МИ 2487-98
ГНМЦ ГП «ВНИИФТРИ»
ОТДЕЛ МЕТРОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
РЕКОМЕНДАЦИЯ
ГСИ. Материалы цементные.
Методика ускоренного определения и прогнозирования активности цемента по его контракции
МИ 2487-98
Информационные данные
Разработана Государственным научным метрологическим центром ГП ВНИИФТРИ, Отделом метрологии в строительстве
Исполнители: А. И. Марков, М. П. Польяникова
Метрологическая экспертиза проведена Отделом общих и теоретических проблем метрологии ГП ВНИИФТРИ
Утверждена ГП ВНИИФТРИ «19» июля 1998 г.
Зарегистрирована ВНИИМС «26» июля 1998 г.
Вводится с «01» августа 1998 г.
1 Область применения
Настоящая рекомендация устанавливает методику выполнения ускоренного определения и прогнозирования активности цемента к различному времени в растворе и бетоне при их твердении, как в нормальных условиях, так и при тепловлажностной обработке (ТВО). Определения и прогнозирование осуществляются на основе кратковременного измерения контракции цемента.
Рекомендация разработана в развитие и дополнение МИ 1353-93 «ГСИ. Материалы цементные. Методика выполнения измерений при определении характеристик на дифференциальных контракциометрах».
Определяемая характеристика - активность цемента - предел прочности в МПа на сжатие или растяжение при изгибе цементно-песчаного раствора стандартного состава в образцах-балочках (по ГОСТ 310.4) или предел прочности на сжатие бетона (активность цемента в бетоне) в образцах-кубах (по ГОСТ 10180) при водоцементном отношении равном 0,4.
Величина, подвергаемая прямым измерением - контракция - уменьшение абсолютного объема материала в результате гидратации цемента. Размерность см3.
2 Норма погрешности
Методика обеспечивает определение и прогнозирование активности цемента с погрешностью, не превышающей ±7 % при использовании базовых данных и ±10 % при испытании цемента неизвестного состава или видо-марки, в том числе хранившегося длительные сроки
3 Средства измерений, испытаний и вспомогательные устройства, материалы
№ п.п. | Наименование средств измерений, устройств и материалов | Тип, нормативно-технические характеристики |
1 | 2 | 3 |
1 | Контракциометр | КД-07 конструкции ГП ВНИИФТРИ (ГОСТ 10060.4) |
2 | Весы лабораторные | По ГОСТ 24104, верхний предел измерения не более 1 г. |
3 | Мерные цилиндры | По ГОСТ 1770, объемом 50 и 500 мл, цена деления, соответственно, 1 мл и 5 мл. |
4 | Испытательные прессы | По ГОСТ 28840, на 10 Кн и 1000 кН,. соответственно для испытаний образцов-балочек и кубов |
5 | Виброплощадка лабораторная | По ГОСТ 10180, частота 50 Гц. Амплитуда 0,5 мм. |
6 | Формы для образцов-балочек* | По ГОСТ 310.4, на 3 балочки. |
7 | Формы для образцов-кубов* | По ГОСТ 10180, на 6 кубов |
8 | Камера пропарочная* | Диапазон температуры от +20 до +95 °С, относительная влажность 100 % |
9 | Камера для хранения образцов* | Температура (20 ± 2) °С при относительной влажности 100 % |
10 | Смазка | Солидол, отработанное машинное масло, эмульсол |
11 | Вода для цементного теста, раствора, бетона | По ГОСТ 23732 |
12 | Чаша с мастерком для приготовления цементного теста | По ГОСТ 310.3 |
13 | Термометр | По ГОСТ 9871, диапазон (0 ÷ 100) °С |
14 | Брусок | Дерево, 400 × 50 × 60 мм |
* - используют для получения базовых данных.
4 Метод определения и прогнозирования
Методика определения и прогнозирования активности цемента в диапазоне времени от 7 до 360 суток основана на измерении в течение 3 ч контракциометром типа КД-07 контракции цементного теста при температуре (20 ± 2) °С и последующим расчете активности по зависимости или ее оценке по табличным данным.
5 Требования безопасности
При использовании методики должны выполняться требования безопасности, определенные ГОСТ 10180, ГОСТ 28840 и ГОСТ 310.4.
6 Требования к квалификации операторов
К выполнению методики допускаются лица, изучившие настоящую методику, РЭ и ПС на контракциометр КД-07 или МИ 1353-93.
7 Условия выполнения измерений
При выполнении измерений должны соблюдаться следующие условия:
- температура окружающей среды, °С 15 ÷ 30
- относительная влажность, % 30 ÷ 90
- атмосферное давление, мм рт.ст 710 ÷ 780
8 Порядок определения и прогнозирования
8.1. Определяют по МИ 2486-98 контракцию ΔVjo за три часа 1000 г цемента поступившей j-й партии.
8.2. Определяют или прогнозируют активность Rji цемента, в том числе и в бетоне, к требуемому времени τi или непосредственно после завершения ТВО, по формуле
где
R1i - базовая активность - устанавливаемая предварительно активность цемента базовой (первой) партии по ГОСТ 310.4 или в бетоне, к требуемому времени τi или непосредственно по завершению ТВО, МПа, (понятие базовой партии цемента дано в МИ 2486-98);
ΔV1o - контракция за три часа 1000 г цемента базовой партии, см3;
α - показатель степени, равный 3/2 для сжатия и 1 - для растяжения при изгибе (для облегчения возведения в степень 3/2 рекомендуется таблица А.1, приложения А);
i - число интервала времени (в сутках), = 7, 14, 28…360.
При использовании активности цемента непосредственно после ТВО, т.е. R1T, в формулу (1) вместо R1i подставляют R1T.
8.2.1. Порядок определения базовых величин R1i и ΔV1o приведен соответственно в приложении Б МИ 2486 и Б МИ 2487.
8.3. При отсутствии данных о базовых величинах, активность цемента (только в определении по ГОСТ 310.4) находят по таблице А.2 Приложения А, где активность протабулирована для различных значений контракции ΔVjo и длительности твердения от 7 до 360 суток. Данная таблица не учитывает влияние на активность цемента химических добавок - ускорителей (замедлителей), применяемых в технологии бетона. Для учета этого влияния необходимо определять базовые величины по вышеуказанным приложениям Б, вводя в цементное тесто и бетонную (растворную) смесь применяемую добавку в дозировке, принятой в конкретной технологии.
Приложение А
Таблица А.1 - Значения чисел N, возведенных в степень 3/2
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
0,5 | 0,35 | 0,37 | 0,38 | 0,39 | 0,40 | 0,41 | 0,42 | 0,43 | 0,44 | 0,44 |
0,6 | 0,47 | 0,48 | 0,49 | 0,50 | 0,51 | 0,52 | 0,54 | 0,55 | 0,56 | 0,57 |
0,7 | 0,58 | 0,60 | 0,61 | 0,63 | 0,64 | 0,65 | 0,66 | 0,68 | 0,69 | 0,70 |
0,8 | 0,71 | 0,73 | 0,75 | 076 | 0,77 | 0,78 | 0,80 | 0,81 | 0,83 | 0,84 |
0,9 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,90 | 0,92 | 0,93 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,98 |
1,0 | 1,00 | 1,01 | 1,01 | 1,05 | 1,06 | 1,08 | 1,09 | 1,11 | 1,12 | 1,14 |
1,1 | 1,15 | 1,17 | 1,19 | 1,20 | 1,22 | 1,23 | 1,25 | 1,27 | 1,28 | 1,30 |
1,2 | 1,31 | 1,33 | 1,15 | 1,36 | 1,38 | 1,40 | 1,41 | 1,43 | 1,45 | 1,47 |
1,3 | 1,48 | 1,50 | 1,53 | 1,53 | 1,55 | 1,57 | 1,59 | 1,60 | 1,62 | 1,64 |
1,4 | 1,66 | 1,67 | 1,69 | 1,71 | 1,73 | 1,75 | 1,77 | 1,78 | 1,80 | 1,82 |
1,5 | 1,84 | 1,86 | 1,87 | 1,89 | 1,91 | 1,93 | 1,95 | 1,97 | 1,99 | 2,01 |
1,6 | 2,02 | 2,04 | 2,06 | 2,08 | 2,10 | 2,12 | 2,14 | 2,16 | 2,18 | 2,20 |
1,7 | 2,22 | 2,24 | 2,26 | 2,28 | 2,30 | 2,31 | 2,34 | 2,36 | 2,38 | 2,40 |
1,8 | 2,42 | 2,43 | 2,46 | 2,48 | 2,50 | 2,52 | 2,54 | 2,56 | 2,58 | 2,60 |
1,9 | 2,62 | 2,64 | 2,66 | 2,68 | 2,70 | 2,72 | 2,74 | 2,77 | 2,79 | 2,81 |
2,0 | 2,83 | 2,85 | 2,87 | 2,89 | 2,91 | 2,93 | 2,96 | 2,98 | 3,00 | 3,02 |
2,1 | 3,04 | 3,06 | 3,09 | 3,11 | 3,13 | 3,15 | 3,16 | 3,20 | 3,22 | 3,24 |
2,2 | 3,26 | 3,28 | 3,31 | 3,33 | 3,35 | 3,37 | 3,40 | 3,42 | 3,44 | 3,47 |
2,3 | 3,48 | 3,51 | 3,53 | 3,55 | 3,58 | 3,60 | 3,62 | 3,65 | 3,67 | 3,70 |
2,4 | 3,72 | 3,74 | 3,76 | 3,79 | 3,82 | 3,83 | 3,86 | 3,88 | 3,91 | 3,92 |
2,5 | 3,95 | 3,98 | 4,00 | 4,02 | 4,04 | 4,07 | 4,10 | 4,12 | 4,14 | 4,17 |
2,6 | 4,19 | 4,22 | 4,24 | 4,26 | 4,29 | 4,31 | 4,34 | 4,36 | 4,39 | 4,41 |
2,7 | 4,44 | 4,47 | 4,49 | 4,51 | 4,54 | 4,56 | 4,59 | 4,61 | 4,64 | 4,66 |
2,8 | 4,69 | 4,71 | 4,74 | 4,76 | 4,79 | 4,81 | 4,84 | 4,86 | 4,89 | 4,91 |
2,9 | 4,94 | 4,96 | 4,99 | 5,02 | 5,05 | 5,07 | 5,09 | 5,12 | 5,15 | 5,17 |
3,0 | 5,20 | 5,22 | 5,25 | 5,28 | 5,30 | 5,33 | 5,35 | 5,38 | 5,40 | 5,43 |
Пример 1,843/2 = 2,50
Таблица А.2 - Активность цемента по ГОСТ 310.4 в зависимости от контракции за три часа 1000 г цемента и длительности твердения
Активность цемента, MПа | |||||||
Длительность τi твердения в нормальных условиях, сутки | |||||||
7 | 14 | 28 | 60 | 90 | 180 | 360 | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
5,0 | 61,8 | 67,9 | 71,1 | 77,1 | 78,6 | 80,1 | 84,1 |
4,9 | 60,6 | 66,6 | 69,7 | 75,0 | 76,9 | 79,1 | 83,0 |
4,8 | 59,1 | 65,2 | 68,2 | 73,2 | 75,4 | 77,6 | 82,0 |
4,7 | 57,5 | 63,9 | 66,7 | 71,3 | 74,0 | 76,5 | 81,2 |
4,6 | 56,0 | 62,7 | 65,2 | 70,1 | 72,6 | 75,5 | 80,1 |
4,5 | 54,5 | 61,6 | 63,6 | 69,0 | 71,2 | 74,4 | 79,6 |
4,4 | 53,2 | 60,4 | 62,0 | 67,7 | 70,0 | 73,3 | 78,7 |
4,3 | 51,8 | 59,0 | 60,5 | 66,4 | 68,8 | 72,3 | 77,8 |
4,2 | 49,1 | 57,2 | 59,0 | 64,9 | 67,6 | 71,4 | 76,9 |
4,1 | 47,4 | 55,5 | 57,4 | 63,6 | 66,4 | 70,2 | 76,0 |
4,0 | 45,9 | 53,6 | 55,9 | 62,2 | 65,3 | 69,4 | 75,1 |
3,9 | 44,6 | 51,6 | 54,4 | 61,0 | 64,3 | 67,8 | 74,1 |
3,8 | 43,1 | 50,1 | 53,1 | 59,8 | 63,3 | 67,6 | 73,0 |
3,7 | 41,8 | 48,9 | 51,7 | 58,6 | 62,3 | 66,4 | 71,9 |
3,6 | 40,3 | 47,1 | 50,1 | 57,4 | 61,2 | 65,2 | 70,8 |
3,5 | 38,9 | 45,9 | 48,6 | 56,2 | 60,0 | 64,0 | 69,7 |
3,4 | 37,3 | 44,4 | 47,1 | 55,0 | 58,4 | 63,0 | 68,5 |
3,3 | 35,9 | 42,9 | 45,6 | 53,8 | 56,9 | 61,7 | 67,3 |
3,2 | 34,5 | 41,4 | 44,2 | 52,4 | 55,4 | 60,5 | 66,1 |
3,1 | 33,0 | 39,9 | 42,7 | 50,9 | 54,0 | 59,5 | 64,9 |
3,0 | 31,5 | 38,5 | 41,2 | 49,4 | 52,5 | 58,4 | 63,7 |
2,9 | 28,7 | 37,0 | 39,7 | 47,9 | 50,6 | 57,0 | 62,5 |
2,8 | 26,9 | 35,5 | 38,3 | 46,4 | 49,1 | 55,5 | 61,3 |
2,7 | 25,3 | 34,2 | 36,9 | 45,1 | 47,7 | 54,1 | 59,1 |
2,6 | 22,7 | 32,9 | 35,6 | 43,7 | 46,4 | 52,7 | 57,9 |
2,5 | 22,0 | 31,6 | 34,4 | 42,5 | 45,2 | 51,5 | 56,5 |
2,4 | 20,4 | 30,5 | 33,2 | 41,3 | 43,8 | 49,2 | 55,2 |
2,3 | 19,0 | 29,4 | 32,1 | 40,1 | 43,0 | 48,4 | 54,7 |
2,2 | 17,5 | 28,3 | 31,1 | 38,9 | 42,1 | 47,5 | 53,4 |
2,1 | 16,2 | 27,2 | 30,0 | 37,6 | 41,1 | 46,6 | 51,8 |
2,0 | 15,0 | 24,9 | 28,9 | 35,7 | 39,0 | 45,3 | 49,4 |
Приложение Б
Методика определения базовой активности для прогнозирования активности цемента
Б.1 Общие положения
Методика распространяется на все виды цемента, заполнителей и добавок, применяемых для бетона, а также различные режимы его ТВО.
Методика устанавливает порядок определения базовой активности, в том числе и в бетоне, цемента базовой партии к различному времени - твердения (в диапазоне 7-360 суток), в том числе после ТВО, а также непосредственно по завершению ТВО.
Данное определение производят по двум вариантам: для прогнозирования активности цемента по ГОСТ 310.4 и для прогнозирования активности цемента в бетоне.
Сведения об активности цемента в бетоне более предпочтительны для практики определения или корректирования состава бетона с заданной прочностью, так как позволяют повысить точность расчета состава бетона, оперативность учета особенностей применяемых компонентов бетона, в том числе химических добавок, а также влияние конкретных режимов ТВО бетона.
Базовую активность определяют один раз для цемента, поставляемого конкретным заводом-изготовителем, а также для конкретных заполнителей и добавок. Значения базовых активностей цемента устанавливают вновь при: изменении химического и минералогического состава цемента завода-поставщика, поступлении цемента с другого завода-изготовителя, назначении других режимов ТВО, а также изменении видов применяемых заполнителей, химических и минеральных добавок.
Б.2 Активность цемент по ГОСТ 310.4
(первый вариант)
Б.2.1. Отбирают пробу цемента базовой партии в количестве, достаточном для измерения его контракции, а также изготовления и испытания трех образцов-балочек из цементно-песчаного раствора на стандартном песке по ГОСТ 6139.
Б.2.2. Определяют (прогнозируют) по МИ 2486-98 базовые показатели контракции цемента ΔV1o, ΔV17 и ΔV1i.
Б.2.3. Изготавливают три образца-балочки из цементно-песчаного раствора (по ГОСТ 310.3), которые испытывают в возрасте семи суток стандартного хранения на прочность при сжатии Rc17 и растяжении при изгибе Ru17.
Если требуется знать активность цемента непосредственно после ТВО, то дополнительно изготавливают, подвергают ТВО и испытывают по завершению ТВО еще три образца-балочки из того же цементно-песчаного раствора, т.е. определяют R1Т.
Б.2.4. Активность цемента базовой партии к любому времени τi > 7 сут рассчитывают по формулам
для сжатия
для растяжения при изгибе
где
K1 и К2 - расчетные коэффициенты, численные значения которых в зависимости от τi и m приведены в таблице Б.1 (данные об т получают по МИ 2486-98).
Примечание.
Для облегчения возведения чисел в степень 3/2 используют таблицу 1.
Активность цемента непосредственно по завершению ТВО принимают равной R1Т, а в возрасте τi ≥ 28 сут после ТВО принимают равной Rc1i или Ru1i.
Б.3. Активность цемента в бетоне
(второй вариант)
Б.3.1. Отбирают пробу цемента базовой партии в количестве, достаточном для измерения его контракции, а также изготовления и испытания по ГОСТ 10180 трех или шести образцов-кубов из бетона на местных материалах, в том числе с применяемыми химическими добавками, при водоцементном отношении W/C = 0,4 и подвижностью бетонной смеси по ОК от 3 до 6 см.
Примечание.
Шесть образцов-кубов изготавливают, когда бетон подвергается тепловлажностной обработке. При твердении бетона в нормальных условиях изготавливают три образца.
Б.3.2. Определяют по МИ 2486-98 базовые показатели контракции цемента ΔV1o, ΔV17, ΔV1i.
Б.3.3. Изготавливают три или шесть образцов-кубов (см. Примечание п. Б.3.1.) из бетонной смеси с указанными в п. Б.3.1. характеристиками. При этом можно воспользоваться образцами, которые в соответствии с МИ 2486-98 изготавливают для определения базовых показателей контракции при ТВО.
Б.3.4. Три образца хранят в стандартных условиях и испытывают на сжатие в возрасте 7 сут, то есть определяют RБ17. Остальные три образца, если необходимо учесть конкретный режим ТВО, подвергают ТВО по этому режиму и после их остывания испытывают на сжатие, то есть определяют RБТ.
Б.3.5. Активность цемента в бетоне RБ1i к любому времени τi > 7 сут при твердении бетона в нормальных условиях изначально, и в возрасте τi ≥ 28 сут после ТВО рассчитывают по зависимости (Б.1). Активность цемента в бетоне непосредственно после ТВО принимают равной RБТ = R1Т.
Таблица Б.1 - Средние значения коэффициентов К1 и К2 в зависимости от m и τi
В числителе и знаменателе приведены значения коэффициентов соответственно К1 и К2.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения
2 Норма погрешности
3 Средства измерений, испытаний и вспомогательные устройства, материалы
4 Метод определения и прогнозирования
5 Требования безопасности
6 Требования к квалификации операторов
7 Условия выполнения измерений
8 Порядок определения и прогнозирования
Приложение А
Приложение Б. Методика определения базовой активности для прогнозирования активности цемента