Производство портландцемента

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

Кафедра строительных материалов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСПЫТАНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА  И ЕГО РАЗНОВИДНОСТЕЙ

 

 

 

 

Методические  указания

к лабораторным работам  для студентов всех специальностей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Казань 2012

 

УДК 669.96

ББК

Р

 

Испытание портландцемента  и его разновидностей: Методические указания к лабораторным работам по курсу «Материаловедение» для студентов всех специальностей / Сост.: Н.Р.Рахимова . – Казань: КГАСУ, 2008. – 16 с.

 

 

Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казанского государственного архитектурно-строительного университета.

 

 

Настоящие методические указания составлены для самостоятельной подготовки студентов и проведения лабораторных работ по курсу «Материаловедение». В настоящих методических указаниях приведены необходимые сведения о требованиях к цементам и стандартных методах их испытаний.

Илл.5, табл.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           

                                                                                            УДК 669.96

                                                                                            ББК

 

                                                                      Казанский государственный

                                                                      архитектурно-строительный 

                                                                      университет, 2008

                                                                      Рахимова Н.Р., 2008

 

 

 

 

 

 

 

Цель лабораторной работы состоит в изучении основных свойств портландцемента и методов их определения.

 

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80%). Портландцемент – продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой гипса (3-5%). Клинкер представляет собой зернистый материал («горошек»), полученный обжигом до спекания (при 1450⁰С) сырьевой смеси, состоящей в основном из углекислого кальция (известняки различного вида) и алюмосиликатов (глины, мергеля, доменного шлака и др.). Небольшая добавка гипса регулирует сроки схватывания портландцемента.

 

1. Классификация. Технические требования. (ГОСТ 30515-97)

По  назначению цементы подразделяют на:

- общестроительные;

- специальные (быстро-, особобыстро- и сверхбыстротвереющий цемент; сульфатостойкий; портландцементы с органическими добавками - пластифицированный, гидрофобный портландцемент, вяжущие низкой водопотребности; портландцементы с минеральными добавками – пуццолановый, шлакопортландцемент, гипсоцементнопуццолановые вяжущие; белый и цветные портландцементы; тампонажный портландцемент; глиноземистый цемент; расширяющиеся и безусадочные цементы и т.д.).

По  виду клинкера цементы подразделяют на основе:

- портландцементного клинкера;

- глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера;

- сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера.

По  вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы:

портландцемент (без минеральных  добавок);

портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20 %);

шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

По  скорости твердения общестроительные цементы подразделяют на:

- нормальнотвердеющие  — с нормированием прочности  в возрасте 2 (7) и 28 сут;

- быстротвердеющие —  с нормированием прочности в  возрасте 2 сут, повышенной по  сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут.

По  срокам схватывания цементы подразделяют на:

- медленносхватывающиеся  — с нормируемым сроком начала  схватывания более 2 ч;

- нормальносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;

- быстросхватывающиеся  — с нормируемым сроком начала  схватывания менее 45 мин.

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

Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85 % массы просеиваемой пробы.

Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде, а при содержании MgО в клинкере более 5 % — в автоклаве.

По  прочности при сжатии (в соответствии с ГОСТ 10178-85 Порландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия) в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

портландцемент - 400, 500, 550 и 600;

шлакопортландцемент - 300, 400 и 500;

портландцемент быстротвердеющий - 400 и 500;

шлакопортландцемент быстротвердеющий - 400.

Пределы прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

	Гарантированная	Предел прочности, МПа (кгс/см2)
Обозначение вида цемента	марка	при изгибе в возрасте, сут		при сжатии в возрасте, сут
		3	28	3	28
ПЦ-Д0,ПЦ-Д5,	300	—	4,4 (45)	—	29,4 (300)
ПЦ-Д20, ШПЦ	400	—	5,4 (55)	—	39,2 (400)
	500	—	5,9 (60)	—	49,0 (500)
	550	—	6,1 (62)	—	53,9 (550)
	600	—	6,4 (65)	—	58,8 (600)
ПЦ-Д20-Б	400	3,9 (40)	5,4 (55)	24,5 (250)	39,2 (400)
	500	4,4 (45)	5,9 (60)	27,5 (280)	49,0 (500)
ШПЦ-Б	400	3,4 (35)	5,4 (55)	21,5 (220)	39,2 (400)

 

 

Условное  обозначение цемента (в соответствии с ГОСТ 10178-85 Порландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия) должно состоять из:

наименования типа цемента - портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования - соответственно ПЦ и ШПЦ;

марки цемента;

обозначения максимального содержания добавок в портландцементе по п. 1.6: Д0, Д5, Д20;

обозначения быстротвердеющего цемента — Б;

обозначения пластификации и гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

обозначения цемента, полученного  на основе клинкера нормированного состава, - Н;

обозначения настоящего стандарта.

Пример  условного  обозначения  портландцемента марки 400, с добавками до 20 %, быстротвердеющего, пластифицированного:

Портландцемент 400-Д20-Б - ПЛ ГОСТ 10178-85.

 

В 2004 году принят межгосударственный стандарт ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия», гармонизированный с европейским EN 197-1.

Основные отличия настоящего стандарта от действующего ГОСТ 10178 сводятся к следующему:

- вместо марок введены классы  прочности на сжатие, аналогичные  установленным EN 197-1. Значения классов прочности имеют вероятностный характер и установлены с доверительной вероятностью 95 %;

- для цементов всех классов  прочности, кроме требований к  прочности в возрасте 28 сут, дополнительно  установлены нормативы по прочности  в возрасте двух суток, за  исключением классов 22,5Н и 32,5Н, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н - в возрасте 7 сут;

- для всех классов  прочности, кроме класса 22,5, введено  разделение цементов по скорости  твердения на нормальнотвердеющие  и быстротвердеющие, что позволит минимизировать расход цемента в строительстве за счет его оптимального подбора по скорости твердения.

Настоящий стандарт не отменяет ГОСТ 10178, который можно применять во всех случаях, когда это технически и экономически целесообразно. Настоящий стандарт действует параллельно с ГОСТ 10178 и применяется в случаях, когда заключенные контракты или другие согласованные условия предусматривают применение цементов с характеристиками, гармонизированными с требованиями EN 197-1.

По вещественному составу  цементы подразделяют на пять типов:

- ЦЕМ I - портландцемент;

- ЦЕМ II - портландцемент с минеральными добавками;

- ЦЕМ III - шлакопортландцемент;

- ЦЕМ IV - пуццолановый цемент;

- ЦЕМ V - композиционный цемент.

Условное обозначение  цементов должно состоять из:

- наименования цемента;

- сокращенного обозначения  цемента, включающего обозначение  типа и подтипа цемента и  вида добавки;

- класса прочности;

- обозначения подкласса;

- обозначения настоящего стандарта.

Примеры условных обозначений:

Портландцемент со шлаком (Ш) от 21 % до 35 %, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Портландцемент  со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

 

Требования к физико-механическим свойствам цементов по ГОСТ 31108-2003 приведены в таблице 2.

Таблица 2

Класс прочности цемента	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте				Начало схватывания, мин, не ранее	Равномерность изменения  объема (расширение), мм, не более
	2 сут, не менее	7 сут, не менее	28 сут
			не менее	не более
22,5Н	-	11	22,5	42,5	75	10
32,5Н	-	16	32,5	52,5
32,5Б	10	-
42,5Н	10	-	42,5	62,5	60
42,5Б	20	-
52,5Н	20	-	52,5		45
52,5Б	30	-

 

 

2. Методы испытаний (ГОСТ 310.1-3-76 (1992)

2.1. Отбор проб

Отбор проб цемента, упакованного в мешки, мягкие контейнеры или другую тару, а также из специализированных транспортных средств при перевозке цемента без упаковки производят следующим образом. Методом случайного отбора выбирают не менее пяти единиц упаковок или транспортных средств и из каждой отбирают по одной точечной пробе.

Массу точечных проб определяют таким образом, чтобы масса объединенной пробы, составленной из них, была не менее 20 кг при проверке качества цемента изготовителем, потребителем и органами надзора, и не менее 30 кг при проверке качества цемента в случае предъявления претензий потребителем.

Для приготовления объединенной пробы все точечные пробы, отобранные из одной партии (части партии), соединяют и тщательно перемешивают ручным или механическим способом. Из объединенной пробы получают лабораторные пробы массой около 8 кг. Лабораторные пробы могут быть получены с использованием любых типов делителей проб или следующим образом. Объединенную пробу высыпают на ровную, сухую и чистую поверхность, разравнивают и делят на четыре части взаимно перпендикулярными линиями, проходящими через центр. Последовательно из каждой четверти отбирают совком некоторое количество цемента в емкости для лабораторных проб. Эту процедуру проводят до тех пор, пока в каждой емкости не наберется около 8 кг цемента.