ГОСТ 310.4-81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Министерством промышленности строительных материалов СССР
Государственным комитетом СССР по делам строительства

Министерством энергетики и электрификации СССР

ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 21.08.81 N 151

3. ВЗАМЕН ГОСТ 310.4-76

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

_______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 6139-2003, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

5. ИЗДАНИЕ (апрель 2003 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в августе 1984 г., мае 1990 г. (ИУС 1-85, 9-90)

Настоящий стандарт распространяется на цементы всех видов и устанавливает методы их испытаний для определения предела прочности при изгибе и сжатии.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

Методы испытания цемента

Основная задача цемента – прочная связь всех компонентов раствора, обеспечение прочности бетонных изделий и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов техногенной и окружающей среды. Чтобы определить эксплуатационные характеристики цемента, применяют методики неразрушающего и разрушающего контроля.

Эксперты применяют экспресс методы определения марочной прочности цемента. Для этого лаборант будет использовать специальный прибор ИАЦ, чтобы установить удельную проводимость раствора цемент + вода. Либо воспользуется контрактометром ВМ-7.7, чтобы рассчитать коэффициент сокращения объёма водоцементного замеса, происходящего в момент гидратации.

Преимуществом данных методов является скорость. Тестирование занимает от 20 минут до пары-тройки часов. Слабая сторона подобной оценки – высокая погрешность результатов и необходимость отстраивать градуировочную зависимость для каждой марки цемента от разных производителей.

Испытание цемента на прочность ГОСТ 310.4 происходит путём сравнения показателей прочности цемента в 3-х суточной выдержки с аналогичными данными образца в возрасте 28-ми суток. Для цементов различной категории данное соотношение составляет 50% от всей марочной прочности. Интервал разброса для разных видов сырья составляет от 41% до 59%.

Неразрушающие методы исследования подразумевают сохранение целостности исследуемого образца. Данные лабораторные испытания позволяют установить:

• коэффициент деформации готового изделия под механическими воздействиями (груз определённой массы роняют на поверхность и замеряют форму и глубину отпечатка)
• количество энергии, что выбрасывается в момент столкновения груза с поверхностью
• степень упругости бетонного образца по силе отскока ударного объекта от тестируемой поверхности.

Для тестирования специалист изготавливает стандартные образцы из строительной смеси определённой консистенции. Количество составляющих компонентов установлено согласно рецептуре:

• 1,5 кг песка
• 0,5 кг цемента
• 200 миллилитров воды.

Для полного застывания раствора образцы выдерживают 18 дней, после чего направляют на исследования.

Эксперт изучает следующие технические показатели цемента:

• крупность помола
• стандарт густоты
• водоотделение и коэффициент водоотведения
• время схватывания раствора
• активность при воздействии пара.

Изучение тонкости помола

Крупность отдельных частиц в цементном порошке определяют как тонкость помола. Она определяет способность к водонасыщению сырья и формирования твёрдых кристаллов. Чем мельче фракция цемента, тем выше скорость формирования прочности бетонного изделия.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

2.1. Определение консистенции цементного раствора

2.1.1. Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г нормального песка (по ГОСТ 6139), 500 и 200 г воды (0,40). Компоненты загружают в предварительно протертую влажной тканью чашу лопастной мешалки в следующей последовательности: песок, вода, цемент. Чашу устанавливают на мешалку и перемешивают в течение (120±10) с.

При использовании бегунковой мешалки песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу и перемешивают лопатой в течение 1 мин.

Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 г (0,40), дают воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешивают смесь в течение 1 мин.

2.1.1.1. При применении бегунковой мешалки допускается перемешивать цемент и песок до и после приливания воды в мешалках, обеспечивающих хорошее перемешивание раствора и не изменяющих зерновой состав песка.

2.1.2. При применении бегунковой мешалки раствор переносят в предварительно протертую мокрой тканью чашу мешалки и перемешивают в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши мешалки).

2.1.3. Форму-конус с центрирующим устройством устанавливают на диск встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью.

2.1.1.-2.1.3. (Измененная редакция, Изм. N 2).

2.1.4. По окончании перемешивания заполняют раствором форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 штыкованиями металлической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с небольшим избытком и штыкуют 10 раз.

После уплотнения верхнего слоя избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к торцевой поверхности конуса, заглаживая с нажимом раствор вровень с краями конуса, затем конус снимают в вертикальном направлении. Нож предварительно протирают влажной тканью.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.5. Раствор встряхивают на столике 30 раз за (30±5) с, после чего штангенциркулем измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Расплыв конуса с 0,40 должен быть в пределах 106-115 мм. Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличивают для получения расплыва конуса 106-108 мм. Если расплыв конуса окажется более 115 мм, количество воды уменьшают для получения расплыва конуса 113-115 мм.

Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106-115 мм, принимают для проведения дальнейших испытаний.

2.2. Определение предела прочности при изгибе и сжатии

2.2.1. Непосредственно перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы промазывают тонким слоем солидола или другой густой смазки.

На собранную форму устанавливают насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.2. Для определения прочностных характеристик цементов изготавливают образцы-балочки из цементного раствора, приготовленного как указано в пп.2.1.1 и 2.1.2, с 0,40 и консистенцией, характеризуемой расплывом конуса 106-115 мм. Если при 0,40 расплыв конуса менее 106 или более 115 мм, образцы изготовляют при водоцементном отношении, определенном по п.2.1.5.

2.2.3. Для каждого установленного срока испытаний изготовляют по три образца (одна форма).

2.2.4. Для уплотнения раствора форму балочек с насадкой, подготовленную по п.2.2.1, закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Допускается устанавливать две формы, симметрично расположенные относительно центра виброплощадки, при условии одновременного их заполнения.

Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают вибрационную площадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки и избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к поверхности укладки, заглаживая с нажимом раствор вровень с краями формы. Образцы маркируют. Нож предварительно должен быть протерт влажной тканью.

2.2.5. После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечивающем относительную влажность воздуха не менее 90%.

2.2.4, 2.2.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.6. По истечении времени хранения, указанного в п.2.2.5, образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой в горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом.

Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду меняют через каждые 14 сут. Температура воды при замене должна быть (20±2) °С, как и при хранении образцов.

2.2.6.1. Образцы, имеющие через (24±1) ч прочность, недостаточную для расформовки их без повреждения, допускается вынимать из формы через (48±2) ч, указывая этот срок в рабочем журнале.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.7. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2.8. Определение предела прочности при изгибе

Образец устанавливают на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных элементах показана на черт.6. Образцы испытывают в соответствии с инструкцией, приложенной к прибору.

2.9.9. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение двух наибольших результатов испытания трех образцов.

2.2.10. Определение предела прочности при сжатии

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца (черт.8). Образец вместе с пластинами центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (2,0±0,5) МПа/с. Рекомендуется использовать приспособление, автоматически поддерживающее стандартную скорость нагружения образца.

Положение образца между нажимными пластинками при испытании на сжатие

1 — нижняя плита пресса; 2 — пластинки; 3 — верхняя плита пресса

Черт.8

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.11. Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагрузки (в кгс) на рабочую площадь пластинки (в см), т.е. на 25 см.

2.2.12. Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение четырех наибольших результатов испытания шесть образцов.

2.3. Определение прочности цемента при пропаривании

2.3.1. Образцы для определения прочности цемента при пропаривании изготовляют в соответствии с пп.2.1. и 2.2. Для предохранения поверхности образца от попадания конденсата формы накрывают пластинами, выполненными из коррозионно-стойких материалов и не оказывающими давления на образцы. Формы с образцами помещают в пропарочную камеру, где выдерживают в течение (120±10) мин при температуре (20±3) °С (при отключенном подогреве).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.3.2. Пропарку ведут по следующему режиму:

— равномерный подъем температуры до (85±5) °С … (180±10) мин

— изотермический прогрев при температуре (85±5) °С … (360±10) мин

— остывание образцов при отключенном подогреве … (120±10) мин.

Затем открывают крышку камеры.

2.3.3. Через (24±2) ч с момента изготовления образцы расформовывают и сразу же испытывают в соответствии с п.2.2.

Виды испытаний цемента

На основании требований, которые устанавливаются государством, в рамках испытания цемента проверяется несколько ключевых свойств. К ним относятся:

1. Предел прочности при изгибе и сжатии.
2. Тонкость помола.
3. Нормальная густота и время, которое требуется для схватывания.
4. Степень равномерности изменений в объеме.

Показатели, вычисляемые во время испытаний, зависят в том числе от состава цемента, структуры минералов, из которых он изготавливается, а также присутствия добавок и их особенностей.