Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лабораторные исследования качества бетона, выпускаемого на мобильном бетонном заводе

Лабораторные исследования качества бетона, выпускаемого на мобильном бетонном заводе

Лабораторные исследования качества бетона, выпускаемого на мобильном бетонном заводе

Содержание

  • Зачем нужна лаборатория для определения прочности и качества бетона?
  • Виды оборудования для лаборатории бетонного завода
  • Какие преимущества дают лабораторные испытания бетона?
  • Аутсорсинг для мобильных бетонных заводов
  • Вывод

Бетон – важный элемент строительных конструкций. От его качества зависит не только прочность и долговечность зданий, сооружений, но и безопасность людей, которые будут в них находиться, жить.

К бетону, производимому на мобильных бетоносмесительных заводах, предъявляются жёсткие требования. Производить строительные смеси можно только из самых качественных ингредиентов, на 100% соответствующих существующим ГОСТам.

Для контроля качества бетона создаются специальные лаборатории. После проверки, строительной смеси выдаётся специальный сертификат, который служит подтверждением того, бетон полностью отвечает необходимым нормам и требованиям качества.

Состав бетона контролируется при помощи профессионального оборудования. Оно представляет собой целый комплекс измерительной и другой техники для испытаний, замеров, лабораторных исследований.

Зачем нужна лаборатория для определения прочности и качества бетона?

Строительные компании, заботящиеся о качестве производимого бетона, устанавливают оборудование для лаборатории бетонного завода прямо на строительной площадке в небольшом помещении, вагончике.

Бетонные лаборатории выполняют следующие функции:

  1. Осуществляют ежедневный контроль производственного процесса, а именно:
    • Проверяют, насколько используемые материалы соответствуют выбранному рецепту производства бетонной смеси. Корректируют рецептуру при необходимости.
    • Проводят испытание ингредиентов, входящих в состав бетона.
    • Контролируют точность дозировки.
    • Следят за значениями температуры, влажности наполнителей до запуска производственного процесса.
    • Осуществляют контроль времени замеса, а также за точностью исполнения временных циклов на каждом этапе производства.
    • Контролируют климатические параметры ингредиентов, воды, готовой строительной смеси в холодное время года.
    • Берут образцы бетона для оценки его качества, марки.
  2. Лаборатория бетонного завода контролирует производственно-технологический процесс, а именно:
    • Условия хранения компонентов на складах.
    • Правильность работы измерительного и исполнительного оборудования.
    • Измерение количества производимой смеси, корректировка отгружаемого объёма бетона потребителям.
    • Контроль прочности бетона, соответствия требованиям предъявляемым заказчиком в техническом задании.

Виды оборудования для лаборатории бетонного завода

Минимальная комплектация бетонной лаборатории включает в себя 10 основных элементов:

  1. Вибрирующая площадка для определения характеристик строительной смеси.
  2. Приборы, с помощью которых бетон тестируется на расслаиваемость, растворо-, водоотделение.
  3. Специальные весы – точный прибор для определения прочности, плотности бетона, уровня влажности, входящих в его состав ингредиентов.
  4. Сито, рассеивающее щебень, песок.
  5. Сушилка – шкаф, в котором определяется степень влажности инертных веществ.
  6. Комплект специальных измерительных приборов – линеек, ареометров, измерительных цилиндров и т.п..
  7. Аппарат, определяющий степень, с какой скоростью и насколько сильно густеет и схватывается бетон.
  8. Прибор, определяющий уровень жёсткости.
  9. Конусообразное приспособление, определяющее степень подвижности строительной смеси.
  10. Воздухомер, замеряющий количество воздуха содержащегося в бетоне.

Какие преимущества дают лабораторные испытания бетона?

Плюсы использования подобного оборудования очевидны:

  • Комплектация лаборатории подбирается индивидуально для каждого РБУ в зависимости от его специализации.
  • Высокотехнологичные методы контроля качества бетона гарантируют точное соблюдение технологии на каждом производственном этапе. Бетон, прошедший испытания, полностью соответствует ГОСТам, европейским стандартам качества.
  • Процесс контроля за количеством запасов ингредиентов, входящих в состав бетонной смеси, становится намного проще.
  • С помощью лабораторной техники, создаётся полная база рецептов бетона разных марок с учётом всех необходимых характеристик.
  • Лабораторные испытания бетона проходят прямо на производственной площадке. Благодаря этому, можно вовремя заметить любые неточности и внести необходимые корректировки в производственный процесс.
  • Собственная техника для лабораторных исследований позволяет производить разработку технических карт новых рецептов. Благодаря этому, можно сильно расширить ассортимент выпускаемой продукции. Заводы оснащённые собственными бетонными лабораториями, делают не только бетон, но и бетонные кольца, плитку для тротуаров, бордюры, различные бетонные блоки и т.п.
  • Специалисты РБУ могут проконсультировать своих клиентов, рассказать им о том, какие методы испытания бетона на прочность используются на данном предприятии.
  • Мобильный бетонный завод получает дополнительную прибыль, проводя испытания бетонной смеси у других предприятий, не имеющих подобных лабораторий.
Читайте так же:
Цемент марки 200 состав

Лаборатория испытания бетона имеет достаточно высокую цену. Базовый комплект может стоить от 200 тысяч до 1,5 миллиона рублей.

Исследования, испытания бетона могут проводить только специально-обученные специалисты высокой квалификации, прошедшие аттестацию.

Расходы, связанные с содержанием оборудования, необходимо оплачивать, даже тогда, когда предприятие не работает.

Аутсорсинг для мобильных бетонных заводов

Аутсорсинг – передача некоторых, второстепенных производственных задач сторонним исполнителям. Например, специализированным компаниям.

Лабораторный аутсорсинг – распространённое явление среди мобильных бетонных предприятий. Строительная компания заключает договор со специализированной фирмой, которая будет проводить необходимые исследования и испытания, использовать различные методы определения прочности бетона, следить за его составом и качеством.

В результате собственник РБУ сможет контролировать качество бетона, не тратя при этом деньги на покупку собственной бетонной лаборатории, а также экономить на её содержании.

Лаборатория, работающая по договору аутсорсинга – независимая фирма, осуществляющая честный, беспристрастный контроль качества бетонных смесей разных марок.

Вывод

Если строительная компания, владеющая собственным мобильным бетонным заводом, хочет «узаконить» высокое качество своей продукции, то сделать это можно двумя способами:

  • Купить и содержать собственную лабораторию, осуществляющую контроль качества выпускаемых строительных смесей.
  • Заключить договор со специализированной фирмой, оказывающей профессиональные услуги лабораторного аутсорсинга.

Более детально ознакомится со спецификой работы оборудования по производству бетона Вы можете в категории «Бетонные заводы».

Анализ сырьевой муки, клинкера и цемента

Примерный состав сырьевого материала до его добычи может быть определен в трех измерениях при помощи пробного бурения. Это позволяет планировать на будущее план горных работ. Сразу же после добычи сырья его состав определяется методом нейтронной активации, когда материал проходит через конвейерную ленту. Метод основан на взаимодействии между нейтронами и ядрами вещества, подлежащих исследованию. Химический состав затем может быть вычислен из полученного спектра. Метод позволяет определить состав даже неоднородных природных материалов, обеспечивает равномерность состава шихты, высокое качество клинкера и цемента [35, 36, 37]. Для оценки качества сырьевой муки и цементного клинкера могут быть использованы различные способы, как правило, применяются одновременно несколько способов. Химический анализ с помощью анализа рентгеновской флуоресценции (РФА) предоставляет информацию о всей композиции. Из этих данных могут быть вычислены стандартная известь (КН) и модули. Они предоставляют информацию о качестве клинкера.

Кроме того из анализа потенциальное содержание фазы определяются Bogue [5, 53, 54]. Этот расчет предполагает, что клинкерный расплав кристаллизуется в равновесии с твердыми фазами (на практике это не так), и что фазы клинкера химически чистые, имеют стехиометрический фазовый состав (чистые C3S, C2S, С3А, С4AF), не учитываются посторонние ионы и включения в фазах клинкера. Поэтому вычисление содержания фазы по Bogue обеспечивает лишь приблизительный состав, но на практике эти значения немного отличаются. Обычно фактическое содержание алита и белита выше. Фактические содержание алюминатной и ферритной фазы колеблется только на несколько процентов от расчетных значений, потенциальных от содержания. Важным критерием является также содержание свободной извести (содержание свободного, несвязанного СаО). В настоящее время он определяется в основном методом дифракции рентгеновских лучей и лишь эпизодически методом традиционной «мокрой» химии [38, 39]. В связи со стандартом лайма, он обеспечивает индикацию условий производства, дает информацию о степени обжига клинкера. Содержание свободного, несвязанного СаО не может превышать предельного значения, которое составляет порядка 2-3% по массе (в зависимости от условий производства), так как это может привести к известковым трещинам в затвердевшем растворе или бетоне.

Читайте так же:
Раствор готовый кладочный цементный м50 морозостойкость

В то время как рентгеноструктурный анализ флуоресценции, чтобы определить элементы как в сырьевой муке так и в цементе широко используется, метод дифракции рентгеновских лучей в штатном режиме, как правило, используется только для определения свободной извести CaOсвоб. Последние разработки в использовании рентгеновских лучей для исследования порошков, особенно уточнение Ритвельда, позволяют применять количественный фазовый анализ с использованием рентгеновской дифракции. В случае метода Ритвельда «уточнений наименьших квадратов» расчеты проводились долго до наилучшего совпадения результатов. Но на основе структурных данных и глобальных параметров дифракционной картины не достигается точных данных между измеренным и рассчитанным. Структурные данные, относящиеся к существующим синфазным соединениям смеси, могут меняться из-за различий в химическом составе. Расчет выполняется в итерационном процессе путем изменения параметров структуры кристаллов и профиля. Использование метода Ритвельда стало возможным за счет одновременного анализа отдельных фаз даже с сильно перекрывающимися отражениями, как это часто бывает с цементом. Этот метод предусматривает автоматическую регулировку в промышленных процессах. Ожидается, что он будет включать в себя в будущем стандартный анализ материалов и продукции цементного завода. Ссылки на литературу по методологии Ритвельда приведены в источниках [40,41,42,43,44,45,46,47,48].

Микроскопическое исследование клинкера позволяет установить сведения о характере, форме и распределении фаз клинкера. Массовое содержание фаз клинкера зависит от химического состава клинкера. В противоположность этому, образование и распределение клинкерных фаз зависит от условий производства (состава сырьевой муки, тонкости помола, гомогенности, скорости нагрева шихты, времени спекания и скорости охлаждения клинкера. Опытные специалисты могут определить по микроскопическому изображению клинкера характер влияния плохих условий производства и дать указания по их устранению. Для этого, как правило, проводят исследование полированных и протравленных шлифов в отраженном свете при увеличении х 50 — 1000. Для идентификации фазы и установления их качества используют форму, цвет, отражательную способность минералов, производится травление, определяется твердость и др. показатели [49,50, 51]

На рисунке 1.6 показаны примеры качественных различий в клинкере, которые просто и надежно можно определить путем микроскопического изучения аншлифа. Эти образцы для анализа приготавливают путем закрепления цемента или клинкера в термореактивной смоле и отвержденный образец затем шлифуют и полируют. Дифференциация (определение) различных фаз значительно облегчается с помощью травления. В зависимости от вида используемого травителя и продолжительности травления, выявляются поверхностные границы кристаллов (Anlaufätzung) или частично растворяются границы кристаллов (Lösungsätzung). Микроструктура хорошего качественного клинкера показана на рисунке 1.6а. Отдельные клинкерные фазы (минералы)

а) цемент хорошего рыночного качества

б) слегка старый цемент

с) цемент с сильным поглощением влаги

d) недожженный цементный клинкер

е) алитовый клинкер, охлажденный от высокой температуры

f) цемент с особенно мелкими кристаллами алита.

Рисунок 1.6 — Качественно различные образцы цементных клинкеров (травление с 1,2-циклогександиамин-N, N, N ‘, N’-этилендиаминтетрауксусной кислоты-ди-натриевой соли)

имеют острые края (прямые грани, углы), показывают характерную окраску и имеют обычные размеры. Образец клинкера на рисунке 1.6б, однако, был сохранен слишком влажным. В кристаллах видны преобразованные кромки, признак того, что гидратация уже началась. Края кристаллов алита сильно разъедены. Тупые грани, однообразие цвета и границы фазы размыты, что характерно для недостаточно обожженного клинкера (рисунок 1.6d). Чрезмерно высокая температура, от которой производится резкое охлаждение клинкера, может привести к разрушению кристаллов алита (рисунок 1.6е). На рисунке 1.6f можно увидеть особенно мелкие кристаллы алита. Этот цемент будет иметь высокие показатели прочности, как и образец цемента на рисунке 1.6а.

Читайте так же:
Если использовать цемент без песка

Несмотря на высокую точность, клинкерная микроскопия все меньше используется на практике из-за сложности методики подготовки проб, а также необходимости большого опыта персонала для оценки качества образцов.

Минералогический состав клинкера может быть определён различными методами: петрографическим, рентгеноструктурным анализом и химическим методом.

Петрографический анализ проводится в основном четырьмя приёмами: 1) иммерсионным методом (метод порошков); 2) в прозрачных шлифах; 3) в полированных шлифах; 4) в прозрачно — полированных шлифах. Метод позволяет определить морфологические особенности клинкера — количество и распределение фаз, габитус, спайность, двойникование кристаллов, пористость; детали внутренней структуры — показатели преломления, анизотропия, окраска минералов, кристаллографические константы, сингония.

При петрографическом анализе полированных шлифов из наиболее характерных гранул клинкера приготавливают аншлиф и рассматривают его с помощью поляризационного микроскопа. Определяют содержание минералов, их размеры, структуру и др.

На Шымкентском и Карагандинском цементных заводах в свое время был внедрён оперативный петрографический анализ качества клинкеров, разработанный сотрудниками кафедры ХТВМ Казахского химико – технологического института Л.Г.Трофимовой, Р.А.Сайкуловым и Б.Т.Таймасовым. Он позволял оперативно контролировать качество клинкера, прогнозировать его активность и регулировать на основе этого работу обжиговых агрегатов. Внедрение разработки в АО «Карагандацемент» повысило уровень качества клинкера на 4…5 МПа, что позволило увеличить ввод шлака на 3 % и сократить расход клинкера. В АО «Шымкентцемент» внедрение метода увеличило среднюю марку цемента 0,5 МПа, повысило производительность печей, снизило расход топлива и уменьшило выход брака.

Петрографический анализ показывает фактический минералогический состав клинкера. Рациональный химический анализ клинкера позволяет определить его химический состав, на основании которого с помощью формул можно определить расчётный минералогический состав клинкера. Расчётный и фактический состав немного отличаются. Причины расхождения следующие: 1) при обжиге и охлаждении клинкера не достигается полного равновесия фаз, остаются свободные СаО и SiO2; 2) фактический состав минералов отличается от расчётного состава соединений, так состав алита и белита отличаются от состава трёхкальциевого и двухкальциевого силикатов, аналогично и минералы — плавни; 3) минералы образуют твёрдые растворы; 4) значительные изменения в теоретический состав клинкера вносят щёлочи.

Как правило, фактическое содержание алита в клинкерах всегда превышает расчётное, фактическое содержание С3А меньше, чем его расчётное количество.

Дата добавления: 2016-10-26 ; просмотров: 3329 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Лаборатория

Одним из важнейших подразделений предприятия является заводская лаборатория, которая осуществляет несколько ступеней контроля входящего сырьевого материала, продукции «промежуточного» этапа производства (шлам) и готового цемента. В рамках своей деятельности лаборатория выполняет следующие виды работ:

Рентгеноспектральный анализ — один из важнейших этапов оценки качества поступаемого сырья, клинкера и готовой продукции. Данная процедура выполняется с помощью волнового рентгенофлуоресцентного спектрометра «Thermo Scientific ARL OPTIM’X».

Также на данном этапе контроля применяется лазерный анализатор размеров частиц «Mastersizer 2000» для определения гранулометрического состава цемента.

Петрографический контроль позволяет дать оценку микроструктуре клинкера с учетом всех ключевых морфометрических характеристик, определить величину зерен алита и белита, входящих в состав. Немаловажным на данном этапе лабораторного контроля будет являться количественный анализ фазовых составляющих, таких как процентное содержание алита и белита, а также пористость клинкера, процентное содержание свободного оксида кальция и рассчитать коэффициент насыщения.

Читайте так же:
Цемент может нанести вред не

Пробоподготовка клинкера для петрографического анализа выполняется на высокоточном отрезном станке «Minitom» для резки твердых материалов, шлифование и полирование образцов на станке «LaboPol-5».

Также на данном этапе контроля применяется лазерный анализатор размеров частиц «Mastersizer 2000» для определения гранулометрического состава цемента.

В рамках физико-механического контроля на оборудовании фирмы «Testing» определяются следующие показатели по клинкеру и цементу:

  • • консистенция цементного раствора;
  • • прочность при изгибе и сжатии (предельное значение);
  • • тонкость помола по удельной поверхности и остатку на сите;
  • • плотность цемента;
  • • нормальная густота цементного теста;
  • • сроки схватывания (в т.ч. ложное схватывание цемента);
  • • равномерность изменения объема.

На этапе аналитического контроля сырьевые компоненты и готовая продукция подвергаются следующим видам контроля:

  • • гравиметрический,
  • • фотометрический,
  • • пламенно-фотометрический,
  • • катионитовый,
  • • комплекснометрический,
  • • этиленово-глицератный

Для фотометрического анализа применяется спектрофотометр «Hach-Lange DR/5000».

Активность цемента: что это такое и методы определения

Активность определяет прочностные свойства материала. Это важный показатель, дающий возможность оценить качество цемента, поэтому нормируется государственными стандартами. Определить активность можно разными способами, в т.ч. стандартными и упрощенными в домашних условиях.

Что это такое

По сути, активность — это состояние структуры конкретного материала на любом этапе его использования, определяемое, как абсолютная прочность образца из него. Исходя из результатов теста, ему присваивается марка (М200, М300 и т.п.).

Почему прочность цемента привязана к активности? Дело в том, что она формируется в результате процесса гидратации частиц вяжущего вещества, с последующей кристаллизацией и образованием «цементного камня», и зависит от скорости протекания процесса. Он не останавливается в течение всей эксплуатации. Выделяют характерные этапы:

  1. Активная фаза. Основной набор прочности происходит за 28 суток. В течение этого срока в реакцию вступает и кристаллизуется основной объем компонентов.
  2. Перспективная фаза. Полная кристаллизация происходит в течение года, когда прочность приближается к максимальному значению.
  3. Фаза деградации. В конце срока службы материала, кристаллизованные минералы вступают в реакцию с водой (коррозия), что ведет к его разрушению.

Активность — это динамическая характеристика, изменяющаяся в процессе эксплуатации. Помимо указанных временных особенностей, следует отметить частично гидратированную составляющую. Крупные частицы вяжущего вещества остаются негидратированными и после перспективной фазы. Они исполняют в материале роль наполнителя, но при определенных условиях активизируются позднее.

Факторы, влияющие на прочность цемента

Активность и прочностные характеристики зависят от некоторых факторов.

Условия хранения

При длительном хранении цемента активность постепенно снижается. Скорость изменения зависит от условий хранения. Обнаруживается такая динамика снижения параметра:

  1. Сухой закрытый склад при хранении материала в водонепроницаемых мешках — активность не изменяется в течение 1 месяца, через 2 месяца уменьшается на 4-5%, через 3 — на 8-9%, через 4 — на 12-16%;
  2. Сухое помещение, но обычные, бумажные мешки — через 1 месяц снижение составляет 4-6%, через 2 месяца — 9-11%, 3 — 13-15%, 4 — 18-22%;
  3. При повышенной влажности или хранении в насыпном виде — через 1 месяц — на 10-12%, 2 месяца — 15-17%, 3 — 19-23%, 4 — 24-28%.

В зависимости от срока и условий хранения, реальная марка цемента снижается на порядок. Так через 3 месяца материал марки М400 может превратиться в М300.

Состав материала

Активность любого цемента существенно зависит от вида и количества добавок, наличия примесей, состава и концентрации клинкера. Так при наличии кальцитов и кварца показатель снижается, а при повышенном содержании алюминатов и алита — повышается. Щелочные добавки способны влиять на скорость кристаллизации, причем и в сторону замедления, и в сторону ускорения. Для повышения прочности в цемент добавляется клинкер.

Читайте так же:
Рива стеклоиономерный цемент инструкция

Дисперсность частиц

Она определяется степенью помола компонентов. Мелкодисперсный порошок значительно быстрее вступает в химическую реакцию по своему объему, что повышает активность. При крупном помоле прочность набирается дольше, а ее величина понижена.

Существует также взаимосвязь активности с удельным весом (плотностью) цемента. С повышением этого показателя она возрастает.

Как проводится определение активности цемента

Контрольному испытанию подвергается любая партия материала. По его результатам производитель оценивает необходимость корректировки состава. При необходимости могут дополнительно вводиться замедлители или катализаторы. ГОСТом предусматривается такой порядок испытания:

  • готовится раствор (цемент и песок в пропорции 1:3), из которого заливается образец в форме бруска размером 4х4х16 см;
  • выдержка образца во влажных условиях в течение 24 ч (обычно, в специальной форме над водой);
  • выдержка образцов в ванне с затвором в течение 27 суток;
  • в конце испытания определяется прочность на сжатие и изгиб.

Тестированию подвергается не менее 4-х образцов, а результат учитывается, как среднеарифметическое значение прочностных параметров. Эта величина признается показателем активности. Она сравнивается с нормируемыми значениями, по которым и присваивается марка.

Определение в домашних условиях

При покупке используют визуально-тактильный способ. Он включает оценку цвета и состояния. Цемент с высокой активностью имеет серый цвет с зеленоватым отливом. Порошок должен аналогично воде протекать между пальцами руки. Возможно наличие небольших комочков материала в мешке. Они должны легко разминаться в порошок пальцами. Твердые комки существенно снижают качественные характеристики цемента.

Перед началом строительства можно провести тестирование водно-визуальным способом. Для этого потребуется минеральная вода щелочного типа, например, Смирновская, Боржоми, Дилижан. Цемент смешивается с минеральной водой, тщательно перемешивается до получения консистенции теста. Из него лепится образец в виде диска с утолщением в средней части и тонкими краями. Если образец затвердел в течение 7-12 минут и нагрелся так, что это чувствуется рукой, то можно признать цемент качественным, с высокой активностью.

Некачественный материал твердеет не раньше чем через 30 минут, а затем образец начинает трескаться. Некоторые фальсификаты способны быстро схватываться и нагреваться, но образцы значительно деформируются, и на них появляются трещины.

Если цемент прошел успешно первый тест, то испытания следует продолжить. Затвердевший диск оборачивается увлажненной тканью и укладывается в пластиковую емкость (можно использовать полиэтиленовый пакет). После выдержки в течение 3 суток образец извлекается и осматривается. Хороший материал становится еще прочнее, издает характерный, металлический звук при постукивании и не рассыпается при ударе. Допускаются мелкие, небольшие трещины в виде поверхностной сетки.

При проведении тестирования учитывают, что разные партии цемента различаются по активности. К какой партии он принадлежит определяют по ярлыку на мешке. Если в разных мешках находится материал из разных партий, то образцы для испытания надо приготовить для каждой партии.

При ответственном строительстве важно помнить, что от качества цемента зависит надежность и долговечность всего сооружения. Активность материала определяет его прочностные характеристики и считается важнейшим параметром. Перед началом работ необходимо убедиться в том, что он соответствует марке, а элементарные испытания позволяют оценить его качество.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector