Контроль качества цемента на стройплощадке и в лаборатории

Важность такого простого строительного материала, как цемент, можно понять уже потому, что даже классики русской и советской литературы обсуждали его в своих произведениях. Вот Вронский интересуется, «чем соединяют камни? — Разумеется, цементом. — Браво! А что такое цемент? — Так, вроде размазни… нет, замазки…». Вот приятель жалуется Самгину: «Цемент купил, кирпич… Большой спрос на строительные материалы… Надеялся продать с барышом. Надули на цементе…». А в знаменитой фразе Достоевского: «… самая главная сила — цемент, всё связующий…» речь, правда, идет не о строительстве, но она точно передает его основное качество. Поэтому контроль качества цемента, как главной силы, важен на всех этапах: на производстве, при поступлении на стройплощадку, в ходе строительных работ и даже при сдаче в эксплуатацию.

1. Цемент, его свойства и маркировки
2. Как выглядит некачественный цемент
3. Экспресс-анализ качества цемента на стройплощадке
4. Лабораторные испытания цемента

Цемент, его свойства и маркировки

Цемент – это серо-зеленоватый порошок, который используют в качестве вяжущего в строительных смесях и растворах, добавляя воды, от взаимодействия с которой он становится пластичным, а при высыхании – твердым, как камень.

Цементный порошок изготавливают из различных горных пород:

• карбонатных– мел, известняки, известняки-ракушечники, доломит, мергель, туф, которые обладают кристаллической структурой и повышают температуру плавления;
• глинистых– глина, глинистые сланцы, лесс, суглинки, монтмориллонит, для повышения пластичности;
• различных добавок – глинозем, железо, кремний, доменная пыль, для модификации свойств.

Поэтому единой формулы химического состава цемента не существует. Производители предлагают большое количество его разновидностей с различными эксплуатационными характеристиками. Основные виды:

• Наиболее распространен в строительстве портландцемент. Его смешивают с песком для получения фасованных сухих строительных смесей или пластичных цементно-песчаных растворов, доставляемых на строительную площадку в готовом виде.
• В его разновидность – шлакопортландцемент, добавляют на четверть гранулы шлака, чтобы использовать в крупномасштабном строительстве.

• сульфатостойкий цемент применяется для бетонирования подземных и подводных конструкций, поскольку он устойчив к химически активным средам.
• В глиноземный цемент для условий повышенной влажности добавляют гипс или шлак, чтобы ускорить процесс достижения марочной прочности.
• Для производства кислотоупорного цемента применяют используются кварцевый песок и кремнефтористый натрий и жидкое стекло вместо воды.

Главным свойством цемента является, конечно же, его ПРОЧНОСТЬ, т.е. умение не разрушаться при тех или иных нагрузках. По механической прочности цемент подразделяется на четыре марки: М400, М500, М550 и М600. Марка прочности определяется пределом прочности при изгибе образцов. Для специальных объектов применяется продукция марки М700 или М1000.

К другим свойствам относят:

ТОНКОСТЬ помола – основная характеристика дисперсности цемента, которая влияет на прочностные характеристики цементного камня и себестоимость производства.

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ или устойчивость к отрицательным температурам, а также многоразовым циклам замораживания и оттаивания. Чем больше циклов может выдержать отвердевший раствор без видимых повреждений, тем выше его качество цемента и добавленных в него минеральных присадок.

СТОЙКОСТЬ цементного камня к коррозии, т.е. способность отвердевшего бетона противостоять агрессивному воздействию химических и щелочных сред.

ВРЕМЯ СХВАТЫВАНИЯ определяется началом и окончанием отвердевания раствора.

ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ, которое происходит в процессе твердения раствора. Процесс не должен происходить слишком быстро или слишком медленно, во избежание скорого появления трещин в бетоне.

Как выглядит некачественный цемент

Несмотря на то, что на предприятиях, цемент проходит контроль качества и на стройку приезжает с подтверждающим проверки сертификатом, проверять его нужно все равно. Случается, что пришлось сменить давнишнего надежного поставщика, бывает так, что цемент где-то долго пролежал и другие жизненные ситуации. Честно скажем, что и проверенный годами производитель может, действительно случайно, продать бракованный товар.

Поэтому, если нет времени дожидаться лабораторных проверок, самым первым делом оценить качество цемента можно без оборудования, «на глаз». Нужно просто понимать, как выглядит цемент некачественный. Начнем с того, что свежий цементный порошок, особенно после выгрузки из автоцементовоза пневмопродувкой, текуч как вода. А дальше, смотрим на его физическое состояние:

1. Равномерный пылеобразный состав.
2. Отсутствие твердых комков, которые показывают то, что цемент, скорее всего, находился во влажной среде и его часть успела вступить в реакцию с водой.
3. Cлишком малый вес цемента, необычный цвет и другие особенности. В таком цементе могут быть нейтральные добавки, балласт, делающие этот материал практически непригодным даже для неответственных работ.

Наличие даже одного из этих признаков означает, что использовать такой цемент при строительстве нельзя, поскольку он уже не наберет заявленную прочность.

Экспресс-анализ качества цемента на стройплощадке

Все строительные материалы, попадающие на стройку, должны проходить входной контроль. Даже базовые, типа кирпича, бетона, песка, щебня, цемента. Это константа.

После первичного визуального осмотра цемента, если его внешний не вызывает подозрений, можно провести дополнительную проверку, которую называют экспресс-анализом. Для его проведения понадобится соляно-щелочная минеральная вода, например, Ессентуки №17.

С соблюдением осторожности, а именно с защитой рук, кожи и глаз, из сомнительного цемента замешивают в обычных пропорциях, раствор с минеральной водой. Соляно-щелочная вода значительно ускоряет процесс схватывания цемента и набор прочности. Небольшая порция готового цемента формируется в виде плоской лепешки с толстой средней частью и тонкими краями.

Качественный цемент схватывается буквально за 10 минут, а слепленная форма при этом ощутимо нагревается. Цемент с большим количеством балласта (фальсифицированный) не затвердеет за 10 минут и не разогреется. Такая лепешка не изменит своего состояния в течении часа. Цементы с «добавками», особенно плохо перемешанными, схватываются фрагментами и трескаются.

По результатам анализа, можно принимать решение об использовании цемента на стройплощадке или о проведении дополнительных испытаний в специализированной лаборатории.

Лабораторные испытания цемента

Лабораторные испытания качества цемента предусмотрены новым ГОСТом 30744-2001 «Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка». В лаборатории замеряют пять показателей:

1. Тонкость помола
2. Сроки схватывания
3. Густота и водоотделение
4. Активность при пропаривании
5. Прочность цемента

Первые четыре процедуры выполняются с чистым цементом, без добавления песка и не требуют значительного времени. Последняя проверка длятся 28 суток, до полного набора прочности.

Тонкость помола – характеристика дисперсности цемента, от нее зависит скорость гидратации связующего материала. Чем выше тонкость помола, тем быстрее будет нарастать прочность. Это важное свойство цемента, которое необходимо контролировать.

Нормативное значение тонкости помола по ГОСТу – не менее 85%. Чтобы измерить его, в сито диаметром 0,08 м насыпается 50 грамм цемента и просеивается. Остатки в сите взвешиваются и сравниваются с начальным весом. Так мы получаем фактическое значение тонкости помола.

Сроками схватывания цемента называют начало и конец этого процесса. За стартовую точку принимается начало потери подвижности (пластичности) цементного теста, за конечную точку – некоторое его затвердение. Сроки схватывания необходимо знать, поскольку применять свежеприготовленные растворы допускается лишь до начала схватывания.

По ГОСТ начало схватывания цемента наступает не ранее 45 минут, конец схватывания должен наступить не позднее 10 часов. Чтобы измерить фактические значения используется специальный прибор. Нормальной густотой считается та, при которой пестик прибора, погружаясь в цементное тесто, не доходит до пластинки, на которой стоит заполненное цементным раствором кольцо, на 5-7 мм.

Водоотталкивание возникает вследствие расслоения готового цемента, при котором некоторый процент воды из смеси устремляется к поверхности свежеуложенного слоя. Это происходит из-за того, что твёрдые частицы при осадке не могут впитать весь объём воды. Это не дает получить однородное бетонное тело и препятствует полноценному сцеплению твердеющего цемента с заполнителем. В конечном итоге, это снижает прочность готового изделия.

Для испытания на водооталкивание нужно взять по 350 грамм цемента и воды. Воду нужно вылить в стакан, после чего в течение одной минуты медленно всыпать туда цемент при непрерывном помешивании. Получившееся цементное тесто размешивать еще четыре минуты, а затем перелить в градуированный цилиндр. Тесто отстаивается два часа, затем производить замеры каждые 30 минут до получения двух одинаковых.

Активность цемента – это предел его прочности, который лежит в основе его подразделения на марки. Испытания активности производят на изготовленных по нормативам образцах, после достижения проектной прочности… Однако для ускорения процесса, можно воспользоваться пропарочной камерой.

Образцы выдерживают в пропарочной камере в течение пяти часов. Затем температуру в камере поднимают до 80°С в течение трех часов. Следующие восемь часов в камере поддерживается указанная температура, после чего два-три часа происходит остывание. Затем образцы испытывают на гидравлическом прессе.

Прочность цемента в бетоне проверяют также на прессе, после достижения им марочной прочности в естественных условиях. Подробнее об этом читайте в этой статье.