Что такое гидратация цемента и для чего нужно знать процессы, происходящие с ним

Что такое гидратация цемента и для чего нужно знать процессы, происходящие с ним

Гидратация цемента – это процесс прохождения реакции между компонентами смеси и водой. Без воды бетонный раствор получить не удастся, так как именно при ее добавлении начинается стадия схватывания цемента, а потом и твердения. Эти два этапа считаются основными для приобретения смесью заявленных характеристик (в первую очередь прочности, а также других важных параметров).

Согласно стандартам, начало схватывания портландцемента должно наступать через 45 и более минут после замеса смеси. После того, как процесс схватывания завершился (до 3 часов по регламенту), начинается твердение цементного раствора. Это более длительный процесс, который может занимать годы.

Марочной прочности бетонная смесь достигает через 28 дней, но и по истечении этого периода процесс твердения и набора камнем прочности продолжается.

Знать о том, каким образом проходит схватывание и твердение портландцемента, нужно обязательно. Уделив внимание этим этапам, удастся избежать ошибок при замесе и заливке, которые часто приводят к потере раствором клеящей способности, понижению прочности, деформациям и другим неприятным последствиям. Немаловажны эти знания и для производства, использования разнообразных добавок к цементу, которые меняют определенные характеристики и свойства монолита, способны продлевать или сокращать стадии.

Начало схватывания цемента

После затворения строительных смесей (бетона или цементно-песчаного раствора) в состав которых входит цемент, начинается химическая реакция – гидратация цемента. В гидратации участвуют цемент и вода. В ходе протекания реакции пластичное связующее обволакивающее наполнитель раствора (щебень, песок, гравий, строительный мусор, шлак и т.п.), затвердевает и превращается в монолитный каменный материал.

Реакция гидратации является необратимо экзотермической – протекает с выделением теплоты. При этом время затвердевания (схватывания) зависит от температуры окружающей среды, количества затворителя, тонкости помола цемента, влажности воздуха, присадок и типа цемента.

Особенности реакции, как влияют компоненты

Основой цемента любой марки составляют 4 минеральных соединения в разных пропорциях входящие в строительную смесь:

• C3S трёхкальциевый силикат;
• C3A трёхкальциевый алюминат;
• C2S двухкальциевый силикат;
• C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Любой из них вступая в контакт с водой по-своему влияет на химический процесс в отдельных временных отрезках нелинейного графика превращения раствора в каменный монолит.

Трехкальциевый силикат C3S активно участвует в процессе кристаллизации раствора в монолит на всем его протяжении. Эта химическая реакция носит изотермический характер, и соединение C3S с водой обеспечивает выделение тепла при замесе, затем снижение нагрева при перемешивании. В период схватывания энергия выделяется интенсивно и в дальнейшем, на этапе нормального твердения, 28 суток постепенно снижается.

Трехкальциевый алюминат C3A отвечает за процесс схватывания раствора. Именно его взаимодействие с водой приводит к выделению тепла при схватывании в первое время после заливки. По мере набора прочности активность минерала слабеет, и он прекращает работу.

Двухкальциевый силикат C2S включается в работу при выходе процесса нормального твердения на финиш (90% набора прочности бетона), то есть примерно через месяц соединения цементной смеси с водой. Его действие продолжает укреплять изделия из бетона после достижения заявленной прочности. Введение пластификаторов в смесь может сократить месячный промежуток времени и заставить работать этот компонент раньше без потери качества.

Четырехкальциевый алюмоферрит C4AF работает как катализатор на финишном отрезке твердения бетона. Взаимодействуя с водой, двухкальциевым силикатом C2S, а также модифицирующими добавками он существенно улучшает характеристики бетона.

Гидратация цемента — это длительный процесс взаимодействия его с водой, каждый ингредиент в нем играет основную роль на своем отрезке времени.

Сроки схватывания цемента

Важная техническая характеристика любого бетонного раствора – начало схватывания цемента гост 30515-2013 при стандартных условиях (средняя температура окружающего воздуха 20 градусов Цельсия, средняя влажность окружающего воздуха 75%). «Святое писание» каждого строителя – ГОСТ 30515-2013, дифференцирует общестроительные цементы на три категории:

• Медленносхватывающиеся. Время начала схватывания более 2 часов после затворения.
• Нормально схватывающиеся. Время начала схватывания более 45 минут до 2 часов после затворения.
• Быстросхватывающиеся. Время начала схватывания менее 45 минут после затворения.

Также ГОСТ 30515-2013 определяет предельные отклонения начала схватывания. Для медленносхватывающихся и нормально схватывающихся цементов – минус 15 минут от нормируемого показателя, для быстросхватывающихся – плюс 5 минут от нормируемого показателя. На скорость гидратации цемента кардинально влияет температура воздуха.

При понижении температуры до 5 градусов Цельсия и ниже процесс гидратации практически останавливается. В этом случае конструкцию укрывают специальными матами, строят над ней временный шатер, либо прогревают другими доступными способами. Сроки схватывания любого цемента можно как увеличить, так и уменьшать внесением специальных добавок.

Как происходит твердение цемента

Второй, долгий этап, который наступает сразу, как закончилось схватывание. Время твердения цемента – годы. Несмотря на то, что внешне поверхность выглядит твердой и прочной, должно пройти несколько лет, чтобы цемент достиг максимально возможных показателей прочности. Важно учитывать, что набор твердости – не линейный процесс. Сначала, в первые дни и недели, скорость твердения цемента выше, а с течением времени замедляется. Причина такого явления – минералы, входящие в состав цемента. Именно они обладают свойством накапливать прочность. Чтобы цемент достиг прочности, заявленной его маркой, отводится 28 дней, однако после этого срока показатели продолжают увеличиваться.

Ускорители схватывания цемента

В зависимости от конкретных условий строительства и ремонта застройщику необходимо ускорить начало и период времени схватывания. Например, близится холодное время года и стоит задача максимально ускорить все виды строительных работ, Ускорить схватывание цемента можно с помощью внесения в бетонную смесь специальных присадок.

Популярные присадки для ускорения схватывания цемента:

• Ускоритель твердения для бетона «УП2М», Россия, средняя цена 43 руб/кг.
• Ускоритель твердения для бетона «Форт Ускорин», Россия, средняя цена 24 руб/кг.
• Супер пластификатор ускоритель твердения «Реламикс Т-2», Россия, средняя цена 98 руб/кг.

Указанные и другие присадки для ускорения схватываемости цемента вносятся в момент затворения и начала перемешивания бетонного раствора. В общем случае при стандартных условиях (температура окружающей среды 20 градусов Цельсия, относительная влажность воздуха 75-80%) с помощью указанных видов присадок можно укорить период схватывания и набора марочной прочности в три раза без потери прочности и долговечности конструкции.

Гидратация цемента — что это такое

Этим термином обозначают физико-химический процесс, при котором происходит связывание компонентов цементного порошка с жидкостью. Чтобы разобраться в особенностях этого действия, нужно скрупулезно исследовать состав цемента. Только тогда получится понять, как взаимодействуют ингредиенты порошка с водой, что влияет на период схватывания цемента, изучить остальные характеристики стройматериала. В его состав включены активные добавки минеральной природы, благодаря которым бетон медленно набирает требуемый уровень своей прочности. Какой бы марки и типа не был цемент, он содержит в себе четыре минеральных вещества:

• двухкальцивеый силикат;
• трехкальциевый силикат;
• трехкальциевый алюминат;
• четырехкальциевый алюмоферит.

Рисунок 1. Химический состав бетона

Замедлители схватывания цемента

Максимально уменьшить время начала и конца схватывания цемента может потребоваться в следующих случаях. Производится заливка масштабной конструкции (фундамент многоэтажного здания, конструкции гидротехнического или подземного сооружения, чаша бассейна или бетонной емкости).

В этом случае замедлитель срока схватывания цемента нтф и другие виды замедлителя схватываемости связующего позволяют обеспечить непривычность строительных работ при всех прочих равных условиях.

Замедлители схватываемости цемента:

• «Бисил Ретардер», Испания, цена 285 руб /кг.
• Пластификатор бетона «РЕТАДОЛ», Греция, цена 159 руб/ кг.
• Гиперпластификатор «FREM GIPER S-SBlз», Беларусь, цена 112 руб/кг.

Использование замедлителей схватываемости цемента позволяют увеличить время необратимого процесса потери подвижности бетонных растворов в среднем до 24-48 часов после затворения.

C. Бетонные смеси с добавкой поташа

Для замедления схватывания цемента рекомендуется вводить добавку сульфитно-дрожжевой барды. Это снижает темпы роста прочности в раннем возрасте. К 28-суточному возрасту происходит определенная компенсация и прочность бетона достигает обычных значений.

Бетонные смеси с добавкой поташа рекомендуется применять в бетонных и железобетонных конструкциях марки не более 300.

Применять бетоны с добавкой поташа не допускается в несущих железобетонных конструкциях пролетных строений мостов, в фермах, балках, плитах перекрытий пролетом более 6 ж, в железобетонных дымовых и вентиляционных трубах, градирнях, в предварительно напряженных конструкциях, в конструкциях, подвергающихся воздействию агрессивной водной среды (с примесями кислот и щелочей) и динамическим нагрузкам, расположенных в зоне переменного уровня воды, находящихся в непосредственной близости к источникам тока высокого напряжения, подверженных нагреванию выше 60° С.

Кроме того, поташ нельзя применять при использовании крупного заполнителя с включениями реакционно-способного кремнезема или песка с зернами активного кремнезема более 0,12 мм.

Бетон с добавкой поташа при повышении температуры среды до положительных значений продолжает интенсивно твердеть, не образует высолов на поверхности и обеспечивает сцепление с арматурой, но обладает повышенной усадкой и пониженной морозостойкостью.

Ложное схватывание цемента

При приготовлении бетонных растворов своими силами непосредственно на строительной площадке существует опасность ложного схватывания цемента. Лаборатории бетонных заводов четко отслеживают этот вредный показатель и принимают соответствующие меры. Поэтому приобрести готовый бетон с ложным схватыванием практически невозможно.

Определение ложного схватывания цемента – ложным схватыванием связующего принято называть сиюминутное загустевание бетона в течение нескольких минут после затворения. Причиной ложного схватывания, является нарушение технологии производства цемента либо наличие щелочи. В соответствии с ГОСТ 30515-2013 существуют следующие виды ложного схватывания

• Ложное схватывание I типа. Моментальная потеря подвижности цементным тестом, связанная с нарушением технологии производства. Устраняется с помощью повторного перемешивания смеси без добавления затворителя.
• Ложное затвердевание II типа. Временная либо частичная потеря подвижности цементной субстанции по другим причинам, также устраняемая с помощью повторного перемешивания смеси без добавления затворителя.

B. Развитие коррозии арматуры

Поверхности холодного бетона, не защищенные опалубкой, должны быть укрыты во избежание вымораживания влаги из бетона. Выдерживание под укрытием должно прекращаться не ранее, чем через 10—15 дней после достижения бетоном требуемой прочности.

Действию поташа как противоморозной добавки посвящен ряд работ. Исследования и практический опыт показали неплохие результаты- бетон с добавкой поташа при отрицательной температуре до —25° С твердеет, непрерывно набирая прочность. При твердении в зимних условиях в течение 7 суток он набирает 25— 35% марочной прочности. Через 14 суток прочность его достигает 55—70%, через 28 суток — 70—95%, а через три месяца — марочной.

Поташ не влияет на сцепление бетона с арматурой. Правда, арматура должна быть на 10° С теплее бетона.

Развитие коррозии арматуры находится в допустимых пределах. Применение таких бетонов для армированных конструкций при условии их работы в неагрессивной среде вполне допустимо. Бетон устойчив в дистиллированной, пресной и морской воде.

Он неустойчив в среде сульфата натрия, но при повышенном расходе поташа устойчив в водных растворах сульфата кальция и магния Шлакопортландцемент с добавкой поташа твердеет медленно и поэтому желательно применять портландцемент марки 400 и выше с повышенным содержанием С3А.

D. Бетон с добавкой нитрита натрия

Некоторые исследования свидетельствуют о недостаточно высокой морозостойкости бетона с добавкой поташа. Дело в том, что при положительной или близкой к ней отрицательной температуре добавка поташа ускоряет твердение цемента, а это препятствует образованию плотной структуры бетона.

При низкой отрицательной температуре схватывание цемента замедляется и создаются более благоприятные условия структурообразования. Поэтому на основании результатов несопоставимых опытов сложились разноречивые мнения о влиянии поташа на морозостойкость бетона . Бетон с добавкой поташа характеризуется более высокой морозостойкостью при использовании высокоалюминатного цемента, наименьшей морозостойкостью — в случае применения шлакопортландцемента.

Бетон с добавкой нитрита натрия, твердея на морозе, в 7-суточ-ном возрасте набирает ориентировочно 5—25% прочности, в 28-суточном — 40—50, а в 3-месячном — 100.
Эту добавку также не допускается применять в предварительно напряженных конструкциях, в конструкциях, соприкасающихся с агрессивными водами, при возведении железобетонных дымовых и вентиляционных труб и ответственных высотных сооружений. Нельзя применять нитрит натрия в бетонах на заполнителе с включениями активного кремнезема.

Анализ качества цемента

Процесс производства цемента начинается с добычи известняка и глины. Затем ингредиенты смешиваются, измельчаются и подаются в печь. После обжига клинкер охлаждается и проходит процедуру окончательного измельчения. Портландцемент, наиболее распространённый тип, имеет различные свойства в зависимости от предполагаемого использования.

Характеристики этого вяжущего вещества зависят от многих факторов. Для подтверждения заявленного качества проводится анализ цемента по ГОСТ 5382-91,310.3-76. Потребительская проверка в месте использования строится на органолептических тестах, является приблизительной.

Истинная проверка – анализ цемента в лаборатории, которая имеет соответствующую аккредитацию, условия и оборудование. При поставке вяжущего по EN 197-1 или его сертификации по международному стандарту для испытаний используется только полифракционный песок.

Виды проверок

Исследованию подлежат основные свойства, совокупность которых гарантирует качественный бетон и другие строительные смеси. Вот некоторые из них.

• Активность.
• Густота.
• Сроки схватывания.
• Химический состав.

Действующими стандартами, в дополнение к указанным, предусмотрены проверки по некоторым показателям, которые проводятся производителями.

Основной инструмент, на котором происходит исследование цемента – прибор Вика.

Активность

Этот показатель – марка материала. Исследуются образцы, созданные в лабораторных условиях – точность этого прямого метода не подвергается сомнению. Срок такой проверки основан на твердении образцов и занимает достаточно много времени.

Фактически это испытание цемента на прочность по двум параметрам: сопротивлению изгибу и разрыву.

Косвенные методы – контракция и электропроводность – применяются для оперативных проверок, дают приблизительные результаты.

Густота

Определяется в гидратированном состоянии, свидетельствует о количестве воды затворения. Измеряется в % от веса вяжущего. Ориентировочный показатель 22-28%, зависит от состава клинкера, добавок, удельной поверхности.

Метод основан на глубине погружения пестика прибора Вика за определённое время. Нормальная густота – важное свойство для одного из ключевых свойств.

Срок схватывания

Это первая стадия процесса твердения. Исследование цемента по этому показателю основано на получении двух результатов: начала и конца схватывания. Теоретически это 45 мин. и 12 часов с момента затворения.

Учитывая время, необходимое для доставки, разгрузки, укладки бетона, оптимальными сроками начала процесса являются 60-120 мин., окончания – 6-8 час. Метод заключается в следующем.

Цементным тестом нормальной густоты заполняют кольцо прибора и несколько раз с промежутком 10 мин. погружают иглу. Началом процесса считается время, за которое она – после серии погружений – не доходит до пластины на 4 мм. Окончание – когда игла с кольцом не оставляет отпечатка на поверхности.

Химический состав

В процессе обжига шлама образуются сложные химические соединения – клинкерные минералы. Они формируют химический состав. Количественное содержание каждого из них влияет на его свойства, поэтому химический анализ цемента в лаборатории – единственный способ определить истинный состав конкретной партии материала. Проводится по сложным методикам, определяемым нормативами.

Испытание цемента

Цемент представляет собой минеральный вяжущий элемент, без которого не обходятся растворы, строительные смеси, бетон. В 2004 году РФ перешла на маркировку цементов согласно ГОСТу 31108-2003. За качество и безопасность возводимых строений отвечают испытания цемента. Заказать услугу можно в спецлаборатории в Москве по приемлемой цене.

Когда требуется испытание цемента

Процедура требуется при производстве строительных растворов согласно ГОСТ 31108. Известная торговая марка – не гарант 100 % качественного чистого сырья. Технологический процесс не защищен от ошибок и погрешностей. Зачастую в ходе производства параметры сырья не соответствуют характеристикам, прописанным в техпаспорте. К причинам относят:

• производственные недостатки: чужеродные примеси;
• небрежность и безответственность подрядчиков.

Для разрешения проблемы цемент покупают непосредственно у проверенного изготовителя. Это выход из положения для мелких подрядчиков, отгрузка сырья предприятиями производится крупными партиями, к тому же они практикуют самовывоз.

Маленькие стройфирмы для непрерывности установки бетонного основания приобретают тампонажную цементную продукцию стандарта 31108 у ближайшего поставщика, часто мешают остатки продукции от различных производителей. Это негативно сказывается на эксплуатационных показателях строения.

Тестирование и испытания цементного раствора в лаборатории – оптимальный вариант разрешения сырьевой проблемы. Требуется испытание партий товара. Узнают номер партии из сертификата качества либо транспортных документов.

Методы испытаний и ГОСТы

Межгосударственный стандарт ГОСТ 30744-2001 «Цемент. Методы испытаний» Утвержден постановлением Госстроя РФ № 98 от 20.08.2001 . Он в ответе за прочность бетонной продукции и стойкость к действию агрессивных факторов. Для определения эксплуатационных свойств цемента пользуются методами разрушающего, а также неразрушающего контроля.

Применяются экспресс-методы установки марочной прочности образцового продукта. Лаборант использует инструмент ИАЦ для определения удельной электропроводности цементного раствора + вода. Также пользуются контрактометром ВМ-7.7 по ГОСТ 30744 для расчета пропорции составляющих водоцементного замеса, который происходит при гидратации. К достоинствам методы относят скорость. На испытание отводится от 20 мин. до 2-3 ч.

Экспертиза продукта на прочность (по стандарту 30744) осуществляется при помощи сравнения параметров цемента с 3 и 28-дневной выдержкой. Диапазон для образцовой субстанции получают в пределах 41-59 %.

Неразрушающие методы предполагают сохранность целостного изделия. Лабораторные испытания помогают определить:

• коэффициент деформирования продукта под механическим действием: груз определенной массы бросают на покрытие, измеряют форму и углубление;
• объем энергии, выбрасываемой при соприкосновении продукта с покрытием;
• уровень упругости образца по мощности рикошета ударного объекта от проверяемой поверхности.

Для теста делают образцовые пробы из тампонажной смеси определенной вязкости. Число составляющих элементов устанавливается согласно рецепту:

• 1500 г песка;
• 200 мл воды;
• 500 г цемента.

Для полного застывания образцовые пробы держат 18 дней, затем направляют на экспертизу. Лаборант исследует характеристики:

1. Крупность помола. Размер фракций цемента отвечает за скорость схватывания бетонного изделия.
2. Стандарт густоты.
3. Водоотделение. Требуется измерение уровня водоотведения в ходе схватывания субстанции.
4. Схватывание раствора.
5. Активность при действии паром. Марки цемента обладают разными параметрами активности при пропаривании. Метода помогает классифицировать цемент по категориям.

Чтобы подтвердить фактические характеристики тампонажного сырья, потребуются испытания цемента. При несоответствии показателей производитель может потребовать возместить расходы или внести в техпаспорт продукта соответствующую марку прочности цемента.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

Настоящий стандарт распространяется на все виды цемента и устанавливает методы испытаний для определения нормальной густоты, сроков схватывания цементного теста, а также равномерности изменения объема цемента.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

1.1. Аппаратура

Прибор Вика с иглой и пестиком.

Кольцо к прибору Вика.

Мешалка для приготовления цементного теста.

1.1.1. Прибор Вика (черт. 1) имеет цилиндрический металлический стержень 1, свободно перемещающийся в обойме станины 2. Для закрепления стержня на требуемой высоте служит стопорное устройство 3. Стержень снабжен указателем 4 для отсчета перемещения его относительно шкалы 5, прикрепленной к станине. Шкала имеет цену деления 1 мм.

При определении нормальной густоты цементного теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр-пестик 6.

При определении сроков схватывания пестик заменяют иглой 7.

Пестик должен быть изготовлен из нержавеющей стали с полированной поверхностью. Игла должна быть изготовлена из стальной жесткой нержавеющей проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Поверхность пестика и иглы должна быть чистой.

Прибор Вика

1 — цилиндрический металлический стержень; 2 — обойма станины;

3 — стопорное устройство; 4 — указатель; 5 — шкала; 6 — пестик; 7 — игла

Массу перемещающейся части прибора сохраняют взаимной перестановкой пестика и иглы. Отдельные детали перемещающейся части прибора подбирают таким образом, чтобы их общая масса находилась в пределах (300±2) г.

Размеры иглы и пестика должны соответствовать указанным на черт. 2 и 3.

1.1.2. Кольцо к прибору Вика и пластинка, на которую устанавливают кольцо, должны быть изготовлены из нержавеющей стали, пластмассы или другого не впитывающего воду материала. Форма и размеры кольца должны соответствовать указанным на черт. 4.

1.1.3. Мешалка для приготовления цементного теста должна отвечать требованиям соответствующих технических условий.

1.1.4. При отсутствии в лаборатории механизированной мешалки для приготовления цементного теста применяют чашу сферической формы (черт. 5), изготовленную из нержавеющей стали.

Рабочая часть иглы

Рабочая часть пестика

Кольцо к прибору Вика

Лопатку для перемешивания цементного теста изготовляют из упругой нержавеющей стали. Основные размеры лопатки указаны на черт. 6.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Чаша для затворений

Лопатка для перемешивания

1.2. Проведение испытаний

1.2.1. Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента.

1.2.2. Пробу цемента подготавливают по ГОСТ 310.1.

1.2.3. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, соприкасая пестик с пластинкой, на которой расположено кольцо. При отклонении от нуля шкалу прибора соответствующим образом передвигают.

Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.

1.2.4. Для ручного приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после прилипания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой.

Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

Цементное тесто на механической мешалке готовят в соответствии с прилагаемой к мешалке инструкцией.

1.2.5. После окончания перемешивания кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и пять-шесть раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения, стержня проводят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную в п. 1.2.1. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25 %.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

2.1. Аппаратура

Аппаратура — по п. 1.1.

Автоматический прибор для определения сроков схватывания.

2.2.Проведение испытаний

2.2.1. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое отклонение прибора, как указано в п. 1.2.3. Кроме того, проверяют чистоту, поверхности и отсутствие искривлении иглы. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в кольцо по пп. 1.2.4 и 1.2.5. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения, иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

2.2.2. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента прилипания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.3. Сроки схватывания цементного теста на приборе с автоматической записью определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ЦЕМЕНТА

3.1. Аппаратура

Аппаратура — по п. 1.1.

Автоклав с рабочим давлением не менее 2,1 МПа.

Бачок для испытания кипячением.

Ванна с гидравлическим затвором.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.1.1. Бачок для испытания кипячением с регулятором уровня воды. Внутри бачка помещают съемную решетчатую полку для лепешек, которая находится на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4-6 см в течение всего времени кипячения. Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды в бачке до кипения за 30-45 мин.

3.1.2. Ванны с гидравлическим затвором для хранения образцов (черт. 7) изготавливают из стойкого к коррозии материала (оцинкованная сталь). В ваннах устанавливают решетки для размещения на них образцов. Под решеткой всегда должна быть вода.

Ванна с гидравлическим затвором

3.2. Проведение испытаний

3.2.1. Для испытания на равномерность изменения объема цемента готовят тесто нормальной густоты согласно пп. 1.2.4 и 1.2.5.

Две навески теста массой 75 г каждая, приготовленные в виде шариков, помещают на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают ею о твердое основание до образования из шариков лепешек диаметром 7-8 см и толщиной в середине около 1 см. Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

3.2.2. Приготовленные по п. 3.2.1 лепешки хранят в течение (24±2) ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают испытанию кипячением.

3.2.3. По истечении времени хранения по п. 3.2.2. две цементные лепешки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают в бачок, с водой на решетку. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и производят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.

3.2.4. Цемент соответствует требованиям стандарта 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 при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки, при этом обнаруживаемые искривления не должны превышать 2 мм на краю или в середине лепешки. Допускается в первые сутки после испытаний появление трещин усыхания, не доходящих до краев лепешек, при условии сохранения звонкого звука при постукиваний лепешек одна о другую. Образцы лепешек, выдержавших и не выдержавших испытание на равномерность изменения объема, приведены на черт. 8.

Лепешки, выдержавшие испытанияна равномерность изменения объема

Лепешки, не выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Разрушение Радиальные трещины

Лепешки, не выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Искривление

Лепешки, выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Трещины усыхания

3.2.5. В случае, когда содержание оксида магния MgО в клинкере, из которого был изготовлен испытуемый цемент, составляет более 5 %, следует дополнительно провести испытание равномерности изменения объема в автоклаве. Это испытание проводят только для цементов, выдержавших испытание по п. 3.2.3.

Лепешку из теста, приготовленную по п. 3.2.1 и хранимую по п. 3.2.2, вместо кипячения подвергают обработке в автоклаве по следующему режиму: подъем давления от атмосферного до 2,2 МПа — в течение 60-90 мин, выдержка при давлении 2,1 МПа — в течение 3 ч, снижение давления от 2,1 МПа от атмосферного — около 60 мин. После этого лепешку извлекают из автоклава, охлаждают до температуры помещения и немедленно ее осматривают.

Результаты испытания оценивают по п. 3.2.4.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

4. ПРОВЕРКА АППАРАТУРЫ

4.1. Поверке подлежит прибор Вика для определения нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста.

4.2. Поверку проводят в соответствии с утвержденными инструкциями с периодичностью не реже одного раза в год.