ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ И СЖАТИИ

ГОСТ 310.4-81

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

МОСКВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ

Методы определения предела прочности ГОСТ

при изгибе и сжатии 310.4-81

Cements. Methods of bending and compression strength determination

Дата введения 01.07.83

Настоящий стандарт распространяется на все виды цементов и устанавливает методы испытаний их для определения предела прочности при изгибе и сжатии.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1. АППАРАТУРА

Мешалка для перемешивания цементного раствора.

Чаша и лопатка.

Встряхивающий столик и форма-конус.

Штыковка.

Формы для изготовления образцов-балочек.

Насадка к формам.

Вибрационная площадка.

Прибор для испытания на изгиб образцов-балочек.

Пресс для определения предела прочности при сжатии.

Пластинки для передачи нагрузки.

Пропарочная камера.

1.1. Мешалка для перемешивания цементного раствора

la. Для перемешивания цементного раствора применяют ло­пастную мешалку. Ее схема, взаимное расположение, размеры и предельные отклонения размеров лопастей и чаши приведены на черт. 1а.

В систему лопастей сходят две активные (ведущая и ведомая) и одна пассивная (лопасть-скребок). Все три лопасти совершают планетарное вращение относительно оси чаши, а активные лопас­ти, кроме того, вращаются вокруг собственных осей во встречных направлениях.

Частота вращения лопастей составляет, об/мин:

- планетарного. . . . . . . . . 40±2

- осевого:

ведущей лопасти . . . . . . 80±4

ведомой лопасти . . . . . 160±8.

Лопасть-скребок должна соприкасаться с поверхностью чаши.

Рабочие части лопастей могут быть защищены сменными про­текторами, в качестве которых используют трубки из резины или других эластичных, износостойких и коррозионно-стойких в среде цементного раствора материалов.

Для перемешивания цементного раствора допускается приме­нять бегунковую мешалку.

Схема бегунковой мешалки, основные размеры и их предель­ные отклонения приведены на черт. 1.

Схема мешалки для перемешивания цементного раствора

_____________

* Предельно допустимый размер при износе.

1 - чаша; 2 - ведомая лопасть; 3 - ведущая лопасть;

4- лопасть-скребок

Черт. 1а

Мешалка для перемешивания цементного раствора

_____________

* 7 мм при износе.

1 - основание; 2 - чаша; 3 - ось чаши; 4 - ось бегунка; 5 -бегунок

Черт. 1

Масса деталей мешалки, допустимые отклонения при изготов­лении и износе должны соответствовать указанным в таблице.

кг

Число оборотов чаши в минуту должно быть 8±0,5, а валика мешалки 72±5. Число оборотов чаши мешалки при перемешива­нии каждой пробы должно быть 20, после чего мешалка автома­тически отключается.

1.2. Чаша и лопатка - по ГОСТ 310.3 - (при использовании бегун­ковой мешалки).

1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).

1.3. Встряхивающий столик и форма-конус

Конструкция столика должна обеспечивать плавный без пе­рекосов подъем подвижной части на высоту (10±0,5) мм и ее свободное падение с этой высоты до удара о неподвижную преграду. Масса перемеща­ю­щейся части столика должна быть (3500±100) г при изготовлении.

Число встряхиваний за рабочий цикл определения расплыва должно составлять 30 с периодичностью одно встряхивание в се­кунду.

Пример конструкции столика приведен на черт. 2. При помо­щи кулачка 1, получающего движение от привода, перемещаю­щаяся часть, состоящая из диска 2 и штока 3, поднимается на заданную высоту и затем совер­шает свободное падение до уда­ра о неподвижную преграду -станину 4. Диск 2 должен быть выполнен из коррозионно-стойкого металла со шлифованной рабочей поверхностью.

Столик должен быть установ­лен горизонтально и закреплен на фундаменте либо на металли­ческой плите массой не менее 30 кг. Негоризонтальность рабо­чей поверхности диска столика не должна превышать 1 мм на диаметр 200 мм.

Форум-конус с центрирующим устройством 5, обеспечивающим точную установку формы на дис­ке столика и предохраняющим ее от смещения в процессе штыкования раствора, и насадку 6 из­готовляют из коррозионно-стойких материалов; их основные раз­меры приведены на черт. 2.

Эксцентриситет установки фор­мы-конуса с центрирующим уст­ройством относительно оси столи­ка не должен быть более 1 мм при изготовлении.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1.4. Штыковка (черт. 3) для уплотнения раствора в форме-ко­нусе должна быть изготовлена из стали с твердостью не ме­нее 45 НRС_э.

Масса штыковки составляет (350±20) г.

Рукоятку рекомендуется изготовлять из неметаллического малогиг­рос­копичного материала.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Встряхивающий столик и форма-конус

___________

* Для испытания цемента с расплывом конуса более 200 мм применяют диск диаметром 300 мм. Указанный допуск - для изготовления.

1 - кулачок; 2 - диск; 3 - шток; 4 - станина; 5 - форма-конус с центрирую­щим устройством; 6 -насадка

Черт. 2

Штыковка

1 - стержень; 2 - рукоятка

Черт.3

Формы для изготовления образцов-балочек

____________

* Допуск для изготовления формы.

Черт. 4

1.5. Разъемные формы для образцов-балочек (черт. 4) изготов­ляют из материалов, удовлетворяющих условиям их эксплуатации и обеспечивающих жесткость форм и стабильность размеров об­разцов.

Продольные и поперечные стенки формы должны при закреп­лении плотно прилегать друг к другу и к поддону, не допуская при изготовлении образцов вытекания воды из формы.

Пределы допускаемого износа стенок форм не более 0,2 мм по ширине и высоте.

(Измененная редакция Изм. № 1, 2).

1.5.1. Устройства, используемые для разъема и чистки форм, долж­ны обеспечивать выполнение соответствующей операции без повреж­дения образцов и деталей формы.

1.6. Насадка к формам балочек (черт. 5) должна обеспечивать плотное прижатие стенок формы к ее основанию и формы в целой к столу вибрационной площадки.

Насадка к формам балочек

Черт. 5

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

Окно насадки по размерам должно соответствовать внутрен­нему контуру формы.

Допускается применять насадку с разделительными перего­родками.

1.7. Вибрационная площадка для уплотнения цементного раст­вора в формах балочек должна иметь вертикальные колебания с амплитудой (0,35±0,03) мм, частотой колебаний 3000_-200 в ми­нуту и быть укомп­лектована реле времени.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Схема расположения образца на опорных элементах

Черт. 6

1.8. Прибор для испытания на изгиб

Для испытания образцов балочек на изгиб могут быть исполь­зованы приборы любой конструкции, удовлетворяющие следую­щим требова­ниям.

Средняя скорость нарастания испытательной нагрузки на об­разец должна быть (0,05±0,01) кН/с [0,12±0,02) МПа/с в пере­счете на единицу площади приведенного сечения балочки]. Захват для установки образца должен быть снабжен цилиндрическими элементами, изготовленными, из стали твердостью 56 ...61 HRC_э.

Нижние опорные элементы должны иметь возможность пово­рота относительно горизонтальной оси, лежащей на нижней опор­ной плоскости образца и являющейся осью ее продольной сим­метрии.

Схема расположения образца на опорных элементах, их фор­ма, размеры и взаимное расположение приведены на черт. 6.

(Измененная редакция, Изм. № 1,2).

1.9. Для определения предела прочности образцов при сжатии могут быть использованы прессы, любой конструкции с предельной нагрузкой до 500 кН, удовлетворяющие техническим требованиям ГОСТ 28840 и обеспечивающие нагружение образца в режиме чистого сжатия.

Для компенсации пространственной непараллельности опор­ных граней образца пресс должен иметь подвижную шаровую опору. Допускается применять шаровые опоры любой конструк­ции, обеспечи­вающей возможность проведения поверки пресса. Пресс должен быть снабжен приспособлением для центрирован­ной установки нажимных пластинок, передающих нагрузку на об­разец.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.9.1. (Исключен, Изм. № 1).

1.10. Нажимные пластиной для передачи нагрузки на половинки образ­цов-балочек должны быть изготовлены из стали твер­достью 56 ...61 НRС_э. Форма и размеры пластинки приведены на черт. 7.

Пластинки для передачи нагрузки на половинки

образцов-балочек

Черт. 7

При наличии приспособлений, обеспечивающих фиксацию плас­тинок на верхней и нижней опорных плитах пресса в отцентриро­ванном и совпадающем при прижиме по периметру рабочих плоскостей положении, их допускается изготовлять без упоров. При этом взаимное смещение вертикальных граней пластин не должно быть более 0,5 мм, а на расстоянии 3^+1,5 мм от одной из торцевых граней нижней или верхней пластинки должен находиться упор, определяющий положение балочки и не препятст­вующий деформациям образца при испытании.

(Измененная редакция, Изм. № 1,2).

1.11. Конструкция пропарочной камеры должна обеспечивать созда­ние в ней среды насыщенного пара заданной температуры.

1.12. Порядок поверки аппаратуры приведен в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

2.1. Определение консистенции цементного раствора

2.1.1. Для определения консистенции цементного раствора от­вешивают 1500 г нормального песка по ГОСТ 6139, 500 г и 200 г воды (В/Ц=0,40). Компоненты загружают в предварительно про­тертую влаж­­ной тканью чашу лопастной мешалки в следующей последова­тельности: песок, вода, цемент. Чашу устанавливают на мешалку и производят перемешивание в течение (120±10) с.

При использовании бегунковой мешалки отвешенные песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком лопатой 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 1 мин.

2.1.1.1. При применении бегунковой мешалки допускается пе­реме­ши­вать цемент и песок до и после приливания воды в мешал­ках, обеспечивающих хорошее перемешивание раствора и не из­меняющих зерновой состав песка.

2.1.2. При применении бегунковой мешалки раствор переносят в предварительно протертую мокрой тканью чашу мешалки и пе­ремешивают в последней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши мешалки).

2.1.3. Форму-конус с центрирующим устройством устанавлива­ют на диск встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность ко­нуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью.

2.1.1-2.1.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

2.1.4. 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.

(Измененная редакция, Изм.№ 1).

2.1.5. 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.

2.2. Определение предела прочности при из­гибе и сжатии

2.2.1. Непосредственно перед изготовлением образцов внут­реннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы промазывают тонким слоем солидола или другой густой смазки.

На собранную форму устанавливают насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.2. Для определения прочностных характеристик цементов изгота­в­ливают образцы-балочки из цементного раствора, приго­товленного как указано в пп. 2.1.1 и 2.1.2, с В/Ц=0,40 и консис­тенцией, характе­ри­зуемой расплывом конуса 106-115 мм. Если при В/Ц=0,40 расплыв конуса менее 106 или более 115 мм, об­разцы изготовляют при водоце­ментном отношении, определенном по п. 2.1.5.

2.2.3. Для каждого установленного срока испытаний изготов­ляют по три образца (одна форма).

2.2.4. Для уплотнения, раствора форму балочек с насадкой, подготовленную по п. 2.2.1, закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Допускается устанавливать две формы, симметрично расположенные относительно центра вибро­площадки, при условии одновременного их заполнения.

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.

2.2.5. После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечиваю­щем относи­тельную влажность воздуха не менее 90 %.

2.2.4, 2.2.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.6. По истечении времени хранения указанного в п. 2.2.5, образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой и горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом.

Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду меняют через каждые 14 сут. Температура ее при замене долж­на быть (20±2)°С; как и при хранении образцов.

2.2.6.1. Образцы, имеющие через (24±1) ч прочность, недос­таточную для расформовки их без повреждения, допускается вы­нимать из формы через (48±2) ч, указывая этот срок в рабочем журнале.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.7. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Не­посредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.2.8. Определение предела прочности при изгибе

Образец устанавливают на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани на­ходились в вертикальном положении. Схема расположения образ­ца на опорных элементах показана на черт. 6. Образцы испыты­вают в соответствии с инструкцией, приложенной к прибору.

2.9.9. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифме­тическое значение двух наибольших результатов испытания трех образцов.

2.2.10. Определение предела прочности при сжатии

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку балочек помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца (черт.8). Образец вместе с пластинами центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (2,0±0,5) МПа/с. Рекомендуется использовать приспособ­ление, автоматически поддерживающее стандартную скорость нагружения образца.

(Измененная редакция, Изм. №I).

2.2.11. Предел прочности при сжатии отдельного образца вы­числяют как частное от деления величины разрушающей нагрузки (в кгс) на рабочую площадь пластинки (в см²) т. е. на 25 см².

Положение образца между нажимными пластинками при испытании на сжатие

1-нижняя плита пресса; 2 -пластинки; 3 - верхняя плита пресса

Черт. 8

2.2.12. Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение четырех наибольших результатов ис­пытания 6 образцов.

2.3. Определение прочности цемента при про­паривании

2.3.1. Образцы для определения прочности цемента, при пропари­вании изготовляют в соответствии с пп. 2.1 и 2.2. Для пре­дохранения поверхности образца от попадания конденсата фор­мы накрывают пластинами, выполненными из коррозионно-стойких материалов и не оказывающими давления на образцы. Фор­мы с образцами помещают в пропарочную камеру, где выдержи­вают в течение (120±10) мин при температуре (20±3)°С (при отключенном подогреве).

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.3.2. Пропарку ведут по следующему режиму:

- равномерный подъем температуры до (85±5)°С ... (180± 10) мин

- изотермический прогрев при температуре (85±5)°С ... (360±10) мин

- остывание образцов при отключенном подогреве ... (120±10) мин.

Затем открывают крышку камеры.

2.3.3. Через (24 ± 2) ч с момента изготовления образцы расформо­вывают и сразу же испытывают в соответствии с п. 2.2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

(Исключено, Изм. № 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ПОВЕРКА АППАРАТУРЫ

1. Поверке подлежат:

мешалка для перемешивания цементного раствора;

встряхивающий столик и форма-конус;

штыковка;

формы для изготовления образцов-балочек;

вибрационная площадка;

прибор для определения предела прочности образцов при изгибе;

пресс для определения предела прочности образцов при сжатии;

пластинки для передачи нагрузки на половинки образцов-балочек.

2. Поверку проводят в соответствии с утвержденными инструкциями с периодичностью не реже одного раза в год.

3. Поверяемые параметры аппаратуры приведены в таблице.

(Измененная редакция, Изм. №2).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Министерством промышленности строите­льных материалов СССР

Государственным комитетом СССР по делам строительства Министерством энергетики и электрификации СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Н. П. Штейерт; М. А. Астахова, канд. техн. наук; 3. Б. Энтин, канд. техн. наук; В. П. Рязин, канд. техн. наук; Л. А. Малинина, д-р техн. наук; Л. С. Клюева, канд. техн. наук (руководи­тели темы); Б. И. Подобрянская; Л. С. Гейдарова; Л. А. Левейкес; Е. Т. Яшина; М. И. Бруссер, канд. техн. наук; Н. А. Ко­марова; Ю. М. Милянцевич; В. Б. Судаков, канд. техн. наук; Ц. Г. Гинзбург, канд. техн. наук; А. А. Борисов, канд. техн. наук; Н. Е. Микиртумова

2. ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных мате­риалов СССР

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 21.08.81 № 151

4. ВЗАМЕН ГОСТ 310.4-76

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУ­МЕНТЫ

6. Переиздание (ноябрь 1992 г.) с Изменениями № 1, 2, утверж­денными в августе 1984 г., мае 1990 г. (ИУС 1-85, 9-90)