книги из ГПНТБ / Тимашев В.В. Технический анализ и контроль производства вяжущих материалов и асбестоцемента учеб. пособие

Чтобы изготовить образцы-призмы, применяют разъ­ емные формы из стали или чугуна (рис. 22, а). Внутрен­ ние размеры одной ячейки форм: высота 4 см, длина 16 см. Каждая форма имеет три ячейки. Все прилегаю­ щие друг к другу, а также к цементному раствору по­ верхности металлических деталей формы должны быть отшлифованы. При закреплении форм винтом все их де­ тали должны быть плотно прижаты к поддону. Формыпризмы полностью заполняют цементным раствором с помощью специальных насадок (рис 22,6), которые ус­ танавливают на верхние грани пластин и центрируют с помощью отверстий (на форме должны быть соответст­ венно четыре штифта). В насадках помещается избыточ­ ное количество цементного раствора. И формы, и насад­ ки перед их применением слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок и места их соединения с поддоном нужно промазывать тонким слоем солидола, следя при этом за тем, чтобы смазка не попала на внут­ ренние стенки форм.

Прочность призм па изгиб испытывают на приборах, изображенных на рис. 23.

Рычажный прибор (рис. 23, а) состоит из чугунных ос­ нования и станины /, а также системы рычагов, позво­ ляющих приложить к испытуемому образцу требуемую нагрузку. На рычаге 2 с левой стороны находится пере­ движной противовес 3, а с правой — ведерко 4, которое во время опыта наполняется дробью из специального со­ суда. Вес ведерка не должен превышать 600 г. Рычаг 2 должен быть уравновешен. Рычаг 6 подвешен одним кон­ цом к вилке 7, а другим — к серьге <?. К рычагу 6 в свою очередь прикреплен передающий нагрузку валик захва­ та 9. Винт 10 служит для натяжения всей подвижной системы и закрепления ее в уравновешенном состоянии. Соотношение плеч у верхнего рычага 1:10, а у нижнего — 1:5. Следовательно, общее соотношение плеч в прибо­ ре 1 : 50, что позволяет испытывать весьма прочные об­ разцы. Опорные 14 и передающий нагрузку валики 15 (рис. 23,6) должны иметь диаметр 10 мм, расстояние между опорными роликами должно быть 100лиг, а пере­ дающий нагрузку валик должен находиться строго по­ средине между опорными. Нагрузка на образец 11 (рис. 23, а) создается дробью, которая подается в ведерко 4 из сосуда 5, имеющего желоб с задвижкой 12, и приспособ­ лением 13, автоматически закрывающим задвижку при

ПО

Рис. 24. Гидравлический пресс для испытания вяжущих вещесть

7, 8— манометры для измерения давле­

4 ^ -

цов. Принцип ее работы тот же, что и рычажного прибо­ ра, но конструктивно она оформлена иначе. Нагрузка на образец, установленный в захвате 2, создается гирей, которая перемещается по направляющим полозьям ко­ ромысла с помощью электродвигателя и ходового винта. Передача нагрузки на образец 3 осуществляется через серьгу и грузовой рычаг 4. Величина нагрузки на обра­ зец непрерывно фиксируется счетчиком, который непо­ средственно соединен с ходовым винтом, передвигаю­ щим гирю. В момент разрушения образца коромысло падает и ударяет по шайбе гидравлического пружинного амортизатора, что приводит к остановке электродвига­ теля, винта и счетчика. Счетчик в этот момент фиксирует предельную разрушающую нагрузку в кгс/см2 с точно­ стью до 0,1 кгс/см2. Управление машиной осуществляется с помощью специальных тумблеров, установленных на передней панели прибора.

предел прочности образца выше предельной нагрузки прибора, то последний автоматически отключается.

Прочность образцов из вяжущих веществ на сжатие определяют на гидравлических прессах различной кон­ струкции. Основными частями всех гидравлических прес­ сов являются масляный насос, цилиндр, поршень, силоизмерительные механизмы и матрица. Насосы бывают винтовые или плунжерные, а силоизмерительные меха­ низмы— манометрические, маятниковые или пружинные.

Схема гидравлического 15-тонного пресса Армавирс­ кого завода и принцип его работы показаны на рис. 24, а

иб. Нагрузка на испытуемый образец создается давле­ нием масла, которое нагнетается насосом под поршень цилиндра. Образец зажат между стальными пластинами,

икогда величина давления масла превысит прочность образца, он разрушается. О величине его прочности на сжатие судят по показаниям манометров, которые непо­ средственно измеряют давление масла в цилиндре.

Для этого определения применяют встряхивающий сто­ лик и форму-коиус (см. рис. 20).

Отвешивают 500 г исследуемого цемента и 1500 г стандартного Вольского песка. Помещают отвешенные материалы в сферическую металлическую чашку и с по­

мешалки. Распределяют раствор равномерно по чаше и включают мешалку, которая должна сделать 20 оборо­ тов за 2,5 мин.

Слегка увлажненную водой форму-конус ставят на также увлажненное стекло встряхивающего столика строго посредине диска. Надевают на форму насадку и заполняют кольцо цементным раствором в два приема слоями равной толщины. Первый (нижний) слой уплот­ няют 15 нажимами штыковки (см. рис. 21), а второй (верхний) слой—10 нажимами. Во время укладки и уп­ лотнения цементного раствора форму-конус нужно плот­ но прижимать рукой к стеклу во избежание выжимания массы. После уплотнения верхнего слоя раствора его из­ лишек срезают смоченным в воде ножом вровень с края­ ми формы. Затем медленно поднимают вертикально вверх форму, оставляя на стекле образец из раствора в виде конуса. Диск столика с раствором 30 раз встряхи­ вают, в результате чего цементный конус деформируется и оседает, растекаясь по поверхности столика. Величину растекания определяют по наиболее широкому основа­ нию конуса, измеряя соответствующий диаметр штанген­ циркулем или мерной линейкой в двух взаимно перпен­ дикулярных направлениях. За нормальную консистенцию цементного раствора принимают такую, при которой мак­ симальный диаметр расплывшегося цементного конуса будет находиться в пределах 105—ПО мм. Если величи­ на растекания конуса меньше 105 мм, то опыт повторяют, увеличивая количество воды, а если величина растекания больше ПО мм, то, наоборот, при повторном опыте со­ держание воды в смеси увеличивают. Нормальную гус­ тоту цементного раствора выражают величиной В/Ц, которую определяют с точностью до 0,01.

Для большинства рядовых портландцементов консис­ тенция цементного раств'ора, соответствующая его нор-

114

мальной густоте, достигается при В/Ц = 0,40. Однако для некоторых цементов значение В/Ц может несколько изменяться. Найденное водоцементное отношение запи­

го отвешивают 500 г цемента и 1500 г песка, которые по­ мещают в сферическую металлическую чашу и переме­ шивают лопаткой вручную в течение 1 мин. Затем отме­ ряют мерным цилиндром такое количество воды, которое соответствует нормальной густоте раствора, и вливают воду в углубление сухой смеси в чаше. После того как вода впитается, массу перемешивают лопаткой вручную еще 1 мин. Увлажненный цементный раствор выкладыва­ ют из чаши в механическую мешалку (см. рис. 18) и включают ее на 20 оборотов в 1 мин. Перемешанный рас­ твор извлекают из мешалки и помещают вновь в чашу.

Приготовленную для опытов трехгнездную форму за­ крепляют с помощью специальных приспособлений на виброплощадке (см. рис. 19), наполняют каждое гнездо примерно на 1 см цементным раствором и включают виб­ ратор. Вибрирование производится в течение 3 мин при следующих параметрах: частота—3000 колебаний в 1 мин, амплитуда —0,35 мм. В первые 2 мин вибрирова­ ния все три гнезда формы небольшими порциями полно­ стью заполняют раствором и спустя 1 мин после этого виброплощадку выключают. Форму снимают с вибро­ площадки, срезают смоченным водой ножом излишек раствора, тщательно зачищая поверхность образца вро­ вень с краями формы, и маркируют образцы. Таким об­ разом готовят три формы (9 образцов).

Формы, заполненные цементным раствором, помеща­

тально (на грань призмы), так чтобы они не соприкаса­ лись. Объем воды в ванне должен быть примерно в четыре раза больше объема испытуемых образцов. Посколь­ ку вода постепенно насыщается продуктами растворения цемента, что изменяет условия твердения образцов во времени, то необходимо менять ее в ванне каждые 14 су­ ток. По истечении контрольного срока хранения образ­ цы извлекают из воды и перед испытанием на прочность насухо вытирают сухой тканью. Извлеченные из воды образцы могут находиться на воздухе до испытания не более чем 10 мин.

Образцы, которые по истечении 24 ч твердения в воз­ душно-влажных условиях не достигли такой прочности, которая позволила бы извлечь их, не разрушив, из форм, можно выдержать в ванне с гидравлическим затвором еще 24 ч, но это необходимо обязательно отметить в ра­ бочем журнале.

Проверяют правильность установки рычажного при­ бора для испытания образцов-призм на изгиб на фунда­

чтобы лицевая сторона его была повернута на 90° по от­ ношению к опорам (то есть расположилась вертикально) и чтобы концы призмы выступали из захвата на одинако­ вое расстояние. Затем при помощи установочного винта прибора смещают его верхний рычаг из положения рав­ новесия вверх для того, чтобы в момент излома образца этот рычаг находился вблизи положения равновесия. От­ крывая задвижку сосуда с дробью, начинают наполнять его ведерко. Когда вес ведерка с дробью будет равен ве­ личине разрушающего груза, образец ломается, ведерко падает на штифт, закрывающий задвижку, и поступле­ ние дроби прекращается. Ведерко с дробью взвешивают на технических весах с точностью до 10 г. В том случае, если опыты проводят на приборе с уравновешенным ве­ дерком, то из общего веса ведерка с дробью нужно вы­ честь вес пустого ведерка.

Предел прочности испытанного образца при изгибе вычисляют по формуле (71)

116

Результаты испытания записывают в журнал по сле­ дующей форме:

Средний предел прочности при изгибе определяют как среднее арифметическое из двух наибольших резуль­ татов.

При работе на испытательной машине МИИ-100 (см.

примерно против правой цифры 4 на шкале машины. Ма­ шину включает тумблер. После разрушения образца по­

в) О п р е д е л е н и е п р е д е л а п р о ч н о с т и п р и с ж а т и и . Для этого используют шесть половинок призм, остающихся после испытания на изгиб трех стандартных призм. Половинки образцов помещают между двумя специальными стальными профильными пластинками, через которые и передается на образец разрушающая

при допуске ±0,2 мм. Рабочая площадь пластин равна

117

25 см2. Образцы должны быть уложены так, чтобы к пла­ стинкам прилегали их боковые, а не лицевая и нижние

Рис. 25. Схема испытания половинок призм на сжатие

разрушающего груза на рабочую площадь пластинки по формуле (73)

Среднюю величину предела прочности при сжатии рассчитывают как среднее арифметическое четырех на­ ибольших значений из шести испытанных образцов.

Определение предела прочности при сжатии и растяжении образцов из раствора жесткой консистенции

Ряд вяжущих веществ испытывают в соответствии с требованиями соответствующих стандартов в образцах из раствора жесткой консистенции. В этом случае для

118

определения прочности на сжатие изготавливают образ­ цы-кубы размером 70X70X70 см, а для определения прочности на растяжение — восьмерки.

Оборудование и материалы. 1 — цемент; 2 — стандартный Воль­ ский песок; 3— механическая мешалка; 4— комплект форм для из­

Рис. 26. Формы для изготовления кубов и восьмерок

Для изготовления кубов и восьмерок применяют ме­ таллические разъемные формы (рис. 26), комплектую­ щими деталями к которым являются насадки, сердечни­ ки и поддоны (рис. 27). Формы устанавливают на поддо­ ны, на них сверху надевают насадки и вставляют сердеч­ ники.

Внутренний размер стороны в форме-кубе 70,7 мм, основные размеры формы восьмерки следующие: толщи­ на 22,2 мм, длина 83 мм, ширина сферических частей

119