Гелиевые поры
При этом размер этих пор настолько мал, что в них не могут выкристаллизовываться новые вещества. В таких маленьких порах не могут появится зародыши нового вещества. Данные поры никогда не зарастают. Объем гелевых пор достаточно стабилен
Температура замерзания чистой воды понижается с уменьшением радиуса капиляра
При размере пор от 1 до 30 нанометров вода замерзаемт при температуре ниже 20 градусов. А в порах от 1 и ниже вода замерзает при минусе 90
Чем меньше капиляр и меньше размер поры, тем меньше замерзает вода. Вода в гелевых порах на практике не замерзает вообще. С точки зрения морозостойкости в гелиевых порах вода не опасна
Микропоры (5 до 100 нанометров)
Контракция – если мы возьмем смесь цемента с водой, то, когда эта смесь затвердеет она будет состоять из цементного камня. Плотность веществ такова, что объем цементного камня будет меньше объема цементного теста. Часть усадки работает на появление пор, которые называется контракционные поры. А другая часть вызывает усадку цементного камня (5%)
Вода в них тоже не замерзает при нуле. Но температура замерзания она выше. На сильном морозе вода в порах может замерзнуть. Твердые вещества, из которых состоит цементный камень обязательно абсорбирует воду. Формируется адсорбционный слой. И в этом слое вода меняет свои свойства. Плотность на границе между твердым веществом и водой достигает 1.5 г\см3.
Такой процесс для бетона не опасен. Отсутствие увеличения объема не вызывает внутренних напряжений. Поэтому микропоры в этом плане безопасны.
Есть и отрицательные моменты. Микропоры на практике почти всегда заполнены водой. Из-за действия капиллярных сил они активно поглощают, испаряется она из них большим трудом
Макропоры 0.1-10 микрометров
В обычных бетонах макропоры по объему преобладают. В основном макропоры образуются при испарении лишней воды, которые всегда есть в бетоне. В основном макропоры являются открытыми, капилярными, активно всасывают воду из окружающей среды и представляют наибольшую опасность с точки зрения долговечности
Крупные поры (каверны) все остальные поры более 10 микрометров
В бетоне можно встретить крупные поры с размером до нескольких миллиметров. В основном они формируются при защемлении воздуха из-за недостаточного уплотнения. Средний радиус пор напрямую зависит от кол-ва воды и цемента в составе бетона
Абсолютно все поры снижают прочность бетона, но крупные поры считаются менее опасными для бетона потому что водой они наполняются только при контакте с ней, а испаряется быстро и легко. Поэтому в большинстве конструкций эти поры водой не заполняются. Они меньше влияют на коррозионную стойкость, морозостойкость и тп.
К экзмамену в первую очередь нужно учитывать эту классификацию
Поры подразделяются на открытые и замкнутые
Разница между ними в том, что в закрытые поры вода может проникать только под давлением. В обычных условиях закрытые поры водой не заполнены и это положительно отражается на долговечности
Для полной гидратации портландцемента нужно 21-25% воды. Если мы возьмем 100г цемента и перемешаем с водой
Так как гелиевые поры обязательно должны быть заполнены водой, то при низком в\ц цмент не может полностью прореагировать с водой. Это не свчитая того, что цеменетные частицы могут долго реагировать с водой
Доп инфа
Цементное тесто |
Однородная пластичная смесь цемента с водой |
Цементный раствор |
Однородная смесь цемента, кварцевого песка и воды в любых соотношениях |
Стандартный песок |
Кварцевый природный песок с нормированным зерновым и химическим составом, предназначенный для испытаний цемента |
Водопотребность цемента |
Водоцементное отношение, при котором при затворении достигается нормированная подвижность стандартного цементного раствора |
Гидратация цемента |
Химическое взаимодействие цемента с водой с образованием гидратных новообразований, ведущее к формированию цементного камня |
Схватывание цемента |
Необратимая потеря подвижности цементным тестом в результате гидратации |
Сроки схватывания цемента |
Время начала и конца схватывания цементного теста, определяемое в нормированных условиях |
Ложное схватывание цемента |
Преждевременная частичная или полная потеря подвижности цементным тестом, устраняемая с помощью механического воздействия |
Твердение цементного теста |
Процесс формирования прочной структуры цементного камня |
Цементный камень |
Материал, образующийся в результате гидратации и твердения цемента |
Класс прочности цемента |
Условное обозначение одного из значений параметрического ряда по прочности цемента (МПа) в максимальные сроки, установленные нормативным документом |
Активность цемента |
Фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях, установленных нормативным документом |
Гидравлические свойства |
Способность тонкоизмельченного материала, затворенного водой, после предварительного твердения на воздухе или без него продолжать твердеть в воде и на воздухе |
Гидрофобизация цемента |
Повышение устойчивости цемента к воздействию влаги воздуха путем введения при его помоле специальных добавок, гидрофобизирующих поверхность зерен цемента |
Пластификация цемента |
Снижение водопотребности цемента путем введения при его помоле специальных пластифицирующих добавок |
|
|
Самонапряжение цемента |
Способность цементного камня некоторых специальных цементов вследствие расширения при гидратации напрягать заложенную в него арматуру |
Расширение цемента |
Увеличение линейных размеров цементного камня при твердении |
Усадка цемента |
Уменьшение линейных размеров цементного камня при твердении |
Коррозиестойкость цемента |
Способность цементного камня противостоять химическому и физическому воздействию агрессивной среды |
Сульфатостойкость цемента |
Способность цементного камня противостоять разрушающему воздействию водных сред, содержащих сульфат-ионы в повышенной концентрации |
Морозостойкость цемента |
Способность цементного камня противостоять многократному попеременному замораживанию и оттаиванию |
Испытания
Тонкость помола
При использовании прибора для механического просеивания отвешивают 50 г цемента с точностью до 0,05 г и высыпают его на сито. Закрыв сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания. Через 5-7 мин от начала просеивания останавливают прибор, осторожно снимают донышко и высыпают из него прошедший через сито цемент.
Контрольное просеивание выполняют вручную при снятом донышке на бумагу в течение 1 мин.
Тонкость помола цемента определяют как остаток на сите с сеткой N 008 в процентах к первоначальной массе просеиваемой пробы
Нормальная густота
Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.
Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора.
Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.
Ц 400г + В 141г. Замес производят в течении 5 минут.
После окончания перемешивания кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и пять-шесть раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью.
Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня проводят отсчет погружения по шкале.
Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину 5-7 мм.
Сроки схватывания
Прибор Вика. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. Иглу вытирают.
Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.
Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.
Консистенция цементного раствора
Ц 500г, П 1500г В 200г В/Ц 0,4
Производят замес. Дале 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.
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 В/Ц=0,40 должен быть в пределах 106-115 мм.
Изготовление образцов-балочек
Три образца. Стандартный замес: Ц= 450г, П=1350г, В=225мл В/Ц=0,5
Перед формованием образцов-балочек стенки формы смазать машинным маслом
Произвести формование, произвести встряхивание образцов о край стола (уплотнение), срезать излишки.
Хранение: 1 сутки во влажной среде (накрыть тканью и т.п.), остальные 27 суток выдерживают погруженными полностью в воде.
Получение гипса включает две операции:
- Мокрый способ производства. При мокром способе процессы дегидратации гипса осуществляются в среде насыщенного водяного пара или в воде, а также в водных растворах солей под давлением равным или выше атмосферного.
CaSO₄· 2H₂O → CaSO₄· 0,5H₂O + 1,5H₂O.
Превращение двуводного сульфата кальция в полугидрат идет путем растворения гипса в воде, образования. Образуются плотные кристаллы полуводного сульфата кальция и α-полугидрат.
- Сухой способ производства. При сухом способе производства вяжущих обжиг ведут в тепловых агрегатах, работающих при атмосферном давлении; кристаллизационная вода выделяется в виде пара и образуется продукт, называемый β-полугидратом, с более высокой удельной поверхностью.
Для реакции гидратации гипсовых вяжущих теоретически необходимо 18,6% воды.
Минералогический состав ПЦ.
Клинкер получают путем обжига при температуре 1450 С смеси, сод ~75% известняка, ~25% глины. Основными минералами являются алит (3CaO*SiO2 - C3S), белит (2CaO*SiO2 - C2S), трехкальцевый алюминат (С3Аl2O6 или 3CaO•Al2O3 (С3А)) и четырехкальцевый алюмоферит (Ca4•Al2O5•Fe2O5 или 4CaO•AI2O3•Fe2O3 (C4AF)).
Твердение бетона (цемента) – это кристаллохимический процесс.
По скорости твердения общестроительные цементы делять на нормальнотврдеющие и быстротвердеющие
Испытание гипсовых вяжущих веществ
Тонкость помола.
5 Определение тонкости (степени) помола
5.1 Сущность метода заключается в определении массы гипсового вяжущего, оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм.
5.2 Для определения тонкости помола применяют:
- сушильный шкаф, обеспечивающий температуру (50±5)°С;
- весы по ГОСТ OIML R 76-1 с погрешностью взвешивания не более 0,05 г;
- сито с ячейками размером в свету 0,2 мм по ГОСТ 6613;
- термометр со шкалой до температуры 100°С;
- установку для механического просеивания.
5.3 Пробу гипсового вяжущего массой 50 г, взвешенную с погрешностью не более 0,1 г и предварительно высушенную в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре (50±5)°С, высыпают на сито и проводят просеивание вручную, на механической установке или с помощью прибора-анализатора.
Просеивание считают законченным, если сквозь сито в течение 1 мин при ручном просеивании проходит не более 0,05 г гипсового вяжущего.
Тонкость помола отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1% как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы. За значение тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний.
Консистенция (нормальная густота)
6 Определение сроков схватывания гипсового теста стандартной консистенции (нормальной густоты)
6.1 Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен (180±5) мм. Количество воды является основным критерием определения свойств гипсового вяжущего: времени схватывания и предела прочности. Количество воды выражается в процентах как отношение массы воды, необходимой для получения гипсовой смеси стандартной консистенции, к массе гипсового вяжущего в граммах.
Приборы:
чашка, мешалка ручная, стекло диаметром более 240 мм,
цилиндр из нержавеющего металла с полированной внутренней поверхностью, линейку металлическую, весы, секундомер
Сроки схватывания.
Для определения сроков схватывания используют гипсовое тесто стандартной консистенции. Сущность метода состоит в определении времени от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца схватывания теста.
6.5 Для определения сроков схватывания применяют:
- секундомер;
- кольцо коническое из коррозионно-стойкого материала
- вика
- пластинка размером не менее 100100 мм.
(Вика) Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое положение подвижной части.
Кольцо, предварительно протертое и смазанное минеральным маслом и установленное на полированную пластинку, заполняют тестом. Для удаления попавшего в тесто воздуха кольцо с пластинкой четыре-пять раз встряхивают путем поднятия и опускания одной из сторон пластинки примерно на 10 мм. После этого излишки теста срезают линейкой и заполненную форму на пластинке устанавливают на основании прибора Вика.
Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение, при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста, а затем иглу свободно опускают в кольцо с тестом. Погружение проводят один раз каждые 30 с, начиная с целого числа минут. После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы каждое последующее погружение иглы находилось на расстоянии не менее 10 мм от мест предыдущих погружений и края кольца. После каждого погружения иглу протирают.
Начало схватывания определяют временем, выраженным в минутах, истекших от момента добавления гипсового вяжущего к воде до момента, когда свободно опущенная игла после погружения в тесто первый раз не доходит до поверхности пластинки, а конец схватывания - когда свободно опущенная игла погружается на глубину не более 1 мм. Время начала и конца схватывания выражают в минутах.
Изготовление образцов.
Для изготовления образцов берут пробу гипсового вяжущего массой от 1,0 до 1,6 кг. Гипсовое вяжущее в течение 5-20 с засыпают в чашку смесителя с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста стандартной консистенции, предварительно протертую влажной тканью. Гипсовое тесто перемешивают в течение 60 с в смесителе до получения однородного теста, которым заливают форму. При работе смесителя вращение лопасти вокруг собственной оси и ее планетарное перемещение относительно оси чаши должны осуществляться в противоположных направлениях со скоростью вращения вокруг собственной оси (140±5) мин; при планетарном перемещении относительно оси чаши - (62±5) мин.
Допускается замешивание гипсового теста вручную. После засыпания гипсового вяжущего смесь интенсивно перемешивают ручной мешалкой в течение 60 с до получения однородного теста, которым заливают форму.
Внутреннюю поверхность стенок формы и поддон предварительно смазывают тонким слоем машинного масла.
Приготовленное тесто укладывают в форму. Уложенное тесто уплотняют и выравнивают пятью ударами формы о поверхность стола, поднимая ее за торцевую сторону на высоту 10 мм. После наступления начала схватывания излишки гипсового теста снимают линейкой, передвигая ее по верхним граням формы перпендикулярно к поверхности образцов. Через (15±5) мин после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении для испытаний при температуре (23±2)°С и относительной влажности воздуха (50±5)%.
Определение прочности образцов, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции, проводят через 2 ч после контакта гипсового вяжущего с водой.
Опред предела прочности на растяжения при изгибе.