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 τ_i или непосредственно после завершения ТВО, по формуле

, (1)

где

R₁_i - базовая активность - устанавливаемая предварительно активность цемента базовой (первой) партии по ГОСТ 310.4 или в бетоне, к требуемому времени τ_i или непосредственно по завершению ТВО, МПа, (понятие базовой партии цемента дано в МИ 2486-98);

ΔV₁_o - 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. R₁_T, в формулу (1) вместо R₁_i подставляют R₁_T.

8.2.1. Порядок определения базовых величин R₁_i и ΔV₁_o 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 ΔV_jo 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

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	0,71	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 1,84^3/2 = 2,50

Таблица А.2 - Активность цемента по ГОСТ 310.4 в зависимости от контракции за три часа 1000 г цемента и длительности твердения

Контракция 1000 г цементa за 3 ч, ΔV_jo, см	Активность цемента, MПа
	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	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 ΔV₁_o, ΔV₁₇ и ΔV₁_i.

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 R^c₁₇ и растяжении при изгибе R^u₁₇.

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 R_1Т.

Б.2.4. Активность цемента базовой партии к любому времени τ_i > 7 сут рассчитывают по формулам

для сжатия

, (Б.1)

для растяжения при изгибе

, (Б.1)

где

K₁ и К₂ - расчетные коэффициенты, численные значения которых в зависимости от τ_i 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 R_1Т, а в возрасте τ_i ≥ 28 сут после ТВО принимают равной R^c₁_i или R^u₁_i.

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 ΔV₁_o, ΔV₁₇, ΔV₁_i.

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 R_Б17. Остальные три образца, если необходимо учесть конкретный режим ТВО, подвергают ТВО по этому режиму и после их остывания испытывают на сжатие, то есть определяют R_БТ.

Б.3.5. Активность цемента в бетоне R_Б1_i к любому времени τ_i > 7 сут при твердении бетона в нормальных условиях изначально, и в возрасте τ_i ≥ 28 сут после ТВО рассчитывают по зависимости (Б.1). Активность цемента в бетоне непосредственно после ТВО принимают равной R_БТ = R_1Т.

Таблица Б.1 - Средние значения коэффициентов К₁ и К₂ в зависимости от m и τ_i

Диапазон, m	Длительность твердения τ_i в нормальных условиях, сут
Диапазон, m	14	28	60	90	180	360
0,09-0,14	0,99/1	0,97/0,98	0,95/0,97	0,94/0,96	0,93/0,95	0,92/0,94
0,15-0,20	0,98/0,99	0,95/0,97	0,91/0,94	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 знаменателе приведены значения коэффициентов соответственно К₁ и К₂.