рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Определение качества цемента

Определение качества цемента - раздел Высокие технологии, Разработка состава быстротвердеющего портландцемента Определение Качества Цемента. Под Водопотребностью Вяжущего Вещества Понимают...

Определение качества цемента. Под водопотребностью вяжущего вещества понимают то количество воды, которое необходимо ввести в него для получения теста с так называемой нормальной густотой.

Нормальной густотой цементного теста условно называется такая консистенция, при которой пестик погружается в него на определенную, нормированную ГОСТ 310 - 60 глубину. Водопотребность цемента при получении теста нормальной густоты равна количеству воды, рассчитанному в процентах от веса цемента. Водопотребность портландцементов колеблется обычно в пределах 24 - 28 . Следует отметить, что это иногда больше необходимого для прохождения реакций гидратации клинкерных минералов. В результате вводимая в тесто избыточная вода подвышает пористость цементного камня, что отрицательно сказывается на его прочности.

Поэтому при прочих равных условиях, чем меньше Водопотребность вяжущего вещества, тем выше его качество. Портландцемент относится к вяжущим веществам с наиболее низкой водопот -ребностью. Водопотребность строительного гипса достигает, например, 50 -70 , а пуццоланового портландцемента - 35 - 40 при добавках осадочного происхождения. Водопотребность портландцемента зависит от многих факторов и, в частности, от его минералогического состава.

Чем больше в нем алюминатов кальция, тем она выше. Более тонкое измельчение также несколько увеличивает ее. Этому способствует также введение таких материалов, как трепел, диатомит и другие активные добавки осадочного происхождения, даже в количестве 10 - 15 . Водопотребность цементов можно регулировать в значительных пределах с помощью добавок поверхностно-активных веществ ПАВ . Они оказывают разжижающее действие. В качестве ПАВ чаще всего применяют сульфитно - спиртовую барду и сульфитно-дрожжевую бражку, а также их производные, абиетат натрия и многие другие материалы.

ПАВ в количестве 0,1 - 0,3 вводят в цементы при помоле, причем получают так называемые пластифицированные портландцементы. Их можно добавлять и при изготовлении растворных и бетонных смесей. Большое практическое значение при использовании вяжущих веществ имеет скорость их схватывания и твердения. Схватыванием называется процесс, при котором относительно подвижная смесь цемента с водой постепенно густеет и приобретает такую начальную прочность, при которой ее механическая переработка становится практически затруднительной и даже невозможной в конце схватывания. Поэтому вяжущие вещества, в том числе и цементы, должны характеризоваться такими сроками схватывания, которые дают возможность приготовлять растворные и бетонные смеси и использовать их в деле. Различают начало и конец схватывания теста из того или иного вяжущего.

Условно в соответствии со стандартами эти сроки схватывания определяют на тесте нормальной густоты при температуре 20 С 2 по глубине погружения в него иглы Вика. По ГОСТу на портландцемент начало схватывания теста из этого вяжущего должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания - не позднее 12 ч, считая от момента смешения цемента с водой. До начала схватывания тесто обладает тиксотропными свойствами.

По мере приближения к концу схватывания цементное тесто или бетонная смесь становятся все хуже обрабатываемыми.

Необходимо, чтобы смеси в это время твердели в спокойном состоянии. Однако и в этот промежуток времени до конца схватывания допускается иногда механическое воздействие на бетонную смесь, если только оно приводит к уплотнению и упрочнению бетона, хотя и вызывает нарушение начальной структуры схватившегося цемента. При таком быстротвердеющем вяжущем, каким является полуводный гипс, воздействие на тесто и бетон после наступления начала схватывания приводит к резкому снижению прочности системы.

Вяжущее тем ценнее, чем быстрее нарастает его прочность после начала схватывания и, следовательно, чем меньше разрыв во времени между его началом и концом. Сроки схватывания цементов зависят от многих факторов и подчиняются регулированию в довольно широких пределах с учетом требований, предъявляемых к вяжущим, применяемым в строительстве. В значительной мере отражается на скорости их схватывания минералогический состав цементов. Так, цементы с повышенным содержанием алюминатов кальция характеризуются более короткими сроками схватывания.

Белитовые цементы схватываются медленнее. Важнейший регулятор скорости схватывания портландцементов - двуводный гипс, который вводится в них при помоле в количестве 3 - 6 по весу. Клинкер, измельченный без гипса, характеризуется очень короткими сроками схватывания, препятствующими его использованию. Чем больше алюминатов кальция и щелочных соединений в цементе, чем выше тонкость помола, тем больше гипса следует вводить в него. Оптимальное количества последнего в зависимости от свойств цемента устанавливается специальными опытами.

Необходимо отметить, что от количества гипса в цементе зависят не только сроки его схватывания, но и такие важнейшие свойства, как прочность, скорость твердения, усадочные деформации, морозостойкость и др что особенно отчетливо показано в исследованиях С.В. Шестоперова, Г.И. Горчакова и др. Поэтому оптимальное количество гипса в портландцементе следует устанавливать с учетом тех требований, какие предъявляются к свойствам цемента при использовании в различных конструкциях и сооружениях.

Но и при оптимальных добавках двуводного гипса приходится иногда сталкиваться с цементами, характеризующимися так называемым ложным схватыванием. Оно проявляется в том, что цемент при смешении с водой схватывается почти немедленно, но при последующем интенсивном перемешивании дает, особенно с небольшой добавкой воды, тесто с нормальными сроками схватывания, затвердевающее без потери прочности.

Явление ложного схватывания объясняется наличием в цементе полуводного гипса или обезвоженных полугидратов, образовавшихся во время помола клинкера в мельницах при повышенных температурах 130 - 160 С . При повышенном содержании щелочей в цементе оно интенсивнее. Иногда ложное схватывание проявляется у цементов, длительно хранившихся в силосах при высокой температуре. Помол и хранение цементов при низких температурах создают гарантию против получения этих вяжущих с нежелательными явлениями ложного схватывания.

Быстрое схватывание цементов, не устраняемое дополнительным перемешиванием теста, наблюдается у цементов с недостаточным содержанием двуводного гипса. Влияние на скорость схватывания портландцементов гипса объясняется его взаимодействием с трехкальциевым алюминатом с образованием трехсульфатной формы гидросульфоалюмината ЗСаО А1203 ЗСаS04 31Н20. Последний отлагается на алюминате в виде экранирующих пленок, способствующих уменьшению доступа воды к этому минералу и замедляющих скорость реакции.

На сроки схватывания цементов влияют и многие другие вещества, одни их удлиняют, другие сокращают. В качестве ускорителя сроков схватывания часто используется хлористый кальций, вводимый в количестве 0,5 - 1,5 массы цемента при изготовлении бетонных смесей. С3А, реагируя с СаС12, образует малорастворимое соединение - хлоралюминат кальция ЗСаО Аl2О3 СаСl2 10Н2О. Следует отметить, что при очень небольших добавках СаС12 может действовать как замедлитель скорости схватывания. Примерно так же действуют Са N0 3 2, МgСО3, полуводный гипс и др. Сода, действуя ускоряюще, часто вызывает снижение прочности.

Наконец, имеется группа веществ уксуснокислый кальций, сахар и др резко замедляющих скорость схватывания цементов. Некоторые из них, вводимые в соответствующем количестве 1 - 3 , отодвигают схватывание цемента на неопределенно долгое время. На скорость схватывания цементов значительно влияют и такие факторы, как водоцементное отношение и температура.

С увеличением В Ц и понижением температуры скорости схватывания и твердения уменьшаются, и наоборот. Увеличение тонкости помола цемента также способствует увеличению скорости его схватывания. При хранении цементов на складах на них воздействуют пары воды и СO2, содержащиеся в воздухе. При этом на поверхности цементных частичек образуются пленки гидратных новообразований, а также карбоната кальция, способствующие замедлению реакций цемента c водой и скорости его схватывания.

Вяжущие вещества, в том числе и цементы, при твердении должны характеризоваться равномерностью изменения объема. Цементы с неравномерным изменением объема приводят не только к снижению прочности бетонов при их твердении, но даже к их разрушению. Неравномерность изменения объема цементов может быть вызвана гидратацией свободной окиси кальция при содержании ее в клинкере более 1,5 - 2 гидратацией свободной окиси магния, присутствующей в клинкере в виде высокотемпературной медленно гасящейся формы - периклаза образованием в твердеющем цементе высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция при повышенном содержании в клинкере С3А и при избыточном введении гипса в портландцемент при его помоле.

Содержание свободной окиси кальция в цементе стандартом не регламентировано. При избыточном количестве ее отрицательное влияние легко определяется по поведению цементных образцов - лепешек диаметр 7 - 8 см, толщина в середине около 1 см при их нагревании в кипящей воде в течение 4 ч. Испытание проводится через сутки после изготовления образцов.

Отсутствие на лепешках радиальных, доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также искривлений и увеличения объема - свидетельство равномерного изменения объема цемента. При этом следует иметь в виду, что появление на лепешках трещин усыхания еще до их нагревания в воде вовсе не означает, что цемент недоброкачественный, если на обратной стороне при этом не обнаружены радиальные трещины, доходящие до краев ГОСТ 310 - 60 . По ГОСТ 10178 - 62 во всех разновидностях портландцемента допускается содержание МgО не более 5 . Равномерность изменения объема цементов при повышенном содержании в них МgО иногда определяют на описанных выше лепешках, пропаривая их в автоклаве под давлением насыщенного пара в 20 атм изб. по режиму 2 1 1 ч подъем давления, прогрев при 20 атм, охлаждение. Равномерность изменения объема оценивается по тем же признакам, которые указаны ранее.

Повышенное количество сернокислых соединений 8 цементах в том числе и гипса можно установить достаточно быстро методами химического анализа.

Иногда цементы, характеризующиеся равномерным изменением объема и содержащие значительное количество щелочей Na2О К2О более 0,5 , могут явиться причиной разрушения бетонов, изготовленных из заполнителей, содержащих реакционноспособный кремнезем опал, халцедон и др При длительном твердении во влажных условиях подобные заполнители способны вступать во взаимодействие с щелочными соединениями цемента и давать водные щелочные силикаты.

Последние образуются на поверхности зерен в виде объемистых гелевидных масс, вызывающих набухание бетона и его разрушение. Для предотвращения таких явлений применяют цементы с пониженным количеством щелочных соединений менее 0,5 - 0,6 в расчете на Nа20 , пуццолановые портландцементы, а также заполнители, не содержащие реакционноспособного кремнезема. Определение прочности и марки цементов.

Важнейшим свойством портландцемента является его способность твердеть при взаимодействии с водой и переходить в камневидное состояние. Чем выше механическая прочность затвердевшего камневидного тела раствора, бетона и чем скорее она достигнута, тем выше качество цемента или иного вяжущего вещества. Поэтому различают 1 конечную прочность, которая может быть достигнута цементом при твердении 2 скорость твердения, характеризуемую интенсивностью роста прочности твердеющего цемента во времени.

В соответствии с этим цементы, отличающиеся быстрым ростом прочности, называют быстротвердеющими, а если при этом достигается большая прочность, то и высокопрочными. Механическую прочность затвердевших цементов можно оценивать различными способами, например, по пределу прочности при сжатии, при изгибе, при растяжёнии и при скалывании образцов той или иной формы. При этом подбор состава смесей, изготовление, хранение и испытание образцов осуществляют, строго выполняя требования, устанавливаемые соответствующими стандартами на то или иное вяжущее вещество в той или иной стране.

Все возрастающее значение начинают приобретать неразрушающие методы определения прочности цементов и бетонов с помощью ультразвуковых колебаний. В России прочность и другие свойства цементов, а также способы их определения регламентированы ГОСТ 10178 - 62 Портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности и ГОСТ 310 - 60 Цементы. Методы физических и механических испытаний. В соответствии с этими стандартами прочность цементов определяют по показателям прочности при изгибе балочек размером 40 х 40 х 160 мм и при сжатии половинок тех же образцов.

Балочки формуют из малопластичного раствора состава 1 3 цемент песок по массе с помощью вибрации амплитуда 0,35 мм, частота 3000 кол мин и испытывают через 28 суток с момента изготовления. Для этого применяют специальный стандартный песок. Растворы готовят при водоцементном отношении, равном 0,4, причем их консистенция по расплыву конуса после 30 встряхиваний на столике должна характеризоваться диаметром в пределах 105-110 мм. При меньшем расплыве конуса количество воды в растворе увеличивают до получения требуемой подвижности.

Балочки из раствора хранят в формах в течение суток в среде с относительной влажностью воздуха не менее 95 , а далее расформовывают и хранят в воде температура 20 С 2 в течение 27 суток. Через 28 суток с момента изготовления и не позднее, чем через 10 мин после извлечения из воды, балочки испытывают на прочность при изгибе, а полученные половинки-на сжатие.

Показатель предела прочности при сжатии, достигаемой через 28 суток стандартного твердения, называют активностью цемента. По показателям прочности портландцементы делят на четыре марки 300, 400, 500 и 600. Образцы для определения прочностных показателей необходимо изготовлять из цементов с температурой в пределах 20 С 3 . По ГОСТ 310-60 образцы должны испытываться не позднее чем через 10 мин после извлечения из воды. Это требование обусловлено тем, что при высыхании образцов показатели их прочности увеличиваются.

Отношение прочности насыщенных водой образцов к прочности высушенных образцов, одинаковых по составу и условиям твердения, называется коэффициентом размягчения. Для цементных образцов это отношение обычно колеблется в пределах 0,8 - 0,9, а для гипсовых - 0,3 - 0,4. Величина этого отношения характеризует водостойкость того или иного материала.

Коэффициент размягчения зависит от вида материала и от плотности испытываемых образцов. На практике часто возникает необходимость получить данные об активности цементов раньше 28 суток. Для этой цели применительно к старым ГОСТ 310 -41 и ГОСТ 970 - 61 разработаны ускоренные методы испытания цементов, дающие возможность получить показатели прочности, достаточно близкие к тем, какие получаются при испытании по указанным стандартам ускоренные методы ЦНИИПС - 2, ГНЦ, НЦ - 1, НЦ - 2ИДР . С.А. Миронов и И.М. Френкель предлагают приблизительно определять активность цементов ускоренным способом по результатам испытаний их в бетоне, подвергаемом пропариванию.

Приближенные данные об активности цемента применительно к ГОСТ 10178 - 62 и ГОСТ 310 - 60 можно получать через 16 - 18 ч с момента изготовления образцов. С.М. Рояк, А. Ф. Черкасова и Е.Т. Яшина разработали ускоренный способ оценки односуточной активности цемента для бетона, подвергаемого тепловлажностной обработке. В этом случае образцы, изготовленные по методике ГОСТ 310 - 60, пропариваются при 90 - 95 С в закрытых формах и затем по графикам устанавливают прочность бетона в зависимости от установленной прочности пропаренных образцов из раствора. 9.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Разработка состава быстротвердеющего портландцемента

Клинкер получается в результате обжига до спекания сырьевой смеси состава, обеспечивающего преобладание в клинкере силикатов кальция. Важнейшими технологическими операциями при получении портландцемента являются… Дробление известняка производится в две стадии с использованием для первичного дробления щековых или мощных конусных…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Определение качества цемента

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Характеристика проектируемого вида цемента
Характеристика проектируемого вида цемента. Портландцемент для бетонных покрытий автомобильных дорог Бетонные покрытия, автомобильных дорог и аэродромов в процессе эксплуатации испытывают большие п

Характеристика сырьевых материалов
Характеристика сырьевых материалов. Основными видами сырья, применяемого для производства портландцементного клинкера, являются известковые, мергелистые и глинистые породы. Используют

Расчет состава сырьевой смеси
Расчет состава сырьевой смеси. Сырьевыми материалами на Коркинском цементном заводе являются известняк, глина шеинская и огарки их химический состав представлен в таблице 3.1. Таблица 3.1 Хи

Оптимизация сырьевой смеси по степени обжигаемости
Оптимизация сырьевой смеси по степени обжигаемости. Состав смеси для каждого завода и минералогическая специфика сырья определяют технологические свойства сырьевых смесей водопотребность, фильтруем

Расчет минералогического состава клинкера
Расчет минералогического состава клинкера. Расчет минералогического состава портландцементного клинкера можно производить по методу В.А. Кинда. Этот метод основан на условном предположении, что кли

Экспериментальные методы определения фазовогосостава клинкера и цемента
Экспериментальные методы определения фазовогосостава клинкера и цемента. К наиболее распространенным методам определения фаз клинкера и цемента относятся рентгенофазовый и петрографический.

Контроль качества сырьевой смеси и цемента
Контроль качества сырьевой смеси и цемента. Контроль на цементных заводах включает контроль качества и паспортизацию продукции и контроль технологических процессов для обеспечения оптимальны

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги