Прочность цемента — Завод ВосЦем
Одним из главнейших свойств цемента является способность его затвердевать при затворении водой, превращаясь в прочное камневидное тело. Действующий ГОСТ 970-61 делит цемент на пять марок: 300, 400, 500, 600 и 700, которые обозначаются по пределу прочности при сжатии через 28 суток трамбованных образцов (кубов 70,7*70,7*70,7 мм с площадью грани 50см2) из раствора жесткой консистенции с нормальным песком 1:3 (по весу). Намечаемый к введению ГОСТ 10178-62 предусматривает марки цемента: 250, 300, 400, 450 и 500, определяемые по пределу прочности при изгибе образцов-балочек 40*40*160 мм и пределу прочности при сжатии их половинок, изготовляемых из раствора пластичной консистенции состава 1:3 (по весу) с нормальным песком, через 28 суток после их изготовления. Предел прочности при изгибе должен быть соответственно не менее 40; 50; 60; 65 и 70 кг/см2 .
Цементный завод, отправляя цемент, обязан снабдить каждую его партию паспортом, в котором указывается: название завода-изготовителя, номер паспорта и партии, год, месяц и число отправки цемента, вес партии, наименование и адрес получателя, номера вагонов и накладных, название цемента и его марка (на основе результатов текущего контроля качества цемента), вид и количество добавки, указания о соответствии цемента техническим требованиям стандарта. Цементные заводы для текущего контроля производства и изучения свойств цемента испытывают каждую отгружаемую партию цемента с определением прочности стандартных образцов через 3, 7 и 28 суток твердения. Заводы отгружают цемент потребителям с указанием окончательной (гарантийной) марки цемента по результатам испытаний образцов одно-, трех- или в крайнем случае семи суточного возраста, не дожидаясь испытаний через 28 суток. При контрольной проверке допускается отклонение 28-суточной прочности образцов при сжатии для цемента марок до 600 включительно — до 8% ниже марочной прочности, указанной в паспорте, а для цемента марки 700 — до 5%. Каждый завод на основе статистических данных устанавливает переходные коэффициенты от краткосрочных испытаний к результатам, получаемым через 28 суток. Некоторые заводы определяют гарантийную марку по результатам испытания прочности образцов, подвергнутых кратковременному пропариванию по подобранному режиму.
Условия приготовления трамбованных образцов из раствора жесткой консистенции значительно отличаются от условий приготовления на стройках растворов и бетонов как по количеству добавляемой воды, так и по методам уплотнения. Вследствие этого испытание трамбованных образцов из раствора жесткой, консистенции (В/Ц — отношение веса воды к весу цемента примерно 0,25) дает в ряде случаев для различных цементов другие относительные величины прочности, чем испытание в обычных бетонах. Более близкие к практическим данные по прочности получаются при испытании образцов из раствора пластичной консистенции с более высоким водоцементным отношением (0,40) и с уплотнением при помощи вибрирования. Прочность в этом случае ниже, чем при испытании в растворах жесткой консистенции.
При длительном хранении (магазинировании) вне плотной таре цемент поглощает из воздуха водяные пары и углекислоту. Вследствие этого его прочность понижается, так как в нем частично уже начинают протекать процессы гидратации и карбонизации. Длительное выдерживание цемента до употребления повышает величину потерь при прокаливании, замедляет сроки схватывания, понижает активность и уменьшает тепловыделение, особенно в первые сроки после затворения водой. Хуже всего сохраняют свойства при длительном хранении цементы с повышенным содержанием быстрогидратирующихся клинкерных минералов С
Для твердения цемента наиболее благоприятна водная среда. Если твердеющий цемент находится не в воде, а на воздухе, то необходимо в первые периоды увлажнять его, так как в противном случае процесс твердения идет очень медленно или почти прекращается. В том случае, если в начальный период твердения цемент имел необходимую влажность и был защищен от преждевременного высыхания, он будет обладать вполне удовлетворительной воздухостойкостью, т. е. прочность его на воздухе со временем не понизится.
Наиболее заметен рост прочности у цемента в первый месяц твердения. В дальнейшем обычно прочность увеличивается значительно медленнее. В ряде случаев весьма важно быстрое нарастание прочности в первые сутки после затворения водой. Цементы с такими свойствами называются быстротвердеющими цементами.
Извлечение из ГОСТ 31108-2003 «>Цементы общестроительные>» 5.1.2 Требования к физико-механическим свойствам цементов приведены в таблице 2. Таблица 2
7.6 Для доказательства соответствия уровня качества цемента требованиям настоящего стандарта дополнительно к оценке по статистическим критериям, необходимо показать, что все единичные результаты приемосдаточных и периодических испытаний — не более (не менее) предельных значений, приведенных в таблице 7. Таблица 7
| |||||||
Предел прочности цемента — Справочник химика 21
Сцепление с арматурой является одним из условий работы железобетонных конструкций, так как если сцепления с арматурой не будет, то деформация каждого из материалов в железобетоне произойдет по отдельности и работа конструкции нарушится. Сцепление с арматурой определяется двумя факторами собственно сцеплением арматуры с цементом и сжатием стержней арматуры вследствие усадки бетона. Величина сцепления бетона с арматурой составляет примерно 0,15—0,20 от предела прочности цемента при сжатии, причем сцепление зависит от вида цемента, так, например, сцепление с арматурой для глиноземистого цемента значительно выше по сравнению с портландцементом.Машины и приборы для определения механических свойств материалов Приборы для испытания металлов и конструкций Универсальные и разрывные машины для испытания статической нагрузкой Приборы и машины для испытания материалов Машины разрывные предельной нагрузки 1—5 кгс для испытания металлических лент и проволоки Машины и приборы для испытания резины и резинотехнических изделий Машины испытательные для определения предела прочности цемента при изгибе Машины для механических испытаний материалов с приставками для низких и высоких температур (типа Инстрон )
Маркой цемента называется предел прочности на сжатие образца цемента после затвердевания его в течение двадцати восьми суток, выражаемый в кг/см . Чем больше марка цемента, тем выше его качество. Существуют марки 400, 500 и 600. [c.310]
Анализ табл. 261 показывает, что цементы с водоцементным отношением 0,5 имеют предел прочности на изгиб ниже установленного для горячих скважин. При снижении процента воды затворения прочность цементов повышается. [c.345]
Портландцемент и шлакопортландцемент ГОСТ 10178—76 применяют в качестве вяжущих для приготовления растворов при облицовке строительных конструкций кислотостойкими штучными материалами, в основном, для защиты от воздействия щелочных растворов. По механической прочности они разделяются на марки 300, 400, 500, 550, 600, означающие предел прочности при сжатии и изгибе образцов, испытанных через 28 суток с момента изготовления. Технические требования к цементам следующие тонкость помола — проход через сито 008 не менее 85 % сроки схватывания — начало не менее чем через 45 мин, конец не более чем через 10 ч предел прочности — в зависимости от марки при изгибе от 5,5 до 6,5 МПа, [c.17]
Вид цемента Предел прочности через 28 сут, МПа [кгс/см З, не менее [c.9]
В СССР цемент изготовляется путем размола доменного шлака, получаемого при плавке бокситовой железной руды, с добавкой извести и железного лома. Приобретает почти полную прочность через 15—24 ч после затворения. Сроки схватывания начало не ранее 45 мин, конец не позднее 12 ч. Предел прочности при изгибе образцов-балочек, испытанных через 28 сут твердения, может быть ниже прочности образцов, испытанных через 3 сут твердения, но не более чем на 10% (табл. 8). [c.9]
Пробы извести, предназначенные для иснытания па гидравлическую известь, подвергались помолу в лабораторной шаровой мельнице. Определение предела прочности при сжатии образцов производилось на кубиках размером 7,0 X 7,0 X 7,0 см, приготовленных из раствора с нормальным песком 1 3 но ГОСТ 310-41 Цементы. Методы физических и механических испытаний . [c.186]А. ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ и ПРИ СЖАТИИ ЦЕМЕНТОВ [c.255]
Среднюю величину предела прочности при сжатии испытуемого цемента рассчитывают как среднее арифметическое четырех наибольших значений из шести испытанных образцов. Форма записи приведена ниже. [c.263]
Ход работы. Для определения величины предела прочности при сжатии из испытуемого цемента готовят цементное тесто [c.263]
Сульфат натрия и сульфат кальция при взаимодействии с гидроалюминатом кальция образуют гидросульфоалюминат состава ЗСаО-А120з-ЗСа804-31Н20. Гидросульфоалюминаты кальция занимают объем, более чем в два раза превосходящий объем исходных алюминатов. Вследствие этого возникают внутренние напряжения, превышающие предел прочности цемента при растяжении. Сульфат магния вступает в реакцию с гидроксидом, гидросиликатом и гидроалюминатом кальция. Один из продуктов этой реакции — М (ОН)2 —очень мало растворим, и поэтому реакция идет до конца. Часто такой вид агрессии наиболее опасен. [c.369]
Имеющийся опыт показывает, например, что увеличение тонкости помола цементного клинкера с доведением его удельной поверхности с 2500-—3000 до 4000—5000 слг /г (при определении удельной поверхности по методу Товарова) позволяет повысить предел прочности цемента с 300—400 до 600—800 /сг/сл . Благодаря этому значительно сокращается расход цемента в растворах и бетонах. С другой стороны, повышение удельной поверхности позволяет получить быстротв.ердеющие цементы и тем самым обеспечивает значительное упрощение и ускорение технологического процесса производства. [c.211]
Примечание. За ЮО б принят предел прочности цемента, не содержащего Р2О5, через 28 суток после изготовления образца. [c.13]
Пример 2.9. Подобрать машину для измельчения известняка высокой плотности с начальным размером частицы бншах = 6Х Х10″ м, пределом прочности при сжатии сТсж = 200-10 Па, модулем упругости = 5.10 Па и насыпной плотностью р = = 1800 кг/м . Материал подается на измельчение с производительностью С = 30 т/ч и далее используется для производства цемента мокрым способом. Конечный размер частиц должен быть меньше 0,15-10- м. [c.56]
Пределы прочности при сжатии кислотоупорного цемента через 4 суток после изготовления 13,0—14,0 Мн1м , через 28 суток 16,0—17,0 Мн/м . Предел прочности при растяжении равен 10% от предела прочности при сжатии. Химическая стойкость кислотоупорного бетона такая же, как и кислотоупорных цементов. [c.459]
Скорость нарастания пластической прочности в период упрочнения структуры цементного теста увеличивается. Предел прочности на одноосное сжатие образцов цементного камня, полученных из виброактивированного теста, оказался значительно более высоким, чем для образцов, приготовленных без активирования. Это обусловлено увеличением равномерности распределения воды между зернами цемента при низком В/Ц, приводящее к повышению пластичности и снижению прочности коагуляционной структуры, дополнительным механическим диспергированием зерен цемента и ускорению процессов гидратации за счет усиления процессов адсорбционного и химического диспергирования и постоянного отвода продуктов гидратации с поверхности вибрирующих зерен и обнажения свежих поверхностей для дальнейшей гидратации [435]. [c.187]
Согласно ГОСТу 10178—62 портландцемент делится на семь марок (200, 250, 300, 400, 500, 600, 700), которые обозначают предел прочности (в кГ1см ) при сжатии образцов, изготовленных из смеси цемента с нормальным вольскнлг песком (в весоом соотношении 1 3) и испытанных через 28 дней после затво-рення водой. Наиболее распространенными являются марки от 300 до 600. [c.339]
ГОСТ 1581—63 предусматривает также испытание тампонажных цементов на временное сопротивление изгибу. Испытанию подвергаются балочки размером 40 X 40 X 160 мм, изготовленные из цемента (без добавок) с водоцемент-ныы отношением 0,5, после твердения в течение двух суток в воде. Цементы, предназначенные для тампонирования холодных скважин, должны иметь предел прочности при изгибе не менее 27 кГ/см в случае затворения пресной водой и 32 кГ1см при затворении морской водой. Для горячих скважин яременное сопротивление изгибу должно быть не менее 62 кГ)см нри затворе- 1ии как пресной, так и морской водой температура затворения 75 3°С. [c.343]
По стандарту портланд-цемент делится на марки от 300 до 900. Эти марки соответствуют пределу прочности при сжатии (в кг1см ) образцов, полученных при затворении с водой смеси цемента с песком через 28 дней. Начало схватывания при 24— 25%-ном содержании воды наступает не ранее чем через 45 мин, конец — не позже чем через 12 ч от начала затворения. [c.244]
Марки цемента соответствуют пределу прочности при сжатии половинок образцов-балочек, изготовленных в соответствии с ГОСТ 310—60 (табл. 7). Начало схватывания для всех цементов должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания— не позднее чем через 12 ч после начала затворения. Портландцемент используют для приготовления обычных и жаростойких бетонов и растворов. Его не следует применять для кладки фундаментов и конструкций, соприкасающихся с кислыми, мягкими, минерализованными сточными водами. В клинкерном портландцементе содержание SiOj не должно превышать 3%. Пуццолановый портландцемент применяют для приготовления бетонов, укладываемых в конструкции, которые подвержены действию воды (фундаменты, борова), и торкрет-массы. Из шлакопортландцемента приготовляют обычные бетоны и растворы, а также жаростойкий бетон. Он медленнее схватывается и твердеет (в первые 7—10 дней), чем портландцемент, особенно при низких температурах. Поэтому при кладке методом замораживания, а также при возведении железобетонных дымовых труб в зимних условиях с обогревом подогретым воздухом шлакопортландцемент не применяют. При пропаривании или электропрогреве шлакопортландцемент обеспечивает наибольшую относительную прочность бетона к моменту окончания тепловой обработки. Объемная насыпная масса портландцемента 1100—1400 кг/м шлакопортландцемента 1100—1250 кг/м я пуццоланового портландцемента 850—1150 кг/м [c.8]
Марки жаростойких бетонов, определяемые величиной предела прочности при сжатии образцов-кубиков размером ЮОХ X100X100 мм, выдержанных в течение 3 суток для бетонов, изготовленных на глиноземистом цементе и жидком стекле, и 7 суток для бетонов, изготовленных на портландцементе и пе-риклазоБом цементе, а затем высушенных при температуре 100—110° в течение 32 час., находятся в пределах 100—300 в зависимости от расчетных данных. [c.33]
В современной практике использования вяжущих веществ большое значение отводится использованию быстротвердеющих и особо быстротвердеющнх цементов, т. е. цементов БТЦ и ОБТЦ. Характерная особенность этих цементов заключается в том, что после затворения водой прочность их нарастает значительно быстрее, чем у обычных цементов. Поэтому ГОСТ П78—62 предусматривает нормативную величину предела прочности при сжатии стандартных образцов не 28-суточного, как для обычных цементов, а 3-суточного возраста. При этом прочность таких об разцов должна составлять для быстротвердеющего портландце мента не менее 200 кГ/ см 200-98066 н/м ) и для быстротверде ющего шлакопортландцемента не менее 150 кГ/см (или 150-98066 н/ж2). [c.254]
Соответственно с марочностью цементов для каждого из них нормируется и величина предела прочности при изгибе, которая должна составлять для цементов марок 200, 250, 300, 400, 450 и 500 соответственно 35, 40, 50, 60, 65 и 70 кГ/ см чтобы выразить приведенные величины в н/м , необходимо числовые значения их умножить на переводной коэффициент 98066,5. [c.254]
Для определения предела прочности при изгибе и предела прочности при сжатии цемента необходимо установить водо-це-ментное отнощение раствора и приготовить раствор требуемой гост консистенции из цементного раствора отформовать образцы в виде балочек стандартных размеров выдержать изготовленные образцб по предусмотренным ГОСТ 310—60 условиям и срокам подвергнуть образцы испытанию на определение величины предела прочности при изгибе полученные в результате предыдущего испытания половинки балочек n nbiTatb на сжатие. [c.255]
Влиянию пониженных температур —попеременному замораживанию и оттаиванию — подвергаются практически все открытые сооружения, служащие в условиях атмосферного воздействия. Особенно опасная ситуация возникает, когда воздействуют одновременно низкая температура и растворы солей, например при работе бетона в морских сооружениях. Суть действия пониженной температуры в бетоне заключается, в возникновении деформации расширения замерзающей воды в опасных порах, которая может привести к оазрушению. Возникают но меньшей мере два источника разрушающих сил первый — увеличение объема воды при замерзании — 9%), что ведет к возникновению большого гидравлического давления иа стенки пор и капилляров, второй — осмотическое давление, возникающее благодаря локальному увеличению концентрации раствора из-за отделения замерзающей воды от раствора. По мнению некоторых исследователей, величина осмотического давления может достигать 1—2 МПа. Многократные теплосмены постепенно расшатывают структуру цементного камня и бетона, снижают его прочность и в момент, когда давление расширения превышает предел прочности при растяжений, бетон разрушается. Как показано Б. Г. Скрамтаевым, В,- М. Москвиным7 В. В. Стольниковым и С. Д. Мироновым, основную роль в разрушении при действии низких температур играют как общая пористость, так и характер капиллярно-пористой структуры материала — в искусственном камне имеются поры, наиболее опасные и ответственные за развитие разрушения материала. Практически не опасны, например, — очень мелкие поры геля, поскольку вода в них замерзает толы о при температуре ниже 193 К. Поскольку морозостойкость искусственного камня зависит от характера и величины общей пористости, то е снижением можно добиться существенного повышения морозостойкости. Общую пористость можно уменьшить снижением В/Ц, использованием цемента с пониженной водопотребностью, а также введением разных типов добавок — пластифицирующих, гидрофобизирующих, воздухововлекающих. [c.369]
Прочность цементного камня. Механическая прочность цеменг-ного камня является важнейшей характеристикой и оценивается пределом прочности при сжатии, изгибе и растяжении. Существующие ГОСТ 10178—76 и 310—76 регламентируют испытание цементов и определение их свойств. По активности портландцементы делят на четыре марки — 400, 500, 550 и 600. [c.376]
Определение прочности цемента на сжатие
Цемент – минеральное порошкообразное вещество, которое широко используется в качестве вяжущего компонента при производстве строительных смесей и бетонов. Прочность цемента на сжатие – основной показатель, по которому определяется марка (класс) материала, и, следовательно, его назначение и область применения. Использование цемента, не соответствующего требованиям отраслевых стандартов, может привести к серьёзным дефектам строительной конструкции.
При взаимодействии с водой цемент твердеет и переходит в камневидное состояние. Чем выше устойчивость к механическому разрушению полученного твёрдого тела и скорость затвердевания, тем выше марка цемента и лучше его качество. Для определения свойств камня используются разные методы, в том числе испытание прочности цемента на изгиб и сжатие.
Регулярно возникают ситуации, когда фактические характеристики цемента не соответствуют заявленной марке. Это может быть вызвано несколькими причинами: добавление примесей, некачественное сырьё, истёкший срок годности, неправильные условия хранения. Поэтому перед применением материала на стройплощадке или заводе ЖБИ, необходимо проводить ряд лабораторных экспертиз.
Методика проведения испытаний
Испытания цемента на прочность при сжатии проводят в лабораторных условиях согласно ГОСТ 310.4-81. Готовят образцы в виде брусков размером 40*40*160 мм из смеси, в которую входит 1 часть цемента на 3 части нормального песка. Образцы выдерживают при определённых условиях в течение 3-28 суток в зависимости от целей испытаний и вида материала. Подготовленные бруски сначала испытывают на изгиб, а полученные в результате опыта половинки используют для определения прочности цемента на сжатие.
Испытания проводят на гидравлическом прессе в следующем порядке:
- Образец устанавливают на нижней опоре;
- Опускают верхнюю платформу, прилагая нагрузку с постоянно увеличивающейся скоростью вплоть до полного разрушения бруска;
- По средней величине давления (МПа) на момент разрушения всех испытуемых образцов определяют соответствие цемента заявленной маркировке.
В соответствии с нормативами цементы определённого класса должны выдерживать следующие разрушающие нагрузки:
- Высокопрочные – от 50 МПа. Добавляются в бетоны для возведения ответственных монолитных конструкций и ЖБИ. Позволяют уменьшить расход арматуры и массу сооружения, сокращают цикл тепловой обработки бетонных смесей.
- Рядовые – от 30 до 50 МПа. Материалы общего строительного назначения.
- Низкомарочные – менее 30 МПа. Цементы нестроительного назначения, применяются для общетехнических работ.
Лабораторные испытания цемента на прочность – обязательный и важный этап проверки стройматериала перед массовым использованием. В продаже представлено множество видов цемента. При этом далеко не всегда можно доверять предоставленной производителем информации о возможности применения той или иной разновидности для определённых строительных целей.
Возврат к списку
Прочность бетона на сжатие, Мпа – Таблица соответствия класса и марки бетона
Одной из основных эксплуатационных характеристик бетона является его прочность. Речь идет о способности стройматериала противостоять механическому воздействию и о возможности эксплуатации в агрессивной среде. Различные пропорционные компоненты в составе: связующие наполнители, песок, щебень, цемент в итоге предопределяют разный уровень прочности материала на сжатие. Эта величина напрямую зависит от цементной доли, добавляемой в бетонный раствор. Большой процент цемента – более высокая прочность готового материала.
Класс бетона по прочности на сжатие
Определитель прочности бетона – это классность. Вода и цемент – В/Ц – точнее, соотношение этих двух составляющих, определяют величину прочности бетона на сжатие. Наиболее часто применяется состав В/Ц – 0,3- 0,5. Прочность на сжатие является показателем класса бетона, обозначается буквой «В» и цифрой – от 0,5 до 120. Цифра – это показатель давления в мегапаскалях – Мпа, которое способна выдержать бетонная конструкция. К примеру, бетон класса В35 способен выдержать давление 35 Мпа.
Классы по прочности бетона на сжатие бывают:
- теплоизоляционные: от В0,35 до В2;
- конструкционно-теплоизоляционные: от В12,5 до В10;
- конструкционные: от В123 до В40.
На практике возможно применение бетонной смеси промежуточного класса, например, В27,5.
Прочность по истечении времени меняется: раствор твердеет и набирает крепость на протяжении 28 дней. Качественная смесь со временем будет набирать еще большую прочность.
Марка бетона по прочности на сжатие
Одновременно с классом величина предела прочности бетона на сжатие определяется маркой. Эта величина также напрямую зависит от составляющей доли цемента в готовом материале. Латинская «М» с рядом стоящими цифрами, обозначающими предельную границу прочности на сжатие в кгс/кв.см – так обозначаются марки бетона соответствующей прочности.
Понятие «марка» включает в себя среднюю величину прочности, а понятие «класс» – обозначает прочность бетона на сжатие с гарантированной обеспеченностью.
В положениях ГОСТа существуют марки М50 – М800, которым должны соответствовать производимые бетонные смеси. Самые распространенные и наиболее часто используемые из них: М100 – М500.
Специалисты условно подразделяют бетон всех изготавливаемых марок на следующие группы:
- М500 – М800 – бетонные смеси из цемента и прочных заполнителей – бетоны тяжелых классов;
- М50 – М450 – бетонные растворы с легкими заполнителями – легкий бетон;
- М50 – М150 – ячеистые смеси – самый легкий вид бетона.
Таким образом, класс бетона по прочности определяется его маркой, которая, в свою очередь, предопределяет место применения бетона. Чем меньше число, тем меньше предел прочности. Например, бетонную смесь М75 целесообразно использовать для обустройства отмосток, а бетон М200 – для перекрытий.
| Класс бетона | Марка бетона | Класс бетона | Марка бетона | |
| В0,5 | М5 | В15 | М200 | |
| В0,75 | М10 | В20 | М250 | |
| В1 | М15 | В22,5 | М300 | |
| В1,5 | М25 | В25 | М350 | |
| В2 | М25 | В30 | М400 | |
| В2,5 | М35 | В35 | М450 | |
| В3,5 | М50 | В40 | М550 | |
| В5 | М75 | В45 | М600 | |
| В7,5 | М100 | В55 | М700 | |
| В10 | М150 | В60 | М800 | |
| В12,5 | М150 |
Соответствие классов прочности бетона на сжатие и соответствующих марок располагаются в универсальных таблицах на сайтах производителей цемента в Москве. Если отсутствует такая таблица, можно перевести марку бетона в класс, воспользовавшись удобной формулой:
В (класс) =[М (марка)*0,787)]/10
Технические требования к классам бетона
Как гласят технические требования, которые предъявляются к пределу прочности бетона, смесь должна обладать свойством однородности. Испытание бетона на прочность проводится среди образцов, которые затвердели в одних и тех же условиях за один и тот же промежуток времени.
Показатели высокой прочности бетона на сжатие всецело зависимы от:
- качества цемента;
- вида наполнителя;
- точного соблюдения пропорций раствора;
- соответствия утвержденным технологиям производства.
Существует техническое гарантийное требование, в соответствии с которым должна быть обеспечена заданная прочность бетона, даже учитывая возможные колебания в процессе его изготовления. Этот стандарт выражен в числовой характеристике – классе бетона. Данное условие свидетельствует о том, что предусмотренные конкретным классом показатели материала будут именно такими в 95 случаях из 100 возможных.
Необходимая классность бетона для будущего строительства устанавливается еще на стадии проектирования объекта. Высокая прочность, морозостойкость, нормативная водонепроницаемость – в городе Москва доступны все классы и марки бетонов.
Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018
Системы Методы Технологии. В.Н. Макарова. Комплексное использование … 2018 № 2 (38) с. 159-163 161 Таким образом, марганецсодержащие шлаки в соответствии с ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов» (с Изменениями № 1, 2) и ГСН В.1.4.-2.01-97 «Радиаци- онный контроль строительных материалов и объектов строительства. Система норм и правил снижения уровня ионизирующих излучений естественных радионуклидов в строительстве», который был введен на территории Украины с 01.01.1998 г., относятся к материалам, у которых суммарная удельная активность естественных радионуклидов не превышает 370 Бк/кг. Они относятся к I классу и могут использоваться для всех видов строительства без ограничений. В качестве еще одной составляющей техногенного сырья использовался стеклобой тарного стекла. Нами предлагается комплексное вяжущее с вовлече- нием отходов металлургического производства и стекло- боя. Шлак ферросплавного производства и стеклобой подвергались помолу в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 2 300 – 2 700 см 2 /г. За счет при- менения комплекса отходов в дальнейшем предполагает- ся получить конструктивно-теплоизоляционный матери- ал, обладающий улучшенными свойствами. Активность вяжущего (R) является важнейшей ха- рактеристикой, определяющей прочность бетонов (R б ). В течение длительного времени исходили из казавшей- ся самоочевидной предпосылки о том, что (R б ) изменя- ется прямо пропорционально (R). Эта предполагаемая закономерность находила свое отражение во многих зависимостях для расчета прочности бетона, в частно- сти, в известных формулах Абрамса, Беляева, Скрам- таева, Баженова [2, 20, 21]. Широкие исследования, выполненные авторами [2, 22] показали, что прочность бетона изменяется не прямо пропорционально активности цемента, а лишь пропор- ционально этой величине, что выразилось формулой: б = 10 ∙ ∙ √ ∙ Ц В − 10 ∙ β , (1) где α и β — опытные коэффициенты, характеризующие влияние качества используемых материалов. В дальнейшем эта зависимость несколько транс- формировалась, но сущность ее не менялась, а точ- ность повышалась незначительно. В связи с этим воз- никло предположение, что физический смысл понятия «активность цемента» современными методами рас- крывается и определяется не полностью, так как прак- тически не учитывается прочность на растяжение при изгибе ( r ), которая в настоящее время является чисто факультативной. В современных стандартах нормиру- ется лишь ее минимально допустимая величина. Одна- ко с этим трудно согласиться, так как испытания об- разцов-балочек на изгиб более близки к реальному на- пряженному состоянию бетона в конструкциях. Суще- ствует взаимосвязь прочности цементов при изгибе и сжатии, характеризующая дефектность структуры, что может количественно влиять на свойства бетона. Поскольку данный подход предполагал лишь ис- следования активности цемента, нами была изучена активность вяжущего при замене части цемента побоч- ными продуктами производства. В соответствии с представлениями, развиваемыми в работе [2], разрушение бетона происходит в результате сдвига по плоскостям скольжения в направлении дей- ствия наибольших касательных напряжений под углом 45 ° − φ , где φ = ( , ) Отсюда видно, что на проч- ность бетона при сжатии существенное влияние долж- на оказывать его прочность на срез. Модель Прандля – Кулона устанавливает зависи- мость между касательным напряжением (т. е. прочно- стью на срез) и прочностью материала на сжатие ( R ) и растяжение ( r ) с помощью известной формулы Кепке и Мерша 0,5√ ∙ , где √ ∙ — среднегеометрическая величина этих значений. Все это дает основания искать более обобщающую характеристику цемента, которая бы непосредственно учитывала не только его проч- ность на сжатие, но и растяжение при изгибе. Ее целе- сообразно назвать приведенной активностью цемента ( R пр ). Для проверки изложенной гипотезы и обоснова- ния подсчета R пр были вычислены значения R ⋅ r , а также различных сочетаний r и R в соответствии с их полученными значениями для стандартной марки це- мента [2, 22] и цемента с добавками следующего соста- ва: цемент М — 400–500 г, песок Малышевский — 1 500 г, В/Ц = 0,44. В процессе лабораторных экспери- ментов были исследованы свойства материала при за- мене от 10 до 40 % цемента М400 комплексом отходов, состоящим из марганецсодержащего шлака ферро- сплавного производства и стеклобоя. Оптимальные значения получены при замене 10 % цемента, их графическая интерпретация зависимостей R пр : = ( , ) представлена на рис. 1 и 2 . Анализ этих данных показал, что, пользуясь любым из графиков, можно находить R пр по результатам испы- таний стандартных балочек на изгиб и сжатие, подсчи- тывая те или иные сочетания r и R . Как показывают результаты, представленные на рис. 1 и 2, оптимальные значения R пр получены при замене части цемента шлаком SiMn. Однако остальные величины не уступают контрольному образцу. Надо заметить, что, помимо учета специфического влияния прочности раствора на растяжение при изгибе на прочность бетона при сжатии, введение ее в расчет увеличивает объем используемой информации, так как дополнительно к шести показателям на сжатие вводят- ся в расчет три результата прочности растяжения при изгибе, получаемые в результате стандартного опреде- ления активности цемента. Переход от шести измере- ний к девяти при том же коэффициенте вариации уменьшает, согласно распределению Стьюдента, до- пуск определяемой величины с надежностью 0,9 в 1,3 раза [2].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1
Определение марки цемента прибором ЦЕМЕНТ-ПРОГНОЗ
Цемент — неотъемлемый компонент бетонного раствора, представляет собой материал, используемый в качестве связующего при изготовлении строительных смесей различного назначения. В основе этого порошкообразного материала неорганические минералы искусственного происхождения. В частности, известны цементы на основе:
- аэлита (портландцементы),
- глинозема,
- магнезиата,
- гидросиликатно-натриевые (огнеупорные)
- смешанные.
В большинстве случаев современные разновидности цемента производятся путем измельчения и смешивания клинкерной и гипсовой составляющих.
Маркировка цемента: основные параметры
Определение марки цемента производится путем проведения испытаний прочностных характеристик на изгиб и сжатие с использованием типовых образцов размером 40*40*160 мм, изготовленных из смеси цемента и песка в пропорции 1 к 3. Проводятся испытания исключительно по истечению срока естественного отвержения материала, установленного действующими нормативами. Соотношение воды и цемента в составе смеси при этом должно составлять 0,40.
Для чего нужно определять марку цемента? В первую очередь — для правильного его выбора при проведении строительных работ. Именно от этого фактора, в конечном итоге, зависят такие параметры материала, как прочность и устойчивость к воздействию внешних факторов. В чистом виде цементы практически не применяются — в большинстве случаев используются варианты с добавками в виде связующих, пластифицирующих и повышающих скорость твердения смеси компонентов.
Регламентируется маркировка цемента нормативами ГОСТ. Показатели прочности в маркировке обозначаются буквенным обозначением M или ПЦ, цифровые параметры при этом демонстрируют максимальную прочность на сжатие, которую способен выдержать испытательный образец. Также в маркировке могут указываться такие параметры, как наличие и процентное содержание примесей. Этот показатель определяется литерой Д и цифрами, соответствующими процентному содержанию добавок.
Существующие способы определения марки цемента
Выполняется определение марки цемента согласно действующим стандартам:
- ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»,
- ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия».
В первом случае действуют нормативы, принятые еще в советское время и подразумевающие однократное проведение испытаний по истечению 28 суток после отлива образцов (двукратное — для быстротвердеющих цементов, с проведением дополнительных контрольных замеров через трое суток). Второй ГОСТ 31108 был принят в 2003 году и актуализирован в 2016. Он подразумевает проведение дополнительных испытаний на второй или седьмой (в зависимости от марки) день.
Описанные выше методики требуют значительного времени для получения результата. Есть несколько распространённых экспресс-методик:
- В соответствии с методикой ВНИИФТРИ МИ 2486-98 производят измерение контракции (изменения объемов материала в результате гидратации) цементного теста и по ней определяют марку. Этот метод отличает высокая точность и скорость измерений.
- Еще одна методика базируется на проведении замеров показателей электропроводности в водной суспензии цементного раствора. Но из-за достаточно высокой погрешности и отсутствия внятной теоретической базы она официально не утверждена и практически не используется в профессиональном строительстве.
ЦЕМЕНТ-ПРОГНОЗ для определения марки цемента
Именно контракциометрический метод определения марки цемента положен в основу работы портативного измерительного прибора «ЦЕМЕНТ-ПРОГНОЗ». Этот компактный прибор позволяет проводить испытания цементного теста и получать результат уже в первые сутки.
Статьи по теме:
ИЗМЕРИТЕЛЬ МОРОЗОСТОЙКОСТИ
БЕТОН-ФРОСТ ускоренно определяет морозостойкость бетона в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012 после определения коэффициента преобразования, по…
ИЗМЕРИТЕЛЬ АКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТА
Ускоренное определение активности цемента за 3 часа по величине контракции цементного теста в соответствии с методиками измерения МИ 2486-98, МИ 2487-98.
ИЗМЕРИТЕЛЬ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ
Вакуумные измерители проницаемости ВИП-1 предназначены для определения водонепроницаемости бетона и сопротивления проникновению воздуха в соответствии с ГОСТ 12…
Прочность цемента на сжатие и испытание для его определения
Прочность на сжатие — важные базовые данные, которые следует учитывать при выборе цемента для строительства.
Поскольку мы уже обсуждали различные марки цемента в нашей предыдущей статье, теперь давайте узнаем, как проверить прочность цемента на сжатие.
Прочтите: Различные марки цемента
Прочность цемента на сжатие:
Прочность на сжатие — это способность материала или конструкции сопротивляться сжатию или выдерживать его.Прочность материала на сжатие определяется способностью материала противостоять разрушению в виде трещин и трещин.
В этом испытании регистрируется сила удара, приложенная к обеим сторонам образца строительного раствора, изготовленного из цемента, и максимальное сжатие, которое образец цемента выдерживает без разрушения.
С технической точки зрения прочность цемента на сжатие означает:
Способность образца цемента противостоять сжимающему напряжению при испытании на машине для испытаний на сжатие [CTM] в течение 28 дней.
Аппаратура:
Аппаратура, необходимая для испытания прочности цемента на сжатие
- Машина для испытаний на сжатие соответствует IS: 14858 (2000)
- Стальные кубики форм 7,06 см (площадь поверхности 50 см2), соответствующие IS: 10080-1982 ,
- Стандартный песок, используемый для этого испытания, соответствует IS: 650-1966, песок без содержания ила и песок, который проходит через сито IS размером 2 мм и задерживается на сите IS с размером 90 мкм и имеет распределение частиц по размерам ниже. используется.Стандартный песок, используемый в испытании, должен иметь следующее распределение частиц по размерам
Размер частиц Процент Более 1 мм
(> 1 мм)33,33% Меньше 1 мм и более 500 микрон 33,33% 33,33% - Мастерок для смешивания, непористая пластина, вибратор, градуированный цилиндр, весы, цемент и вода.
Процедура:
- Очистите прибор сухой тканью и убедитесь, что комнатная температура для проведения этого испытания должна составлять 27 ± 2 ° C.
- Перемешайте цемент и песок шпателем в течение 1 мин. — пористая пластина. Убедитесь, что в цементе не должно быть комков.
- Теперь добавьте воды и перемешивайте в течение 3 минут, пока паста не станет однородной. Количество воды, смешанной с цементом, песчаной смесью должно составлять
(P / 4 + 3)% , где P — процент воды, необходимый для получения стандартной консистенции - Очистите форму сухим тканью и нанесите масло для форм для легкого удаления кубиков раствора после высыхания.
- Теперь вылейте раствор в стальную форму куба. Проденьте раствор штангой 20 раз за 8 сек, чтобы удалить захваченный воздух.
- Также можно использовать вибратор вместо стержня. Вибратор приводится в действие в течение 2 минут со скоростью 12000 ± 400 полуколебаний в минуту для удаления увлеченного воздуха из растворной смеси.
- После завершения вибрации немедленно снимите форму с вибрационной машины и поместите ее при комнатной температуре на 24 часа.
- Как только куб раствора затвердеет, через 24 часа демонтируйте стальную форму из кубика раствора.
- Держите испытуемые образцы под водой на установленное время. Этот процесс называется отверждение .
- Как уже упоминалось, образец необходимо держать в воде в течение 7, 14 или 28 дней и каждые 7 дней менять воду.
- Проверьте три куба: один на 7-й день, другой на 14-й и третий на 28-й день.
- Образцы для испытаний (кубики раствора) помещают в пространство между опорными поверхностями машины для определения прочности на сжатие.
- Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить наличия рыхлого материала или песка на металлических пластинах машины или блока образцов.
- Нагрузка должна прилагаться к образцу в осевом направлении без какого-либо удара и увеличиваться со скоростью 35 Н / мм 2 / мин . до разрушения образца.
- Из-за постоянного приложения нагрузки на грань куба куб из раствора начинает трескаться и разрушается в одной точке.
- Запишите показания машины для испытаний на сжатие, когда образец начинает разрушаться.
Формула для расчета прочности цемента на сжатие:
Формула для расчета прочности цемента на сжатие: Максимальная нагрузка, которую несет образец раствора (куб), что означает точку нагрузки на машине для испытаний на сжатие, при которой образец начинает разрушаться. разделены на площадь поверхности (контактную площадку).
Пример :
Предположим, что испытательный образец имеет возраст 28 дней, а максимальная сжимающая нагрузка, при которой образец начинает ломаться, составляет 165 кН
Как показано на рисунке выше, поверхность составляет 50 кв.
1 KN = 1000N = 165 x 1000 = 165000
По формуле
Прочность цемента на сжатие = 165000/5000 = 33N / мм 2
Следовательно, марка цемента 33 Grade
Наблюдения:
| S.№ | Возраст куба | Площадь поверхности куба (мм 2 ) | Макс.нагрузка (Н) | Прочность на сжатие Н / мм 2 | Средняя прочность на сжатие Н / мм 2 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 7 дней | |||||
| 2 | 14 дней | |||||
| 3 | 28 дней | |||||
Важные примечания: В соответствии с IS, не менее трех кубов проверяются в течение 7 дней, 14 дней, 28 дней и среднее значение трех кубов округляются до ближайшего 0.5Н / мм 2 . Не учитывайте образец, который отличается более чем на 10% от среднего значения прочности на сжатие.
Результаты:Средняя прочность на сжатие цементного куба через 7 дней _________ Н / мм 2
Средняя прочность на сжатие цементного куба через 14 дней ________ Н / мм 2
Средняя прочность на сжатие цементного куба через 28 дней ________ Н / мм 2
Также читайте:
Как узнать качество цемента на месте
Какая стандартная и нормальная консистенция цемента
Различные типы цемента
Для мгновенных обновлений Присоединяйтесь к нашей трансляции в WhatsApp.Сохраните наш контакт в Whatsapp + 919700078271 как Civilread и отправьте нам сообщение « ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ »
Никогда не пропустите обновление Нажмите « Разрешить US » и разрешите нам или Нажмите на красный колокольчик уведомлений внизу справа и разрешить уведомления.
Civil Read желает вам ВСЕГО НАИЛУЧШЕГО в вашем будущем.
Проверка качества и надежности цемента
Цемент играет жизненно важную роль в строительной отрасли.Однако, поскольку это промышленный материал, созданный в результате сложного процесса, в котором задействовано несколько ингредиентов, испытания необходимы для обеспечения соответствия техническим характеристикам и требованиям конкретного приложения. В следующей статье Альфонсо Ривера, технический отдел и менеджер по обслуживанию на местах ELE International, рассматривает наиболее важные тесты и предоставляет обновленную информацию о соответствующих стандартах. *
Прочность на сжатие
Прочность на сжатие — одно из важнейших свойств бетона и раствора.Таким образом, прочность связующего (цемента) существенно влияет на эксплуатационные характеристики смеси и обеспечивает общее качество готового продукта. Испытание на прочность на сжатие обычно проводят дроблением кубиков затвердевшего цементно-песчаного раствора в компрессорной машине. Прочность кубиков на сжатие определяется максимальным напряжением, приложенным к образцу куба, которое вызывает его разрушение. Испытательное оборудование, необходимое для этой цели, включает компрессорную машину, смеситель для раствора, подходящие формы, камеру влажности, сам цемент и испытательный песок.Применимые стандарты прочности на сжатие: EN 196-1, ISO 679, EN 459-2, EN 1015-11, EN 13454-2, ASTM C109 / C109M, ISO 7500-1 и ASTM E4.
Прочность на разрыв
Прочность цемента на растяжение относительно низкая по сравнению с его прочностью на сжатие. Бетонные конструкции уязвимы для растрескивания из-за множества эффектов, включая динамическую нагрузку и изменение температуры. Чтобы понять сцепление между частицами цемента, можно провести испытания на разрыв.Прочность на растяжение пропорциональна прочности на сжатие, а испытания просты и недороги, поэтому они относительно популярны.
Наиболее распространенное испытание цемента на разрыв проводится с применением одноосного растяжения. Это испытание проводится путем формования брикетов из цементно-песчаного раствора, которые помещаются в машину, которая может прикладывать растягивающую нагрузку. Прочность на растяжение рассчитывается путем измерения нагрузки, необходимой для разделения образца пополам по сечению трещины.
Если машина для одноосного растяжения недоступна, испытания на растяжение можно также проводить другими косвенными методами. Например, в испытании с разделенным цилиндром образец в форме цилиндра нагружается сбоку до тех пор, пока не произойдет разрушение. Альтернативным методом является испытание на изгиб, при котором балка из раствора нагружается между двумя опорами для приложения изгибающего напряжения; что заставляет волокна в нижней половине балки создавать напряжения растяжения до тех пор, пока не произойдет разрушение. Следует отметить, что эти испытания дают более высокое значение прочности на разрыв, чем метод одноосного растяжения.
Типичное лабораторное оборудование для испытания цемента на прочность на разрыв включает в себя испытательную машину на изгиб / растяжение 10 кН, формы для брикетов, смеситель для раствора, камеру влажности, сам цемент и песок для испытаний. Применимые стандарты включают ASTM C307 и EN 196-1.
Тонкость
Заключительный этап производства цемента включает измельчение до образования мелкого порошка, содержащего частицы существенно разного размера. Гранулометрический состав имеет большое влияние на скорость схватывания и набора прочности цемента, а также может влиять на другие факторы, такие как удобоукладываемость и усадка при высыхании.Чем меньше размер частицы, тем больше площадь поверхности порошка по отношению к объему, так как цемент вступает в реакцию с водой, мельчайшие частицы содержат наибольшее количество контактов и принимают активное участие в процессе схватывания и твердения.
Тонкость цемента проверяется путем измерения удельной площади поверхности цементного порошка по воздухопроницаемости. Измерение дисперсности гидравлического цемента проводится с помощью прибора для определения воздухопроницаемости Блейна для определения удельной поверхности, выраженной как общая площадь поверхности в квадратных сантиметрах на грамм (или квадратных метрах на килограмм).Испытание проводится на уплотненном образце цемента при комнатной температуре 18–22 ° C путем измерения времени, необходимого для прохождения фиксированного количества воздуха через образец цемента. Записанное время является показателем удельной площади поверхности. Метод представляет собой сравнительный тест между известным и неизвестным материалом, поэтому для калибровки используется эталонный образец с известной площадью поверхности. Измеряя время, необходимое для прохождения воздуха через эталонный материал, пользователь может установить корреляцию площади поверхности на основе времени, затраченного на испытательный цемент.Для этого испытания используется аппарат Блейна, который состоит из ячейки для испытания на проницаемость, перфорированного диска, плунжера, фильтровальной бумаги, U-образной трубки манометра, жидкости для манометра, эталонного цемента и таймера. Применимые стандарты: EN 196-6, ASTM C204 и AASHTO T153.
Последовательность, время схватывания и поток
Консистенция смеси играет важную роль в ее характеристиках при заливке через арматурные стержни внутри формы, а также во времени, необходимом для схватывания раствора или бетона.Тест на консистенцию проводится для оценки количества воды, необходимого для образования пасты нормальной консистенции, определяемой как процентное содержание воды в цементной пасте.
Когда в цемент добавляют воду, полученная паста начинает затвердевать и приобретает прочность на сжатие. Тест иглы Вика измеряет время, необходимое для затвердевания или «схватывания» водно-цементной смеси. Консистенция измеряется тестом Вика, который обеспечивает как начальное, так и окончательное время схватывания — измерения, которые можно рассматривать как два состояния жесткости цемента.Начало затвердевания или начальное схватывание отмечает момент времени, когда паста стала непригодной для использования, а время, необходимое для полного застывания, отмечает окончательное схватывание. Он должен быть достаточно коротким, чтобы строительные работы можно было возобновить в разумные сроки после укладки бетона.
Плунжер Vicat имеет указанный вес, размеры и высоту падения, а сопротивление проникновению поршня определяется вязкостью цементного теста в форме.Начальное время схватывания определяется как время, необходимое игле Вика для проникновения пасты в форму на глубину 5 мм. Время окончательного схватывания — это время, необходимое для того, чтобы цементное тесто затвердело настолько, чтобы игла Вика не могла проникнуть в цементное тесто в форме и не оставила следов на поверхности образца. Требуемое оборудование включает раму Вика, иглы и форму Вика (EN или ASTM), стеклянные градуировки и инструменты для смешивания. В качестве альтернативы ELE производит автоматический аппарат Вика.Применимые стандарты: EN 196-3, EN 480-2, EN 13454-2, ASTM C187, ASTM C191, AASHTO T129 и AASHTO T131.
Определение консистенции также может быть выполнено с использованием испытательного прибора с таблицей текучести. Хотя поток обычно не включается в спецификации гидравлического цемента, он обычно используется в стандартных испытаниях, которые требуют, чтобы раствор имел содержание воды, обеспечивающее заданный уровень потока. Цементная паста действует как разделитель для заполнителей в строительном растворе, а недостаток раствора приводит к ограниченной текучести смеси.Такие смеси склонны к расслоению и их трудно отделать.
Цементная паста или растворная смесь помещают в форму определенного объема и размеров, и форму помещают сверху и в центр устройства стола потока, где образец формируется и уплотняется. Затем форма удаляется, после чего остается сформированный образец раствора, который затем поднимается и опускается с высоты 12,5 мм 15 раз примерно за 15 секунд. После посадки измеряется диаметр распределения смеси.Расход смеси — это процентное увеличение диаметра распределенной смеси по сравнению с основным диаметром формованной смеси. Ключевыми элементами этого метода являются таблица расхода, пресс-форма и штангенциркуль. ELE также предлагает альтернативный моторизованный агрегат. Применимые стандарты: ASTM C230 / C230M.
Прочность и расширение цемента и летучей золы
Прочность означает способность затвердевшего цементного теста сохранять свой объем после схватывания без замедленного деструктивного расширения. Таким образом, надежность является чрезвычайно важным тестом.Прочная цементная паста не претерпит заметных изменений в объеме после затвердевания и, следовательно, не будет подвержена развитию трещин. Прочная цементная паста — это основа прочного раствора или бетонной смеси.
Летучая зола является побочным продуктом угольной энергетики. Во время горения минеральные примеси в пылевидном угле вытесняются из камеры сгорания в виде расплавленных частиц во взвешенном состоянии с дымовыми газами. По мере охлаждения эти частицы затвердевают в сферические стекловидные частицы.Летучая зола проявляет цементирующие свойства и используется в бетоне в качестве замены или частичной замены цемента. Неупорядоченность может возникнуть из-за наличия в цементе слишком большого количества свободной магнезии или сильно обожженной извести.
Прочность цемента можно определить различными методами. В методе водяной бани Ле-Шателье образец пасты из затвердевшего цемента / летучей золы помещают в форму и кипятят в течение фиксированного времени (примерно 3 часа), чтобы ускорить и обнаружить любую тенденцию к расширению.После завершения процесса кипячения расстояние между двумя контрольными индикаторными точками измеряется с точностью до 0,5 мм и сравнивается с исходной длиной, измеренной до испытания. Для этого теста требуется водяная баня Ле Шателье, пресс-форма Ле Шателье, штангенциркуль, мерный цилиндр, весы и компаратор длины. Применимые стандарты включают EN 196-3, EN 459-2 и EN-450.
В качестве альтернативы, прочность цемента может быть определена автоклавным методом. Этот тест охватывает автоклавное расширение портландцемента посредством теста на чистом образце цемента.Образцы формуются в форме, покрытой маслом, с привязкой контрольных точек на контрольной длине 250 мм. Образцы экструдируются из форм, измеряются через 24 часа и помещаются в автоклав при комнатной температуре. После герметизации автоклава образцы подвергаются воздействию насыщенного пара под высоким давлением в течение определенного периода времени. После завершения нагрева образец измеряется и сравнивается с исходными измерениями длины. Оборудование, необходимое для этого метода, включает автоклав, формы для испытательных стержней, смесительное оборудование, весы и компаратор длины.Применимые стандарты включают ASTM C151 и AASHTO T107.
Расширение цемента также можно определить методом компаратора длины. Компаратор длины — это устройство, используемое для измерения изменений длины цементного теста, раствора и бетона в соответствии со спецификациями ASTM и AASHTO. Устройство состоит из чувствительного циферблата или цифрового индикатора, установленного на прочной конструкции с двумя стойками. Подвижные и неподвижные наковальни имеют такую форму, чтобы в них вставлялись контрольные штифты, которые залиты в концы стержней испытательного образца.ELE поставляет различные устройства для этого метода, включая устройство сушки, усадки и перемещения влаги, а также компаратор длины ASTM. Применимые стандарты включают ASTM C151, C157, C227, C490, C531, AASHTO T-107 и T-160.
Сводка
В этой статье дается указание на основное оборудование, необходимое для каждого из наиболее важных испытаний свойств цемента. Жизненно важно следовать правильному методу и использовать соответствующее оборудование, прошедшее надлежащее обслуживание.Ошибки или сбои в строительном секторе могут быть чрезвычайно опасными и дорогостоящими. Затраты, связанные с тестированием, ничтожны по сравнению с общими затратами на проект, поэтому не может быть оправдания неадекватному или неправильному тестированию. По этой причине девиз ELE International вот уже более 50 лет звучит так: «Если что-то стоит строить; его стоит протестировать », и, как подчеркивается в этой статье, с правильным оборудованием и соответствующим образом обученным персоналом правильное тестирование выполнить просто.
* Указанные стандарты были проверены Шуангкаем Ву, инженером-проектировщиком ELE International, и были правильными на момент написания.
ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЦЕМЕНТА (IS: 4031-Часть 6-1988)
Прочность цемента на сжатие определяется испытанием прочности на сжатие на кубиках раствора, уплотненных с помощью стандартной вибрационной машины. Стандартный песок (IS: 650) используется для приготовления цементного раствора. Образец имеет форму куба 70,6 мм * 70,6 мм * 70,6 мм.
Измерительные приборы
| НАИМЕНОВАНИЕ | ОБЪЕМ / ДИАПАЗОН / РАЗМЕР | ТОЧНОСТЬ / НАИМЕНЕЕ КОЛИЧЕСТВО |
| Форма для куба | 70.6 * 70,6 * 70,6 мм 3 (IS: 10080) | – |
| Вибрационная машина | Должен соответствовать IS: 10080 | – |
| Весы | 1000 г | 1 г |
| Измерительный цилиндр | 200 мл | 1 мл |
Прочее оборудование
| Эмалированный поддон, Мастерок, Толкатель |
| Температура | 27 ± 2 0 С |
| Влажность | 65 ± 5% |
- Возьмите 200 г цемента и 600 г стандартного песка и тщательно перемешайте.
- Добавьте воды (где P -% воды, необходимой для приготовления пасты стандартной консистенции) к сухой смеси цемента и песка и тщательно перемешайте в течение минимум 3 и максимум 4 минут, чтобы получить смесь однородного цвета. Если даже через 4 минуты однородный цвет смеси не получен, отклоните смесь и смешайте свежие количества цемента, песка и воды, чтобы получить смесь однородного цвета.
- Поместите тщательно очищенную и смазанную (с внутренней стороны) форму на вибрирующую машину и удерживайте ее на месте зажимами, предусмотренными на машине для этой цели.
- Заполните форму всем количеством раствора, используя подходящий бункер, прикрепленный к верхней части формы для облегчения наполнения, и вибрируйте ее в течение 2 минут с указанной скоростью 12000 ± 400 в минуту для достижения полного уплотнения.
- Выньте форму из машины и держите ее в месте с температурой 27 ± 2 0 C и относительной влажностью 90% в течение 24 часов.
- По истечении 24 часов выньте кубик из формы и немедленно погрузите в свежую чистую воду.Куб можно вынимать из воды только на время тестирования.
- Приготовьте не менее 6 кубиков, как описано выше.
- Поместите испытательный куб на платформу машины для испытания на сжатие без упаковки между кубом и пластинами испытательной машины.
- Приложите нагрузку равномерно и равномерно, начиная с нуля, со скоростью 35 Н / мм 2 / мин.
Где,
P = максимальная нагрузка, приложенная к кубу.(N)
A = Площадь поперечного сечения (рассчитана на основе средних размеров) (мм 2 )
- Прочность на сжатие приведена с точностью до 0,5 Н / мм 2 .
- Образцы с явным дефектом или с прочностью, отличающейся более чем на 10% от среднего значения для всего испытуемого образца, не должны рассматриваться.
- Испытайте три кубика на прочность на сжатие для каждого периода отверждения.
- Форму перед использованием смазать маслом
- Взвешивание должно быть точным
- Необходимо точно контролировать температуру и влажность
- Постепенно увеличивайте нагрузку во время тестирования.
- Кубики должны быть испытаны сразу после извлечения из воды и не должны высыхать, пока они не выйдут из строя при испытании.
- Необходимо строго соблюдать время замера.
- Кубики следует проверять на боках, а не на лицевых сторонах.
| ТИП ЦЕМЕНТА | ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ (МПа) | |||
| 1 день | 3 дня | 7 дней | 28 дней | |
| OPC (33) | – | 16 | 22 | 33 |
| OPC (43) | – | 23 | 33 | 43 |
| OPC (53) | – | 27 | 27 | 53 |
| SRC | – | 10 | 16 | 33 |
| КПП | – | 16 | 22 | 33 |
| RHPC | 16 | 27 | – | – |
| PSC | 16 | 22 | 33 | |
| Высокоглинозем | 30 | 35 | – | – |
| Суперсульфатированный | – | 15 | 22 | 30 |
| Низкое нагревание | – | 10 | 16 | 35 |
| Кладка | – | – | 2.5 | 5,0 |
| IRS-T-40 | – | – | 37,5 | – |
- Испытания на прочность не проводятся на чистом цементном тесте из-за трудностей формования и испытаний, что приводит к большой вариативности результатов испытаний.
- Прочность на сжатие зависит от типа цемента, или, точнее, от состава смеси и крупности цемента.
- Следует предположить, что два типа цемента, отвечающие одним и тем же минимальным требованиям, будут давать одинаковую прочность раствора или бетона без изменения пропорций смеси.
Исследование прочности строительных растворов на сжатие в зависимости от состава материала, удобоукладываемости и геометрии образца
В настоящей работе статистический разброс прочности строительных растворов на сжатие как функция геометрических параметров образцов, а также влияние различия удобоукладываемости раствора от прочности на сжатие. Для этого были приготовлены образцы шести типов растворов: два обычных раствора в пропорциях 1: 1: 6 и 1: 2: 9 из цемента, гашеной извести и песка соответственно, два с глиной, заменяющей известь, и два. с мраморными отходами вместо извести.Результаты подтверждают разницу между результатами, полученными для двух геометрий из-за разницы в высоте формовочных слоев, и показывают, что удобоукладываемость раствора изменяет свойства сопротивления, особенно в цилиндрической форме, где формование образцов более сложный. Путем сравнения различий между результатами испытаний на разрушение и результатами, определенными с помощью моделирования методом конечных элементов (МКЭ) для обычных строительных растворов, стало ясно, что влияние избыточного материала в образце во время испытаний на сжатие не повлияло на изученные прочностные характеристики.Это облегчает выполнение анализа, поскольку образцы могут чрезмерно использоваться на стороне без необходимости их ректификации.
1. Введение
Строительная промышленность Бразилии занимает видное место в экономике страны. По данным Союза строительной индустрии, на его долю приходится 6% валового внутреннего продукта [1]. Вяжущие материалы, такие как бетон и строительный раствор, широко используются в гражданском строительстве, в основном из-за их прочности на сжатие [2].Фактически, бетон и строительный раствор представляют собой композиционные материалы, и в зависимости от доли включенной фазы они будут иметь определенные свойства для каждой смеси. Чтобы определить поведение этих материалов при сжатии, выполняется и сравнивается математическое моделирование и разрушающие испытания с соответствующими образцами.
Обычно испытания на сжатие проводятся с цилиндрическими образцами для бетона и призматическими образцами для раствора в соответствии с бразильскими стандартами [3]. Однако в некоторых международных стандартах для оценки прочности строительных растворов на сжатие используются образцы различной геометрии, в том числе цилиндрические [4, 5].Для строительных растворов другим важным параметром является удобоукладываемость, то есть мера, которая оценивает легкость формования материала [6]. Одна из целей данной работы — определить влияние удобоукладываемости растворов на их прочность на сжатие.
Математическое моделирование также широко применяется в гражданском строительстве для интерпретации механического поведения строительных материалов. Среди методов моделирования стоит выделить хорошо известный метод конечных элементов (МКЭ). Этот метод состоит из численных приближенных решений дифференциальных уравнений, которые очень полезны для проектирования конструкций [7, 8].Большим преимуществом FEM является использование локальных приближений в подобластях, созданных из исходной области, вместо использования математических решений в глобальном масштабе. Для получения более точного результата можно увеличить количество поддоменов. Важным моментом в применении МКЭ является возможность оценки механического поведения периферической области (внешних мод) вокруг исследуемой области. Ниже представлено краткое объяснение этой процедуры.
На рисунке 1 [9] показаны два соседних элемента, обозначенные как Ω (1) и Ω (2).Также на рисунке 1 X (1) и X (2) представляют два внешних узла для каждого элемента. Ограничения включены в задачу, представленную Г σ , Г u и Г c , которые соответствуют условиям нагружения смещения (опоры) и граничным условиям (в контакте между двумя элементами) соответственно [9]. Эти условия включаются в исходную область и передаются определенным конечным элементам. После определения сетки конечных элементов и типа элемента, который будет использоваться в моделировании (линейный, треугольный и квадратичный), характеристические матрицы, соответствующие каждому элементу, могут быть разработаны и затем сгруппированы, составляя глобальную систему уравнений [9 ].
Решение этой системы дает значения неизвестных в узловых точках. Что касается узлов, граничащих с разными элементами, значения переменных задачи должны быть одинаковыми, независимо от рассматриваемых граничных условий. Таким образом, также возможно получить значения неизвестных в других точках элемента, используя вычисленные значения узловых точек, которые функционируют как функции интерполяции [10].
Таким образом, путем наложения граничных условий, которые представляют приложенные нагрузки к исходной области и предварительно определенные параметры, можно получить характеристики деформации и прочности во всей области задачи, определенной в начале моделирования [ 10].
В нескольких работах изучалась корреляция экспериментальных параметров, полученных с помощью экспериментальных данных, с параметрами, полученными с помощью математического моделирования [11–14].
Таким образом, основной целью данной работы было сравнение результатов численного моделирования строительного раствора с использованием МКЭ на основе внешнего узла и экспериментальных данных, полученных при сравнительных испытаниях образцов минометов с различной геометрией (цилиндрической и призматической) и различной обрабатываемостью.
2. Материалы и методы
Чтобы оценить влияние удобоукладываемости и геометрии образца на прочность раствора на сжатие, было выбрано шесть различных смесей.Два обычных раствора, содержащих портландцемент, гашеную известь и природный песок в пропорциях 1: 1: 6 (REF116) и 1: 2: 9 (REF129), два раствора с глиной, заменяющей гашеную известь (CLA116 и CLA129), и два, содержащие мрамор отходы, заменяющие гашеную известь (MAR116 и MAR129). Количество использованной воды было определено с использованием предела консистенции 260 ± 5 мм, который связан с удобоукладываемостью раствора, как рекомендовано бразильским стандартом ABNT NBR 13276 [15]. Тест на консистенцию был проведен на строительных растворах REF116 и REF129, чтобы определить количество воды, необходимое для поддержания индекса удобоукладываемости на уровне 260 ± 5 мм.После этого такое же количество воды было использовано для проведения испытаний строительных растворов CLA116, CLA129, MAR116 и MAR129.
Призматические и цилиндрические образцы были изготовлены путем добавления в каждую растворную смесь воды в соответствующие металлические формы. После сушки образцы вынимали из формы и оставляли на 28 дней.
Для каждой исследуемой растворной смеси были приготовлены 6 образцов размерами 40 × 40 × 160 мм для призматической геометрии и 100 (длина) × 50 (диаметр) мм для цилиндрической геометрии.Образцы подверглись испытаниям на сжатие согласно бразильскому стандарту ABNT NBR 13279 [3]. Примечательно, что поверхности цилиндрических образцов были упорядочены путем укупорки, а во время испытания использовался неопрен, чтобы смягчить возможные дефекты в образцах.
На рис. 2 показаны испытания на сжатие образцов различной геометрии. Испытания проводились на машине EMIC с датчиком нагрузки 30 кН, при комнатной температуре (~ 25 ° C) и скорости нагружения 500 ± 10 Н / с в соответствии с бразильским ABNT NBR 5739 [16].Была проведена регуляризация поверхности образцов, контактирующих с прессом, что позволило провести испытание на механическую прочность.
Эффект избытка материала, который в конечном итоге остается на сторонах призматического образца (рис. 2 (а)) во время испытания на сжатие, был оценен с использованием двух моделей МКЭ, 1 и 2, с разными граничными условиями, как схематично показано на рис. 3. Первый (рис. 3 (а)) ограничивает раствор в основании испытания, прикладывая нагрузки к верхней части материала.Вторая модель (рис. 3 (b)) включает боковые ограничения, имитирующие то, что избыток раствора на стороне материала создает ограничение движения в этих направлениях. Анализ влияния избыточного материала на образцы важен, поскольку бразильский стандарт рекомендует исправлять образцы перед проведением испытания. Ожидается, что предлагаемое моделирование докажет, что шлифование не требуется, поскольку избыток материала не влияет на образцы.
Для моделирования использовалась программа ABAQUS / CAE с учетом материала кубической геометрии 40 × 40 × 40 мм, образовавшегося после изгибного разрушения призматических образцов 40 × 40 × 160 мм.Домен был разделен на 1000 элементов. Упругие параметры растворов устанавливались на основании специальной литературы. Было выбрано значение 0,2 в качестве коэффициента Пуассона, а также значения 1,80 ГПа и 4,00 ГПа для модуля упругости строительных смесей REF116 и REF12 соответственно [17–19].
3. Результаты и обсуждение
3.1. Анализ состава материала
Результаты, полученные для испытаний прочности на сжатие в цилиндрических и призматических образцах, а также результаты удобоукладываемости при испытаниях на консистентность, также известных как таблица расхода, представлены на рисунке 4.
В то время как растворы, содержащие глину (CLA), ухудшают удобоукладываемость, растворы, содержащие мраморные отходы (MAR), улучшают это свойство по сравнению с эталонными растворами (REF). Глина представляет собой относительно более толстые частицы, а мраморные отходы — более тонкие частицы, как показано на Рисунке 5. Эта разница в размере частиц может оправдать разницу в удобоукладываемости. Кроме того, эталонные растворы 1: 1: 6 (REF116) показывают более низкую удобоукладываемость, чем растворы 1: 2: 9 (REF129), из-за сравнительно большего количества цемента и небольшого количества гашеной извести.Такое поведение обычно наблюдается в строительных растворах, и о нем сообщалось [20–24].
Таким образом, установлено, что состав растворов напрямую влияет на параметры удобоукладываемости материала, при этом растворы с более мелкими частицами (например, мраморными остатками) показывают повышение удобоукладываемости. Использование более крупных частиц в материале увеличивает трение между частицами, составляющими материал, которые в свежем состоянии все еще не ведут себя однородно. Это ухудшает удобоукладываемость согласно результатам, полученным для глинистых растворов.
3.2. Анализ геометрии образца
При сравнении результатов, показанных на рисунке 4, для цилиндрических образцов нет статистически значимой разницы между строительными растворами 1: 1: 6 и 1: 2: 9. Для раствора с мраморными отходами (MAR) разница в прочности на сжатие относительно ниже, чем для строительных растворов 1: 2: 9 (CLA129), содержащих известь и глину. Он также ниже, чем 1: 1: 6 (CLA116) для той же смеси. Такое поведение может быть оправдано приготовлением образцов, которые происходят в два слоя, получая 30 ударов по столу на каждом слое.
Высота призматических образцов составляет 40 см, а для цилиндрических образцов — 100 см, что означает, что каждый слой имеет 20 и 50 см для призматических и цилиндрических образцов, соответственно. Разница между высотой призматического и цилиндрического слоев на образцах слишком мала, чтобы повлиять на плотность материала для нанесения в 2 слоя, учитывая высокую удобоукладываемость растворов на основе мрамора. Однако более низкой обрабатываемости достаточно, чтобы воздействовать на другие образцы с такой же разницей в высоте.Более того, такое поведение может оправдать более низкие результаты цилиндрических образцов по сравнению с призматическими [25, 26].
3.3. Анализ избыточного материала в образце
На рисунке 6 показаны результаты МКЭ, представленные моделями 1 и 2 для раствора REF116, а на рисунке 7 представлены результаты для раствора REF129.
Сравнивая критическую область модели 1 на рисунках 6 и 7 с формой разрыва, полученной при испытаниях на сжатие призматических образцов, было обнаружено, что существует эквивалентность поведения.В принципе, это свидетельствует о том, что модель 1 лучше всего подходит для изучения предлагаемых минометов. Кроме того, значения прочности на сжатие, полученные экспериментально для REF116 и REF129, составили, соответственно, 3,81 МПа и 3,32 МПа. При использовании модели 1 полученные значения сопротивления составили 4,0 МПа и 3,5 МПа. Это приводит к относительной погрешности 4,92% и 4,57% соответственно, что можно считать очень малым. Однако при использовании модели 2 значения сопротивления увеличиваются до 5,8 МПа и 4,7 МПа для минометов REF116 и REF129, соответственно, что приводит к относительно большим ошибкам — 34.49% и 29,87% [27].
Таким образом, модель 1 представляет лучшую математическую корректировку полученных экспериментальных данных. Это подтверждает ранее высказанную гипотезу о том, что избыток раствора по бокам образцов не оказывает какого-либо ограничивающего воздействия на установку оборудования для поддержания размеров 40 × 40 мм.
Таким образом, рекомендации, содержащиеся в стандарте NBR 13279, не являются обязательными, поскольку ректификация образцов перед испытанием на сжатие строительного раствора не меняет результатов, полученных в испытании, если используются избыточные образцы.Это связано с тем, что количество материала, присутствующего на стороне образцов, недостаточно, чтобы вызвать какой-либо эффект обжатия, поскольку он не предотвращает боковые смещения раствора. Эта информация была подтверждена моделью 1 с более согласованными значениями, чем те, которые были получены в модели 2.
4. Выводы
Результаты экспериментов и моделирования подтверждают, что геометрия образца влияет на свойства прочности на сжатие, поскольку результаты, полученные для призматического элемента, были очень отличается от таковых для цилиндрических образцов.
Удобоукладываемость строительных смесей напрямую влияет на стойкость образцов с большими размерами, хотя она не оказывает значительного влияния на стойкость строительных смесей с малой высотой. Кроме того, чем выше удобоукладываемость раствора, тем меньше его влияние на прочность на сжатие.
Результаты прочности на сжатие, полученные для эталонных растворов REF116 и REF129, экспериментально и путем численного моделирования, показали очень близкие значения при использовании модели 1, которая не ограничивает строительные растворы в поперечном направлении из-за избытка материала во время испытания.Эта модель представляет относительные ошибки 4,92% и 4,57% для REF116 и REF129, соответственно, и указывает форму разрыва, который происходит во время испытания на прочность на сжатие.
Доступность данных
Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить CNPq и CAPES за финансовую поддержку, полученную для этого исследования.
ИНТЕРНЕТ-ГРАЖДАНСКАЯ ТЕХНИКА: ПРОЧНОСТЬ ЦЕМЕНТА НА СЖАТИЕ
Прочность цемента при сжатии — это способность воспринимать сжимающие нагрузки цемента.
Определяется испытанием прочности на сжатие кубиков раствора, уплотненных с помощью стандартной вибрационной машины. Стандартный песок (IS: 650) используется для приготовления цементного раствора. Образец имеет форму куба 70,6 мм * 70,6 мм * 70,6 мм.
APPRATUS : —
1. Кубическая форма размером 70.6 мм X 70,6 мм X 70,6 мм (Согласно IS: 10080)
2. Вибрационная машина (Согласно IS: 10080)
3. Машина для испытаний на сжатие
4. Измерительный цилиндр
5. Весы
ПРОЦЕДУРА: —
1. Условия окружающей среды для испытаний цемента должны быть при температуре 27 ± 2⁰C.
2. Возьмите 200 г цемента и 600 г стандартного песка и тщательно перемешайте.
3. Добавьте (P / 4 + 3) X8 [P -% воды, необходимой для приготовления пасты стандартной консистенции] к сухой смеси цемента и песка и в течение 3-4 минут тщательно перемешайте их, чтобы они образуют смесь однородного цвета.Если через 4 минуты смесь не станет однородной, откажитесь от нее и повторите процедуру еще раз.
4. Тщательно очистите кубические формы от цемента и поместите их в вибромашину. Его следует правильно удерживать с помощью зажимов, имеющихся на машине.
5. Заполните форму всем количеством раствора, используя подходящий бункер, прикрепленный к верхней части формы для облегчения наполнения, и потрясите ее в течение 2 минут с указанной скоростью 12000 ± 400 в минуту для достижения полного уплотнения.
6. Снимите форму с машины и держите ее в месте с температурой 27 ± 2 0 C и относительной влажностью 90% в течение 24 часов.
7. Через 24 часа выньте кубик из формы и немедленно погрузите в свежую чистую воду в резервуар для отверждения кубов с регулируемой температурой, где его темп. хранится в 27 ± 2 0 C. Их следует погружать в сточные воды до проведения испытаний.
8. Приготовьте не менее 9 кубиков, как описано выше.
9. Поместите испытательный куб на платформу машины для испытания на сжатие так, чтобы центральная линия куба и центральная линия платформы совпадали.Между кубиками и загрузочными плитами нельзя использовать упаковочные материалы.
10. При скорости 35 Н / мм 2 / мин прилагайте нагрузку равномерно и равномерно.
11. 3 кубика необходимо протестировать по завершении 3,7 и 28 дней тестирования и сообщить о них, как показано ниже.
РАСЧЕТЫ: —
Прочность на сжатие = P / A
[P = максимальная нагрузка, приложенная к кубу. (N)
A = Площадь поперечного сечения (рассчитанная из средних размеров) (мм 2 )]
- Прочность на сжатие указывается с точностью до 0.5 Н / мм 2
- Образцы, которые являются явно дефектными или имеют прочность, отличающуюся более чем на 10% от среднего значения для всех образцов для испытаний, не должны рассматриваться.
- Испытайте три кубика на прочность на сжатие для каждого периода отверждения.
ОТЧЕТ О РЕЗУЛЬТАТАХ: —
Результаты испытаний цементного куба представлены следующим образом:
Что такое прочность на сжатие? — Matmatch
Прочность на сжатие относится к способности определенного материала или элемента конструкции выдерживать нагрузки , которые уменьшают размер этого материала или элемента конструкции при применении.Сила прикладывается к верхней и нижней части испытуемого образца до тех пор, пока образец не расколется или не будет деформирован .
Материалы, такие как бетон и горная порода , часто оцениваются с помощью испытания на прочность на сжатие, и в этих случаях происходит разрушение.
Материалы, такие как , сталь , также могут быть испытаны на прочность на сжатие, а в случае пластичных материалов, как правило, имеет место деформация. Первоначально пластичный материал будет воспринимать приложенную нагрузку, регулируя его внутреннюю структуру — процесс, называемый пластическим течением.
Когда деформация концентрируется в одной области, пластический поток прекращается, и материал разрушается. Для пластичных металлов предел прочности обычно является предпочтительным показателем для измерения и сравнения. Это связано с тем, что растягивающее напряжение измеряет силы, необходимые для разрыва материала, что лучше подходит для явления пластического течения.
Как измеряется прочность на сжатие?
Прочность на сжатие бетона часто проверяется, чтобы оценить, соответствует ли фактическая бетонная смесь требованиям проектной спецификации.Испытание обычно проводится в лабораториях дозирования .
Для проведения испытания на прочность на сжатие небольшой образец бетонной смеси сначала отливают в форме куба или цилиндра и выдерживают в течение 28 дней. Для образцов бетона, содержащих дополнительный материал, рекомендуется более длительное время отверждения — 56 дней. Если инженер-проектировщик хочет протестировать существующую конструкцию, затем пробуренные образцы керна берутся из этой конструкции.
Затем образец помещают между двумя плитами машины для испытания бетона , и к противоположным сторонам образца прикладывают нагрузку до тех пор, пока он не сломается.Скорость нагружения важна, поскольку слишком низкая скорость нагружения может вызвать ползучесть.
Такие факторы, как пропорции смеси , водоцементное соотношение и условия выдержки , влияют на прочность бетона на сжатие.
Формула, используемая для расчета прочности на сжатие:
F = P / A
Где:
F = Прочность на сжатие (МПа)
P = максимальная нагрузка (разрушающая нагрузка), приложенная к образцу (Н)
A = Площадь поперечного сечения образца, выдерживающего нагрузку (мм2)
Стандартные приложения обычно требуют, чтобы бетон соответствовал требованиям прочности на сжатие от 10 МПа до 60 МПа, тогда как для определенных приложений требуется более высокая прочность, и бетонные смеси могут быть спроектированы, отвечающие требованиям прочности 500 МПа.Бетон, отвечающий этому требованию прочности, обозначается как сверхвысокопрочный бетон .
Прочность на сжатие стали и других пластичных материалов можно определить с помощью универсальной испытательной машины . Тестируемый пластичный материал помещают между двумя пластинами уровня, и сжатие происходит до тех пор, пока не будет достигнута определенная нагрузка или пока материал не сломается.
Ключевые измерения , которые будут оцениваться в этом случае, — это максимальное усилие, достигаемое до разрушения, или нагрузка при смещении.Нагрузки прикладываются механически или гидравлически.
Какие материалы имеют самую высокую / самую низкую прочность на сжатие?
В группе хрупких материалов такие материалы, как горная порода, обычно имеют более высокую прочность на сжатие, равную 140 МПа. Более мягкие вариации, такие как песчаник, обычно имеют более низкую прочность на сжатие, около 60 МПа.
Прочность на сжатие пластичных материалов, таких как низкоуглеродистая сталь, используемых для большинства конструкционных целей, составляет около 250 МПа.
Для каких приложений требуется высокая / низкая прочность на сжатие?
Что касается бетона, сверхвысокопрочный бетон может использоваться для строительства конструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки и напряжения, такие как автомобильные мосты, тогда как для стандартных бытовых мощений бетон может иметь более низкую прочность на сжатие. 30 МПа.
Как проводить испытания на сжатие цементного раствора ASTM C109
ASTM C109 | Бетон | Испытание на сжатие
Гидравлические цементные растворы обычно образуются из смеси цемента, песка и воды, но могут включать в себя множество других материалов. Прочность окончательного раствора сильно зависит от типа материалов и соотношения компонентов, и требуется тестирование, чтобы определить правильные пропорции для каждого применения. ASTM C109 описывает методику испытаний строительных растворов на сжатие с использованием кубиков материала со стороной 2 дюйма.
Для испытания используется механическая испытательная машина, оснащенная соответствующими сжимающими плитами. Одна из плит должна быть посажена сферически, чтобы можно было легко регулировать наклон, если грани образца не идеально параллельны. Испытательная машина работает на сжатие при низких испытательных скоростях в диапазоне значений нагрузки, указанном в спецификации. После достижения соответствующей скорости нагрузки постоянная скорость движения поддерживается за счет разрыва образца. Требуется точный контроль скорости, чтобы поддерживать скорость движения после того, как образец начинает уступать и в конечном итоге ломается.Гидравлические тестеры сжатия предпочтительнее для этих испытаний из-за их высокой допустимой силы. Результаты теста могут быть записаны вручную или в электронном виде, в зависимости от системы, используемой для теста.
Здесь приводится краткое изложение ASTM C109.