Меню

Какие причины могут вызвать неравномерное изменение объема цемента



Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Процесс твердения цементов сопровождается изменением объема твердеющей системы. У портландцемента наблюдается небольшое уменьшение объема при твердении. Если же в цементном клинкере содержится избыточное количество свободного оксида кальция СаО (более 1%) и оксида магния MgO (более 5%), то процесс гашения СаО и MgO, сопровождающийся местным увеличением объема, вызовет неравномерное изменение объема цемента при твердении, что приведет к деформации и растрескиванию цементного камня. Поэтому цементы проверяют на равномерность изменения объема при твердении, используя метод кипячения образцов из цементного теста в воде, что интенсифицирует гашение СаО и MgO и ускоряет испытание.

Для испытания берут 150 г цемента и готовят из него тесто нормальной густоты (п. 4.5), от которого отбирают две навески массой по 75 г каждая и формуют из них шарики. Шарики помещают на стеклянные пластинки, предварительно протертые машинным маслом. Постукивая пластинками о твердое основание, из шариков получают лепешки диаметром 7…8 см, толщиной в середине около 1 см. Поверхность лепешек заглаживают от наружных краев к центру смоченным водой ножом до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

Отформованные лепешки хранят в течение (24±2)ч с момента изготовления на столике в ванне с гидравлическим затвором (см. рис. 4.8). Затем лепешки вынимают из ванны, снимают со стеклянных пластинок и помещают в бачок с водой (рис. 4.11) на решетку, расположенную на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке, который устанавливают подвижной трубкой, должен перекрывать лепешки на 4…6 см в течение всего времени кипячения. Постоянный уровень воды в бачке поддерживают регулятором. Воду в бачке за 30…45 мин доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч. После этого лепешки в бачке охлаждают и сразу после извлечения из воды производят их внешний осмотр.

Рис. 4.11. Бачок для испытания кипячением:
1 — регулятор уровня воды; 2 — трубка; 3 — крышка; 4 — бачок; 5 — решетка; 6 — лепешки из цементного теста; 7 — шланг

Цемент соответствует требованиям ГОСТ 310.3-76* в отношении равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешек не обнаружено радиальных, доходящих до краев трещин, или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек. Искривления обнаруживают с помощью линейки, которую прикладывают к плоской поверхности лепешки.

Рис. 4.12. Лепешки, испытанные на равномерность изменения объема:
а, б — выдержавшие испытания (о — дефектов нет, б — трещины усадки); в—д — не выдержавшие испытания (в — разрушение, г — радиальные трещины, д — искривление)

Образцы лепешек, выдержавших испытание на равномерность изменения объема, приведены на рис. 4.12, а,б, а не выдержавших — на рис. 4.12, в—д.

В том случае, если в испытуемом цементе содержание оксида магния MgO более 5% и цемент выдержал испытания методом кипячения лепешек, дополнительно его испытывают на равномерность изменения объема в автоклаве.

После этого лепешки извлекают из автоклава, охлаждают и оценивают их внешний вид, делая заключение о равномерности изменения объема цемента.

Источник

Свойства ПЦ. Равномерность изменения объема, активность и прочность.

Равномерность изменения объема. При твердении цементное тесто уменьшается в объеме. Усадка на воздухе составляет около 0,5…1 мм/м. При твердении в воде цемент немного набухает (до 0,5 мм/м).

Для определения равномерности изменения объема стандартно изготовленные лепешки цементного теста подвергают через 1 сутки после затворения кипячению в воде. Согласно ГОСТ 310.3-76, они не должны иметь искривлений, радиальных и волосяных трещин.

Причиной неравномерного изменения объема (расширения) цементного камня являются местные деформации — результат запоздалой, но весьма сильной по своему действию гидратации химически не связанного свободного оксида кальция в клинкере. Цементный камень расширяется также при избыточном содержании оксида магния и большом количестве гипса.

Читайте также:  Какая штукатурка лучше для ванной гипсовая или цементная

Равномерность изменения объема достигается при помощи тонкого помола сырьевой смеси, качественного обжига и быстрого охлаждения клинкера.

Прочность – свойство материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные нагрузки. Прочность цемента зависит от его потребности затвердевать при смешивании водой в прочное камневидное тело. По механической прочности цемент подразделяется на четыре марки: 400, 500, 550 и 600. Марка прочности определяется пределом прочности при изгибе образцов.

Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок призм, испытанных в возрасте 28 сут. стандартного твердения. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяют на марки 400, 500, 550 и 600. Портландцемент марки 400 рекомендуется для монолитных бетонных и железобетонных деталей, портландцемент марок 500, 550 и 600 — для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Химическая коррозия неорганическими веществами.

Классификацию основных видов коррозии бетона под действием природных вод:

1) коррозия выщелачивания, вызываемая растворением гидроксида кальция, содержащегося в цементном камне, и выносом его из бетона;

2) кислотная коррозия (возникает под действием различных неорганических и органических кислот, вступающих в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, а также с другими соединениями цементного камня);

3) углекислотная коррозия (развивается при действии на цементный камень и бетон воды, содержащей углекислый газ СО2);

4) сульфатная коррозия

5) Магнезиальная коррозия (под действием на них растворимых солей магния).

Источник

3 вида деформации бетона и причины возможных изменений

Изменение формы и размера стройматериала под внешними воздействиями называется относительная деформация бетона. Она бывает объемной и силовой. Под влиянием усадки или сокращения бетонного камня из-за влияния на него химико-физических процессов, которые получаются в результате взаимодействия цементного камня, влаги и температурного режима развивается объемная во всех направлениях деформация изделия. Силовое изменение происходит только вдоль действия усилий.

Что такое деформация бетона?

Под искажением стройматериала предполагается изменение бетонного раствора в процессе его приготовления, а затем последующего затвердевания и эксплуатации. Деформация бетона делится на собственную, твердеющую, ползучую и температурную форму. С помощью параметра определяется смещение. Ее изучение помогает правильно рассчитать напряженность в бетонных конструкциях, а также вовремя заметить момент возникновения трещин.

В Настоящем Своде правил есть информация о расчете и проектировании бетонных и железобетонных изделий, которые гарантируют выполнение требований СНиПа 52—01—2003. Все единицы измерение здесь исчисляются в ньютонах. Основным положением является то, что все конструкции должны обладать необходимой надежностью и прочностью, тогда можно избежать относительные деформации в бетоне.

Виды бетонной деформации

Существуют следующие виды деформаций:

Один из вариантов такого состояния материала происходит под нагрузкой длительной степени.

  • температурные;
  • влажностные;
  • длительной степени нагрузки.

Особенности и причины

При длительных нагрузках изменения могут происходить от трех лет и более. Это объясняется тем, что при затвердевании бетонной смеси на гелиевую структуру передаются все усилия, которые приводят к ее изменению. Искажение происходит продолжительное время, но потом постепенно затихает. При твердении в воздухе влажностные деформации бетонного раствора характеризуются уменьшением объема, т. е. начинается усадка стройматериала. Когда твердение в воде он, наоборот, набухает и увеличивается в объеме. От основных свойств проявления усадочных изменений зависит надежность и стойкость изделия к возникновению трещин. Причина уменьшения цементного камня — низкое количество воды в геле, уходящей на гидратацию либо испарение. Такой процесс провоцирует расход окружающих кристаллов кальция, что и приводит к их сближению и усадке изделия.

Усадка бетонного раствора зависит от двух факторов: перепадов внешней среды и влаги.

В порах бетонного камня есть капиллярное давление, оно тоже влияет на свойства раствора. При контакте воды, находящейся в отверстиях, с капиллярными стенками сила притяжения, затрагивающая молекулы камня (цемента) и жидкости, заставляет ее подниматься по стеночкам капилляров. Это вызывает искривление водной поверхности. Когда поры уменьшаются, давление вырастает. Эти два фактора взаимосвязаны между собой.

Читайте также:  Как класть цементную штукатурку

Температурная деформация — объем цемента становится разного размера из-за изменения температуры. Температурное напряжение не появляется только в том случае, если бетонная конструкция равномерно нагреется и все возникающие искажения при этом ничем не ограничиваются. Возникнуть же изменения могут из-за неравномерного нагрева изделия. Это также может вызвать трещины в бетоне.

Под воздействием данного фактора объем материала может меняться в ту или иную сторону.

Расчет деформации

Для тщательного измерения деформации используют экстензометр. Он делится на контактный (может делать расчет от очень маленького искажения до большего) и бесконтактный. К первым относятся навесные, длинноходовые и автоматические. Ко вторым — видео и лазерные. Этот прибор имеет демократичную стоимость и легкость в эксплуатации. Гарантирует точные повторения производимых вычислений.

Деформационные характеристики

Главными характеристиками искажения являются следующие показатели:

Эту величину нужно рассчитывать, когда материал достаточно давно утрамбован.

  • Модуль деформации бетона. С его помощью понятна прочность изделия, чем оно прочнее, тем этот модуль меньше, зависит от возраста бетонного раствора.
  • Коэффициент ползучести бетона. Высчитывается ползучесть утрамбованного цемента, на который долгое время происходила нагрузка.
  • Множитель поперечной деформации цементного камня. Показывает отношение между продольными изделиями и поперечными, высчитывает эластичность материала.
  • Показатель линейной температурной деформации. Затвердение бетонного камня в зависимости от находящегося в нем заполнителя.

Ползучесть видна при растягивании или сжатии стройматериала.

Постоянно повторяющиеся нагрузки обладают двумя видами характера: статический и динамический. Первый подразумевает под собой нагрузки, у которых уменьшение или увеличение происходит медленно. При втором надлежит обращать внимание на влияние инерционных сил по отношению к деформированному состоянию элемента. Такие повторения приводят к постоянному накоплению непругих деформаций. Зато бетон становится эластичным и легко поддается обработке.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Неравномерность — изменение — объем

Важнейшим свойством портландцемента является равномерность изменения объема. Неравномерность изменения объема цемента уменьшает прочность бетона и может привести его к разрушению. Она вызывается гидратацией СаОсвоб при содержании его более 1 5 — 2 %, MgOCBo6 более 5 %, при избыточном введении гипса. [31]

Охлаждение при закалке происходит весьма неравномер-н о, поверхность охлаждается очень быстро, внутренние слои несколько медленнее. Неравномерному, распределению температуры по сечению охлаждаемой детали соответствует неравномерность изменения объема : поверхностные слои сжимаются быстрее, чем внутренние. Сжатию поверхностных слоев препятствуют внутренние. [32]

Ангидритовый цемент должен обладать равномерностью изменения объема. В случае наличия в ангидритовом цементе окиси кальция СаО появляется неравномерность изменения объема цемента . Причиной образования СаО в цементе является восстановительная среда при обжиге ангидрита. [33]

Это объясняется тем, что при запарке происходит процесс гашения СаО, что вызывает неравномерность изменения объема образцов . Применение же гашеной золы приводит к тому, что устраняется неравномерность изменения объема образцов и, кроме того, увеличивается прочность изделий, так как возрастает скорость гидратации и образования гидросиликата кальция. [34]

В качестве наполнителя вместо песка можно применять фарфоровую крошку. Крошка имеет то преимущество, что она свободна от вредной примеси глины и не может служить причиной неравномерности изменения объема цементной замазки . Фарфоровая крошка приближает коэффициент расширения цементной замазки к коэффициенту расширения фарфора. [35]

Оксид магния в небольших количествах практически равноценен оксиду кальция. Оксид магния находится в шлаках в связанном состоянии и поэтому в отличие от портландцемента не вызывает в шлаковых цементах неравномерности изменения объема . Закись марганца понижает активность шлаков, поэтому желательно получать шлаки с возможно меньшим ее содержанием. Закись железа существенно не влияет на свойства шлаков; сернистый кальций повышает их активность. [36]

Читайте также:  Профессиональное средство для удаления цемента

Окись магния в небольших количествах практически равноценна окиси кальция. Окись магния находится в шлаках в связанном состоянии и потому, в отличие от портландцемента, не вызывает в шлаковых цементах неравномерности изменения объема . Закись марганца понижает активность шлаков, а потому желательно получать шлаки с возможно меньшим ее содержанием. Закись железа, встречающаяся обычно в шлаках в небольшом количестве, существенно не влияет на свойства шлаков. Сернистый кальций в том количестве, в котором он содержится в шлаках, повышает их активность. [37]

В связи с большой плотностью кристаллов СаО и MgO в клинкере взаимодействие их с водой происходит медленно и может стать причиной неравномерности изменения объема цементного камня в дальние ( 10 лет и более) сроки твердения. [38]

С изменением содержания в портландцементе этих окислов или одного из них свойства цемента могут значительно изменяться. Так, например, при увеличенном процентном содержании MgO против допустимого ГОСТом 970 — 41 4 5 % ( в магнезиальном портландцементе допустимо до 10 %) портландцемент может обладать неравномерностью изменения объема . [39]

С изменением содержания в портландцементе этих окислов или одного из них свойства цемента могут значительно изменяться. Так, например, при увеличенном процентном содержании MgO против допустимого ГОСТом 970 — 41 4 5 % ( в магнезиальном портландцементе допустимо до 10 %) портландцемент может обладать неравномерностью изменения объема . [40]

Ангидритовое вяжущее в противоположность строительному гипсу не отличается быстрым схватыванием. Начало схватывания наступает не ранее чем через 30 мин, а конец-не позднее чем через 24 ч от начала затворения. Неравномерность изменения объема имеет место только при наличии в ангидритовом цементе CaS. Поэтому при обжиге в печи следует избегать восстановительной среды, являющейся причиной образования этого соединения. При твердении ангидритовое вяжущее практически в объеме не увеличивается. Водостойкость ангидритового вяжущего повышается при добавке в качестве катализатора доменного шлака, золы некоторых углей в смеси с известью. Лучшие результаты ангидритовое вяжущее дает при следующем режиме твердения: сначала влажная среда, а затем сушка. [41]

Портландцемент, согласно ГОСТ 10178 — 62, должен равномерно изменяться в объеме при испытании образцов кипячением в воде. Если же после вылеживания цемент не обладает этим свойством, то его нельзя применять в строительстве во избежание появления вредных напряжений и разрушения бетона. Неравномерность изменения объема может быть вызвана повышенным содержанием в цементе свободной окиси кальция, окиси магния и гипса. [42]

Ангидритовый цемент в противоположность строительному гипсу не отличается быстрым схватыванием. По ГОСТ 2767 — 44 начало схватывания должно наступать не ранее 30 мин. Неравномерность изменения объема имеет место только при наличии в ангидритовом цементе CaS. Поэтому при обжиге в печи следует избегать восстановительной среды, являющейся причиной образования этого соединения. При твердении ангидритовый цемент практически в объеме не увеличивается. Твердение ангидритового цемента сопровождается выделением тепла. [43]

Ангидритовое вяжущее в противоположность гипсовому вяжущему не является быстросхватывающимся вяжущим веществом. Начало его схватывания наступает не ранее 30 мин, а конец-не позднее 24 ч от начала затворення. Неравномерность изменения объема возникает при наличии в ангидритовом вяжущем CaS, который образуется, если в печи будет восстановительная среда. [44]

Наличие в портландцементе свободных окиси кальция и окиси магния может вызвать образование трещин. Это явление называют неравномерностью изменения объема при твердении. Причиной его является увеличение объема СаО и MgO при их взаимодействии с водой и возникновение внутренних растягивающих напряжений в цементном камне. [45]

Источник