Исследования качества цемента
Определение качества цемента
Вам понадобится:
- Соляно-щелочная минеральная вода
- Перчатки
- Защитные очки
#1
Цемент – это тонкодисперсный порошок серого цвета, однородной массы. У этого сырья есть свойство скомкиваться при длительном лежании. Если образовавшиеся комочки мягкие и легко распадаются при сжатии, ничего страшного. Цемент можно использовать, он пригоден. Но если, для того чтобы разрушить комок, вам необходимо приложить много усилий, а при распаде на частицы образовываются острые края или острые частицы, то цемент потерял часть активности и уже подпортился.
#2
Как проверить качество цемента, без лабораторных исследований, в обычных условиях? В случае, когда цемент не подозрительный, можно провести следующий эксперимент. Перед началом теста, наденьте на руки защитные перчатки и строительные, защитные очки. Это очень важно, потому что во время перемешивания, смесь соляно-щелочной минеральной воды и цемента становится очень едкой и может разбрызгиваться. Из полученного однородного теста, быстро слепите дискообразную формочку.
#3
Сделайте ее так, чтобы середина диска была толстой, а края – тонкими. Портландцемент, хорошо качества, схватится быстро, в течение 5-10 минут. Если, слепленная вами форма нагреется, не переживайте, так и должно быть. Происходящая реакция очень важна. Так, как поддельный цемент не схватывается первых 40 минут и даже целый час, а смесь не нагревается. Фальшивый цемент с плохо перемешанными примесями, схватывается фрагментами и дает трещины.
#4
Есть способ, как определить качество цемента более глубокой проверкой. Для этого, слепленную форму необходимо поместить во влажную среду и герметично закрыть, оставив на 1 или 2 дня. По окончании двух дней извлеките форму и осмотрите ее. Если цемент не качественный или недостаточно промешанный, то форма даст трещины и может расколоться в руках. Образец, который сделан из хорошего цемента может дать мелкие трещины от тепловых деформаций, однако форма должна сохраниться.
#5
Кроме «сподручных» методов контроля, есть еще лабораторные исследования, которые точно покажут количество примесей и дадут оценку качеству цемента. Существуют также специальные приборы, которые проверяют активность цемента. Например, контрактометры, при помощи которых, проходит гидратация цементного вяжущего, а принцип действия основан на наблюдении за сокращением объема водоцементной смеси.
uznay-kak.ru
Учебно- исследовательская работа " Анализ качества цемента различных марок"
ГБОУ СПО «Новокузнецкий техникум строительных технологий и сферы обслуживания»
Анализ качества цемента различных марок
Работа на конкурс «Творческий поиск»
Номинация: учение с увлечением
Автор: Субботина Екатерина,
группа СЭЗС 1-14
Руководитель: Слюсарь Кристина Сергеевна,
преподаватель химии и биологии
Новокузнецк, 2015
Оглавление Стр.
Введение ……………………………………………………………………….……3
Глава 1. Состав и свойства цемента................................………………….………..5
1.1. Что такое цемент……………………………………………………….........…5
1.2. Виды цемента ……………………….............................................................5
1.3. Приготовление цементного раствора ……..…………….....……….………6
1.4. Применение цемента ..………………………………………........................8
1.5. Показатели качества цемента..........................................................................8
Глава 2. Сравнительный анализ марок цемента…………………………………..9
2.1. Сроки схватывания……………………………………………………...……..10
2.2. Гидрофобность……………………………………..…………………......….. .11
2.3. Экспресс- анализ качества цемента..................................................................12
Заключение………………………………………………………………………....14
Список литературы ………………………………………………………………...15
Введение
Самым популярным из строительных материалов, является цемент. Без него не возможно практически любое строительство или ремонт. Много веков тому назад люди научились готовить из горных пород путем обжига, вяжущие массы. Прообразом цемента служил состав из глины и известняка. Со временем состав совершенствовался. Теперь в наши дни производство главного строительного материала не потеряло актуальность.
Современная строительная техника предъявляет к вяжущим материалам новые высокие требования. Для производства железобетонных изделий и конструкций нужны быстротвердеющие портландцементы; для сооружения бетонных дорог – цемент, обладающий повышенной деформативной способностью и морозостойкостью, для декоративных целей требуются белые и цветные цементы, а для ремонтных работ – расширяющиеся цементы. В соответствии с запросами строительства советскими ученными П.И. Боженовым, П.П. Гайджуровым, Л.Д. Ершовым, И.В. Кравченко, Т.В. Кузнецовой, В.В. Михайловым, В.В. Тимашевым, М.И. Хигеровичем и др. разработана технология производства соответствующих специальных цементов. Их ассортимент постоянно расширяется. В настоящее время в нашей стране выпускается около 30 видов цементов. Одновременно повышается качество цемента, растет средняя его марка. Сбывается предсказание Д.И. Менделеева, писавшего в 1891 г., что цемент, составляющий одно из важнейших приобретений между приложениями химии к потребности жизни, есть строительный материал будущего.
Исходя из выше сказанного, целью нашей работы является анализ качества разных марок цемента на предмет соответствия требованиям ГОСТ в лабораторных условиях образовательного учреждения и домашних условиях.
Данная цель достигается путем решения следующих задач:
Изучить состав и свойства цемента;
Познакомиться с видами цемента и их особенностями;
3. Рассмотреть этапы приготовления цементного раствора;
4. Определить качество образцов цемента по разным критериям
(сроки схватывания, гидрофобность, испытание слабо-щелочной
средой);
5. Выявить соответствие образцов цемента предъявляемым
требованиям.
Объектом исследования являются образцы цемента различных марок, предметом – свойства цементов различных марок.
В качестве рабочей нами была принята следующая гипотеза: свойства цементов различных марок определяют его качество.
В ходе работы использовались такие методы исследования как эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ.
Глава 1. Состав и свойства цемента
1.1 Что такое цемент
Цемент – это самый распространенный вяжущий строительный материал, позволяющий возводить конструкции и создавать изделия высокой прочности. Этот сыпучий материал имеет серый цвет и мелкую фракцию, при смешивании с водой превращается в пластичную однородную смесь, которая затвердевая, образует искусственный камень.
В состав входят мергелистые, известковые, глинистые породы, добавки. Сырье обрабатывают при высокой температуре до +1500°С, за счет чего образуются силикаты и алюминаты кальция. После всех процедур, у цемента появляется его главное качество, это прочность. Производство цемента - это технологический процесс, основанный на соблюдении всех этапов. Ведь от того, какими свойствами и качествами обладает этот строительный материал и правильное его применение при создании сооружений и объектов, зависит его износостойкость в процессе эксплуатации.
1.2. Виды цемента
По наличию основного минерала цементы подразделяются на следующие виды:
романцемент — преобладание силикат белит, в настоящее время не производится;
портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах. Название получил по имени острова Портленд (Portland) в Англии, так как по цвету похож на добываемый там природный камень. Основой портландцемента являются силикаты (алит и белит).
глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;
магнезиальный цемент (Цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;
смешанные цементы — цементы, получаемые путём смешения вышеприведенных цементов с воздушными вяжущими, минеральными добавками и шлаками, обладающими вяжущими свойствами.
кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2O·mSiO2·nh3O), сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.
В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера.
По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком. Марки выражаются в числах М100 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа). В настоящее время цемент марки М300 и менее не выпускается. Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и т. д.
Также по прочности в настоящее время цемент делится на классы. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95 % обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).
1.3. Приготовление цементного раствора
Прочность раствора определяется его маркой, т. е. способностью выдерживать определенную нагрузку на сжатие, измеряемую в килограммах на квадратный сантиметр. Чтобы получить раствор одинакового состава, все входящие в него компоненты отмеривают определенными дозами, применяя для этого различную посуду или весы. Различают тощие, нормальные и жирные растворы. В тощем много заполнителя, он неудобен в работе и не отличается надлежащей прочностью. Нормальный раствор содержит в достатке вяжущее вещество и заполнитель, в жирном же - избыток вяжущего, поэтому он трескается. Жирность определяют в основном в глиняных и известковых растворах с помощью весла, которым его перемешивают. Если раствор не прилипает к веслу, а только пачкает его, - он тощий; если же прилипает отдельными сгустками - нормальный; когда раствор сильно обволакивает весло - он жирный.
В тощий раствор добавляют вяжущие вещества, в жирный - заполнитель. Все материалы, используемые для приготовления раствора, предварительно просеивают на сите. При подготовке раствора для штукатурных работ используют сито с ячейками 5х5 мм, для каменных работ - с ячейками 10х10 мм. Из глины или известкового теста раствор готовят сразу, а из цемента сначала готовят сухую смесь, а затем раствор. Составлять смесь можно в ящике; но лучше на бойке - деревянном щите размером 2х3 м. Любой раствор надо приготовлять тщательно. Плохо перемешанный раствор неоднороден, и там, где он слабее, может начаться разрушение конструкций. Точное дозирование материалов обязательно. Сухие смеси, например цемент с песком, лучше всего приготовлять так. Песок и цемент в виде грядки насыпают слоями, которые доводят до обшей высоты 200-300 мм. Эту грядку перелопачивают лопатами несколько раз до однородности, а затем смесь просеивают через частое сито с ячейками 3х3 мм, не меньше. Для приготовления раствора смесь и воду также отмеряют дозами и тщательно перемешивают до полной однородности. От избытка воды получается более жидкий раствор и после высыхания он менее прочный, чем густой раствор такого же состава. Из правильно приготовленных смесей получаются однородные по составу растворы. Укладывать их намного легче, чем неоднородные.
1.4. Применение цемента
Цемент применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов конструкций и сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе современные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие обычные материалы. Существует множество разновидностей цемента и все они, в той или иной степени, отличаются по своим технологическим свойствам. Следовательно, существуют и особенности применения каждого вида цемента, области строительства и отделки, для которых какой-то определенный вид цемента подходит наилучшим образом.
1.5. Показатели качества цемента
Качество цемента определяется показателями ГОСТ 30515-97. Он устанавливает для всех видов цементов термины и соответствующие определения, классификацию, требования безопасности, общетехнические требования, требования к отбору проб для проверки качества цемента, правила определения уровня качества, порядок контроля, условия транспортирования и хранения. В стандарте используются нормативные ссылки на ГОСТы. ГОСТ 30515-97 действует с 01.10.1998 г.
Согласно ГОСТу показатели качества цемента являются следующие:
сроки схватывания, тонкость помола, подвижность цементно-песчаного раствора;
растекаемость цементного теста;
гидрофобность;
водонепроницаемость;
сульфатостойкость;
морозостойкость;
огнеупорность;
коррозиестойкость;
содержание в клинкере свободного оксида кальция, щелочных оксидов и нерастворимого остатка;
потери массы при прокаливании.
Глава 2. Сравнительный анализ марок цемента
Для анализа взяли 3 образца:
портландцемент М400 (характеризуются, в первую очередь, повышенной морозостойкостью, устойчивостью к химически агрессивным средам (хлориды, сернокислые соли), применяется при изготовлении различных видов бетона и строительстве не промышленных объектов);
портландцемент М350 (интенсивно используется при изготовлении железобетонных изделий, бордюров, закладке фундамента, лестничных площадок);
цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 (предназначен для крепления закладных элементов и металлических конструкций в фундаментах, для подливки подъездных рельсов, подшипников мостов, фундаментов станков, для заполнения зазоров между строительными элементами шириной от 20 до 50 мм).
Полноценную и достоверную проверку качества цемента можно провести только в лаборатории, в условиях образовательного учреждения возможно проверить следующие свойства этих марок на соответствие требованиям:
сроки схватывания;
гидрофобность;
В качестве эталонных были взяты требования межгосударственного стандарта ГОСТ 310.1-6 Цементы. Методы испытаний.
2.1. Сроки схватывания
Это начало и конец схватывания цемента. За начало схватывания принимается начало потери подвижности (пластичности) цементным тестом, а конец схватывания характеризуется некоторым его затвердением. Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 45 минут, а конец-не позднее 12 часов. Для строителей необходимо знать сроки схватывания цемента, так как применять свежеприготовленные бетоны и растворы можно только до начала схватывания. При несоблюдении этого условия прочность растворов и бетонов будет низкой, так как схватившееся цементное тесто утратит клеящую способность. С повышением температуры окружающей среды сроки схватывания ускоряются, а с понижением замедляются. На сроки схватывания оказывает влияние тонкость помола: с повышением тонкости помола сроки схватывания уменьшаются. Испытания с образцами проводились при комнатной температуре +24ᵒС и в условиях открытого воздуха при температуре - 11ᵒС
| Марка цемента | Температура +24ᵒС | Температура - 11ᵒС |
| Начало схватывания (ч) | Конец схватывания (ч) | Начало схватывания (ч) | Конец схватывания (ч) |
| портландцемент М400 | 2 | 4,5 | 3,5 | 7 |
| портландцемент М350 | 1 | 3 | 2 | 4,5 |
| цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 | 5 | 7 | 7,5 | 9 |
Вывод: сроки начала и конца схватывания марок цементов соответствуют требованиям ГОСТ (не менее 45 минут от начала и 12 часов до конца). С понижением температуры сроки схватывания действительно существенно замедляются, но не выходят за рамки требований ГОСТ. Соответственно, эти марки цемента можно использовать для наружных и внутренних работ.
Одна из главных проблем, присущих обычному цементу – высокая гигроскопичность. В связи с этим срок хранения тарированного цемента в стандартных бумажных мешках не превышает нескольких месяцев. Дальше он начинает комковаться и терять марку, даже при хранении в сухом помещении.
Гидрофобный цемент – это обычный портландцемент, полученный путем помола цементного клинкера с введением гидрофобных добавок. В результате цемент приобретает почти нейтральную активность по отношению к атмосферной влаге. Если обычный цемент, впитывая влагу из воздуха, вступает с ней в химическую реакцию (внешний признак которой - комкование), то гидрофобный цемент можно складировать на срок более года без потери его свойств.
Гидрофобность образцов проверяли следующим образом: пробу цемента массой около 10 г разравняли на сухой поверхности ровным и тонким слоем, на которую нанесли несколько капель воды. Гидрофобный портландцемент в течение 5 мин не должен впитывать воду.
| Марка цемента | Время впитывания воды |
| портландцемент М400 | 6 минут |
| портландцемент М350 | 5минуты |
| цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 | 6 минут |
Вывод: все проверенные нами образцы являются гидрофобными и имеют повышенные сроки хранения более года, по сравнению с гидрофильными образцами.
Экспресс-анализ качества цемента
Для проведения испытания использовали соляно-щелочную минеральную воду Ессентуки №17. На этой воде замесили цементное тесто. Работали в перчатках и защитных очках, т.к. во время перемешивания смесь становится очень едкой и склонна к разбрызгиванию. Из теста быстро слепили формочку в виде дискоида с толстой средней частью и тонкими краями и отследили сроки схватывания и наличие нагревания.
Качественный портландцемент должен схватываться за 5-10 минут, слепленная форма при этом ощутимо нагреваться. Смесь из фальсификата (зола уноса, минеральный порошок) не греется и почти не схватывается в течение первых 40-60 минут. Цементы с некачественными добавками, особенно плохо перемешанными, схватываются фрагментами и трескаются.
После того как форма нормально схватилась, ее поместили во влажную среду (в герметичном пакете) 1-2 дня и после извлечения осмотрели .
Если вяжущее некачественное или непромешанное, то образец покроется трещинами, может расколоться в руках. Образец из хорошего цементного вяжущего должен держать форму (неглубокие трещинки от тепловых деформаций допустимы).
| Марка цемента | Сроки схватывания | Наличие нагревания | Осмотр образца через 2 суток |
| портландцемент М400 | 7 минут | + | держит форму, есть неглубокие трещины |
| портландцемент М350 | 5 минут | + | держит форму, есть неглубокие трещины |
| цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 | 8 минут | + | держит форму, трещин нет |
Вывод: все образцы соответствуют требованиям экспресс- теста, наличие некачественных материалов не обнаружено.
Заключение
Таким образом, в ходе проделанной работы мы изучили состав и свойства цемента, познакомились с видами цемента и их особенностями, рассмотрели этапы приготовления цементного раствора, определили качество образцов цемента по разным критериям (сроки схватывания, гидрофобность, испытание слабо-щелочной средой) и выявили соответствие образцов цемента предъявляемым требованиям.
В результате можно сделать следующие выводы:
гипотеза исследования подтвердилась- свойства цементов различных марок действительно определяют его качество;
полноценно исследовать качество цементов возможно только в лабораторных условиях, но два критерия возможно проверить без специального оборудования;
экспересс-анализ качества цемента возможно провести и непрофессионалу в домашних условиях, что является важным для потребителя.
все выбранные образцы соответствуют требованиям ГОСТ для данных марок и являются качественными.
Список литературы
Абрамян, Ю.А. Строительные материалы [Текст]/ Ю.А. Абрамян. – Москва: МИСИ-МГСУ, 2003. – 405 с.
Ляпидевская О.Б. Цементы. Технические требования. Методы испытаний. [Текст]/О.Б. Ляпидевская. –Москва: МИСИ-МГСУ, 2014.- 184 с.
Хомченко В.Б. Аналитическая химия [Текст]/ Хомченко В.Б.- Москва: Книга плюс, 2001.- 310 с.
multiurok.ru
Учебно- исследовательская работа " Анализ качества цемента различных марок"
ГБОУ СПО «Новокузнецкий техникум строительных технологий и сферы обслуживания»
Анализ качества цемента различных марок
Работа на конкурс «Творческий поиск»
Номинация: учение с увлечением
Автор: Субботина Екатерина,
группа СЭЗС 1-14
Руководитель: Слюсарь Кристина Сергеевна,
преподаватель химии и биологии
Новокузнецк, 2015
Оглавление Стр.
Введение ……………………………………………………………………….……3
Глава 1. Состав и свойства цемента................................………………….………..5
1.1. Что такое цемент……………………………………………………….........…5
1.2. Виды цемента ……………………….............................................................5
1.3. Приготовление цементного раствора ……..…………….....……….………6
1.4. Применение цемента ..………………………………………........................8
1.5. Показатели качества цемента..........................................................................8
Глава 2. Сравнительный анализ марок цемента…………………………………..9
2.1. Сроки схватывания……………………………………………………...……..10
2.2. Гидрофобность……………………………………..…………………......….. .11
2.3. Экспресс- анализ качества цемента..................................................................12
Заключение………………………………………………………………………....14
Список литературы ………………………………………………………………...15
Введение
Самым популярным из строительных материалов, является цемент. Без него не возможно практически любое строительство или ремонт. Много веков тому назад люди научились готовить из горных пород путем обжига, вяжущие массы. Прообразом цемента служил состав из глины и известняка. Со временем состав совершенствовался. Теперь в наши дни производство главного строительного материала не потеряло актуальность.
Современная строительная техника предъявляет к вяжущим материалам новые высокие требования. Для производства железобетонных изделий и конструкций нужны быстротвердеющие портландцементы; для сооружения бетонных дорог – цемент, обладающий повышенной деформативной способностью и морозостойкостью, для декоративных целей требуются белые и цветные цементы, а для ремонтных работ – расширяющиеся цементы. В соответствии с запросами строительства советскими ученными П.И. Боженовым, П.П. Гайджуровым, Л.Д. Ершовым, И.В. Кравченко, Т.В. Кузнецовой, В.В. Михайловым, В.В. Тимашевым, М.И. Хигеровичем и др. разработана технология производства соответствующих специальных цементов. Их ассортимент постоянно расширяется. В настоящее время в нашей стране выпускается около 30 видов цементов. Одновременно повышается качество цемента, растет средняя его марка. Сбывается предсказание Д.И. Менделеева, писавшего в 1891 г., что цемент, составляющий одно из важнейших приобретений между приложениями химии к потребности жизни, есть строительный материал будущего.
Исходя из выше сказанного, целью нашей работы является анализ качества разных марок цемента на предмет соответствия требованиям ГОСТ в лабораторных условиях образовательного учреждения и домашних условиях.
Данная цель достигается путем решения следующих задач:
Изучить состав и свойства цемента;
Познакомиться с видами цемента и их особенностями;
3. Рассмотреть этапы приготовления цементного раствора;
4. Определить качество образцов цемента по разным критериям
(сроки схватывания, гидрофобность, испытание слабо-щелочной
средой);
5. Выявить соответствие образцов цемента предъявляемым
требованиям.
Объектом исследования являются образцы цемента различных марок, предметом – свойства цементов различных марок.
В качестве рабочей нами была принята следующая гипотеза: свойства цементов различных марок определяют его качество.
В ходе работы использовались такие методы исследования как эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ.
Глава 1. Состав и свойства цемента
1.1 Что такое цемент
Цемент – это самый распространенный вяжущий строительный материал, позволяющий возводить конструкции и создавать изделия высокой прочности. Этот сыпучий материал имеет серый цвет и мелкую фракцию, при смешивании с водой превращается в пластичную однородную смесь, которая затвердевая, образует искусственный камень.
В состав входят мергелистые, известковые, глинистые породы, добавки. Сырье обрабатывают при высокой температуре до +1500°С, за счет чего образуются силикаты и алюминаты кальция. После всех процедур, у цемента появляется его главное качество, это прочность. Производство цемента - это технологический процесс, основанный на соблюдении всех этапов. Ведь от того, какими свойствами и качествами обладает этот строительный материал и правильное его применение при создании сооружений и объектов, зависит его износостойкость в процессе эксплуатации.
1.2. Виды цемента
По наличию основного минерала цементы подразделяются на следующие виды:
романцемент — преобладание силикат белит, в настоящее время не производится;
портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах. Название получил по имени острова Портленд (Portland) в Англии, так как по цвету похож на добываемый там природный камень. Основой портландцемента являются силикаты (алит и белит).
глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;
магнезиальный цемент (Цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;
смешанные цементы — цементы, получаемые путём смешения вышеприведенных цементов с воздушными вяжущими, минеральными добавками и шлаками, обладающими вяжущими свойствами.
кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2O·mSiO2·nh3O), сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.
В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера.
По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком. Марки выражаются в числах М100 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа). В настоящее время цемент марки М300 и менее не выпускается. Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и т. д.
Также по прочности в настоящее время цемент делится на классы. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95 % обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).
1.3. Приготовление цементного раствора
Прочность раствора определяется его маркой, т. е. способностью выдерживать определенную нагрузку на сжатие, измеряемую в килограммах на квадратный сантиметр. Чтобы получить раствор одинакового состава, все входящие в него компоненты отмеривают определенными дозами, применяя для этого различную посуду или весы. Различают тощие, нормальные и жирные растворы. В тощем много заполнителя, он неудобен в работе и не отличается надлежащей прочностью. Нормальный раствор содержит в достатке вяжущее вещество и заполнитель, в жирном же - избыток вяжущего, поэтому он трескается. Жирность определяют в основном в глиняных и известковых растворах с помощью весла, которым его перемешивают. Если раствор не прилипает к веслу, а только пачкает его, - он тощий; если же прилипает отдельными сгустками - нормальный; когда раствор сильно обволакивает весло - он жирный.
В тощий раствор добавляют вяжущие вещества, в жирный - заполнитель. Все материалы, используемые для приготовления раствора, предварительно просеивают на сите. При подготовке раствора для штукатурных работ используют сито с ячейками 5х5 мм, для каменных работ - с ячейками 10х10 мм. Из глины или известкового теста раствор готовят сразу, а из цемента сначала готовят сухую смесь, а затем раствор. Составлять смесь можно в ящике; но лучше на бойке - деревянном щите размером 2х3 м. Любой раствор надо приготовлять тщательно. Плохо перемешанный раствор неоднороден, и там, где он слабее, может начаться разрушение конструкций. Точное дозирование материалов обязательно. Сухие смеси, например цемент с песком, лучше всего приготовлять так. Песок и цемент в виде грядки насыпают слоями, которые доводят до обшей высоты 200-300 мм. Эту грядку перелопачивают лопатами несколько раз до однородности, а затем смесь просеивают через частое сито с ячейками 3х3 мм, не меньше. Для приготовления раствора смесь и воду также отмеряют дозами и тщательно перемешивают до полной однородности. От избытка воды получается более жидкий раствор и после высыхания он менее прочный, чем густой раствор такого же состава. Из правильно приготовленных смесей получаются однородные по составу растворы. Укладывать их намного легче, чем неоднородные.
1.4. Применение цемента
Цемент применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов конструкций и сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе современные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие обычные материалы. Существует множество разновидностей цемента и все они, в той или иной степени, отличаются по своим технологическим свойствам. Следовательно, существуют и особенности применения каждого вида цемента, области строительства и отделки, для которых какой-то определенный вид цемента подходит наилучшим образом.
1.5. Показатели качества цемента
Качество цемента определяется показателями ГОСТ 30515-97. Он устанавливает для всех видов цементов термины и соответствующие определения, классификацию, требования безопасности, общетехнические требования, требования к отбору проб для проверки качества цемента, правила определения уровня качества, порядок контроля, условия транспортирования и хранения. В стандарте используются нормативные ссылки на ГОСТы. ГОСТ 30515-97 действует с 01.10.1998 г.
Согласно ГОСТу показатели качества цемента являются следующие:
сроки схватывания, тонкость помола, подвижность цементно-песчаного раствора;
растекаемость цементного теста;
гидрофобность;
водонепроницаемость;
сульфатостойкость;
морозостойкость;
огнеупорность;
коррозиестойкость;
содержание в клинкере свободного оксида кальция, щелочных оксидов и нерастворимого остатка;
потери массы при прокаливании.
Глава 2. Сравнительный анализ марок цемента
Для анализа взяли 3 образца:
портландцемент М400 (характеризуются, в первую очередь, повышенной морозостойкостью, устойчивостью к химически агрессивным средам (хлориды, сернокислые соли), применяется при изготовлении различных видов бетона и строительстве не промышленных объектов);
портландцемент М350 (интенсивно используется при изготовлении железобетонных изделий, бордюров, закладке фундамента, лестничных площадок);
цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 (предназначен для крепления закладных элементов и металлических конструкций в фундаментах, для подливки подъездных рельсов, подшипников мостов, фундаментов станков, для заполнения зазоров между строительными элементами шириной от 20 до 50 мм).
Полноценную и достоверную проверку качества цемента можно провести только в лаборатории, в условиях образовательного учреждения возможно проверить следующие свойства этих марок на соответствие требованиям:
сроки схватывания;
гидрофобность;
В качестве эталонных были взяты требования межгосударственного стандарта ГОСТ 310.1-6 Цементы. Методы испытаний.
2.1. Сроки схватывания
Это начало и конец схватывания цемента. За начало схватывания принимается начало потери подвижности (пластичности) цементным тестом, а конец схватывания характеризуется некоторым его затвердением. Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 45 минут, а конец-не позднее 12 часов. Для строителей необходимо знать сроки схватывания цемента, так как применять свежеприготовленные бетоны и растворы можно только до начала схватывания. При несоблюдении этого условия прочность растворов и бетонов будет низкой, так как схватившееся цементное тесто утратит клеящую способность. С повышением температуры окружающей среды сроки схватывания ускоряются, а с понижением замедляются. На сроки схватывания оказывает влияние тонкость помола: с повышением тонкости помола сроки схватывания уменьшаются. Испытания с образцами проводились при комнатной температуре +24ᵒС и в условиях открытого воздуха при температуре - 11ᵒС
| Марка цемента | Температура +24ᵒС | Температура - 11ᵒС |
| Начало схватывания (ч) | Конец схватывания (ч) | Начало схватывания (ч) | Конец схватывания (ч) |
| портландцемент М400 | 2 | 4,5 | 3,5 | 7 |
| портландцемент М350 | 1 | 3 | 2 | 4,5 |
| цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 | 5 | 7 | 7,5 | 9 |
Вывод: сроки начала и конца схватывания марок цементов соответствуют требованиям ГОСТ (не менее 45 минут от начала и 12 часов до конца). С понижением температуры сроки схватывания действительно существенно замедляются, но не выходят за рамки требований ГОСТ. Соответственно, эти марки цемента можно использовать для наружных и внутренних работ.
Одна из главных проблем, присущих обычному цементу – высокая гигроскопичность. В связи с этим срок хранения тарированного цемента в стандартных бумажных мешках не превышает нескольких месяцев. Дальше он начинает комковаться и терять марку, даже при хранении в сухом помещении.
Гидрофобный цемент – это обычный портландцемент, полученный путем помола цементного клинкера с введением гидрофобных добавок. В результате цемент приобретает почти нейтральную активность по отношению к атмосферной влаге. Если обычный цемент, впитывая влагу из воздуха, вступает с ней в химическую реакцию (внешний признак которой - комкование), то гидрофобный цемент можно складировать на срок более года без потери его свойств.
Гидрофобность образцов проверяли следующим образом: пробу цемента массой около 10 г разравняли на сухой поверхности ровным и тонким слоем, на которую нанесли несколько капель воды. Гидрофобный портландцемент в течение 5 мин не должен впитывать воду.
| Марка цемента | Время впитывания воды |
| портландцемент М400 | 6 минут |
| портландцемент М350 | 5минуты |
| цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 | 6 минут |
Вывод: все проверенные нами образцы являются гидрофобными и имеют повышенные сроки хранения более года, по сравнению с гидрофильными образцами.
Экспресс-анализ качества цемента
Для проведения испытания использовали соляно-щелочную минеральную воду Ессентуки №17. На этой воде замесили цементное тесто. Работали в перчатках и защитных очках, т.к. во время перемешивания смесь становится очень едкой и склонна к разбрызгиванию. Из теста быстро слепили формочку в виде дискоида с толстой средней частью и тонкими краями и отследили сроки схватывания и наличие нагревания.
Качественный портландцемент должен схватываться за 5-10 минут, слепленная форма при этом ощутимо нагреваться. Смесь из фальсификата (зола уноса, минеральный порошок) не греется и почти не схватывается в течение первых 40-60 минут. Цементы с некачественными добавками, особенно плохо перемешанными, схватываются фрагментами и трескаются.
После того как форма нормально схватилась, ее поместили во влажную среду (в герметичном пакете) 1-2 дня и после извлечения осмотрели .
Если вяжущее некачественное или непромешанное, то образец покроется трещинами, может расколоться в руках. Образец из хорошего цементного вяжущего должен держать форму (неглубокие трещинки от тепловых деформаций допустимы).
| Марка цемента | Сроки схватывания | Наличие нагревания | Осмотр образца через 2 суток |
| портландцемент М400 | 7 минут | + | держит форму, есть неглубокие трещины |
| портландцемент М350 | 5 минут | + | держит форму, есть неглубокие трещины |
| цемент высокопрочный для монтажа ЦЕРЕЗИТ СХ 15 | 8 минут | + | держит форму, трещин нет |
Вывод: все образцы соответствуют требованиям экспресс- теста, наличие некачественных материалов не обнаружено.
Заключение
Таким образом, в ходе проделанной работы мы изучили состав и свойства цемента, познакомились с видами цемента и их особенностями, рассмотрели этапы приготовления цементного раствора, определили качество образцов цемента по разным критериям (сроки схватывания, гидрофобность, испытание слабо-щелочной средой) и выявили соответствие образцов цемента предъявляемым требованиям.
В результате можно сделать следующие выводы:
гипотеза исследования подтвердилась- свойства цементов различных марок действительно определяют его качество;
полноценно исследовать качество цементов возможно только в лабораторных условиях, но два критерия возможно проверить без специального оборудования;
экспересс-анализ качества цемента возможно провести и непрофессионалу в домашних условиях, что является важным для потребителя.
все выбранные образцы соответствуют требованиям ГОСТ для данных марок и являются качественными.
Список литературы
Абрамян, Ю.А. Строительные материалы [Текст]/ Ю.А. Абрамян. – Москва: МИСИ-МГСУ, 2003. – 405 с.
Ляпидевская О.Б. Цементы. Технические требования. Методы испытаний. [Текст]/О.Б. Ляпидевская. –Москва: МИСИ-МГСУ, 2014.- 184 с.
Хомченко В.Б. Аналитическая химия [Текст]/ Хомченко В.Б.- Москва: Книга плюс, 2001.- 310 с.
multiurok.ru
Химический анализ цемента
Химический анализ цементаРейтинг: 5 (100%) - Оценок: 1
Рассмотрим подробнее, что представляет собой цемент:
Цемент вязкое вещество, которое получают по результату молотьбы клинкера, гипсового элемента и различного добавочного элемента.
У клинкера в составе могут присутствовать известняковые породы и элементы глины, доменный шлак и др. Само вещество клинкер выступает основным в цементном составе.
В свойствах цементного вещества выделяют:
- Достаточно прочен.
- Быстрое затвердение.
- Количество потребления воды.
- Плотность насыпи.
- Коррозийность.
- Выведение тепла.
На протяжении долгого времени «рентгенофлуоресцентная» методика применяется для срочного химического анализа цемента и его составляющих веществ. Главным в данном исследовании является вычленение образцовых элементов в составе вещества. Это делается для того, чтобы обеспечить нужные пропорции муки на конвейерном производстве.
Данный анализ проводят приблизительно каждые полчаса. Клинкерный же замер каждые 60 минут, и горячая мука также замеряется каждый час или каждые два часа.
Данная методика применима в аккредитованной независимой экспертной организации АНО Центр Химических Экспертиз. В данной организации проводится целый ряд разнообразных экспертиз, в частности и по химическому анализу цемента. Опытнейшие специалисты подберут подходящую методику и выдадут вам грамотное заключение в конце анализа.
Относятся к анализу:
- Материалы.
- Клинкера.
- И цемент.
khimex.ru