Испытание на прочность при изгибе и сжатии растворных балочек

На протяжении нескольких столетий цемент является одним из основных строительных материалов. Он входит в состав бетона, служит основой кладочных и некоторых видов штукатурных растворов, используется для укрепления грунтов и многих других целей. Востребованность этому материалу обеспечивает комплекс уникальных технических характеристик, дополняемый экологичностью,  простотой изготовления, невысокой стоимостью. Основное свойство цемента – способность затвердевания увлажненной растворной массы (цементного молочка) на открытом воздухе. При добавлении в ее состав армирующих минеральных добавок (заполнителей – песка, щебня), в процессе высыхания происходит набор высокой прочности, что широко используется на практике. Но получить ожидаемые прочностные показатели возможно только при использовании цемента стандартного качества (марки), соблюдении технологии приготовления раствора, бетона с обеспечением должного ухода до момента набора хотя бы 70% проектной прочности (до 15 дней). Физико-механические свойства материала определяются в лабораторных условиях по методикам ГОСТ 30744-2001 и ГОСТ 310.4-81, они принимаются во внимание для исследований тонкости помола, плотности, скорости схватывания.

Основными техническими параметрами цементного раствора являются пределы прочности при изгибе и сжатии, эти показатели устанавливается в ходе испытаний образцов – растворных балочек, метод контроля регламентирует ГОСТ 310.4-81. Результаты таких испытаний необходимы для установления марки цемента при его изготовлении, при проведении научных и исследовательских работ, экспертизе материала по представлению судебных органов. Принимая во внимание специфичность испытаний и важность итога, закон наделяет правом их производства специализированные организации с государственной аккредитацией. В Москве и Подмосковье таковой является строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль». Предприятие располагает мощной производственно-технической базой, укомплектованной современным испытательным оборудованием и специально обученным персоналом. Услуги по определению качества цемента предоставляются на договорной основе, работа выполняется оперативно с гарантией достоверности результатов.  

Подготовка к испытаниям

Испытания растворных балочек на прочность при изгибе и сжатии производятся на образцах, подготовленных из смеси цемента (450-500 г) со строительным полифракционным песком (1350 -1500 г) в пропорции 1:3 и воды (200-225 г) в водоцементном соотношении 0,4-0,5. Полученная масса тщательно перемешивается в лабораторном смесителе бегункового или лопастного типа на протяжении, соответственно, 1-ой или 2-х минут. Выяснение пригодности полученного раствора для дальнейших испытаний производится определением его консистентности по расплыву конуса, сформированного в стандартной конусной опалубке. Этот показатель приводится к норме (106-115 мм) регулированием водоцементного отношения.

Для проведения основных испытаний готовятся образцы с использованием специальных разъемных опалубочных форм – растворные балочки. Работа с одним и тем же цементом может проводиться в разные сроки, для каждого из них необходимо подготовить три образца. Для этого и дальнейших действий потребуются:

• трехгнездовые разборные формы размером 40x40x160 мм с пронумерованными стенками и исключающими вытекание жидкости;

• два типа лопаток для укладки раствора в формы, металлическая линейка для удаления излишков и выравнивания поверхности;

• встряхивающий стол, уплотняющий смесь в формах вибрацией; 

• пластинка размером 210x185из стекла для накрытия форм с целью сохранения влажности;

• ванна с водой для хранения образцов после распалубливания;

• лабораторный шкаф для влажного хранения балочек;

• прибор для испытаний образцов на изгиб с нагрузкой до 10 кН;

• установка для оценки прочности на сжатие в пределах до 500 кН (гидравлический пресс).

В процессе подготовки образцов, гнезда форм послойно заполняются раствором, опалубка последовательно помещается на встряхивающий стол для уплотнения ударной вибрацией. По мере оседания массы, производится ее добавление. Каждый рабочий цикл длится примерно 2 минуты или 60 ударов. По окончании уплотнения излишки раствора в форме снимаются металлической линейкой, образцы маркируют, нарывают пластинкой и помещают минимум на сутки в лабораторный шкаф для предварительного твердения  при относительной влажности воздуха не менее 90%. Далее балочки распалубливают и помещают изолированно друг от друга в ванну с водой. Жидкость должна иметь температуру (20 ± 2) °С и полностью покрывать образцы. Срок хранения растворных балочек в воде до начала испытаний – 28 суток при условии частичной (50%) замены жидкости по истечении половины этого периода.

Проведение испытаний

Определение прочности растворных балочек при изгибе производится после их полного затвердевания измерением нарастающего усилия элементов испытательного прибора, воздействующих на помещенный в него образец. Схема установки балочки на опорах и место приложения нагрузки:  

Средняя скорость возрастания нагрузки на образец принимается в пределах (50± 10) Н/с. Искомый результат фиксируется датчиком прибора или вычисляется по формуле, учитывающей зависимость разрушающей нагрузки от размеров растворной балочки. За итог принимают среднеарифметическое значение результатов испытаний трёх образцов.

Определение прочности материала на сжатие проводится на шести половинках балочек, оставшихся после их испытаний на изгиб. Каждую из них располагают между нажимными пластинками гидравлического пресса, центруют по направлению приложения нагрузки. Схема установки образца: 

1 и 3 – нижняя и верхняя опорные плиты прибора, 2 – нажимные пластинки

Нагрузка должна возрастать плавно со средней скоростью (2,0 ± 0,5) МПа/c, после разрушения образца испытание считается завершенным. Результат определяется как отношение величины разрушающей нагрузки к стандартной площади нажимной пластинки (2500 кв.мм). За итог принимается среднеарифметическое значение измерений прочности на сжатие шести образцов. Оформление результатов производится в табличной форме. Показатели, полученные в ходе испытаний, сравнивают в табличными (по ГОСТ 31108-2016), это служит основанием для признания или непризнания качества партии цемента соответствующим норме и возможности его использования в строительстве.  

Заказать исследование технических характеристик материала можно, поместив онлайн-заявку предложенной формы на страницах этого сайта. Подробную информацию об условиях заключения договора на испытания цемента можно получить по телефону или E-mail, указанным в разделе «Контакты».