Splavmetal.ru

Сплав Металл
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ГЛАВА 8. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА И ЗАТВЕРДЕВШЕГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

Структура цементного теста и камня

Как уже указывалось, портландцемент даже при полной гидратации при обычной температуре химически связывает до 5—27 % по массе. Обычно и при длительном твердении в течение десятков лет степень гидратации обычных цементов не превышает 80—90 %, поэтому 30—50 % воды, вводимой в цементное тесто, лишь частично химически взаимодействует с цементом и входит в твердую фазу. Количество химически связанной воды, не удаляемой при высушивании материала при 105 °С, достигает 10—15 % массы цемента через месяц твердения при 15—20 °С. При этом чем больше исходное ВЩ и чем выше дисперсность цемента, тем больше количество связанной воды.

Заслуживает упоминания тот факт, что значение контракциошюй пористости прямо связано с содержанием неиспаряемой воды. Обычно у разных портландцементов оно колеблется в пределах 0,2—0,3 см3/г связанной воды. Характерно, что для шлакопортландцемента эти показатели повышаются до 0,4—0,5 см3/г.

Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что основная масса новообразований при взаимодействии цемента с водой возникает в виде гелевидных масс, состоящих преимущественно из субмикроскопических кри-сталлитных частичек гидросиликатов кальция. В общей гелевидной массе размещаются также иепрореагировав-шие остатки цементных зерен и относительно крупные кристаллы гидроксиДа кальция и некоторых других новообразований, видимые в оптический микроскоп.

Расчеты показывают, что при полной гидратации трехкальциевого силиката образуется около 60 % гидросиликатов типа CSH(B) и до 40 % Са(ОН)2, при гидратации же C2S тех же соединений образуется соответственно 82 и 18 % по массе. Эти цифры дают известное представление о соотношении в затвердевшей массе гелевидной и крупнокристаллической фаз. Вместе с тем следует еще раз подчеркнуть, что и те частички, которые слагают гель, характеризуются полукристаллической структурой, однако исключительно высокая дисперсность обусловливает их коллоидные свойства.

Таким образом, тесто, представляющее собой вначале пластичную смесь клинкерных частичек, воды и небольшого количества вовлеченного воздуха, в результате твердения превращается в прочный цементный камень, являющийся трехфазной системой (твердая фаза — вода — воздух) и характеризующийся капиллярно-пористым строением.

Цементный камень включает:

непрореагировавшую часть клинкерных зерен, содержание которых с течением времени уменьшается;

гель, состоящий из частичек гидратных новообразований размером 5—20-Ю-3 мкм и более и гелевых пор диаметром от 1—3 10—3 мкм до МО-1 мкм. Объем гелевых пор при твердении цемента в нормальных условиях, по Т. Пауэрсу, составляет 0,28 общего объема геля с порами. Это составляет 0,28/(1—0,28) =0,39 объема твердой фазы геля. При твердении цемента при повышенных температурах под давлением объем гелевых пор, по данным Д. Рой, может уменьшаться до 0,22. Объем пор между частицами гидратных новообразований других вяжущих может значительно отличаться от тех, какие свойственны цементному камню. Так, минимальный объем.пор в гипсовом камне, образующемся при взаимодействии полуводного гипса с водой, составляет 0,15—0,17 объема твердой фазы двугидрата с порами (при условии твердения системы без набухания);

Читайте так же:
Цемент для искуственного камня

относительно крупные кристаллы таких новообразований, как Са(ОН)2, видимые в микроскоп и не обладающие свойствами коллоидов;

капиллярные поры размером в поперечнике от 0,1 до 20 мкм;

сферические воздушные поры размером от 50— 100 мкм до 2 мм; они образуются в небольшом количестве (2—5 %) вследствие вовлечения воздуха при изготовлении теста.

Такая структура цементного камня позволила В. Н. Юнгу образно назвать его «микробетоном». По представлениям И. А. Рыбьева, подобные структуры являются конгломератными.

Объемы непрореагировавшей части цемента, гелевых и капиллярных пор в значительных пределах изменяются во время твердения цемента. Так, зерна цемента размером до 5 мкм почти полностью гидратируются в течение 1—3 сут, а через месяц полная гидратация наступает и у частичек до 10 мкм. При этом, естественно, возрастает объем самого геля и гелевых пор.

При изготовлении цементного теста, раствора или бетона воды берется обычно 40—?г0 % массы цемента, т. е. значительно больше, чем химически связывается. Избыточная вода размещается в гелевых порах, а также в промежутках между непрореагировавшей частью цементных зерен. После испарения свободной, не вошедшей в реакцию с цементом воды образуются поры, называемые капиллярными. С увеличением продолжительности твердения цемента объем капиллярных пор уменьшается, так как они заполняются гидратными новообразованиями. В зависимости от количества воды, введенной в тесто или в бетон при их изготовлении (В/Ц), а также от продолжительности твердения объем капиллярных пор в цементном камне колеблется в широких пределах — от 0 до 40 % и более. Таким образом, цементный камень характеризуется сложной тонкопористой структурой, оказывающей решающее влияние на многие его свойства (прочность, проницаемость, стойкость против действия агрессивных факторов, упруговязкопластические свойства и т. д.).

Рассмотрение капиллярных и иных пор по размеру позволяет классифицировать их следующим образом: микропоры, диаметр которых не превышает 0,01 мкм, переходные поры диаметром от 0,01 до 0,1—0,2 мкм, макропоры диаметром более 0,2 мкм.

Поры относятся к капиллярным, если их диаметр не превышает 20—30 мкм. В них вода удерживается силами поверхностного натяжения, причем поверхность мениска имеет вогнутую форму. Пустоты в цементном камне диаметром более 20—40 мкм не являются капиллярными и заполняются водой под действием гидростатического давления.

Объем пор определяют различными приемами —насыщением жидкостями, отсасыванием воздуха из пор и др. Распределение пор по размерам устанавливают методами капиллярной конденсации паров воды, ртутной по-рометрни при высоком (до 130 МПа) и низком (до 0,1 МПа) давлении, вытеснением газом жидкости из капилляров, оптической микроскопией.

Читайте так же:
Цементный раствор нормативная документация

Основной объем пор (70—80 %) в цементном камне месячного возраста обычно занимают капилляры диаметром меньше 1 мкм. Дифференциальные кривые распределения пор по размерам характеризуются наличием максимумов в пределах 0,01—0,1 мкм.

Рассматриваемая структура цементного камня обусловливает его исключительно высокую водонепроницаемость. Так, цементный камень, полученный из теста с В/Ц& 0,4. 0,45, характеризуется примерно такой же водонепроницаемостью, что и плотный естественный камень с объемом пустот до 2—3 %. Это объясняется огромным сопротивлением прохождению молекул воды через тончайшие микрокапилляры. Увеличение В/Ц до 60 % и более приводит к резкому росту водопроницаемости затвердевшего цемента. В десятки раз повышается водопроницаемость камня и после его высыхания. Последующее же водонасыщение не обеспечивает полного восстановления начальной непроницаемости, по-видимому, вследствие необратимых усадочных процессов, нарушающих тонкую капиллярную структуру цементного камня.

Бетоны и растворы характеризуются более высокой водопроницаемостью, чем цементный камень, что объясняется их меньшей однородностью и наличием крупных неплотностей, трещин и пор, возникающих в местах контакта цемента с заполнителями вследствие седиментационных явлений, а также различия показателей усадки и т. п. Введение в цемент хлоридов кальция, натрия и железа (2—5 %) и некоторых других веществ, по данным Ю. В. Чеховского, способствует значительному уменьшению как объемов и размеров макропор, так и проницаемости цементного камня.

Важно отметить большое влияние на свойства цементного камня сферических пор, образующихся в результате вовлечения воздуха при изготовлении теста и размещающихся в общей массе новообразований. Они являются или замкнутыми, или сообщающимися с капиллярами. Вследствие значительных размеров этих пор водяные пары в них не конденсируются. Расчленяя капилляры, поры препятствуют перемещению по ним воды.

Цементное тесто

Пластичная смесь цемента с водой – это цементное тесто. Его готовят с целью определения основных параметров вяжущего, иногда используют в качестве ремонтного материала бетонных конструкций, а также при строительстве на морском шельфе и береговых линиях. Нормальная густота цементного теста – это показатель, от которого зависит качество готового изделия и свойства камня, проверяемые при испытаниях материала.

Приготовление массы

Компоненты цементного теста – это вода и сухое вяжущее. При смешении они вступают в реакцию химическую реакцию, получается пластичная масса, именуемая цементным тестом.

Соединение воды и цемента осуществляют в лабораторной лопастной мешалке. Для отдельных типов цемента используют индивидуальные пропорции воды и сухого вяжущего.

Читайте так же:
Плита green board цементный фибролит
Тип цементаОтношение воды и цемента В/Ц
I, II0,50
III-Об0,60-1,30
III-Ут0,30-0,40

В ёмкость наливают воду, далее вводят вяжущее и смешивают их в среднем 180 секунд согласно требованию ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний».

Измерение густоты

«Нормальная густота» — это термин, относящийся исключительно к цементному тесту, помогает определить водопоглощение вяжущего, показатель которого учитывается в результате замеса рабочих растворов в правильных пропорциях для создания качественных конструктивных элементов.

Определение «нормальной» густоты цементного теста осуществляют на основании правил ГОСТ 310.3-76 с использованием прибора Вика. В опыте не обойтись без пестика из нержавейки длиной 5 см и диаметром 1 см с полированным наконечником.

Смесь готовят таким образом:

  • В конусовидную чашку насыпают 400 граммов сухого цемента горкой;
  • Лопаткой в вершине насыпи делают углубление и вливают в него 25-28% от массы порошка (100…112 мл)
  • Выжидают 30 секунд, пока жидкость проникает в цемент;
  • Далее в течение 5 минут вымешивают массу до однородного состояния с растиранием.

Далее производят испытательные действия:

  • В кольцо со смазанными техническим маслом внутренними стенками укладывают получившуюся массу, простукивают о столешницу, снимают излишки, устанавливают в прибор Вика под штатив;
  • Откручивают фиксатор и пестик на стержне вводится в цементное тесто;
  • Спустя 30 секунд оценивают проникновение.

«Нормальной» густотой называют явление, когда конец пестика не вошел до дна кольца на 5-7 см. Если заглубление показало меньший результат, делают повторный замес, увеличивая количество жидкости. Пестик достиг стеклянного основания – действия повторяют с меньшим количеством воды, значит цементное тесто получилось очень жидким.

Определение сроков схватывания цементного теста

Схватывание и отвердевание цементного камня из теста происходит за 3 этапа разной продолжительности:

  • Компоненты измельченного клинкера вступают в первичную реакцию с водой, происходит их растворение и образование первичных кристаллов;
  • Возникает структура коагулянта с увеличением роста кристаллической сетки;
  • Рост числа кристаллов и набор прочности с их уплотнением в испытуемом объеме.

Чтобы узнать срок первичного и конечного твердения цементного теста, можно воспользоваться тем же инструментом Вика, только пестик на рабочем стержне меняют на иглу из нержавейки. Для исследования подойдет заготовка теста по рецепту предыдущего опыта.

Кольцо, заполненное тестом, размещают под иголкой. Стержень выставляют так, чтобы иголка поверхностно касалась цемента без проникновения.

Далее самое интересное:

  • Вентиль держателя откручивают и игла проникает в тесто. Глубину ее введения отмечают в протоколе.
  • Операцию повторяют с интервалом 10 минут, перемещают кольцо с цементом с целью предотвращения заглубления в старое место. Необходимо протирать иглу начисто после каждого проникновения.
Читайте так же:
Перевозка зерна после цемента

Стартом схватывания теста является время от минуты замеса раствора до погружения иглы, когда она не дойдет до основания кольца на 2-4 мм.

В конце схватывания игла проникает в тесто на 1-2 мм, не более. Испытания продолжаются достаточно долго – затвердевание происходит обычно через 4-10 часов (для нормального или быстротвердеющего цемента и портландцемента).

Формирование структуры и свойства цементного теста.

Другие публикации рубрики «Вопрос — Ответ Мастера»

Если нужно положить толстый слой пола под плитку в туалете, то можно ли в церезит добавить песок? BlogStroiki Вопрос - Ответ Мастера

Готовые сухие смеси типа «Ceresit» представляют собой смесь цемента с минеральными заполнителями и полимерными модификаторами и имеют выверенный состав. Добавление в сухую смесь «Ceresit» дополнительной порции минеральной составляющей – песка снизит механическую прочность стяжки или выравнивающего .

Подскажите, пожалуйста, какая международная маркировка сульфатостойкого цемента? BlogStroiki Вопрос - Ответ Мастера

3 мая 1995г. постановлением Минстроя РФ № 18-40 введен в действие межгосударственный стандарт ГОСТ 22266-94 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия». (Sulphate-resistant cements. Specifications). Этим документом вводится межгосударственная классификация сульфатостойких цементов. В третьем раз.

По Фэн-Шуй в какую сторону должна открываться в садовых воротах калитка – вовнутрь или наружу? BlogStroiki Вопрос - Ответ Мастера

Вход на садовый участок можно выделить разными способами: деревьями, кустарниками и сменой цвета или материала дорожки. Все же наиболее традиционными для русского человека являются ворота. Издавна по ним, порой бессознательно, определяют достаток и удачливость хозяев, так как это первое, что видят .

Последние темы форума

Кто проводит лабораторные испытания грунтов? BlogStroiki Форум онлайн

Кто проводит лабораторные испытания грунтов?

Из какого материала лучше сделать забор? BlogStroiki Форум онлайн

Из какого материала лучше сделать забор?

Выбор и покупка вагонки в Саранске BlogStroiki Форум онлайн

Выбор и покупка вагонки в Саранске

Нужно арендовать тепловую дизельную пушку BlogStroiki Форум онлайн

Нужно арендовать тепловую дизельную пушку

Окна пластиковые BlogStroiki Форум онлайн

Окна пластиковые

Последние комментарии

Ну как какая, нормальная у нас. Тоже как и вы всех распрашивали, все узнав.

Липовую и осиновую вагонку я приобрёл для бани и сауны. Вагонка этих деревь.

Я тоже брал бы, на вашем месте, автор, хвойную вагонку. Она дешевле, чем ли.

Добрый день, NauM. Для ваших целей, лучше всего, подходит вагонка хвойных п.

Для бригады отделочников, я брала в аренду по выгодному ценовому сегменту д.

В поисковике конечно же) Ну вообще, что бы долго не лазить, могу поделится .

Сроки схватывания и нормальная густота цемента

Нормальную густоту цементного теста, характеризующуюся количеством воды, % от массы цемента, определяют по его консистенции, которая при испытании на приборе Вика соответствует погружению пестика на расстояние 5—7 мм от дна (глубина погружения 33—35 мм).

Испытание проводят в следующем порядке. Вначале проверяют работу прибора, а кольцо и пластину смазывают маслом. Затем механизированным или ручным способом приготавливают цементное тесто из 400 г цемента и воды, количество которой берут ориентировочно (например, для портландцемента 25%). После тщательного перемешивания (5 мин) полученным тестом в один прием наполняют коническое кольцо, 5—6 раз встряхивают, ударяя пластинку о стол, и срезают ножом избыток теста, выравнивая его поверхность по ободу кольца. Сразу же, осторожно отпуская стержень, доводят пестик до соприкосновения с поверхностью цементного теста в кольце и фиксируют его в этом положении стопорным винтом. Затем, быстро отпуская винт, дают возможность пестику опуститься в цементное тесто. Величину погружения пестика измеряют по миллиметровой шкале через 30 с после освобождения стержня. Если измеренная консистенция не соответствует тесту нормальной густоты, то приготавливают новые порции с соответствующим изменением содержания воды (с точностью до 0,25%) и опыт повторяют.

Читайте так же:
Приготовление цемента для внутренних работ

Сроки схватывания цементного теста.

Начало и конец схватывания цементного теста определяют с помощью прибора Вика, но взамен пестика в стержне укрепляют иглу. С помощью добавочного груза обеспечивается постоянство веса движущегося стержня с принадлежностями. Сроки схватывания определяют на тесте нормальной густоты, уложенном в кольцо так же, как и в предыдущем испытании.

Иглу прибора доводят до соприкасания с поверхностью цемента и в этом положении стержень фиксируют стопорным винтом. Затем винт отпускают, и игла погружается в цементное тесто. В начальный период испытания во избежание повреждения при ударе о пластинку в процессе погружения в цементное тесто иглу нужно слегка придерживать. По мере загустевания теста иглу можно опускать свободно. После каждого погружения ее необходимо протирать. Опуская иглу, через каждые 5 мин фиксируют момент, когда она не будет доходить до пластинки на 1—2 мм. Время от начала затворения цементного теста до этого момента называют началом схватывания.

После определения начала схватывания иглу продолжают опускать каждые 15 мин до тех пор, пока она будет опускаться в цементное тесто не более чем на 1 мм. Время от начала затворения теста до этого момента считают концом схватывания. Для определения сроков схватывания применяют также шестигнездные автоматизированные приборы.

Ложное схватывание цементного теста.

Испытание на ложное схватывание проводят на приборе Вика. Вначале определяют консистенцию теста, при которой пестик за 30 с опускается на 33—37 мм. Затем приготавливают новую порцию цементного теста такой же консистенции, но погружают пестик через 5 мин после затворения. Если при этом за 30 с пестик опустится на глубину не менее 10 мм, то цемент ложного схватывания не имеет.

Физически ложное схватывание представляет собой быстрое загустевание смесей после их затворения до начала схватывания цементного теста. Считают, что явление ложного схватывания вызывается обезвоживанием гипса при его помоле, а иногда и длительным хранением цемента.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector