Меню

От чего зависит активность цемента



От чего зависит активность цемента

Понятие марки цемента связано с определением прочности образцов, приготовленных стандартным методом из смеси цемента, песка стандартного качества и воды. Деление цемента на марки в СССР введено в 1930 г. За прошедший период несколько раз изменялись методы испытания для определения прочности цемента и классификация марок, что связано с рядом причин. Наиболее существенной причиной надо считать систематическое совершенствование технологии производства цемента, резко повысившей свойства портландцемента, в частности его прочность. Кроме указанной причины в изменении методов испытания и классификации цемента существенное значение имел опыт применения цемента в строительном производстве.

При разработке методов испытания цемента должны быть обеспечены: определение прочности без испытания цемента в бетонах с помощью переходных коэффициентов и количества цемента (расход ) при подборе состава бетона; выявление степени однородности партий цемента; оперативное осуществление массовых регулярных испытаний на цементном заводе и контрольные испытания на строительной площадке.

Опыт показал, что перечисленные условия ввиду их сложности решены лишь частично. Как отмечалось выше, цемент является полиминеральным и полидисперсным порошком, в который при помоле клинкера вводят гипс для обеспечения процесса с оптимальными результатами схватывания и упрочнения цементного теста. Указанные особенности цемента по разному влияют на упрочнение и в конечном итоге приобретение той прочности, которая заносится в паспорт на цемент. Любые, самые незначительные изменения химико-минералогического состава цемента, его гранулометрии, качества воды затворения, условий приготовления растворной смеси и образцов из нее, продолжительности твердения изменяют прочность цемента.

Не имея точных сведений, в данном случае о прочности цемента, нельзя решить вопрос о его пригодности для строительного раствора, бетона (железобетона) заданной прочности. Надо всегда помнить, что выбор цемента только по показателю прочности практически недопустим. Назначению цемента по прочности предшествует анализ условий работы сооружения (конструкции). Попутно отметим, что правильное назначение цемента позволяет создавать бетонные (железобетонные) сооружения, конструкции и детали исключительно высокой долговечности. Недолговечность некоторых конструкций связана, в частности, с использованием цементов, которые не следовало бы применять в этих конкретных условиях.

В различных странах существуют разнообразные методы определения прочности и классификации цементов по прочности. Может возникнуть вопрос о целесообразности испытания цемента для определения его прочности непосредственно в бетоне, исключая испытание стандартных образцов. Однако такое решение невозможно по причинам исключительного разнообразия строительных песков, гравия и щебня и такого же разнообразия составов бетонов. Цемент в стандартных растворах и в бетоне на разных материалах покажет различную прочность.

При таком методе испытания цемента цементные заводы лишаются возможности оценивать свою продукцию и контполировать ее качество в ходе технологического процесса. Сказанное объясняет причину появления и применения условных методов испытания. В силу того что песок влияет на прочность цемента, в СССР за эталон принимают кварцевый песок у г. Вольска на р. Волге. Этот песок подвергается рассеву на специальном заводе, после чего он поступает в лаборатории цементных заводов и предприятий, где производят испытания цемента.

Прочность стандартных растворных образцов после 28-суточного твердения называют активностью цемента. В СССР для классификации цемента по прочности полученный показатель средней прочности образцов принято округлять до сотен килограммов. Допускается округлять в большую сторону только в том случае, когда активность цемента после округления отличается не более чем на 5%. Такая цифра прочности цемента названа его маркой. В СССР выпускается портландцемент М 300, 400, 500 и 600.

Классификация цемента на марки с интервалом в 100 кГ (10-1 Н) прочности также условна и у ряда специалистов вызывает возражение.

Классификацию цемента нельзя рассматривать в отдельности от технологии его производства и потребления. Совершенствование производства способствует увеличению выпуска цемента высоких марок, что в первую очередь позволяет повысить производство и качество бетона.

Читайте также:  Изготовление цемента домашних условиях

Прогресс в области изготовления вяжущих материалов влечет за собой совершенствование в области конструирования, расчета и проектирования железобетонных конструкций и технологии их изготовления. Развитие производства цементов высоких марок, однородных по своим свойствам, позволяет перейти к широкому применению бетонов на легких каменных материалах и конструкций меньших сечений, что резко снизит собственный вес конструкции. Применение цементов высоких марок и с ускоренными сроками твердения в большинстве случаев позволит упростить изготовление конструкций, исключить дополнительный технологический передел — тепловлажностную обработку.

Для наиболее полного использования прочности оптимальным вариантом является классификация цемента по активности. Разбивка цементов по маркам с интервалом в 100 кГ/см2 (10-1 МПа) наиболее близка к оптимальному варианту. Членение цемента по прочности через 50 кг/см2 (10-1 МПа), приближающееся к членению по активности, в данное время реализовать трудно, так как при поступлении цемента разной активности из-за ограниченности складских помещений на строительстве хранить его раздельно не удается. Уменьшение числа марок возможно за счет выпуска в основном цемента наиболее высоких марок (преимущественно 500 и 600, а с течением времени 700 и 800) при ограниченном количестве выпуска цемента М 400 и в случае прикрепления всех строительных объектов к определенным цементным заводам.

В данное время такое прикрепление заводов может быть реализовано, чему способствует улучшение географии размещения цементных заводов, обеспечившее значительное сокращение перевозок цемента. Например, если в 1950 г. среднее расстояние перевозки цемента составляло 680 км, то в 1966 г. оно сократилось до 494 км. Кроме повышения марочности цемента, особое значение имеет и совершенствование других его свойств.

Надо отметить, что впервые в СССР в гидротехническом строительстве, начиная с 1935 г., обращено внимание на необходимость нормировать кроме прочности другие свойства цементов, позволяющие получать бетоны для ответственных инженерных сооружений с проектными водонепроницаемостью, морозостойкостью, экзотер-мичностью и химической стойкостью при разных случаях агрессии В частности, уже в 1934 г. на строительстве канала им. Москвы осуществлено проектирование бетона на разные сроки твердения — короче 28 сут. и более продолжительные (вплоть до одного года л больше). В течение ряда лет создавались и совершенствовались локальные технические требования на цемент для многочисленных гидротехнических сооружений (ГЭС на р. Волге, Волго-Донской канал им. В. И. Ленина, Саратовская ГЭС, Братская ГЭС, Красноярская ГЭС и многие другие гидротехнические сооружения).

Следует учитывать, что в гидротехническом строительстве применяется несколько сортов цемента, различающихся по свойствам, что связано с условиями работы бетона сооружений. По этой причине цемент, применяемый в гидротехнике, не следует называть гидротехническим, так как подобные условия работы бетона возникают и в других сооружениях (промышленных, мостовых, дорожных и др.). Все цементы, выпускаемые промышленностью, надо каталогизировать; что позволит от теоретических положений перейти к применению цементов со свойствами, отвечающими условиям работы. Такое коренное изменение сведений о свойствах цемента, несомненно, обеспечит минимальный их расход и высокую долговечность сооружений, конструкций и деталей.

Для кого выпускается наша продукция и меры ее эксплуатации.

Источник

Определение марки (активности) цемента

Активность цемента определяется как показатель фактической прочности образцов, специально изготовленных для анализа и испытанных в заданных условиях, определенных нормативными документами.

Существует два параметра, определяющих активность (марку) цемента – это определение прочности на разрыв и на изгиб. Для таких испытаний необходимы специально созданные образцы из цементного теста нормальной консистенции, размерами 40*40*160 мм. Все этапы их изготовления и испытания определяются ГОСТом 310.4-81.

Читайте также:  Срок службы цементных бетонов

Для определения активности цемента применяют как прямые, так и косвенные методы. Прямые методы, самые действенные, но требуют длительного времени (процесс определения основан на твердении цемента), так что для оперативных задач используют косвенные, более быстрые методы. Здесь подходы могут быть различные: кто-то использует контракцию, кто-то оценивает активность через электропроводность цементной суспензии. Оценка активности через электропроводность – простой путь, который при этом нельзя назвать надежным. Прогнозируемые результаты не имеют методологического обоснования и потому рекомендацию для использования в серьезных случаях получить не могут.

Действие контракциометров основано на установлении связи активности цемента с процессом уменьшения объема цемента в результате гидратации специально изготовленного цементного раствора. Это единственный вид приборов, который может быть признан эффективным для оперативного определения активности цемента.

Существуют приборы контракциометры КД-07 и ВМ-7.7, которые могут дать методологически обоснованный результат, однако в данном случае в процессе определения активности (марки) цементов требуется визуальное наблюдение за технологическим процессом, а также проведение подсчета результатов вручную в соответствие с установленной методикой.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится:

  • 500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию).
  • 1,5 кг песка. Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%.

Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу:

  • нижний слой – 15 раз,
  • верхний слой – 15 раз.

Затем, в указанной последовательности, выполняются следующие действия:

  • Форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают.
  • Цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд.
  • Основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение.

Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Изготовление образцов

Образцы для определения марки цемента изготавливают стандартных размеров в специальных формах. Формы должны быть разъемными и из прочного материала – к примеру, из чугуна или стали. Перед заполнением раствором форму смазывают машинным малом, а стыки – вазелином. Форму заполняют на 10 мм, устанавливают на вибростенд и после запуска установки форма заполняется окончательно – порционно в течение 2 минут. Через три минуты установка отключается, а излишки смеси снимают ножом, смоченным в воде. Образец сглаживают, маркируют и, оставляя его в форме, выдерживают в специализированной ванне с гидравлическим затвором 24 часа (в случае растрескивания образца, оставляют его в ванной еще на 48 часов). Затем их достают из ванны, извлекают из форм и укладывают в бассейн с водой. Вода должна быть 20 ± 2 градусов по Цельсию и накрывать образцы минимум на 20 мм. Воду в бассейне заменяют раз в две недели. И после 28 суток твердения их извлекают из ванной, испытания проводятся максимум за час.

Читайте также:  Стеклополиалкенатный композитный цемент светового отверждения

Виды определения пределов прочности

В зависимости от особенностей дальнейшего использования цемента и бетона на его основе существует несколько различных подходов к определению активности. Рассмотрим несколько методик.

Определение прочности на изгиб

Суть метода в постепенном увеличении нагрузки на образец посредством специального пресса (скорость нагружения — 50±10Н/с). При этом испытание образцов производится при их расположении поперечной гранью – продольно. Итоговый результат берут как среднее арифметическое между двумя самыми высокими показателями испытаний образцов из трех.

Определение прочности при сжатии

Этот метод требует равномерной нагрузки с предельной силой — 200-500кН. Для этого три образца, разделенных на половины, располагают между специальными полированными металлическими пластинами. Площадь соприкосновения образца в продольном положении и пластины – 25 см2. После центровки на опорной плите в качестве результата принимается среднее значения четырех самых высоких показателей.

Определение прочности цемента при пропаривании

Для изготовления конструкций из бетона или железобетона подчас необходимо сократить срок твердения. Для этого используют тепловлажную пропарку. Именно поэтому для таких случаев целесообразно использовать определение активности цемента при пропаривании.

Подготовка образцов и все процедуры проводятся в стандартных условиях, однако пропаривание необходимо производить в специализированной камере. Стандартизированная температура — 20±3 градусов по Цельсию при выключенном обогреве в течение 2 часов. Значение прочности определяется в соответствие с ГОСТом.

Однако все эти методы требуют очень длительного времени. Самый скорый метод определения марки цемента без потери точности измерений – контракциометрический. Он использует для оценки показатели уменьшения объема раствора при гидратации материала. Именно эти данные ложатся в основу расчетов активности цемента. Именноэтот метод лег в основу нового прибора предприятия «Интерприбор».

Этот прибор позволяет исследования по определению активности цемента проводить в ускоренном режиме – то есть фактически в течение 3 часов. Также «Цемент-прогноз» позволяет работать с такими измерениями как сроки схватывания цемента, морозостойкость, прочность и водонепроницаемость бетона.

Новый прибор для определения активности цемента

В 2009 году компания «Интерприбор» разработала и запатентовала прибор «Цемент-Прогноз», основанный на контракциометрическом методе измерений. Этот прибор автоматический. В его стандартную комплектацию входят: электронный блок, стакан для проб цементного образца, камера измерения и сервисное ПО, нацеленное на обработку данных по методике. Именно программное обеспечение позволяет все результаты перенести на компьютер, заархивировать и, при необходимости, конвертировать в Exсel.

Принцип работы прибора основан на регистрации изменения объема воды в герметичной камере, дополнительно можно фиксировать температуру пробы. Камера заполняется водой, а в нее помещается образец в специальном мерном стакане. Измерение занимает в минимальном варианте три часа, по факту которых все измерения переносятся в компьютер. Но существует и 7-суточный контракционный цикл измерений.

Электронный блок позволяет через соединительную коробку подключать и одновременно производить измерения в трех камерах, регистрируя результаты на дисплее прибора и компьютере. Сервисное ПО предлагает обширный объем функций по обработке результатов. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.

Использование «Цемент-Прогноза» в рабочем процессе облегчит и другие технологические измерения, в частности оценку водоцементного отношения и прочность бетона (МИ 2488-98), морозостойкость (МИ 2489-98), водонепроницаемость бетона (МИ 2625-2000).

Популярные товары

БЕТОН-ФРОСТ ускоренно определяет морозостойкость бетона в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012 после определения коэффициента преобразования, по.

Ускоренное определение активности цемента за 3 часа по величине контракции цементного теста в соответствии с методиками измерения МИ 2486-98, МИ 2487-98.

Вакуумные измерители проницаемости ВИП-1 предназначены для определения водонепроницаемости бетона и сопротивления проникновению воздуха в соответствии с ГОСТ 12.

Источник