Определение тонкости помола цемента

Тонкость помола цемента имеет большое значение для оценки его качества. Чем тоньше помол, тем быстрее нарастает прочность при твердении цемента.

Тонкость помола по ГОСТ 310.2 оценивается путем просеивания цемента через сито с сеткой № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм); тонкость помола должна быть такой, чтобы через указанное сито проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

При определении тонкости помола пробу цемента высу­шивают в сушильном шкафу при температуре 105–110 °С в течение 2 ч и охлаждают в эксикаторе.

При использовании прибора для механического просеиванияотвешивают 50 г цемента с точностью до 0,01 г и высы­пают на сито с сеткой № 008. Закрыв сито крышкой, устанав­ливают его в прибор для механического просеивания. Через 5–7 мин от начала просеивания останавливают прибор, осто­рожно снимают донышко и высыпают из него прошедший через сито цемент, прочищают сетку с нижней стороны мяг­кой кистью, вставляют донышко и продолжают просеивание.

Операцию просеивания считают законченной, если при контрольном просеивании сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента ГОСТ 310.2 и 0,01 по ГОСТ 30744.

Контрольное просеивание выполняют вручную при снятом донышке на бумаге в течение 1 мин. Тонкость помола це­мента определяют как остаток на сите с сеткой № 008 в про­центах к первоначальной массе просеиваемой пробы с точ­ностью до 0,1%.

При отсутствии в лаборатории прибора для механическо­го просеивания цемента разрешается просеивать вручную.

Наряду с ситовым анализом для оценки дисперсности це­мента определяют удельную поверхность с помощью специ­ального прибора – поверхностемера ПСХ – в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору. Удельная поверхность, портландцементов заводского помола составляет обычно 250–300 м²/кг.

По ГОСТ 30744 при определении тонкости помола температура окружающего воздуха должна быть t = (20±1)°С, влажность воздуха φ = ≥ 65%, тонкость помола оценивается по остатку на сите с сеткой № 009 (допускается № 008); тонкость помола по удельной поверхности определяется с помощью прибора Блейна для определения удельной поверхности методом воздухопроницаемости.

Определение нормальной густоты и сроков схватывания

Цементного теста

По ГОСТ 310.3 определение нормальной густоты и сроков схватыва­ния производится с помощью прибора Вика, изображенного на рис. 4.1. Этот прибор состоит из цилиндрического стержня, свободно перемещающегося в обойме станины, и кольца. Для закрепления стержня на желаемой высоте служит зажимной винт. Стержень снабжен указателем для отсчета перемещения его относительно шкалы, прикрепленной к станине и раз­деленной на миллиметры. В нижнюю часть стержня при оп­ределении нормальной густоты вставляется стальной ци­линдр-пестик, диаметр которого должен быть 10±0,1 мм, длина – 50 мм.

Рис. 4.1. Прибор Вика:

1 – кольцо; 2 – пестик; 3 – пригруз; 4 – цилиндрический металлический стержень;

5 – обойма станины; 6 – стопорное устройство; 7 – пластинка; 8 – шкала; 9 – указатель;

10 – игла; 11 – основание станины

При определении сроков схватывания пестик заменяется иглой Вика диаметром, равным 1,1±0,04 мм, и длиной 50 мм. Игла изготавливается из стальной жесткой проволоки и не дол­жна иметь никаких искривлений. Поверхности пестика и иглы полируются. Концы их делаются плоскими, с поверхностями, перпендикулярными по отношению к их осям. Масса всей пере­мещающейся части прибора должна быть равна 300±2 г. Если пестик заменяется иглой, то указанный вес достигается при помощи дополнительного груза, который накладывается поверх стержня.

Кольцо прибора Вика имеет форму усеченного конуса. Верхний диаметр кольца 65±5 мм, нижний диаметр 75±5 мм, толщина 5 мм. Особо тщательно должен соблюдаться раз­мер кольца по его высоте 40±0,5 мм. Кольцо обычно изго­тавливается из стали, предпочтительно нержавеющей.

Для затворения цементного теста пользуются чашками сферической формы, изготовленными из листовой обычной или нержавеющей стали толщиной 2–3 мм. Диаметр чашки принимается равным 400 мм, высота ее 100 мм. Для переме­шивания теста пользуются лопаткой диаметром около 100 мм, изготавливаемой из упругой стали толщиной 1,5 мм.

Прибор Вика по ГОСТ 30744 содержит кроме длинной иглы для определения начала схватывания короткую иглу с кольцеобразной насадкой для определения конца схватывания. Кольцо и пластинка должны быть изготовлены из нержавеющей стали, пластмассы или другого, не впитывающего воду, материала. Форма и размеры кольца должны соответствовать приведенным на рис. 4.1. Размеры пластинки, на которую устанавливают кольцо, должны превышать диаметр кольца, толщина пластинки должна быть не менее 2,5 мм. Допускается применять цилиндрическое кольцо высотой (40±0,2 мм) при условии получения тех же результатов, как и при определении с кольцом в виде усеченного конуса.

4.2.1. Определение нормальной густоты цементного теста

Нормальной густотой цементного теста называется такая консистенция его, при которой пестик прибора Вика не дохо­дит до дна кольца на 5–7 мм. Нормальную густоту цемент­ного теста характеризуют количеством воды затворения, вы­раженным в процентах от массы цемента.

Согласно ГОСТ 310.3, для определения нормальной густоты теста 400 г цемента, отвешенные с точностью до 1 г, помещают в чашку и делают в цементе углубление, куда в один прием вливают воду, отвешенную или отмеренную с точностью до 0,5 г или 0,5 мл. После этого углубление немед­ленно заполняют цементом и спустя 30 с осторожно пере­мешивают. Затем тесто энергично растирают стальной лопат­кой попеременно во взаимно перпендикулярных направленн­ых. Продолжительность перемешивания цемента с водой – 5 мин, считая с момента вливания воды.

Перед испытанием следует убедиться в том, что стержень прибора свободно опускается, а также проверить нулевое по­казание прибора, для чего пестик приводят в соприкоснове­ние с металлической или стеклянной пластинкой, на которой расположено кольцо. В случае отклонений от нуля шкалу приборов соответствующим образом передвигают; кольцо ипластинку протирают машинным маслом.

Приготовленным цементным тестом в один прием напол­няют кольцо, пять-шесть раз встряхивают его, постукивая пластинкой, на которой расположено кольцо, о стол. Затем избыток теста срезают смоченным водой ножом и им же за­глаживают поверхность теста.

После этого приводят пестик в центре кольца в соприкос­новение с поверхностью теста и закрепляют стержень винтом. Вслед за тем, быстро отвинчивая закрепляющий винт, осво­бождают стержень и предоставляют пестику свободно погру­жаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стерж­ня отсчитывают погружение по шкале.

Если консистенция теста не соответствует требованиям (пестик опускается ниже 5 или выше 7 мм), то вновь затворяют тесто, увеличивая или уменьшая количество воды в зависимости от глубины погружения пестика.

Количество воды, добавляемой для получения теста нормальной густоты, выражают в процентах от массы цемента и определяют с точностью до 0,25%.

Количество воды (в процентах от массы цемента), необ­ходимое для получения цементного теста нормальной густо­ты, называется водопотребностью цемента.

Водопотребность портландцемента находится в пределах от 22 до 28%. При введении активных минеральных добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) водопотребность цемента повышается и может достигнуть 32–37%.

По ГОСТ 30744 цементное тесто для определения нормальной густоты и сроков схватывания цемента приготавливают механизированным способом с помощью смесителя планетарного типа с вращением лопасти вокруг собственной оси и перемещением ее по периметру чаши.

Перед испытанием каждую пробу цемента просеивают через сито № 09. Воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты, выливают в чашу смесителя, предварительно протертую влажной тканью, затем осторожно в течение 5–10 с высыпают 500 г цемента и включают смеситель на малую скорость. Время окончания высыпания цемента в воду считают началом затворения. Через 90 с смеситель останавливают на 15 с, в течение которых скребком снимают тесто, налипшее на стенках чаши, сдвигая его в середину чаши. Затем вновь включают смеситель на малую скорость и продолжают перемешивание еще в течение 90 с. Суммарное время перемешивания цементного теста должно составлять 3 мин, не считая времени остановки. Приготовленное цементное тесто быстро за один прием переносят в кольцо, установленное на пластинке, заполняя его с избытком, но без уплотнения или вибрации. Далее определение нормальной густоты проводят аналогично требованиям ГОСТа 310.3.

4.2.2. Определение начала и конца схватывания

В соответствии с ГОСТ 310.3 для определения сроков схватывания цемента приготав­ливают описанным выше способом тесто нормальной густоты иукладывают его в кольцо прибора Вика. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста, стержень закрепляют винтом, после чего, отвинчивая винт, освобождают стержень и дают игле свободно погружаться в тесто. В начале опыта, пока тесто настолько жидко, что можно опасаться сильного удара иглы о пластинку, иглу при погружении следует слегка задерживать, но как только тесто загустеет, игле дают сво­бодно опускаться.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, при этом кольцо каждый раз передвигают, для того чтобы игла попадала в разные места. По извлечении иглы из теста ее следу­ет вытирать.

За начало схватывания принимают время от начала за­творения цемента водой до того момента, когда игла не будет дохо­дить до дна на 1 мм. За конец схватывания принимают время от начала затворения до момента, когда иглабудет опускаться в тесто не более чем на 1 мм.

При определении сроков схватывания кольцо не должно подвергаться каким-либо сотрясениям и игла должна опу­скаться свободно. Сроки схватывания определяют при темпе­ратуре ( )°С, причем кольцо должно находиться в затемненном месте и не подвергаться действию сквозняков.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания – не позднее 10 ч от начала за­творения.

В соответствии с ГОСТ 30744 начало схватывания определяется с помощью длинной иглы прибора Вика. Иглу погружают в цементное тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения таким образом, чтобы каждое последующее погружение иглы находилось на расстоянии не менее 10 мм от мест предыдущих погружений и от края кольца. После каждого погружения иглу протирают. В промежутках между погружениями иглы кольцо с цементным тестом на пластинке помещают в камеру (шкаф) влажного хранения. Допускается кольцо с цементным тестом накрывать влажной тканью и оставлять в помещении с относительной влажностью не менее 65%, при этом ткань не должна соприкасаться с цементным тестом.

Началом схватывания считают время от начала затворения цемента водой до того момента, когда игла прибора Вика, погружаясь в цементное тесто, не доходит до пластинки на (4±1) мм. Результат определения записывают с округлением до 5 мин. Начало схватывания по ГОСТ 31108 должно быть, (мин), не ранее для цементов класса:

- 22,5Н; 32,5Н; 32,5Б – 75;

- 42,5Н; 42,5Б – 60;

- 52,5Н 52,5Б – 45.

Для определения конца схватывания по ГОСТ 30744 длинную иглу в приборе Вика заменяют на короткую иглу с кольцеобразной насадкой. Проверяют чистоту поверхности и отсутствие искривлений иглы. Кольцо с цементным тестом, использованное для определения начала схватывания, переворачивают таким образом, чтобы определение конца схватывания проводить на поверхности, контактировавшей с пластинкой. Иглу осторожно опускают до соприкосновения с поверхностью цементного теста, погружение иглы выполняют аналогично с определением начала схватывания с интервалом 30 мин. При приближении конца схватывания интервалы времени между погружениями могут быть сокращены.

Концом схватывания считают время от начала затворения цемента водой до момента, когда игла погружается в цементное тесто не более чем на 0,5 мм, что соответствует положению иглы, при котором кольцеобразная насадка впервые не оставляет отпечатка на поверхности цементного теста. Результат определения записывают с округлением до 15 мин.