Определение прочности на изгиб
Средства контроля и вспомогательное оборудование: Это испытание производят на машинах обеспечивающих нарастание нагрузки в среднем (50±10) Н в секунду, например, МИИ-100.
Проведение испытания: Для проведения испытаний стандартный образец-балочку устанавливают на опоры прибора для испытания на изгиб по ГОСТ 310. 4-81 таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных валиках приведена на рис. 7.
Рис. 7. Схема определения предела прочности при изгибе стандартных балочек гипсового камня
Обработка результатов: Расчет предела прочности 
производят по формуле 1:
=0, 0234 
МПа (» 0, 234 кгс/см 
) (1)
где - разрушающая нагрузка в МПа или кгс/см2.
Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов трех испытаний.
3. Определение прочности на сжатие.
Средства контроля и вспомогательное оборудование: Машина для определения прочности при сжатии с предельной нагрузкой до 10-20 тс; пластинки из нержавеющей стали, имеющие плоскую полированную поверхность, площадь поверхности пластинки, соприкасающейся с образцом, равна 25 см2 (рис. 8).
Подготовка к испытанию: Продольная и поперечные стенки форм должны быть отшлифованы вверху и снизу и плотно лежать на основании. Угол между сторонами и дном формы должен составлять (90±0,5)°.
Рис. 8. Нажимные пластины для испытания половинок стандартных половинок балочек
Проведение испытания:Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя пластинами таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца (рис. 9). Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Время от начала равномерного нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (10±5) кгс/см2 в секунду. Предел прочности на сжатие одного образца определяют как частное от деления величины разрушающей нагрузки на рабочую площадь пластины, равную 25 см2.
Рис. 9. 1 – верхняя плита пресса; 2 – нажимные пластинки;
3 – половина образца; 4 – нижняя плита пресса.
Предел прочности при сжатии Rсж (МПа) каждого образца вычисляют по формуле 2:
Rсж = (P / S)·10 (2)
где P – разрушающая нагрузка, кгс;
S – площадь металлических пластинок, 25 см2.
Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметическое результатов шести испытаний без наибольшего и наименьшего результатов.
В зависимости от предела прочности на сжатие различают следующие марки гипсовых вяжущих: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Минимальный предел прочности каждой марки вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в таблице.
| Марка вяжущего | Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, МПа (кгс/см2) не менее | |
| при сжатии | при изгибе | |
| Г-2 | 2 (20) | 1,2 (12) |
| Г-3 | 3 (30) | 1,8 (18) |
| Г-4 | 4 (40) | 2,0 (20) |
| Г-5 | 5 (50) | 2,5 (25) |
| Г-6 | 6 (60) | 3,0 (30) |
| Г-7 | 7 (70) | 3,5 (35) |
| Г-10 | 10 (100) | 4,5 (45) |
| Г-13 | 13 (130) | 5,5 (55) |
| Г-16 | 16 (160) | 6,0 (60) |
| Г-19 | 19 (190) | 6,5 (65) |
| Г-22 | 22 (220) | 7,0 (70) |
| Г-25 | 25 (250) | 8,0 (80) |
Пример условного обозначения гипсового вяжущего с прочностью 5,2 МПа (52 кгс/см2) со сроками схватывания: начало – 5 мин, конец – 9 мин и остатком на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм 9%, т. е. вяжущего марки Г-5, быстротвердеющего, среднего помола:
Г-5 А II
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ.
Марку цемента (его активность) определяют по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов-балочек размером 40×40×160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора 1:3 нормальной консистенции после 28-суточного твердения в нормальных условиях.
Средства контроля и вспомогательное оборудование: Лабораторные чаша и лопатка, встряхивающий столик, форма-конус (рис. 10), штыковка, стандартные формы для изготовления образцов-балочек (рис. 6), вибрационная площадка, прибор для испытания на изгиб образцов-балочек, пресс для определения предела прочности при сжатии, пластинки для передачи нагрузки.
Рис. 10. Встряхивающий столик и форма-конус:
1 – кулачок; 2 – диск; 3 – шток; 4 – станина;
5 – форма-конус с центрирующим устройством; 6 – насадка
Проведение испытания: Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г нормального песка, 500 г цемента и 200 г воды (В/Ц=0,40). Компоненты загружают в следующей последовательности: отвешенные песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу и перемешивают в течение 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 г (В/Ц=0,40), дают воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешивают смесь в течение 5 мин.
Форму-конус с центрирующим устройством устанавливают на диск встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью. По окончании перемешивания заполняют раствором форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 штыкованиями металлической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с небольшим избытком и штыкуют 10 раз. После уплотнения верхнего слоя избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к торцевой поверхности конуса, заглаживая с нажимом раствор вровень с краями конуса, затем конус снимают в вертикальном направлении. Нож предварительно протирают влажной тканью.
Раствор встряхивают на столике 30 раз за (30±5) с, после чего штангенциркулем измеряют диаметр конуса по нижнему основанию и двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Расплыв конуса с В/Ц=0,40 должен быть в пределах 106-115 мм. Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличивают для получения расплыва конуса 106-108 мм. Если расплыв конуса окажется более 115 мм, количество воды уменьшают для получения расплыва конуса 113-115 мм. Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106-115 мм, принимают для проведения дальнейших испытаний.
Непосредственно перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом. Для определения прочностных характеристик цементов изготавливают образцы-балочки из цементного раствора нормальной консистенции. Для уплотнения раствора форму балочек закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают вибрационную площадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки и избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к поверхности укладки, заглаживая, с нажимом раствор вровень с краями формы. Образцы маркируют. Нож предварительно должен быть протерт влажной тканью.
После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечивающем относительную влажность воздуха не менее 90 %. Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой и горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Вода должна иметь температуру (20±2)°С и покрывать образцы не менее чем на 2 см, воду меняют через каждые 14 сут. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты.
Определение прочности на сжатие и на изгиб проводится аналогично гипсу.
Для каждой марки портландцемента и его разновидностей пределы прочности при изгибе и сжатии не должны быть ниже значений, указанных в таблице.
| Обозначение вида цемента | Гарантированная марка | Предел прочности, МПа (кгс/см2) | |||
| при изгибе в возрасте, сут | при сжатии в возрасте, сут | ||||
| ПЦ-Д0,ПЦ-Д5, | — | 4,4 (45) | — | 29,4 (300) | |
| ПЦ-Д20, ШПЦ | — | 5,4 (55) | — | 39,2 (400) | |
| — | 5,9 (60) | — | 49,0 (500) | ||
| — | 6,1 (62) | — | 53,9 (550) | ||
| — | 6,4 (65) | — | 58,8 (600) | ||
| ПЦ-Д20-Б | 3,9 (40) | 5,4 (55) | 24,5 (250) | 39,2 (400) | |
| 4,4 (45) | 5,9 (60) | 27,5 (280) | 49,0 (500) | ||
| ШПЦ-Б | 3,4 (35) | 5,4 (55) | 21,5 (220) | 39,2 (400) |
Предел прочности цемента при сжатии в 28-суточном возрасте должен быть не менее 19,6 МПа (200 кгс/см2).