Контроль качества цемента

 

ВВЕДЕНИЕ

Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, жароизоляции и т.п. Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.

Промышленность строительных материалов выпускает цементы с разнообразными свойствами, позволяющими изготовлять бетоны в соответствии с потребностями строительной техники. Цемент используется практически во всех отраслях народного хозяйства, но основным его потребителем выступает строительный комплекс жилья, производственных сооружений, дорог, аэродромов.

Актуальность проблемы состоит в том, что сейчас в Казахстане наблюдаются особенно бурные темпы роста строительства, следовательно, возрастает и потребление цемента, что делает его одним из важных факторов, определяющих экономический потенциал страны в целом. Для удовлетворения потребности рынка в цементе необходимо строительство новых предприятий при наличии сырья, а так же модернизация действующих предприятий путем внедрения новых технологий для увеличения объемов и повышения качества выпускаемой продукции. В условиях современного развития нашей страны и высоких требований к качеству выпускаемой продукции введение передовых технологий представляется весьма актуальным.

При решений поставленной задачи в рамках курсового проекта студент получает знание:

Знание характеризующее данный строительный материал по условиям физико-механических характеристик; знакомятся с сырьем представляющим собой клинкер из известняка с глиной; изучает технологию помола клинкера направление по увеличению производства помола и на основе полученных знании решает следующие задачи:

- на основе теоретических материалов  изучить технологию помола клинкера и общие сведения о портландцементе;

изучить возможности интенсификатора помола в части повышения эффективности процесса помола клинкера;

произвести необходимые экономические расчеты, внести рекомендации.

на основе государственных стандартов и норм, специальной литературы подготовить раздел «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности», «Охрана окружающей среды»;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОНКОСТИ  ПОМОЛА ЦЕМЕНТА

1.1 По остатку на сите

1.1 Аппаратура

1.1.1 Сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613. Сетка должна быть хорошо натянута и плотно зажата в цилиндрической обойме. Сетку сита периодически осматривают в лупу. При обнаружении каких-либо дефектов в сетке (дырки, отход ткани от обоймы и т. д.) ее немедленно заменяют новой.

1.1.2 Прибор для механического  или пневматического просеивания цемента. Указанные приборы должны отвечать требованиям соответствующих технических условий.

1.2. Проведение испытаний

1.2.1 Пробу цемента, подготовленную по ГОСТ 310.1, высушивают

в сушильном шкафу при температуре 105-110°С в течение 2,ч.и охлаждают в эксикаторе.

1.2.2 При использовании прибора для механического просеивания отвешивают 50 г цемента с точностью до 0,05 г и высыпают его на сито. Закрыв сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания. Через 5-7 мин от начала просеивания останавливают прибор, осторожно снимают донышко и высыпают из него прошедший через сито цемент, прочищают сетку с нижней стороны мягкой кистью, вставляют донышко и продолжают просеивание.

1.2.3 Операцию просеивания считают законченной, если при контрольном просеивании сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента. Контрольное просеивание выполняют вручную при снятом донышке на бумагу в течение 1 мин.

1.2.4 Тонкость помола цемента определяют как остаток на сите с сеткой № 008 в процентах к первоначальной массе просеиваемой пробы с точностью до 0,1 %.

 

1.2.5 При использовании приборов для пневматического просеивания испытания выполняют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

1.2.6 При отсутствии в лаборатории приборов для механического или пневматического просеивания цемента допускается производить ручное просеивание.

1.2 По удельной поверхности

1.2.1 Определение тонкости помола цемента по удельной поверхности выполняется факультативно.

1.2.1.1 Аппаратура

1.2.1.2 Прибор Ле-Шателье (чертеж).

1.2.1.3 Прибор для определения удельной поверхности методом воздухопроницаемости типа ПСХ, выпускаемый по соответствующим техническим условиям.

1.2.2 Определение плотности цемента

1.2.2.1 Прибор Ле-Шателье, закрепленный в штативе, помещают в стеклянный сосуд с водой так, чтобы вся его градуированная часть была погружена в воду. Необходимо, чтобы при отсчетах уровня жидкости в приборе температура воды в сосуде соответствовала температуре, при которой производили градуировку прибора.

1.2.2.2 Прибор наполняют обезвоженным керосином до нижнейнулевой черты по нижнему мениску. После этого свободную от керосина часть прибора (выше нулевой черты) тщательно протирают тампоном из фильтровальной бумаги.

1.2.2.3 От пробы цемента по п. 1.2.1 отвешивают с точностью до 0,01г,  65 г цемента и высыпают его в прибор ложечкой через воронку небольшими равномерными порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе не поднимется до одного из делений в пределах верхней градуированной части прибора. Для удаления пузырьков воздуха прибор с содержимым вынимают из сосуда с водой и поворачивают его в наклонном положении в течении 10 мин на гладком резиновом коврике. После чего прибор снова помещают в сосуд с водой не менее чем на 10 мин и производят отсчет уровня жидкости в приборе.

1.2.2.4 Плотность цемента (γц), г/см3, вычисляют по формуле

γц= mц/ V,

где mц - навеска цемента, г; V - объем жидкости, вытесненный цементом, см3.

Плотность испытуемого цемента вычисляют с точностью до 0,01 г/см3, как среднее арифметическое значение результатов двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3.

1.2.2.5  Допускается использование других методов определения плот-ности, обеспечивающих в соответствии с действующими для них инструкциями точность не менее ±0,01 г/см3.

1.2.2.6 Определение удельной поверхности цемента

1.2.2.7 Пробу цемента для испытаний готовят по п. 1.2.1.

1.2.2.8 Удельную поверхность цемента определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору. Для проведения расчетов используют величину плотности цемента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2  ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ  ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО

ТЕСТА

2.1. Аппаратура

Прибор Вика с иглой и пестиком. Кольцо к прибору Вика. Мешалка для приготовления цементного теста.

2.1.1. Прибор Вика (рис. 1) имеет цилиндрический металлический стержень 1, свободно перемещающийся в обойме станины 2. Для закрепления стержня на требуемой высоте служит стопор с устройство 3. Стержень снабжен указателем 4 для отсчета перемещения относительно шкалы 5, прикрепленной к станине. Шкала имеет цену деления 1 мм. При определении нормальной густоты цементного теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр -пестик 6. При определении сроков схватывания пестик заменяют иглой 7.

Пестик должен быть изготовлен из нержавеющей стали с полированной поверхностью. Игла должна быть изготовлена из стальной жесткой нержавеющей проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Поверхность пестика и иглы должна быть чистой.

Рисунок 1 - Прибор Вика

1 - цилиндрический металлический стержень; 2 - обойма станины;

3 - стопорное устройство; 4 - указатель; 5 - шкала; 6 - пестик; 7 – игла.

Массу перемещающейся части прибора сохраняют взаимной перестановкой пестика и иглы. Отдельные детали перемещающейся части прибора подбирают таким образом, чтобы их общая масса находилась в пределах (300±2) г.

2.1.2. Кольцо к прибору Вика  и пластинка, на которую устанавливают  кольцо, должны быть изготовлены  из нержавеющей стали, пластмассы или другого не впитывающего воду материала.

2.1.3. Мешалка для приготовления  цементного теста должна отвечать требованиям соответствующих технических условий.

2.1.4. При отсутствии в лаборатории  механизированной мешалки для приготовления цементного теста применяют чашу сферической формы (рис. 2), изготовленную из нержавеющей стали. Лопатку для перемешивания цементного теста изготовляют из упругой нержавеющей стали. Основные размеры лопатки указаны на (рис. 3).

2.2. Проведение испытаний

2.2.1. Нормальной густотой цементного  теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Рисунок 2

 

 

 

 

Лопатка для перемешивания

Рисунок 3

Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента.

2.2.2. Пробу цемента подготавливают  по ГОСТ 310.1.

2.2.3. Перед началом испытания  проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, соприкасаясь пестик с пластинкой, на которой расположено кольцо. При отклонении от нуля шкалу прибора соответствующим образом передвигают. Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.

2.2.4. Для ручного приготовления  цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после прилипания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды. Цементное тесто на механической мешалке готовят в соответствии с прилагаемой к мешалке инструкцией.

2.2.5. После окончания перемешивания  кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и 5-6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с, с момента освобождения, стержня производят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам. При

несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную в п. 1.2.1. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ  СХВАТЫВАНИЯ

3.1 Аппаратура - автоматический прибор для определения сроков схватывания.

3.2 Проведение испытаний

3.2.1 Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое отклонение прибора. Кроме того, проверяют чистоту, поверхности и отсутствие искривлении иглы. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения, иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться.

Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо

после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают. Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

3.2.5 Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента прилипания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

3.2.6 Сроки схватывания цементного теста на приборе с автоматической записью определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

 

 

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ  ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА

ЦЕМЕНТА

4.1 Аппаратура

Автоклав с рабочим давлением не менее 2,1 МПа. Бачок для испытания кипячением. Ванна с гидравлическим затвором.

4.1.1 Бачок для испытания кипячением с регулятором уровня воды. Внутри бачка помещают съемную решетчатую полку для лепешек, которая находится на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4-6 см в течение всего времени кипячения. Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды в бачке до кипения за 30-45 мин.

4.1.2 Ванны с гидравлическим затвором для хранения образцов (рис. 4) изготавливают из стойкого к коррозии материала (оцинкованная сталь). В ваннах устанавливают решетки для размещения на них образцов. Под решеткой всегда должна быть вода.