Какие причины могут вызвать неравномерное изменение объема цемента

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Неравномерность — изменение — объем

Важнейшим свойством портландцемента является равномерность изменения объема. Неравномерность изменения объема цемента уменьшает прочность бетона и может привести его к разрушению. Она вызывается гидратацией СаОсвоб при содержании его более 1 5 — 2 %, MgOCBo6 более 5 %, при избыточном введении гипса. [31]

Охлаждение при закалке происходит весьма неравномер-н о, поверхность охлаждается очень быстро, внутренние слои несколько медленнее. Неравномерному, распределению температуры по сечению охлаждаемой детали соответствует неравномерность изменения объема : поверхностные слои сжимаются быстрее, чем внутренние. Сжатию поверхностных слоев препятствуют внутренние. [32]

Ангидритовый цемент должен обладать равномерностью изменения объема. В случае наличия в ангидритовом цементе окиси кальция СаО появляется неравномерность изменения объема цемента . Причиной образования СаО в цементе является восстановительная среда при обжиге ангидрита. [33]

Это объясняется тем, что при запарке происходит процесс гашения СаО, что вызывает неравномерность изменения объема образцов . Применение же гашеной золы приводит к тому, что устраняется неравномерность изменения объема образцов и, кроме того, увеличивается прочность изделий, так как возрастает скорость гидратации и образования гидросиликата кальция. [34]

В качестве наполнителя вместо песка можно применять фарфоровую крошку. Крошка имеет то преимущество, что она свободна от вредной примеси глины и не может служить причиной неравномерности изменения объема цементной замазки . Фарфоровая крошка приближает коэффициент расширения цементной замазки к коэффициенту расширения фарфора. [35]

Оксид магния в небольших количествах практически равноценен оксиду кальция. Оксид магния находится в шлаках в связанном состоянии и поэтому в отличие от портландцемента не вызывает в шлаковых цементах неравномерности изменения объема . Закись марганца понижает активность шлаков, поэтому желательно получать шлаки с возможно меньшим ее содержанием. Закись железа существенно не влияет на свойства шлаков; сернистый кальций повышает их активность. [36]

Окись магния в небольших количествах практически равноценна окиси кальция. Окись магния находится в шлаках в связанном состоянии и потому, в отличие от портландцемента, не вызывает в шлаковых цементах неравномерности изменения объема . Закись марганца понижает активность шлаков, а потому желательно получать шлаки с возможно меньшим ее содержанием. Закись железа, встречающаяся обычно в шлаках в небольшом количестве, существенно не влияет на свойства шлаков. Сернистый кальций в том количестве, в котором он содержится в шлаках, повышает их активность. [37]

В связи с большой плотностью кристаллов СаО и MgO в клинкере взаимодействие их с водой происходит медленно и может стать причиной неравномерности изменения объема цементного камня в дальние ( 10 лет и более) сроки твердения. [38]

С изменением содержания в портландцементе этих окислов или одного из них свойства цемента могут значительно изменяться. Так, например, при увеличенном процентном содержании MgO против допустимого ГОСТом 970 — 41 4 5 % ( в магнезиальном портландцементе допустимо до 10 %) портландцемент может обладать неравномерностью изменения объема . [39]

С изменением содержания в портландцементе этих окислов или одного из них свойства цемента могут значительно изменяться. Так, например, при увеличенном процентном содержании MgO против допустимого ГОСТом 970 — 41 4 5 % ( в магнезиальном портландцементе допустимо до 10 %) портландцемент может обладать неравномерностью изменения объема . [40]

Ангидритовое вяжущее в противоположность строительному гипсу не отличается быстрым схватыванием. Начало схватывания наступает не ранее чем через 30 мин, а конец-не позднее чем через 24 ч от начала затворения. Неравномерность изменения объема имеет место только при наличии в ангидритовом цементе CaS. Поэтому при обжиге в печи следует избегать восстановительной среды, являющейся причиной образования этого соединения. При твердении ангидритовое вяжущее практически в объеме не увеличивается. Водостойкость ангидритового вяжущего повышается при добавке в качестве катализатора доменного шлака, золы некоторых углей в смеси с известью. Лучшие результаты ангидритовое вяжущее дает при следующем режиме твердения: сначала влажная среда, а затем сушка. [41]

Портландцемент, согласно ГОСТ 10178 — 62, должен равномерно изменяться в объеме при испытании образцов кипячением в воде. Если же после вылеживания цемент не обладает этим свойством, то его нельзя применять в строительстве во избежание появления вредных напряжений и разрушения бетона. Неравномерность изменения объема может быть вызвана повышенным содержанием в цементе свободной окиси кальция, окиси магния и гипса. [42]

Ангидритовый цемент в противоположность строительному гипсу не отличается быстрым схватыванием. По ГОСТ 2767 — 44 начало схватывания должно наступать не ранее 30 мин. Неравномерность изменения объема имеет место только при наличии в ангидритовом цементе CaS. Поэтому при обжиге в печи следует избегать восстановительной среды, являющейся причиной образования этого соединения. При твердении ангидритовый цемент практически в объеме не увеличивается. Твердение ангидритового цемента сопровождается выделением тепла. [43]

Ангидритовое вяжущее в противоположность гипсовому вяжущему не является быстросхватывающимся вяжущим веществом. Начало его схватывания наступает не ранее 30 мин, а конец-не позднее 24 ч от начала затворення. Неравномерность изменения объема возникает при наличии в ангидритовом вяжущем CaS, который образуется, если в печи будет восстановительная среда. [44]

Наличие в портландцементе свободных окиси кальция и окиси магния может вызвать образование трещин. Это явление называют неравномерностью изменения объема при твердении. Причиной его является увеличение объема СаО и MgO при их взаимодействии с водой и возникновение внутренних растягивающих напряжений в цементном камне. [45]

Порядок выполнения работы. Теоретические положения

Теоретические положения

Объема цемента при твердении

Определение равномерности изменения

Лабораторная работа № 17

Цель работы: определение равномерности изменения объема цемента при твердении.

При твердении цемента возможно появление трещин. Трещины в цементном камне и бетоне ведут к разрушению бетона, коррозии арматуры в железобетоне, и поэтому их появление недопустимо. Для того чтобы предотвратить трещины в цементном камне, надо знать причины их появления.

Различают две причины трещин в цементном камне:

1 – усадка цементного камня при твердении;

2 – наличие в цементе излишнего содержания свободных СаО и MgO.

1. Усадочные трещины появляются при недостаточно влажных условиях твердения. При испарении воды из цементного теста камня при сухих условиях твердения происходит быстрая усадка (уменьшение объема). Не обладающий еще достаточной прочностью цементный камень не может сопротивляться напряжениям, возникающим при усадке, в результате чего образуются трещины. Усадочные трещины можно полностью исключить, создавая влажные условия при твердении цемента.

2. Если в цементе имеется заметное количество свободных СаО и MgO, то возможно появление трещин из-за их позднего гашения в цементном тесте – камне. Как известно, свободные СаО и MgO в портландцементе – это всегда пережог (температура обжига была порядка 1450 °С). Взаимодействие СаО и MgO-пережога, содержащихся в цементе, с водой (гашение) происходит поздно, когда схватывание уже закончилось, а прочность цементного камня незначительна. Гашение сопровождается выделением тепла и увеличением в объеме, что может привести к образованию трещин.

В этом случае применять цемент нельзя.

Для выявления влияния свободных СаО и МgО проводят определение равномерности изменения объема цемента кипячением.

Содержание работы

Определение равномерности изменения объема цемента
при твердении.

Оборудование: 1. Бачок для испытания кипячением.

2. Ванна с гидравлическим затвором.

3. Сферическая чаша с лопаткой.

4. Стеклянные пластинки 10 ´ 10 – 2 шт.

Рис. 17. Лепешка для определения равномерности изменения объема при твердении

Для опыта готовят тесто нормальной густоты из 150 г цемента, из которого делают два цементных шарика массой по 75 г каждый. Цементные шарики кладут на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают пластинкой о твердое основание до образования из шариков лепешек диаметром 7–8 см и толщиной в середине 1 см (рис. 17). Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

Лепешки хранят в течение 24 ± 2 ч в ванне с гидравлическим затвором во влажных условиях, а затем подвергают испытанию кипячением. Лепешки вынимают из ванны и помещают в бачок с водой на решетку (рис. 18). Решетка должна находиться на расстоянии не менее 5 см от дна бачка, а уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4–6 см в течение всего времени кипячения. Для этого бачок соединяют с регулятором уровня воды.

Рис. 18. Бачок для испытания кипячением:

1 – бачок, 2 – решетка, 3 – термометр,

4 – регулятор уровня воды, 5 – лепешки

Бачок с водой нагревают на любом нагре­вательном приборе, обеспечивающем доведение воды до кипения за 30–45 мин.

Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и проводят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.

Признаками неравномерности изменения объема являются:

– наличие на лицевой стороне лепешек радиальных, доходящих до краев трещин (рис. 19, а);

– наличие сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу (рис. 19, б);

– искривления и увеличение в объеме лепешек (рис. 19, в); искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки.

Лепешки, у которых имеются усадочные трещины (рис. 19, д), считаются выдержавшими испытание на равномерность изменения объема.

Лепешки, не выдержавшие испытания

на равномерность изменения объема

а) б) в)

Радиальные трещины Сетка мелких трещин Искривление

Лепешки, выдержавшие испытание

на равномерность изменения объема

Лепешки без трещин Лепешки с усадочными трещинами

Рис. 19. Лепешки после испытания на равномерность изменения объема

Обработка результатов измерений:

Количество воды ___________________________________

Результаты осмотра лепешек после кипячения___________

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Определение равномерности изменения объёма цемента

Содержание в цементе свободных оксидов кальция СаО > 2%, магния MgO > 5% и гипса CaS0₄2H₂0 > 3% вызывает неравномерность изменения объема цементного камня. Это про­исходит из-за нарушений технологии производства и отклоне­ний в составе сырьевой смеси. Неравномерность изменения объе­ма цемента приводит к деформации и образованию трещин в твер­деющих растворах и бетонах и даже к их разрушению.

Равномерность изменения объема цемента устанавливается кипячением в воде образцов — лепешек, изготовленных из це­ментного теста.

Оборудование и материалы: средняя проба цемента, вода, ма­шинное масло, чашка для затворения, стандартная лопатка, мер­ный цилиндр, ванна с гидравлическим затвором, пропарочный бачок, нагревательный прибор, термометр, технические весы, чи­стые стеклянные пластинки, нож, металлическая линейка, часы.

Проведение испытаний. Отвешивают 400 г цемента и приго­тавливают из него тесто нормальной густоты. Затем берут две навески цементного теста по 75 г и помещают каждую из них в виде шарика на стеклянную пластинку, предварительно смазанную машинным маслом. Встряхивая пластинку легким постуки­ванием о стол, добиваются расплывания шарика в лепешку диа­метром 7-8 см и толщиной в середине 1 см. Поверхность лепешек сглаживают от наружных краев к центру ножом, смоченным во­дой. Изготовленные лепешки в течение (24 ± 2) ч хранят в ванне с гидравлическим затвором (рис. 8) при температуре (20 ± 5) °С, затем снимают с пластинок и помещают на решетчатую полку пропарочного бачка (рисунок 9). Бачок заполняют водой так, чтобы уровень ее был на 4-6 см выше поверхности лепешек, после чего его закрывают и ставят на нагревательный прибор. За 30-45 мин воду доводят до кипения и кипятят 3 ч. Затем охлаждают в бачке до температуры (20 ± 5) °С и осматривают образцы.

Цемент считается качественным, если на образцах-лепеш­ках не обнаружится радиальных, доходящих до краев трещин или мелких трещин, видимых в лупу или невооруженным гла­зом, а также каких-либо искривлений (рисунок 10).

Рисунок 8 – Ванна с гидравлическим затвором:

1 — ванна; 2 — пробка; 3 — гидравлический затвор; 4 — решетка для образцов

Рисунок 9 – Пропарочный бачок:

1 — сосуд с водой; 2 — подвижная трубка для регулирования уровня

воды в бачке; 3 — крышка; 4 — бачек; 5 — съемная решетка;

6 — лепешки из цементного теста; 7 — резиновая трубка

Результаты испытаний записывают по следующей форме:

Навеска цемента____ г

Вода______ % от массы цемента

Рисунок 10 — Лепешки для испытания на равномерность изменения объема:

а — лепешки, выдержавшие испытания; б — лепешки, не выдержавшие испытания

Строительные материалы .ру

Категории

• Акустические материалы и изделия
  • Звукоизоляциооные материалы и изделия
  • Звукопоглощающие материалы и изделия
• Без рубрики
• Бетоны и изделия из них
  • Вода. Добавки к бетону
  • Заполнители
  • Легкие и ячеистые бетоны
  • Применение бетона в сборных и монолитных конструкциях
  • Свойства бетонной смеси
  • Специальные бетоны
  • Тяжелый бетон
    • Производство и твердение
    • Свойства бетона
    • Структура затвердевшего бетона
• Битумные и дегтевые вяжущие и материалы на их основе
  • Битумные и дегтевые вяжущие
    • Битумы
    • Дегти
  • Материалы на основе битумов и дегтей
    • Асфальтовые и дегтевые бетоны и растворы
    • Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие матер.
• Искусственные каменные безобжиговые материалы и изделия
  • Асбестоцементные материалы и изделия
    • Виды асбестоцементных изделий
    • Сырье и производство асбестоцементных материалов
  • Гипсовые и гипсобетонные изделия
  • Силикатные материалы и изделия
• Керамические материалы и изделия
  • Керамические материалы и изделия различного назначения
  • Облицовочные материалы и изделия
  • Общая схема производства керамических изделий
  • Сырье для производства керамических материалов и издели
• Лакокрасочные материалы
  • Красочные составы
  • Пигменты и наполнители
  • Связующие вещества, растворители и разбавители
• Материалы и изделия из древесины
  • Виды материалов и изделий из древесины
  • Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и воз
  • Основные породы древесины, применяемые в строительстве
  • Пороки древесины
  • Строение, состав и свойства древесины
• Материалы и изделия из пластмасс
  • Виды строительных материалов и изделий из пластмасс
    • Гидроизоляционные материалы и герметики
    • Конструкционно-отделочные и отделочные материалы
    • Материалы для полов
    • Теплоизоляционные материалы
  • Основные компоненты пластмасс. Полимеры
  • Основные свойства строительных пластмасс
• Материалы и изделия из силикатных расплавов
  • Стекло и изделия из стекла
    • Разновидности стекла,применяемые в строительстве
• Металлические материалы и изделия
  • Коррозия металлов и способы защиты от нее
  • Механические испытания металлов
  • Основы термической обработки стали
    • Виды термической обработки стали
      • Наклеп, возврат и старение стали
      • Химико-термическая обработка стали
  • Основы технологии черных металлов
    • Обработка металлов
    • Производство стали
  • Применение металлов в строительстве
    • Применение стали в строительстве.
    • Цветные металлы и сплавы.
    • Чугуны
  • Сварка металлов
  • Строение металлов
    • Структура
• Неорганические вяжущие вещества
  • Воздушные вяжущие вещества
  • Гидравлические вяжущие вещества
    • Глиноземистый цемент
    • Портландцемент
      • Коррозионные процессы
      • Разновидности портландцемента
      • Свойства портландцемента
      • Состав портландцементного клинкера
      • Сырье и производство
      • Твердение портландцемента
  • Сырьевые материалы и основы технологии
• Основные свойства строительных материалов
  • Механические свойства строительных материалов
  • Особенности физического состояния материалов
  • Отношение материалов к различным физическим процессам
  • Химические и технологические свойства стройматериалов
    • Технологические свойства
    • Химические и физико-химические свойства
• Природные каменные стройматериалы
  • Магматические породы
    • Виды магматических пород и их строительные свойства
    • Химический и минеральный составы магматических пород
  • Материалы и изделия из природного камня
  • Метаморфические породы
  • Осадочные горные породы
    • Виды строительных пород и их строительные свойства
    • Химический и минеральный составы осадочных пород
• Строительные растворы
  • Основные свойства строительных растворов
  • Применение растворов различных видов
• Строительство видео
• Теплоизоляционные материалы и изделия
  • Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия
  • Органические теплоизоляционные материалы и изделия
  • Строение и свойства

Свежие записи

• 10 советов владельцу недвижимости
• Строительство Burj в Дубае ( самое высокое сооружение )
• Водоразбавляемые краски на основе неорганических вяжущих веществ и клеев
• Полимерцементные краски
• Эмульсионные (латексные) краски
• Спиртовые лаки и политуры, летуче-смоляные краски
• Смоляные лаки,масляно-смоляные лаки,битумные(асфальтовые) лаки
• Масляные краски
• Растворители и разбавители
• Клеи животные
• Полимерные связующие в красках и лаках
• Олифы искусственные(синтетические)
• Полунатуральные олифы
• Натуральные олифы
• Общие сведения о связующих веществах

Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента

Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента определяют на тесте нормальной густоты. Начало схватывания цементного теста должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания — не позднее 10 ч. Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика путем погружения иглы этого прибора в тесто нормальной густоты. Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера вводят добавку двуводного гипса, а в случае необходимости — специальные добавки— замедлители или ускорители схватывания.
Процесс твердения цементного камня сопровождается объемными деформациями: набуханием при твердении в воде, усадкой при твердении на воздухе. Эти неизбежные изменения объема учитываются в производстве строительных работ, предусматривая устройство усадочных швов. Неравномерное изменение объема цементного камня при твердении связано с наличием в клинкере свободных оксидов кальция и магния, которые при гидратации расширяются, вызывая местные деформации. По стандарту равномерность изменения объема определяют в образцах-лепешках, изготовленных из теста нормальной густоты, которые через 24 ч предварительного твердения кипятят 3 ч в воде. Лепешки не должны деформироваться, на них не допускаются радиальные трещины. Цемент, не обладающий равномерностью изменения объема, нельзя применять в строительстве.

Другие интересные статьи: