МИ 2487-98 Рекомендация. ГСИ. Материалы цементные. Методика ускоренного определения и прогнозирования активности цемента по его контракции
ГНМ Ц ГП «ВНИ ИФТРИ»
ОТ ДЕЛ МЕТРОЛОГ ИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
РЕК О МЕН ДАЦИЯ
ГСИ. Материалы цементные. Методика ускоренного
определения и прогнозирования
активности цемента по его контракции
МИ 2487-98
Москва, 1998 г.
Информац и онные данные
Разработана Госу д арственн ым научным метрологическим центром ГП ВНИИФТ РИ, Отделом метрологии в строительстве
Исполнители: А . И . Марков, М. П . П ольяни кова
Метрологическая экспер тиз а проведена Отделом общих и теоретических проблем мет рологии ГП ВНИИФТРИ
Утверждена ГП ВНИИ ФТРИ « 19» июля 1998 г.
Зарегистрирована В НИИ МС « 26» июля 1998 г.
Вводитс я с «0 1» августа 1998 г .
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения . 1 2 Норма погрешности . 1 3 Средства измерений, испытаний и вспомогательные устройства, материалы .. 2 4 Метод определения и прогнозирования . 2 5 Требования безопасности . 2 6 Требования к квалификации операторов . 2 7 Условия выполнения измерений . 2 8 Порядок определения и прогнозирования . 2 Приложение А .. 3 Приложение Б. Методика определения базовой активности для прогнозирования активности цемента . 4 |
1 Область применения
Настоящая рекомендация устанавливает методику выполнения у скоренного определе ния и прогнозирования активности цемента к раз личному времени в растворе и бетон е 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 - а ктивность цемента - предел прочности в М П а на сжатие или растяжение при изгибе ц емен тн о-песчаного раствора стандартного состава в образцах-балочк ах (по ГОСТ 310.4) или предел прочности на сжатие бетона (активность цемента в бетоне) в образцах-кубах (по ГОСТ 10180) при вод оц ементном отношении равном 0,4.
Величина, подвергаемая прямым измерением - контракция - уменьшение абсолютного объема материала в результате гидратации цемента. Размерность см 3 .
2 Норма погрешности
Методика об е сп ечи вает определение и прогнозирование а кт ивности цемент а с погрешность ю, не превышающей ±7 % при использовании базовы х данных и ±10 % при испытании цемента неизвестного состава или ви до-м арки, в том числе х ран ившегося 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 |
К он трак ци ометр |
К Д-07 конструкции ГП ВН ИИФТРИ ( 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 |
Ис пыт ательны е прессы |
По ГОСТ 28840, на 10 Кн и 10 00 кН,. соответственно для испытаний образцов-бал очек и кубов |
5 |
Виброплощадка лабора т орная |
По ГОСТ 10180, частота 50 Гц. А мплит уда 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 +2 0 д о +95 °С, отн осительная влажность 10 0 % |
9 |
Камера для х ранения образцов* |
Тем п ерат ура (20 ± 2) °С при относит ель ной влажности 100 % |
10 |
Смазка |
Солидол , от работ анное машин ное масло, эмульсол |
11 |
Вода для ц ем ент ного теста, раствора, бет она |
По ГОСТ 23732 |
12 |
Чаша с мас т ерком для пригот овлен ия цементн ого теста |
По ГОСТ 310.3 |
13 |
Те рм ом етр |
По ГОСТ 98 71, ди ап азон (0 ÷ 10 0) °С |
14 |
Бр усок |
Д е рево, 400 × 50 × 60 мм |
* - испо л ьзуют для п олучени я базовы х данных.
4 Метод определения и прогнозирования
Ме т одика определения и прогнозирования акт ивн ост и цеме нта в диапазоне времени от 7 до 360 суток основана на измере нии в т ечение 3 ч контр акци ометром т ипа КД-07 контра кции це ментн ог о теста при т емпе ратур е (20 ± 2) °С и п ослед ующи м расчете активн ос ти по зависимост и или ее оценке по табличным данн ым.
5 Требования безопасности
При и спол ьз овании методики д олжн ы выполнят ься т реб ования безоп асн ости, определе нные ГОСТ 10180, ГОСТ 28840 и ГОСТ 310.4.
6 Требования к квалификации операторов
К выполне н ию методики д опу ск аются лица, изучившие настоящую методику, РЭ и ПС на контракци омет р К Д-0 7 или МИ 1353-93.
7 Условия выполнения измерений
При выпол н ении измерений должны соблюдаться следующие условия:
· температура окружающей среды, ° С 15 ÷ 30
· о тн осительная влажност ь, % 30 ÷ 90
· атмосферное давление, м м рт .ст 710 ÷ 7 80
8 Порядок определения и прогнозирования
8. 1. Определяют по МИ 2486-98 контракцию ΔVjo за три часа 10 00 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
, (1)
где
R 1 i - базовая активность - устанавливаемая предварительно активность цемен т а базовой (первой) парт ии 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);
ΔV 1 o - контракция за три часа 10 00 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 инте рвала в ремен и (в сутк ах), = 7, 14 , 28…360.
При испо л ьз ован ии акт ивн ост и цемент а непосредств енн о п осл е ТВО, т.е. R 1 T , в ф ормулу ( 1) вмест о R 1 i подставляю т R 1 T .
8.2 .1. Порядок оп ределения базовых вел ичин R 1 i и ΔV 1 o приведен соответственно в п рил ожении Б МИ 2486 и Б МИ 2487.
8.3. При отсутствии дан ных о базовых величинах, акти вн ость ц еме нта (т ольк о в определении по ГОСТ 310.4) нах одят по таблице А.2 Приложени я А, где акт ивность п рот абу ли рован а для разли чны х значений конт ракции ΔVjo и длительности т вердения от 7 до 360 суток. Данна я таблица не учитывает влиян ие на активность ц емента химических добавок - уск орит елей (замедлите лей), примен яемых в технологии бетона. Для учета этого влиян ия необходимо определять базовые вели чин ы по выш еук азанны м приложени ям Б, вводя в цементное тесто и бетонную (раств орную ) смесь п ри меняемую добавку в дозировке, п ринятой в кон кретной технологии.
Приложение А
Таблица А .1 - Значения чисел N , возведенных в степень 3/2
N |
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 |
0,7 1 |
0 , 73 |
0,75 |
076 |
0 , 77 |
0 , 78 |
0,80 |
0 ,81 |
0 , 83 |
0,8 4 |
0,9 |
0 , 86 |
0 , 87 |
0,8 8 |
0 , 90 |
0 , 92 |
0 , 93 |
0,95 |
0 , 96 |
0 , 97 |
0,9 8 |
1,0 |
1 , 00 |
1,0 1 |
1,01 |
1 , 05 |
1,06 |
1,08 |
1 ,09 |
1,1 1 |
1, 12 |
1, 1 4 |
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 ,5 7 |
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 ,1 0 |
4 , 12 |
4 ,1 4 |
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 |
4,8 1 |
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
Табл ица А.2 - Активност ь цемен та по ГОСТ 310.4 в зависимости от контракции за три часа 1000 г цемента и длительности тверде ния
Контракция 1000 г цемент a за 3 ч, Δ Vjo , см |
Активность цемента, M Па |
||||||
Длительность τ i 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 |
8 1, 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 |
6 1, 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 |
1 9, 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 добав ок, применяемых для бетона, а также различн ые режимы е го ТВ О.
Ме т одика устан авливает порядок определения базовой активн ости, в том числе и в бетон е, цемент а базовой партии к различному вре мени - т верден ия (в диапазоне 7-360 суток), в том числе после ТВО, а та кже н епосредствен но по з авершению ТВО.
Дан н ое определение производят по двум вариан там: для прогнозирования акт ивности цемента по ГОСТ 310.4 и для прогнозирования активн ости цемента в бетоне.
Сведения об активности ц ем ента в бетоне более предпочтительны для практ ики определения или корректирования сост ава бетона с зада нн ой прочностью, так как позв оляют пов ысить точн ост ь расчет а состав а бетона, оперативность учета особе нностей п рименяемых комп онентов бетона, в том числе х имиче ских д обав ок, а также вл ияние конкретных режимов Т ВО бетона.
Ба з овую активность определяют один раз для цемент а, п ост авляемого конкретным заводом-изгот овителем, а та кже для конкретных заполнителей и добавок. Значения базовых акт ивн остей цемента ус тан авли вают вновь п ри: измен ении х ими ческого и мине ралогического состава цемента завода-поставщика, поступ лении цемента с другого завода-изготовителя, назначен ии д руги х режимов ТВО, а та кже изме нении видов применяемых заполните лей, х имических и минеральных добавок.
Б.2 Ак т ивность цеме нт по ГОСТ 310.4
( п ервый вари ант )
Б .2.1 . Отбирают пробу цемента базовой п артии в количестве, достаточн ом для измерения его контракции, а т акже изготовле ния и испытания трех образцов-бал очек из цементн о-п есчаног о раств ора на ст андартном песке по ГОСТ 6139.
Б .2.2 . Определяют (прогнозируют) по МИ 2486-98 базовые показат ели контракции цемента Δ V 1 o , Δ V 17 и Δ V 1 i .
Б .2.3 . Изготавливают три образц а-балочки из ц ементн о-п есчан ог о раствора (по ГОСТ 310.3 ), кот орые испыт ывают в возраст е семи суто к стандартного хранения на прочность при сжатии Rc 17 и рас т яжении при изгибе Ru 17 .
Ес ли тре буется знать активност ь цемента непосредств енно после ТВО, то дополнительно изготавливают, подвергают ТВО и ис пыт ывают по завершению ТВО еще три образца-балочки из тог о же ц ементн о-песчан ог о раствора, т.е. определяют R 1Т .
Б .2.4 . Активность цемента базовой партии к любому времен и τ i > 7 с ут рассчитывают по формулам
для сжатия
, (Б.1)
для растяжения при изгибе
, (Б.1)
гд е
K 1 и К2 - расчетные коэ ф фициенты, численные значения кот орых в зави сим ости от τ i и m приведены в таб л ице Б.1 (данные об т п олучают по МИ 2486-98).
Примечание.
Для обл е гчени я воз ведени я чи сел в степень 3/2 исполь з уют та блицу 1.
Ак ти вность ц емен та непосредств енно по завершению ТВО п ринимают равной R 1Т , а в возрасте τ i ≥ 28 сут после ТВО п рин имают равной Rc 1 i или Ru 1 i .
Б.3. Активнос т ь цемента в бет оне
(второй вариа нт )
Б .3 .1. Отбирают пробу цемент а базовой парт ии в количестве, дост аточном для измерения его контракции, а так же изготовления и испыт ани я по ГОСТ 10180 трех или шести образцов-кубов из бет она на местных материалах, в том числе с применяемыми химическими добавками, при водоц емен тном отношении W / C = 0,4 и п одвижн ост ью бетонной смеси по ОК от 3 до 6 см.
Примечание.
Шесть образцов- ку бов из гота вливают, когда бетон подвергается т епловлажн остн ой обработке. При твердени и бетона в нормал ьных у словиях из готавливают три образц а.
Б .3.2 . Определяют по МИ 2486-98 баз овые показатели контр акции цемента Δ V 1 o , Δ V 17 , Δ V 1 i .
Б.3 .3. Изготавливают три или шесть образцов-кубов (см. Приме чан ие п. Б.3.1.) из бетонной смеси с у казанными в п. Б.3.1. х арактерист иками. При этом можно восп ользоваться образцами, которые в соответствии с МИ 2486-98 изгот авли ваю т для определения базовых показат елей конт ракц ии при ТВО.
Б .3.4 . Три образца х ранят в ст андарт ных условиях и и спыт ыв ают на сжатие в возраст е 7 сут , то есть определяют R Б17 . Ос т альные три образца, если необходимо у чест ь кон кретный режим ТВО, подве ргают Т ВО по этому режиму и после их остывания испыт ывают на сжатие, то есть оп ределяют R БТ .
Б.3.5. Активность цемента в бетоне R Б1 i к любому времени τi > 7 сут при тверден и и бетона в нормальных условиях изначальн о, и в возрасте τ i ≥ 28 су т после ТВО рассчитывают по зависимости ( Б.1). А кт ивность цемент а в бетон е непосредств енно после ТВО принимают равной R БТ = R 1Т .
Та блиц а Б.1 - Средние з начения коэффи ци ентов К1 и К2 в зависи мост и от m и τ i
Диапазон, m |
Длительность твердения τ i в нормальных условиях, сут |
|||||
14 |
28 |
60 |
90 |
180 |
360 |
|
0,0 9-0,14 |
0,99/ 1 |
0,97/0,98 |
0,95/0,97 |
0,94/0,96 |
0,9 3/ 0,95 |
0,92/0,94 |
0, 15 -0,20 |
0,98/ 0,9 9 |
0,95/0,97 |
0,9 1/ 0,94 |
0,88/0,92 |
0,86/0,91 |
0,85/0,90 |
0, 21- 0,25 |
0,96/0,97 |
0,93/0,95 |
0,87/0,91 |
0,83/0,88 |
0,80/0,86 |
0,78/0,85 |
В числителе и знаме н ат еле приведены зн ачения коэффициент ов соотв етств енно К1 и К2.