Slavdom-nn.ru

Славдом НН
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как найти активность цемента формула

Способ определения активности цемента

Использование: промышленность строительных материалов, контроль качества цемента и бетона, определение активности цемента. Сущность изобретения: готовят цементное тесто с водоцементным отношением нормальной густоты. Измеряют его контракцию за 3 ч твердения в нормальных условиях . Измеряют контракцию цементного теста с тем же водоцементным отношением поступающих партий цемента. Активность цемента поступающих партий рассчитывают по формуле с учетом активности цемента, определенной по данным о прочности и контракции цементно-песчаного раствора в возрасте 28 сут.

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21> 5018691/33 (22) 31.10.91 (46) 15.11.93 Бюд Ма 41-42 (71) Научно-производственное объединение Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (72) Марков АИ.; Шпаковский В; Силаева ПА; lloбанов ЛА (73) Научно-производственное объединение «Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ

ЦЕМЕНТА (в) RU (и) 2003102 С1 (51) 5 001ХЗЗ 38

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к контролю качества цемента и бетона, и может быть использовано для ускоренного определения активности цемента.

Известен способ определения, активности цемента, включающий изготовление образцов из цементно-песчаного раствора, тепловую обработку их и одновременное измерение контракции раствора s двух точках по окончании тепловой обработки, испытание образцов на прочность после тепловой обработки, расчет контракции в 28 суточном возрасте и активности цемента в этом возрасте по формуле, Недостатком этого способа является его неэкспрессность и повышенная трудоемкость, при его последующем использовании для определения активности цемента вновь поступающих партий или при старении цемента в процессе длительного хранения.

При поступлении новых партий цемента одного и того же завода изготовителя при его старении при длительном хранении приходится повторять все операции способа, которые проводились для определения активности цемента первой партии.

В то же время контракционные и прочностные данные о цементе первой партии могут быть использованы как базовые для болев упрощенного и экспрессного определения активности цемента последующих партий.

Цель изобретения — повышение экс. прессности и снижение трудоемкости определения активности цемента.

Достигается цель тем, что в способе определения активности цемента, включающем изготовление образцов из цементнопесчаного раствора, тепловую обработку их и одноцременное измерение контракции раствора в двух точках по окончании тепловой обработки, испытание образцов на прочность после тепловой обработки, расчет контракции в 28 суточном возрасте и активности цемента в этом возрасте по формуле, дополнительно готовят цементное тесто с водоцементным отношением нормальной густоты из цемента, используемого для приготовления цементно-песчаного раствора, и измеряют контракцию его за 3 ч твердения в нормальных условиях, измеряют контракцию цементного теста с тем же водоцементным отношением поступающих партий цемента за 3 ч твердения в нормальных условиях, а активность цемента поступающих партий рассчитывают по формуле

R(=R) (— P, гв гв -ъЧз

Riгв — активность цемента поступающих партий МПа;

И1г — активность цемента, определенная по данным о прочности и контракции цементно-песчаного раствора в возрасте 28 сут. МПа;

Л Ч1з — контракция цементного теста нормальной густоты, смз;

Л Vn — контракция цементного теста поступающих партий. сМ; а- показатель степени, равный 1,5 при сжатии и 1 при изгибе.

Читайте так же:
Цирконит цемент для фиксации инструкция

Способ осуществляют следующим образом, При постановке цемента одним и тем же заводом-изготовителем из цемента его первой партии отбирают пробу, которую разделяют на две части.

Из первой части изготавливают цементно-песчаный раствор в количестве, достаточном для изготовления образцов и пробы для заполнения стакана контрактометра емкостью 500 см .

Образцы и пробу выдерживают во влажных условиях при 20 2 С в течение 3 ч, затем образцы помещают в камеру пропаривания, а пробу — в контрактометр. После тепловой обработки образцы испытывают для определения предела прочности при изгибе и сжатии, Контракцию измеряют при

20 С в течение I сут после изготовления цементно-песчаного раствора.

По контракционной кривой определяют контракцию в двух точках по окончании ре>кима пропаривания. Рассчитывают контракцию в 28 суточном возрасте и активность цемента в этом же возрасте.

Из второй части пробы цемента изготавливают цементное тесто нормальной густоты, фиксируя при этом соответствующее водоцементное отношение.

Объем цементного теста должен быть достаточным для заполнения стакана контрактометра емкостью 500 смз.

Цементное тесто после его уплотнения в стакане без промедления помещают в контрактометр и выдерживают в нем в течение 3 ч при 20 С.

Измеряют контракцию цемента s цементном тесте за 3 ч от начала приготовления цементного теста и фиксируют ее значение Л Ч1з. При поступлении с того же завода-изготовителя цемента последующей партии отбирают от него пробу, из которой готовят цементное тесто с водоцементным отношением, равным зафиксированному для цемента первой нартии.

Затем цементное тесто уплотняют в стакане контрактометра той же емкости, без промедления помещают в контрактометр, где измеряют при 20 С контракцию эа 3 ч от начала приготовления теста и фиксируют ее 5 значение Ь Ч з.

Активность цемента определяют по формуле

— активность цемента, определенная по данным о прочности и контракции цементно-песчаного раствора в возрасте 28 сут, МПа;

ЬЧ1з — контракция цементного теста з. нормальной густоты, см;

Л Чд- контракция цементного теста поз. ступающих партий, см; а- показатель степени, равный 1,5 при сжатии и 1 при изгибе.

Активность цемента: как определить

О прочности цемента обычно судят по его марке, которая определяется сразу после выпуска материала. Но в результате транспортировки или при длительном хранении цемент начинает взаимодействовать с частицами воды, происходит реакция гидратации, и прочность цемента падает.

  • Что такое активность цемента
  • Активная фаза
  • Перспективная фаза
  • Фаза деградации
  • Факторы, влияющие на активность цемента
  • Процесс проведения испытаний активности цемента
  • Методы определения пределов прочности
  • Определение пределов прочности на изгиб
  • Определение прочности при сжатии
  • Определение прочности при пропаривании
  • Ускоренный метод
  • Приборы для определения активности цемента
  • Заключение

Для нахождения остаточной прочности проводят испытания аналогичные испытаниям по установлению марки. Так осуществляется определение активности цемента.

Что такое активность цемента

Активность цемента (ГОСТ 310.4-81) – прочность при испытании на сжатие образца из цементного раствора. После проведения лабораторных испытаний материалу присваивается марка (производители должны указать ее на упаковке). Например, ЦЕМ 32,5 (М400), ЦЕМ 42,5 (М500) или др.

Цемент может вступать в реакцию с влагой, находящейся в воздухе, при этом образуется твердый цементный камень, что впоследствии отрицательно сказывается на прочности изготавливаемого цементного или бетонного теста. Активность цемента измеряется в МПа, как и его марка.

Читайте так же:
Кровли без цементной стяжки

Особенностью бетона и цемента является то, что эти строительные материалы при эксплуатации со временем становятся только прочнее. Это связано с тем, что процесс гидратации происходит непрерывно. Выделяют три этапа гидратации цемента: активную фазу, перспективную и фазу деградации.

Активная фаза

Длится 28 суток – срок полного застывания цементного раствора. Вступает в реакцию с водой и кристаллизуется за этот период большая часть компонентов.

Перспективная фаза

На протяжении года идет полная кристаллизация, а прочность цемента при этом приближается к максимальному показателю.

Фаза деградации

Кристаллизованные минералы разрушаются в процессе коррозии, в изделии появляются трещины, нарушается структура бетона. Химическая активность цемента может быть меньше его марки даже в полтора-два раза. Например, активность цемента ЦЕМ 32,5 (М400) обычно составляет 200-330 МПа, а активность цемента ЦЕМ 42,5 (М500) – 250-420 МПа.

Активность цемента таблица (представлены несколько заводов изготовителей):

Факторы, влияющие на активность цемента

На активность цемента оказывают воздействие условия хранения, химический состав материала и дисперсность частиц, которая определяется степенью помола компонентов.

Процесс проведения испытаний активности цемента

Испытания по определению активности цемента по ГОСТу 310.4-81 проводятся в несколько этапов:

  1. Приготовление цементного теста. Смешивают вяжущее вещество и песок в соотношении примерно один к трем, затем смесь выкладывают горкой и начинают наливать воду. В/Ц отношение составляет от 0,4 до 0,5, но количество воды в смеси может корректироваться в зависимости от результатов второго этапа.
  2. Определение расплыва конуса смеси. Чтобы испытания по определению активности бетонной смеси, показали максимально точный результат, смесь должна быть нужной консистенции. Испытания по определению подвижности смеси проводят с помощью конуса и встряхивающего стола, диаметр расплыва должен лежать в пределах 105-115 миллиметров.
  3. Укладка раствора в формочки. Формы имеют размер 4х4х16 сантиметров, их стенки необходимо смазать машинным маслом. После заливки раствора его необходимо уплотнить, то есть провибрировать.
  4. Твердение цемента. В первый день процесс твердения происходит в емкости с раствором гидравлических веществ, затем 27 суток резервуаре с холодной водой.
  5. Проведение испытаний. На прочность испытывают три балочки, после чего результаты экспериментов суммируют и находят среднее значение.

Методы определения пределов прочности

Выбор метода определения активности цемента зависит от того, для каких целей цемент будет использоваться в дальнейшем, какой вид и класс бетона будет из него изготавливаться.

Определение пределов прочности на изгиб

Испытание проводят на гидравлических прессах. Образец располагают продольно на двух опорах, постепенно начинают его нагружать. Предел прочности в данном случае определяется по формуле:

Р – нагрузка, l – расстояние между двумя опорами, b и h – ширина и высота балки. Полученное значение измеряется в МПа.

Определение прочности при сжатии

Испытания на прочность при сжатии также проводятся на гидравлических прессах. Чтобы получить значение , надо разделить силу, при которой балка разрушилась (Р) на исходную площадь поперечного сечения бетонного образца.

Определение прочности при пропаривании

Для конструкций, в которых бетон будет подвержен пропариванию с целью сокращения сроков твердения, целесообразно находить активность цемента при пропаривании. В этом случае цемент предварительно проходит обработку в специальной пропарочной камере.

Читайте так же:
Как сделать пропорции цементного раствора

Ускоренный метод

Все стандартные методы по измерению прочности требуют времени, но можно определить активность цемента и ускоренным методом. Для этого применяются специальные приборы, они помогают установить активность материала контракциометрическим методом. В основе работы приборов лежит свойство цемента изменять свой объем при гидратации.

Приборы для определения активности цемента

Существуют различные приборы для определения активности цемента, вот некоторые из них:

  • Индикатор активности цемента ИАЦ-04М. Система позволит определить активность образца за 5 минут. Активность цемента вычисляется на основании найденной удельной проводимости В/Ц раствора. Прибор дает большую погрешность – до 5 % в ту или иную сторону, поэтому полностью заменить стандартные испытания им не получится. Индикатор позволит вовремя обнаружить сбои в работе оборудования по изготовлению цемента, неправильный химический или минеральный состав, недопустимые условия хранения.

  • Цемент-прогноз 2. Позволяет определить активность цемента в ускоренном режиме за 3 часа, измерения производятся за счет нахождения величины конракции цементного теста. В обычных случаях определение активности производится в 1, 3, и 7-суточных режимах.

Индикаторы активности цемента не могут давать очень точных результатов, но их использование целесообразно, когда нет времени на стандартные лабораторные испытания.

Заключение

Активность цемента является показателем прочности цемента. Она напрямую зависит от условий транспортировки и хранения, а также от продолжительности хранения. Определить активность цемента можно при проведении стандартных лабораторных испытаний, порядок которых описан в ГОСТ 310.4-81.

При необходимости можно провести быстрое тестирование на прочность измерителем активности цемента, но будет получаться результат с низкой точностью.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации предназначены для ускоренной оценки активности цемента в бетоне и прогнозирования ее соответствия гарантированной марке.

1.2. Рекомендации следует применять в лабораториях заводов строительной индустрии и в других строительных лабораториях с использованием оборудования для изготовления, пропаривания и испытания стандартных образцов бетона по ГОСТ 10180-78.

1.3. Методика ускоренной оценки активности цемента предусматривает два этапа: подготовительный и основной.

2.4. В подготовительном этапе устанавливают средний статистический переходный коэффициент эффективности цемента в пропаренном бетоне.

Одновременно на втором этапе по результатам определения прочности бетона рекомендуется назначать водоцементное отношение, обеспечивающее получение бетона с заданной отпускной или передаточной прочностью, например, в соответствии с «Рекомендациями по ускоренной оценке качества цемента в бетоне и назначению его состава» (М., Стройиздат, 1975) * .

* Следует обратить внимание на то, что указанные «Рекомендации» должны быть использованы только для назначения водоцементного отношения, но не для проверки активности цемента.

2. УСТАНОВЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТА ПРИ ПРОПАРИВАНИИ (подготовительный этап)

2.1. Для установления коэффициента эффективности цемента при пропаривании необходимо знать активность цемента в возрасте 28 сут нормального твердения по ГОСТ 310.4-81 и прочность пропаренного бетона эталонного состава, приготовленного на этом цементе.

2.2. Активность цемента принимают по данным, полученным при испытании цемента на заводе-поставщике или в арбитражном лаборатории по государственным испытаниям.

В подготовительном этапе данные об активности цемента необходимо запросить у цементного завода-поставщика, который в соответствии с ГОСТ 22236-85 обязан выслать их потребителю.

С целью повышения надежности прогнозирования рекомендуется в этот же период направить не менее 5 проб цемента на арбитражные испытания.

Читайте так же:
Машины для цементной промышленности

2.3. В качестве эталонного состава следует принимать состав бетона, соответствующий наиболее массовому виду бетона, выпускаемому на данном предприятии.

Бетон эталонного состава приготавливают на испытываемом цементе и заполнителях, характерных для данного предприятия, и подвергают пропариванию по принятому на данном предприятии режиму. Образцы испытывают через 4 ч после окончания тепловой обработки.

Для повышения точности прогнозирования активности цемента и снижения вариации прочности бетона при экспериментальных определениях прочности эталонного состава необходимо иметь определенное количество заранее заготовленных заполнителей, характерных для данного предприятия. Кроме того, погрешность дозирования состава всех составляющих в лабораторных замесах при этом должна быть не выше 1 %, погрешность поддерживания режима тепловой обработки — не выше ± 2 °С по температуре и ± 5 мин по длительности отдельных этапов и времени испытания образцов после окончания тепловой обработки.

2.4. Коэффициент эффективности цемента при пропаривании Кэ i для каждой из испытанных партий цемента рассчитывают по формуле (1), а средний коэффициент эффективности при пропаривании для всех испытанных партий — по формуле (2).

где — активность цемента в возрасте 28 сут по данным завода-поставщика или арбитражной лаборатории, МПа; R в i — прочность эталонного состава, приготовленного на цементе той же партии, определяемая по ГОСТ 10180-78, МПа; п — количество испытанных партий цемента.

2.5. Коэффициент вариации коэффициента эффективности цемента при пропаривании определяют по формуле

2.6. Коэффициент эффективности цемента при пропаривании следует рассчитывать по каждым последовательно поступающим на завод 15 партиям данной видо-марки цемента, что обеспечивает необходимую надежность прогнозирования.

При изменении качества заполнителей, условий твердения или испытаний эталонного состава бетона необходимо вновь определять переходный коэффициент.

В табл. 1 приведены результаты определения прочности после пропаривания бетона проектной марки М300 с отпускной прочностью, равной 24 МПа. Бетон изготовлен на 15-ти последовательно поступивших партиях портландцемента с минеральными добавками марки М400 одного завода-поставщика. В табл. 1 приведены также полученные от завода-поставщика результаты определения активности цемента по ГОСТ 310.4-81 и рассчитанный по этим данным по формуле (1) коэффициент эффективности цемента при пропаривании для каждой партии цемента, а также средний коэффициент , рассчитанный по формуле (2), и коэффициент вариации , рассчитанный по формуле (3).

Таблица 1. Определение коэффициентов эффективности цементов при пропаривании

Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов (Аэфф)

В процессе работы нашей лаборатории радиационного контроля у клиентов часто возникает вопрос: «Что необходимо сделать, чтобы строительному материалу присвоить класс по радиационной безопасности?», поэтому в данной статье мы попробуем разобраться в этом вопросе.

Что же такое удельная эффективность естественных радионуклидов, которую обозначают как Аэфф? Это искусственный интегральный параметр, который вычисляется по формуле:

A эфф = A Ra + 1.31 A Th + 0.085 A K

где ARa, ATh, AK — удельные активности радия, тория и калия соответственно, Бк/кг.

Радий (Ra-226), торий (Th-232) и калий (K-40) – это естественные радионуклиды (ЕРН), основные радиоактивные нуклиды природного происхождения, содержащиеся в строительных материалах.

Нормы для строительных материалов на удельную эффективную активность естественных радионуклидов (Аэфф) и соответственно разбивку по классам определяют СанПиН 2.6.1.2523-09 Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009, п 5.3.4., но данный документ никак не определяет правила и порядок измерения удельных активностей радия, тория и калия, не устанавливает условия наступления в пробе радиоактивное равновесии Ra-226 и Th-232 с остальными членами уранового и ториевого рядов. Поэтому для строительных материалов в 1995 году ввели в действие ГОСТ 30108-94, в котором определены экспрессный и лабораторный методы определения величины Аэфф, а также области применения данных методов.

Читайте так же:
Нахк юрий валентинович цементный невьянского

В практике нашей работы мы используем лабораторный метод, который предназначен для:
— установления класса строительного материала (изделия);
— уточнения класса строительного материала (изделия) в случае получения граничных значений по экспрессному методу;
— сертификации продукции.

В описании метода приводятся требования по отбору и подготовке пробы, а вот время , в течении которого необходимо выдержать пробу для достижения радиоактивного равновесия ЕРН, ГОСТ не нормирует и отсылает к методике проведения измерения на используемом спектрометре-радиометре. В частности, на используемый в нашей лаборатории спектрометр-радиометр МКГБ-01 «РАДЭК», разработана соответствующая методика, которая аттестована ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» и занесена в Реестр Росстандарта под номером ФР.1.38.2011.10712. Данная методика определяет срок экспозиции проб в течении 15 дней.

Далее ГОСТ 30108-94 определяет порядок обработки результатов измерений 5 проб, выполненных на спектрометре-радиометре. В расчете используются только полученные в результате измерений значения удельных активностей ЕРН.

Так, в начале, по каждому радионуклиду (радий (Ra-226), торий (Th-232) и калий (K-40)) рассчитывается среднее арифметическое значение удельной активности ( Aj ) по формуле:

где i = 1, 2, …,n –номер навески;
n = 5 – количество навесок (проб).

Следующим шагом является вычисление Аэфф:

A эфф = A Ra + 1.31 A Th + 0.085 A K

где ARa, ATh, AK средние значения удельной активности радия (Ra-226), тория (Th-232) и калия (K-40), вычисленные на предыдущем шаге.

Абсолютную погрешность ( ∆j ) определения удельной активности по каждому радионуклиду вычисляют по формуле:

где i = 1, 2, …,n –номер навески;
n = 5 – количество навесок (проб);
Aj — среднее арифметическое значение удельной активности каждого радионуклида;
αj – абсолютная погрешность методики определения Aj (приводится в описании методики измерений)

Абсолютную погрешность ( ∆ ) определения Аэфф вычисляют по формуле:

Конечный результат (Аэфф’ ) определения удельной эффективной активности ЕРН в контролируемом материале представляют в виде:

Максимальное значение удельной эффективной активности (Аэфф.м ), по которому материалу согласно ниже приведенной таблицы присваивается класс по радиационной безопасности с определением области применения, рассчитывается по формуле :

Удельная эффективная активность (Аэфф.м), Бк/кг

Класс материала

Область применения

I

Все виды строительства

Свыше 370 до 740

II

Дорожное строительство в пределах населенных пунктов и зон перспективной застройки, строительство производственных сооружений.

Свыше 740 до 1500

III

Дорожное строительство вне населенных пунктов.

Свыше 1500 до 4000

IV

Вопрос об использовании материалов решается в каждом случае отдельно на основании санитарно-эпидемиологического заключения федерального органа исполнительной власти, уполномоченного осуществлять государственный санитарно-эпидемиологический надзор.

Наша аккредитованная лаборатория имеет необходимое оборудование и проводит данное испытание в соответствии с ГОСТ 30108-94.

  • Испытания в соответствии с ГОСТ;
  • Индивидуальные сроки выполнения;
  • Гибкое ценообразование;
  • Долгосрочное сотрудничество.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector