Загрузка...Чем характеризуется прочность цемента
1.2 Свойства цемента
Способность некоторых природных материалов после обжига приобретать свойство затвердевать, будучи смешанными с водой, была известна давно. Наиболее древними вяжущими строительными материалами были известь и гипс, которые не требовали тонкого размола и высоких температур для их изготовления. Постепенное развитие конструкций обжигательных печей и размольного оборудования позволило создать условия, необходимые для получения высококачественных цементов. Цементы (нем. Zement лат. caementum — битый камень) — большая группа неорганических вяжущих порошкообразных материалов, образующих при смешивании с водой пластичную удобнообрабатываемую массу, затвердевающую в прочное камневидное тело. Цемент — основной строительный материал, применяемый в надземных, подземных и гидротехнических сооружениях. Свойства цемента. К основным физико-механическим свойствам цемента относятся: Прочность — способность материалов сопротивляться внутренним напряжением, возникающим в результате действия внешних нагрузок. Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженной в процентах от массы цемента. Тонкость помола портландцемента — характеристика размеров частиц измельченного материала. А также сроки схватывания, плотность цемента. Насыпная плотность: в рыхлом состоянии 900 – 1100; в уплотненном 1400 – 1700. Истинная плотность 3 — 3,1 г/см 3 . Тонкость помола влияет на сроки схватывания и твердения, а также на прочность затвердевшего цементного камня: чем тоньше измельчен цементный клинкер, тем быстрее протекают реакции взаимодействия цемента с водой и тем выше его прочность. Однако, слишком тонкий помол может привести к отрицательным результатам: увеличивается водопотребность и возрастают осадочные деформации, понижается прочность цементных растворов и бетонов.При применении цемента сверхтонкого помола происходит быстрее нарастание прочности, наступают первые сроки твердения. Рекомендуемый полидисперсный состав должен включать мелкие частицы размером 40 мкм и крупные 80 мкм. Экономичный способ получения быстротвердеющего цемента состоит в добавлении к обычному цементу 15 -25% сверхтонкого цемента. Сроки схватывания характеризуются началом и концом. На сроки схватывания большое влияние, кроме помола, оказывает минералогический состав и водопотребность цемента. Водопотребностью цемента называют количество воды, необходимое не только для гидратации цемента, но и для придания цементному тесту определенной пластичности. В процессе гидратации цементу требуется 15-17% воды от массы цемента. Однако для обеспечения подвижности цементного теста воды берется больше. При испарении лишней воды в цементном камне, растворе или бетоне образуются поры, возникают осадочные деформации, появляются мелкие трещины, прочность снижается, поэтому, чем ниже водопотребность цемента, тем выше его качество. Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты составляют от 45 минут до 10 часов. Нормальная густота цементного теста выражается количеством воды (процент от массы цемента), необходимой для придания цементному тесту определенной степени пластичности. Для того, чтобы получить цемент со стандартными сроками схватывания, при помоле клинкера добавляется определенное количество гипса. С повышением температуры сроки схватывания ускоряются, с понижением – уменьшаются. Прочность цементного камня характеризуется его маркой, которая устанавливается по пределу прочности на сжатие образцов, испытанных в возрасте 28 дней. Цементная промышленность выпускает цемент 300, 400, 500, 550, 600 и по особому заказу 700-800. Равномерность изменения объема. Цемент, имеющий большое количество свободного CaO или MgO, склонен к изменению объема. Основы теории твердения портландцемента были разработаны Байковым, и согласно этой теории твердение протекает в три периода: растворение и гидратация; коллоидация; кристаллизация. При смешивании цемента с водой происходит сложное физико-химическое взаимодействие. Коррозия цемента. Разрушение цементного камня происходит за счет того, что его составляющие растворяются или вступают в химическое взаимодействие с солями и кислотами, содержащимися в воде. Образующиеся новые химические соединения легко растворяются в воде или кристаллизуются в цементном камне со значительным увеличением объема, приводящим к возникновению внутренних напряжений и разрушению. На цементный камень агрессивно действуют воды, содержащие углекислоту, сульфаты, повышенное количество солей магния и свободную кислоту. Пути защиты от коррозии: правильный выбор цемента; снижение пористости цемента; гидроизоляция; введение в цемент пуццолановых добавок.
12.03.2016 174.08 Кб 16 ПЛАНЫ ПО ИНИТ для 1 к..doc
20.11.2019 101.38 Кб 4 Планы практических для РГО-12.doc
22.02.2015 266.24 Кб 6 планы семинаров 2-3 курс история России.doc
04.05.2019 159.23 Кб 0 Планы семинарских занятий по курсу ИКМ правка.doc
22.02.2015 36.69 Кб 9 планы семинарских занятий.docx
20.09.2019 253.44 Кб 11 Пластифицированный цемент.doc
22.02.2015 17.13 Кб 14 Платёжное поручение.docx
22.02.2015 39.6 Кб 10 Платон , Аристотель ; Стоики , Эпикурейцы.docx
22.02.2015 142.34 Кб 8 Платон Апология Сократа.doc
22.02.2015 65.35 Кб 13 Платон и Аристотель хрестоматия.docx
12.03.2016 462.34 Кб 28 Плетнева, Брылина практикум.doc
Ограничение
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
Прочность цемента
Цемент является основным материалом при изготовлении бетонных конструкций необходимых для возведения объектов жилого и промышленного характера. От его качества и соответствия технических показателей нормативам зависит устойчивость здания, его ресурс эксплуатации и показатели комфортности жилых помещений. Прочность цемента — одно из основополагающих качеств главного компонента — бетона. На прочность можно повлиять, приобщив к составу некоторые добавки, добившись более качественных показателей финального изделия. Но, прежде чем работать над дополнением состава, стоит определить, что подразумевают под понятием прочности цемента и какова ее важность.
Предел прочности цемента
В ходе использования по назначению бетонные и железобетонные конструкции подвергаются различным факторам внешнего воздействия. Эти факторы способны влиять на степень сжатия каждого элемента, а также на характеристики изгиба, растяжения и другие показатели. Предел прочности цемента на сжатие напрямую зависит от его прочности при изгибе и растяжении. Например, 400 марка бетона, которая обладает прочностью на изгиб в 7 раз меньшей, чем прочность на сжатие цемента 500 марки.
Проектировщикам также стоит учитывать, что существует зависимость прочности на растяжение от такого показателя как предел прочности цемента при сжатии. Она изменяется с течением времени и период появления изменений связан с составом материала, а также с видом цемента, находящимися в нем добавками, влияющими на скорость твердения.
Эта информация важна не только при непосредственной эксплуатации материала в строительном процессе, но и при его логистике. Перевозка цемента выполняется с учетом технических особенностей состава, чтобы на момент прибытия на площадку он не потерял своих преимуществ и характерных особенностей.
Прочность цемента на сжатие
Перед поставкой материала на строительные площадки в лабораториях несколько раз проводится испытание цемента на прочность. В зависимости от того, какие добавки использованы в растворе, он твердеет быстрее или медленнее. Потребуется от 7 до 28 суток для того, чтобы цемент обрел прочность финального продукта. Цемент высокой прочности уже на третьи сутки отстаивания демонстрирует необходимые показатели прочности на сжатие. Так жесткие портландцементы проявляют от 8 до 10% прочности на сжатие в начале испытаний, а к финалу на 28 день материал демонстрирует 5–6%, что в свою очередь влияет на прочность цемента на изгиб.
Специалисты подсказывают, что добавить в цемент для прочности, обращая внимание заказчиков на такие добавки как ССБ, нейтрализованная смола, СНВ, способные повлиять на скорость изменения соотношения прочности бетона на сжатие и растяжение, а также на предел прочности цемента на изгиб. Необходимо подбирать дополнительные компоненты, чьи показатели прочности на изгиб и растяжение будут схожи с аналогичными характеристиками на сжатие, так как впоследствии вяжущие добавки способны повлиять на класс прочности цемента.
Доказано, что на эту характеристику влияет и тонкость помола компонентов раствора. Дисперсность мельчайших частиц гидратов имеет важное значение при твердении раствора и, чем тоньше дисперсный помол составляющих элементов смеси, тем быстрее он твердеет и тем выше прочность цемента по ГОСТ. Создавая раствор, максимально соответствующий стандартам и потребностям, необходимо учитывать все нюансы, способные повлиять на дальнейшую эксплуатацию продукта.
Прочность цемента на изгиб
Растворы цементов и бетонов, имеющие высокую прочность на сжатие, имеют низкие показатели следующих категорий:
- Прочность на растяжение;
- Прочность на изгиб.
Чем выше предел прочности цемента по ГОСТ по соотношению к сжатию, тем он менее устойчив к растяжению и изгибу. Прочность и активность цемента конкретной марки отличны от аналогичных показателей альтернативных экземпляров. К примеру, цемент 400 марки имеет прочность на изгиб в 7 раз меньшую прочности на сжатие, в то время как 500 марка проявляет это же соотношение с коэффициентом в 8,3 раза. Прочность цемента при сжатии варьируется в пределах от 30 до 60 МПА, что означает, что прочность балок на изгиб соизмеряется в пределах от 4 до 7 ПА.
Марочная прочность цемента каждого наименования указывается на упаковке со строительным материалом. Прежде чем приобрести необходимый для строительных работ запас, убедитесь в том, что его технические показатели соответствуют требованиям, выдвигаемым к финальному продукту.
Испытание цемента на прочность
Перед реализацией цементного раствора лаборатории предприятий, занимающихся его производством, проводят комплекс испытаний, по результатам которых выясняется, какая добавка в цемент для прочности способна положительно повлиять на технические характеристики изготавливаемой смеси и будущего объекта, созданного с ее применением.
Испытания длятся несколько дней, и период наблюдения может составлять от 3 до 28 суток. Цемент повышенной прочности подвергается первым испытаниям уже на 3 сутки, а затем спустя неделю. Исследования проводятся с учетом минералогического состава цемента, скорости твердения и других показателей, которые необходимы для выведения формулы, позволяющей осуществить определение прочности цемента. Различные марки и составы демонстрируют отличные друг от друга показатели, что связано с темпом твердения, возрастом смеси и модификациями ее прочности.
При предварительных исследованиях используют следующие методы определения прочности цемента: пропаривание, исследование минералогического состава, определение переходного коэффициента прочности, дополнение добавками.
Зависимость прочности цементов от их минерального состава, продолжительности твердения и дисперсности
По многим данным, решающее влияние на прочность и скорость твердения цементов оказывает C3S. Уже через 7 сут прочность его достигает примерно 70% конечной. Двухкальциевый силикат твердеет медленно, и лишь через 12 мес показатели его прочности становятся достаточно высокими. Активнее ведет себя C4AF. Влияние содержания минералов на прочностные показатели портландцементов различного состава особенно отчетливо видно по данным С. Д. Окорокова
С3А при твердении в чистом виде характеризуется низкими показателями прочности, но в сочетании с другими компонентами цеметного клинкера его роль значительно возрастает. При относительно небольшом содержании в цементе (5—12%) этот минерал способствует быстрому росту прочности в первые сутки твердения вяжущего.
На прочность и интенсивность ее роста, по ряду данных, значительно влияет и стекловидная фаза, фиксируемая быстрым охлаждением клинкера при его выходе из печи.
Следует указать и на продолжительность хранения на складах после изготовления, как на фактор, влияющий на активность цементов. Даже при благоприятных условиях хранения на цемент воздействуют С02 и пары воды, содержащиеся в воздухе. При этом на поверхности частичек цемента образуются гидратные соединения и СаСОз, обусловливающие снижение прочности на 15— 20 % через 3 мес и на 20—30 % и больше через 6 мес. Особенно отрицательно на активности тонкоизмельчен-ных быстротвердеющих цементов сказывается хранение даже в течение 2—4 недель. При этом они переходят в разряд обычных цементов.
Снижению активности во время хранения способствует наличие в цементах гигроскопических добавок (трепела, диатомита и т. п.). Устойчивость цементов при хранении значительно увеличивается при помоле их с гидрофобными веществами (мылонафт, асидол-мылонафт, олеиновая кислота и т. д.) в количестве 0,15—0,25%-
Резюмируя все сказанное, можно отметить, что одни клинкерные фазы обусловливают интенсивный рост прочности твердеющего цемента, а следовательно, и бетона в начальные сроки, а другие — в более отдаленные.
Такой рост прочности характеризуется зависимостью, близкой к логарифмической.
На бетонные и железобетонные конструкции во время эксплуатации в зданиях и сооружениях воздействуют сложные и разнообразные силы, вызывающие в них напряжения сжатия, изгиба, растяжения, среза и т. п. Как цементы, так и бетоны при относительно высоких показателях прочности на сжатие плохо сопротивляются силам, вызывающим в них растягивающие, изгибающие и другие напряжения. Характерно, что чем выше прочность цементов на сжатие, тем относительно ниже показатель его прочности на растяжение и изгиб. Например, при марке цемента 400 нормированная прочность при изгибе в 400: 55-—7,3 раза меньше прочности на сжатие, а при марке 500 уже в 500:60^8,3 раза. Еще менее благоприятны соотношения показателей прочности на сжатие и осевое растяжение.
Важно отметить, что отношение прочности на растяжение к прочности на сжатие растворов и бетонов с течением времени твердения уменьшается. Такое изменение связано, главным образом, с минеральным составом и видом цемента, наличием в нем различных добавок, в частности поверхностно-активных, а также условиями твердения.
По данным В. В. Стольникова и других, если в 3-су-точном возрасте прочность на растяжение образцов из жестких растворов на портландцементах некоторых заводов составляет 7,5—9,9 % прочности иа сжатие, то через 28 сут твердения эти показатели снижаются до 5,5— 6,3 %. Пуццолановые портлаидцементы по сравнению с портландцементами характеризуются более благоприятными показателями.
Подобное явление наблюдается и у бетонов при определении их прочности на растяжение и сжатие в начальные (7, 28 сут) и более поздние сроки (3, 6, 12 мес и далее). Введение таких добавок, как ССБ, смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ), благоприятно отражается на изменении этого соотношения во времени. В связи с этим весьма важной задачей является создание вяжущих с показателями прочности на изгиб и растяжение, приближающимися к показателям прочности на сжатие.
Тонкость помола цементов — один из важных факторов повышения их активности и скорости твердения. Подробно вопросы, связанные с измельчением цементов, а также с гранулометрическим составом и его влиянием на прочность, освещены ранее в разделе о помоле клинкера. Необходимо дополнительно отметить влияние повышенной тонкости помола на увеличение не только скорости твердения, но и прочности. По данным А. В. Волженского и Ю. Д. Чистова, увеличение дисперсности портландцемента с 3 до 4—4,5 тыс. см2/г сопровождается увеличением прочности камня, изготовленного при одинаковом ВЩ, на 15—20 % в условиях одинаковой степени гидратации. Такое явление объясняется повышенной дисперсностью возникающих частичек гидратов при твердении цемента более тонкого помола, что имеет большое практическое значение.
Тонкость помола цементов и его разновидностей определяют по ГОСТ 310.2—76. Она должна характеризоваться остатком на сите № 008 не более 15 7о- Современные цементы характеризуются обычно остатком 3—8 %.
При одном и том же остатке на сите возможны значительные колебания в распределении зерен средних и мелких размеров, поэтому для оценки тонкости помола портландцемента применяют метод определения удельной поверхности порошка по его воздухопроницаемости. Для этой цели в СССР используют приборы конструкции Гипроцемента (способ В. В. Товаров) или ПСХ. За рубежом распространены приборы Р. Блейна, Ц. Ли и Р. Перса и др. Принцип действия этих приборов основан на влиянии пористости на воздухопроницаемость слоя материала. При определениях необходимо строго выполнять указания соответствующих инструкций. Контролировать тонкость помола по значению удельной поверхности можно только у чистых материалов без добавок или у таких многокомпонентных смесей, размалываемость отдельных составляющих которых примерно одинакова. При значительной разнице показателей размалываемос-ти, например клинкера и мягкой гидравлической добавки (трепел и т. п.), полученная удельная поверхность, решающее влияние на которую оказывают наиболее тонкие фракции, может дать искаженное представление о качестве вяжущего.
Зависимость прочности цементов от водоцемеитного отношения и условий твердения. Как уже говорилось, прочность, пористость, долговечность цементного камня, растворов и бетонов при прочих равных условиях решающим образом зависят от водоцемеитного отношения и, следовательно, от концентрации вяжущего в единице слитной смеси его с водой (см. п. 5 главы 8). Следует признать, что к настоящему времени не созданы формулы прочности вяжущих и бетонов длительного твердения, в которых учитывались бы фактор оптимального соотношения между вяжущим и водой и наличие экстре-: мума в показателях всех их физико-механических свойств и долговечности. Видимо, все существующие формулы прочности цементного камня и бетона основаны на ошибочном допущении: чем меньше В/В, тем больше прочность, лучше показатели других свойств, выше долговечность (особенно в условиях длительного твердения). Современные многочисленные формулы прочности твердеющих вяжущих и бетонов можно считать пригодными для определения ее при тех значениях водо-вяжущего отношения, которые соответствуют оптимальному, характерному для каждого вяжущего или превышающему его.
В современных формулах прочности затвердевшего камня и бетона обычно учитывается (кроме В/В) активность вяжущего, но остается без внимания такое явление, как повышение связующих свойств частиц гидрат-ных новообразований с уменьшением воды в системе, что объясняется возрастанием при этом их дисперсности.
Часто в формулах прочность поставлена в зависимость от активности портландцемента и В/Ц. Представляются более рациональными те формулы, в которых прочность системы (камня, бетона) определяется по содержанию в ней цемента и воды, взятых в абсолютных объемах, а также объему пор.
В связи с этим при разработке формул прочности возникает необходимость количественного расчета в объеме цементного камня, раствора или бетона на любой стадии их твердения абсолютных объемов негидратиро-ванной части исходного вяжущего, объемов образовавшихся гидратов и пор, степени гидратации вяжущего и объемной концентрации новообразований. Автором разработана система уравнений для расчета значений указанных характеристик для портландцементного камня и раствора с беспористым заполнителем и для определения величины минимального объема пор между частичками новообразований, присущего каждому вяжущему в принятых условиях твердения. О величине этого объема можно приближенно судить по сильному затуханию реакций гидратации вяжущего и значительному начальному расширению твердеющей системы
Смотрите также:
Прочность цемента
Одним из главнейших свойств цемента является способность его затвердевать при затворении водой, превращаясь в прочное камневидное тело. Действующий ГОСТ 970-61 делит цемент на пять марок: 300, 400, 500, 600 и 700, которые обозначаются по пределу прочности при сжатии через 28 суток трамбованных образцов (кубов 70,7*70,7*70,7 мм с площадью грани 50см 2 ) из раствора жесткой консистенции с нормальным песком 1:3 (по весу). Намечаемый к введению ГОСТ 10178-62 предусматривает марки цемента: 250, 300, 400, 450 и 500, определяемые по пределу прочности при изгибе образцов-балочек 40*40*160 мм и пределу прочности при сжатии их половинок, изготовляемых из раствора пластичной консистенции состава 1:3 (по весу) с нормальным песком, через 28 суток после их изготовления. Предел прочности при изгибе должен быть соответственно не менее 40; 50; 60; 65 и 70 кг/см 2 .
Цементный завод, отправляя цемент, обязан снабдить каждую его партию паспортом, в котором указывается: название завода-изготовителя, номер паспорта и партии, год, месяц и число отправки цемента, вес партии, наименование и адрес получателя, номера вагонов и накладных, название цемента и его марка (на основе результатов текущего контроля качества цемента), вид и количество добавки, указания о соответствии цемента техническим требованиям стандарта. Цементные заводы для текущего контроля производства и изучения свойств цемента испытывают каждую отгружаемую партию цемента с определением прочности стандартных образцов через 3, 7 и 28 суток твердения. Заводы отгружают цемент потребителям с указанием окончательной (гарантийной) марки цемента по результатам испытаний образцов одно-, трех- или в крайнем случае семи суточного возраста, не дожидаясь испытаний через 28 суток. При контрольной проверке допускается отклонение 28-суточной прочности образцов при сжатии для цемента марок до 600 включительно — до 8% ниже марочной прочности, указанной в паспорте, а для цемента марки 700 — до 5%. Каждый завод на основе статистических данных устанавливает переходные коэффициенты от краткосрочных испытаний к результатам, получаемым через 28 суток. Некоторые заводы определяют гарантийную марку по результатам испытания прочности образцов, подвергнутых кратковременному пропариванию по подобранному режиму.
Условия приготовления трамбованных образцов из раствора жесткой консистенции значительно отличаются от условий приготовления на стройках растворов и бетонов как по количеству добавляемой воды, так и по методам уплотнения. Вследствие этого испытание трамбованных образцов из раствора жесткой, консистенции (В/Ц — отношение веса воды к весу цемента примерно 0,25) дает в ряде случаев для различных цементов другие относительные величины прочности, чем испытание в обычных бетонах. Более близкие к практическим данные по прочности получаются при испытании образцов из раствора пластичной консистенции с более высоким водоцементным отношением (0,40) и с уплотнением при помощи вибрирования. Прочность в этом случае ниже, чем при испытании в растворах жесткой консистенции.
При длительном хранении (магазинировании) вне плотной таре цемент поглощает из воздуха водяные пары и углекислоту. Вследствие этого его прочность понижается, так как в нем частично уже начинают протекать процессы гидратации и карбонизации. Длительное выдерживание цемента до употребления повышает величину потерь при прокаливании, замедляет сроки схватывания, понижает активность и уменьшает тепловыделение, особенно в первые сроки после затворения водой. Хуже всего сохраняют свойства при длительном хранении цементы с повышенным содержанием быстрогидратирующихся клинкерных минералов С3А и СЗS. Прочность цемента через 3 месяца понижается на 10-20%, а через год на 25-40%.
Для твердения цемента наиболее благоприятна водная среда. Если твердеющий цемент находится не в воде, а на воздухе, то необходимо в первые периоды увлажнять его, так как в противном случае процесс твердения идет очень медленно или почти прекращается. В том случае, если в начальный период твердения цемент имел необходимую влажность и был защищен от преждевременного высыхания, он будет обладать вполне удовлетворительной воздухостойкостью, т. е. прочность его на воздухе со временем не понизится.
Наиболее заметен рост прочности у цемента в первый месяц твердения. В дальнейшем обычно прочность увеличивается значительно медленнее. В ряде случаев весьма важно быстрое нарастание прочности в первые сутки после затворения водой. Цементы с такими свойствами называются быстротвердеющими цементами.
КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ
- Строительные смеси в биг-бегах
- Сухие смеси в морских биг-бегах
- Строительные смеси в мешках
- Теплоизоляционные сухие смеси
- Клей для укладки блоков
- Цемент (в мешках, биг-бегах)
- Товары по акции
- Расход сухих смесей
