется меньше 106 мм, количество воды увеличивают до получения расплыва конуса 106-108 мм. Окончательное значение водоцементного отношения заносят в рабочий журнал и принимают для проведения дальнейших испытаний.

Перед изготовлением образцов-балочек внутреннюю поверхность стенок формы и поддона слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы необходимо промазать тонким слоем солидола или другой густой смазкой. На собранную форму устанавливают насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой. На каждый намеченный срок испытания изготовляют по три образца (одна форма).

Для уплотнения раствора подготовленные формы балочек с насадкой жестко закрепляют на виброплощадке. Одновременно устанавливают не более двух форм, симметрично расположенных относительно центра площадки. При уплотнении одной формы ее располагают в центре площадки. Формы заполняют раствором приблизительно на 1 см по высоте и включают вибрационную площадку, в течение двух первых минут вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки, срезают смоченным водой ножом излишек раствора, заглаживают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют их.

Образцы в формах хранят первые сутки в ванне с гидравлическим затвором. Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой в горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом, или в шкафу, обеспечивающим относительную влажность воздуха не менее 90 %. Таким образом образцы хранят последующие 27 суток. Образцы, имеющие через (24±1) ч прочность, недостаточную для расформовки без повреждения, допускается вынимать из формы через (48±2) ч. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см, меняют воду через каждые 14 суток. Температура воды при хранении, а также при ее замене должна быть (20±2) °С. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть насухо вытерты.

Испытание образцов. Для испытания образцов-балочек на изгиб могут быть использованы приборы любой конструкции, удовлетворяющие следующим требованиям: средняя скорость нарастания нагрузки должна быть (0,05±0,01) кН/с или (0,12±0,02) МПа/с в пересчете на единицу площади приведенного сечения балочки. Образцы устанавливают на опоры изгибающего устройства таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении.

Предел прочности при изгибе цементного раствора вычисляют как среднее арифметическое значение из двух наибольших результатов испытания трех образцов.

При определении предела прочности на сжатие полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками площадью 25 см² таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскости пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца. Образец с пластинками центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (1,0±0,5) МПа/с.

Предел прочности на сжатие отдельного образца вычисляют как частное от деления разрушающей нагрузки на площадь пластинок. Предел прочности на сжатие для данного цемента вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов испытания образцов.

Результаты опытов заносят в табл.15.

Таблица 15.Результаты определения предела прочности цемента при изгибе и сжатии

Вывод:

Задания на выполнение работы

В работах по этой теме предлагается изготовить в лабораторных условиях портландцемент из клинкера и гипса различной степени дисперсности, изучить его пластично-вязкие (реологические) свойства, а также влияние пластифицирующих добавок на эти свойства, кинетику схватывания и прочность цемента. На основе анализа экспериментальных данных необходимо сделать выводы о влиянии добавок на указанные свойства цемента, а также концентрации добавки, обеспечивающей наибольший пластифицирующий эффект и повышение прочности цемента.

Задание 1. Изготовить клинкерный портландцемент различной степени дисперсности. Оценить тонкость помола полученного цемента.

Каждая бригада студентов должна раздробить на щековой дробилке 7,5 кг клинкера и 0,3 кг гипсового камня до минимально возможной крупности.

Две бригады загружают навеску 7,5 кг клинкера и 0,3 кг дробленного гипсового камня соответственно в каждую камеру двухкамерной шаровой мельницы. После загрузки мельницы крышки тщательно закрываются. С разрешения преподавателя или лаборанта мельницу включают в работу.

Через 50 мин помола 1-я бригада останавливает мельницу, заменяет крышку решеткой и производит в течение 10 мин работы мельницы ее выгрузку.

Вторая бригада после полной выгрузки 1-й камеры проделывает с цементом аналогичные операции, что и первая бригада. Таким образом, общая длительность помола цемента второй бригадой 60 мин.

Третья бригада навеску клинкера и гипса загружает в освободившуюся после первой бригады камеру мельницы. Длительность помола при изготовлении цемента третьей бригадой 40 мин.

Полученный цемент просеивается через сито № 0,63 для отделения недоизмельченных крупных фракций, после чего затаривается в ватман и маркируется. Тонкость помола цемента оценивают по остатку на сите № 008, а также по удельной поверхности на приборе ПСХ (в соответствии с инструкцией по эксплуатации этого прибора).

Задание 2. Изучить пластично-вязкие (реологические) свойства цементного теста и влияние добавки суперпластификатора С-3 на эти свойства.

Из цементов, полученных при выполнении первого задания, приготавливают цементное тесто нормальной густоты и устанавливают водопотребность цемента данной дисперсности. Для начального водозатворения цемента рекомендуется принять 25 % воды от массы цемента.

Затем студенты изучают изменение водопотребности цемента при введении в воду затворения добавки суперпластификатора С-3 при двух концентрациях 0,25 и 0,5 %. Водоредуцирующий эффект добавки оценивают по показателю водоредуцирования:

,

где - показатель водоредуцирования, %; и - водоцементное отношение непластифицированной и пластифицированной смесей при их нормальной густоте.

Полученные данные представляют в виде табл.16.

Таблица 16. Водопотребность цемента в зависимости от содержания добавки С-3 и ее водоредуцирующий эффект при разных концентрациях

Строится график зависимости водопотребности и показателя водоредуцирования от содержания добавки С-3. Обосновывается концентрация добавки, дающая наибольший пластифицирующий эффект.

Вывод:

Задание 3. Оценить влияние добавки суперпластификатора С-3 на прочность цемента.

Для определения прочности цемента с пластифицирующей добавкой приготавливают растворную смесь из цемента и песка состава 1:3 без добавки и с добавкой С-3 при ее концентрации, обеспечивающей наибольший пластифицирующий эффект и найденной в задании 2.

Количество воды затворения для получения цементно-песчаного раствора нормальной консистенции устанавливают по стандартной методике.

Из каждой растворной смеси в соответствии с ГОСТ 310.4-81 готовят три образца-балочки размерами 4х4х16 см. После 14-дневного твердения образцов в нормальных условиях определяют их прочность при изгибе и сжатии.

Результаты работ заносят в табл.17.

Таблица 17.Влияние добавки суперпластификатора С-3 на прочность цемента

Вывод:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: