Виды контроля качества цемента

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТА

Большинство строительных метериалов и конструкций для отвественных объектов проходят многоступенчатую проверку качества. Для полной уверенности в качестве проверяется документальное сопровождение любого материала от изготовителя до предприятий обработки, сборки и изготовления конструкций. Отвественность за качество многих материалов ложится на их изготовителей, например – поставщик бетона отвечает за качество только своей продукции, самомтоятельно проверяя параметры исходных материалов – песка, цемента, воды, добавок и щебня.

Визуальная оценка цемента и проверка отсутствия комков – часть простейшего экспресс-анализа этого материала

Гарантией окончательной проверки качества является лабораторный анализ. Таком анализу можно подвергнуть, к примеру, цемент. Так поступают, когда на стройке организован собственный растворо-бетонный узел. К лабораторному анализу прибегают и на сравнительно небольших объектах, когда возникают сомнения в качестве материалов или в их соотвествии сопроводительным документам.

В некоторых случаях, при использовании материалов для неотвественных конструкций или для принятия решений о заказе лабораторного анализа на стройке могут применять экспресс- методы упрощенного контроля качества. Есть такие упрощенные экспресс-методы и для проверки качества цемента.

Фальсифицированный и испорченный цемент

Цемент от сомнительного поставщика или же хранившийс в непригодных условиях, а также обладающий необычными внешними признаками, можно оперативно проверить без какого-либо оборудования. Кроме изготовления пробных образцов бетона или раствора, для проверки которых требуется несколько суток, а то и больше, может быть применен более быстрый способ, требующий времени менее часа.

Прежде, чем приниматься за такую экспресс-проверку, нужно оценить внешний вид и физическое состояние цемента:

1. это должен быть равномерный пылеобразный состав значительного веса
2. наличие комков должно насторожить – если такие комки твердые и их много по всему объму, то цемент, скорее всего, находился во влажной среде и его часть успела вступить в реакцию с водой. Такой цеменет, даже если соотвествует заявленной марке, никогда не обеспечит требуемой прочности в растворе
3. может привлечь внимание слишком малый вес цемента, его необычный цвет и другие особености. В фальсифицированом цементе могут быть нейтральные добавки, балласт, делающие этот материал практически непригодным даже для неответственных работ.

Экспресс-метод приблизительной оценки качества цемента

Сущность такого способа состоит в затворении цемента водой с соляно- щелочными добавками, котрые выступают катализаторами, ускорителями твердения. Такая вода с добавками есть и в готовом виде – это известная всем минералка «Ессентуки».

С соблюдением остророжности, с защитой рук, кожи и глаз из сомнительного цемента замешивают в обычных пропорциях ( 1 : 3 ) раствор с минеральной водой. Соляно-щелочная вода значительно интенсифицирует процесс схватывания цемента и набора им прочности. Замешанная небольшая порция цемента, сформированная в виде плоской лепешки, значительно разогревается и полученная форма твердеет буквально за 10 минут.

Цемент с большим количеством балласта (фальсифицированный) не затвердеет за 10 минут и не разогреется. Такая лепешка не изменит своего состояния в течении часа.

По окончании экспресс- проверки можно уверенно принимать решение о судьбе такого цемента и его поставщика – обращаться в сертифицированную лабораторию, где будет получен исчерпывающий анализ, после чего можно предъявлять претензии продавцу.

6.3.7. Контроль производства цемента

Качество цемента зависит от строгого соблюдения всех

технологических требований производственного цикла и достижимо при

оптимальных режимах работы всех механизмов, агрегатов и установок.

Эффективный контроль производства предполагает систематичность и

использование современных методов и приборов, обеспечивающихточность и возможность автоматизации контрольных операций. Оперативное вмешательство в ход технологических процессов позволяет устранять отклонения от заданного режима, а также оптимизировать его.

Технологический контроль начинается с контроля химического я минералогического состава сырьевых материалов и их влажности. В сырьевом отделении проверяют состав смесей, тонкость измельчения, влажность, однородность и текучесть (при мокром способе производства). Контроль состава сырьевых смесей ведут по их титру (Т). т.е. по содержанию СаСОз, выраженному в процентах. Величина титра характеризует состав сырьевой смеси и связана с величиной коэффициента насыщения, С появлением точных методов экспресс-анализа в сырьевых смесях контролируют также оксидный состав — содержание CaO, SiО2 Ai2O3 и Fe₂O₃.

Контроль качества извести включает химический петрографический анализы, определение свободного оксида кальция и веса литра клинкера. Количество свободной извести не должно превышать 1% для обычного клинкера и 0,2-0,3% для клинкера, идущего на производство быстротвердеющего цемента.

Контроль работы отделения цементных мельниц включает проверку дозировки клинкера, гипса и добавок, влажности гипса и добавок (не выше 2%), а также температуры подаваемых в мельницу материалов (не выше 80°С) и температуры цемента на выходе из мельницы. Кроме того, каждые 1-2 часа контролируют тонкость помола цемента и проводят испытания на равномерность изменения объёма.

• Отгрузку цемента ведут на основе «гарантированной марки». Оценку марки цемента проводят по данным 1- 3-суточной прочности из проб. отбираемых из цементных мельниц ежечасно. Иногда гарантированную марку» определяют по прочности образцов, пропаренных в течение 4-х часов при температуре 95-98°С. Образцы готовят из раствора 1:1 и пропаривают по режиму, обеспечивающему прочность, соответствующую 28-суточной прочности. Для отгружаемой партии цемента выдаётся паспорт, в котором указана «гарантийная марка». При отгрузке цемента отбирают пробы для контрольных испытаний, которые хранят в ЦЗЛ в течение 3-х месяцев.

6.4. Твердение портландцемента

6.4.1. Гидратация клинкерных минералов

Портландцемент представляет собой полиминеральную систему, в которой каждый из основных клинкерных минералов вносит свой вклад в формирование прочной структуры цементного камня. При твердении портландцемента происходят сложные физико-химические процессы, являющиеся результатом взаимодействия клинкерных фаз и гипса с водой. Каждый клинкерный минерал вступает в реакцию с водой, образуя с характерной для него скоростью новые гидратные соединения. Поэтому технические свойства получающегося при твердении цемента камня зависят от фазового состава клинкера.

Вода в процессе взаимодействия с цементом насыщается переходящими в раствор известью, гипсом и щелочными соединениями, концентрация ионов которых в твердеющей массе оказывает большое влияние на состав гидратных новообразований. Чтобы получить представление о механизмах взаимодействия портландцемента сложного состава с водой, необходимо предварительно рассмотреть реакции гидратации отдельных клинкерных минералов.

Алит гидратируется с образованием гидросиликатов кальция переменного состава (0,8-1,5)CaO∙SiO∙(2,5-l,0)H₂O (по классификация Богга: гидросиликаты кальция серии CSH(B)) и Са(ОН)₂. Чем меньше концентрация СаО в окружающем водном растворе, тем меньше основность, т.е. мольное отношение CaO/SiO₂, образующегося гидросиликата кальция. Процесс гидратации и гидролиза алита может быть выражен следующей схемой:

В зависимости от температуры среды, длительности твердения, вида исходных материалов и ряда других условий могут возникать различные по основности гидросиликатьт, которые отличаются составом, структурой и свойствами. При обычных температурах твердения и наличии насыщенного или пересыщенного раствора извести в окружающей среде образуется преимущественно двухкальциевый гидросиликат C₂SH₂, состав которого варьируется в пределах — (l,7-2,0)CaO∙SiO₂∙(2-4)H₂0. При пониженной концентрации Са(ОН) двухкальциевый гидросиликат переходит в менее основный (приближающийся к одноосновному) выше названный гидросиликат CSH(B). Снижение основности гидратных новообразований сопровождается выделением дополнительного количества Са(ОН)₂. При температурах 80-120°С возникает сразу гидросиликат CSH(B), при 120-175°С образуется C₂SH(A), а при 175-200°С — смесь C₂SH(A), C₂SH(C) и C₃SH₃.

Основными носителями прочности в затвердевшем цементном камне являются низкоосновные гидросиликаты серии CSH(B), которые составляют 70-80% от общего количества новообразований. Гидросиликаты CSH(B) иногда называют тоберморитоподобными, так как их состав и строение близки к известному природному минералу тобермориту (C₅S₆H₅). Эти гидросиликаты кальция кристаллизуются в виде высокодисперсных масс, сложенных из скрученных или свернутых в «рулоны» тончайших игл и волокон с длиной около 1 мкм. Прочность цементного камня, сложенного преимущественно из низкоосновных гидросиликатов, примерно вдвое выше, чем из высокоосновных фаз, так как в первых больше доля прочных ковалентных связей.

Белит гидратируется с образованием тех же гидросиликатов, что и алит, с той лишь разницей, что этот процесс не сопровождается выделением заметных количеств свободного гидроксида кальция. Условно реакция белита с водой может быть записана следующим образом:

Трёхкальциевыq алюминат гидратируется в условиях обычных температур с образованием неустойчивых гексагональных промежуточных кристаллогидратов состава 2СаО∙Al₂О₃∙8Н₂O и 4CaO∙Al₂O₃∙13H₂O. Со временем они переходят в устойчивый кубический гидроалюминат кальция состава ЗСаО∙Аl₂О₃∙6Н₂О, причём этот процесс ускоряется с ростом температуры.

Гидратация C₃A протекает очень быстро, схватывание теста на его основе происходит в считанные минуты. Чтобы предотвратить явление «ложного схватывания» цемента, которое обусловлено быстрым схватыванием C₃A, в состав цемента вводят 3-5% гипса, который существенно замедляет гидратацию трехкалыциевого алюмината. Это объясняется тем, что в присутствии гипса на поверхности частиц С₃А идёт образование крупных игольчатых кристаллов гидросульфоалюмината кальция — эттрингита:

Кристаллы эттрингита образуют плотную оболочку на зернах C₃S, препятствуя проникновению воды внутрь и замедляя гидратацию. Добавление оптимальных количеств гипса приводит к удлинению сроков схватывания цемента до 3-5 часов.

Однако кристаллизация эттрингита в уже затвердевшем камне, сопровождаемая существенным увеличением объёма, вызывает появление растягивающих напряжений, ведущих к снижению прочности, а иногда — и к разрушению цементного камня.

Четырёхкальциевый алюмоферрит гидратируется по уравнению:

В условиях, когда жидкая фаза твердеющего камня сильно пересыщена известью одноосновный гидроферрит кальция повышает свою основность и переходит в 4СаО∙Fe₂О₃∙13Н₂О.

Клинкерные минералы гидратируются с различной скоростью и вносят различный вклад в прочность цементного камня. Скорость гидратации убывает в ряду: С₃A — C₄AF – C3S — β-C₂S.

Скорость растворения цементного порошка и все последующие процессы твердения цемента зависят от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем мельче зёрна, тем выше суммарная удельная поверхность материала, а так как взаимодействие с водой начинается с поверхности, то тонкий помол интенсифицирует гидратацию вяжущего.

По мере развития гидратационных процессов цементные зёрна обрастают «шубой» гидратных новообразований, что затрудняет диффузию воды внутрь частиц и тем самым замедляет дальнейшую гидратацию. Это проявляется в постепенном замедлении нарастания прочностных характеристик камня. Даже через 50 лет в цементном камне примерно 30% частиц вяжущего в составе камня оказываются непрогидратировавшими. Чем мельче зёрна, тем большая их часть вступает в реакции с водой, потому тонкий помол цементов способствует существенному улучшению вяжущих свойств.

Портал о цементе и бетоне.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ.
Технический контроль качества продукции включает следующие его виды: входной, пооперационный и приемочный. Входной контроль качества в соответствии с ГОСТ 18321- -73* осуществляется отделом технического контроля предприятия (ОТК). Заводская лаборатория выдает отделу технического контроля заключение на материалы, полуфабрикаты, поступающие на переработку в цеха. Входной контроль качества устанавливается: при отсутствии паспортов или других данных на поступающие материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, а также когда исключается применение статистических методов контроля.
Выборочный контроль качества применяется тогда, когда при поступлении материалов, полуфабрикатов необходимо определить фактические показатели их качества в соответствии со стандартами на статистические методы контроля путем отбора проб и образцов.

Результаты входного контроля заносятся в журнал ОТК и лаборатории. При обнаружении некачественной продукции данная партия не допускается к применению и подлежит рекламации.

При проведении входного контроля ОТК осуществляет:
—- проверку сопроводительных документов (паспорта, сертификаты, формуляры), которые характеризуют качество поставляемых материалов, полуфабрикатов:
— приемку поступающих материалов полуфабрикатов в соответствии с требованием ГОСТ, ТУ;
— изоляцию продукции до выяснения с поставщиком вопроса о ее несоответствии;
— регистрацию материалов, полуфабрикатов в журнале входного контроля качества;
— контрольный отбор проб или образцов для статистического испытания материалов;
— анализ и систематизацию всех случаев поступления некачественных материалов, полуфабрикатов;
— выдачу по результатам контрольных испытаний материально ответственному лицу заключения о качестве материалов. При выявлении брака в процессе приемки материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий служба ОТК составляет акт о браке в количестве 5 экз., которые вручает: отделу снабжения; представителю поставщика, приглашенного для определения качества продукции; бухгалтерии предприятия; юрисконсульту для оформления дела в арбитраж; один экземпляр остается в ОТК для контроля.

Учет и анализ качества поставок с целью улучшения организации входного контроля производится с помощью карт, разработанных для материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий. При контроле проверяют качество материалов для приготовления бетонных смесей, качество арматуры, проволоки, фасонного профиля и др., которые применяются для изготовления арматурных каркасов н закладных деталей, качество комплектующих элементов и других материалов. При пооперационном контроле проверяют качество выполнения отдельных операций в процессе изготовления изделий по этапам технологического процесса. Основной целью пооперационного ккнтроля является обеспечение требуемого уровня качества продукции в процессе ее изготовления. При этом контролируют состав бетонной смеси, ее свойства, размеры арматурных элементов, качество сварки, натяжения арматуры, геометрические размеры ферм, качество поверхности форм и смазки, а также правильность замены классов, диаметров, марок арматурной стали, толщину защитного слоя, установленные реж шы производства.

Пооперационный контроль предварительно напряженной арматуры не только повышает качество изделий, но приводит к ее экономии (до 5—10 %). Технологические операции, выполняемые отдельными рабочими или бригадами, переведенными на самоконтроль, подвергаются службой ОТК и сменными мастерами выборочному контролю. Рабочим документом при этом является схема пооперационного контроля качества (утверждается главным инженером предприятия), которая содержит: эскизы выпускаемой продукции с указанием допускаемых отклонений; требования к основным видам оборудования; требования к инструменту; краткое описание технологии и режимов; перечень операций, подлежащих контролю; периодичность проведения контроля; перечень документов, на основании которых проводится контроль; перечень документов, отражающих результаты контроля. При обнаружении брака в процесс пооперационного контроля составляется акт на брак в четырех экземплярах, который передается бухгалтерии, ОТК, сменному мастеру и службе управления качеством продукции.

Приемочному контролю подлежат правильность складирования готовых изделий и их маркировка, анализ и оформление забракованной продукции.
При контроле качества возведения зданий и сооружений на строительной площадке необходимо руководствоваться СНиП 3.03.01—87.

Так как бетонная смесь готовится в основном централизованно, перевозят ее на строительные объекты специализированным транспортом, в бункерах, бадьях. Способ транспортирования должен исключать возможность попадания атмосферных осадков, нарушения однородности смеси, потери цементного раствора и воздействие на нее ветра и солнечных лучей, обеспечивать сохранение однородности бетона. Перед укладкой бетонной смеси необходимо детально проверить места укладки и составить соответствующие акты на осмотр и приемку всех конструкций и их элементов, закрываемых в процессе последующего производства работ. При проверке подвижности бетонной смеси отклонения допускаются в пределах ±10 мм. Непригодную бетонную смесь или изготовленную не в соответствии с проектом необходимо браковать. При укладке бетона в конструкцию следует соблюдать правила: вести непрерывное наблюдение за состоянием опалубки; скорость заполнения опалубки по высоте должна соответствовать ее прочности и жесткости; высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку не должна превышать 2 м, а при подаче на перекрытие—1 м; высота сбрасывания бетонной смеси в опалубку колонн со сторонами сечения 0,4—0,8 м должна составлять не более 5 м; высоту свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку неармированных конструкций устанавливает строительная лаборатория (она не должна превышать 6 м); бетонная смесь с высоты должна спускаться по вертикальным хоботам или наклонным желобам; в жаркую погоду укладываемый бетон необходимо защищать от высыхания, а во время дождя—от влаги; при обнаружении деформации или смещения опалубки, лесов и креплений бетонирование должно быть прекращено, элементы опалубки возвращены в проектное положение и при необходимости усилены.

При бетонировании ведут систематический контроль за укладкой бетонной смеси, которая должна производиться горизонтальными слоями одинаковой толщины без перерывов с последующим исправлением укладки бетона в одну сторону во всех слоях.

Бетон в конструкциях уплотняют внутренними и поверхностными вибраторами. Шаг перестановки внутренних (глубинных) вибраторов должен быть в пределах полуторного радиуса их действия, а погружение должно обеспечивать некоторое заглубление в ранее уложенный слой (5—10 см) и тем самым связывать укладываемые слои между собой. Шаг перестановки поверхностных вибраторов должен обеспечивать перекрытие площадкой вибратора границы уже провибрированного участка на-100 мм. Во время работы не разрешается опирать вибраторы на арматуру и закладные детали. Продолжительность вибрирования на каждой позиция должна обеспечивать достаточное уплотнение бетонной смеси, определяемой прекращением ее оседания и появлением на поверхности цементного молока. Наибольшая высота одного укладываемого слоя бетонной смеси зависит от конструкции и типа вибратора и назначается: при внутреннем вибрировании не более 1,25 длины рабочей части вибратора, при поверхностном вибрировании неармированных конструкций или конструкций с одиночным армированием— 250 мм, конструкций с двойной арматурой— 120 мм.
Предварительно напряженные конструкции следует бетонировать без перерывов, устройство рабочих швов допускается только в соответствии с указаниями проекта.

Контроль качества бетона

Согласно требованиям действующего Градостроительного Кодекса РФ, каждая строительная организация должна иметь в своем составе службу, контролирующую качество выполнения строительных работ, или привлекать для этих целей стороннюю подрядную организацию. Данное положение регламентируется Федеральным законом ФЗ №190 от 29.12.2004 года и другими нормативными документами.

Испытательный Центр «УралНИИстром» выполняет все виды работ, связанных с контролем качества бетонных работ испытаний бетона .

Специалисты ИЦ «УралНИИстром» осуществляют следующие виды работ:

• Входной контроль качества материалов;
• Контроль качества бетона в монолитной конструкции.

Входной контроль качества материалов

На этапе входного контроля наши специалисты осуществляют следующие виды работ:

• Контроль наличия паспортов и сертификатов на товарный бетон (ТБ);
• Контроль подвижности и температуры ТБ для каждой партии по ГОСТ 10181;
• Отбор образцов для лабораторных испытаний по ГОСТ 10180.

Контроль качества бетона в монолитной конструкции

На данном этапе контрольных мероприятий специалисты ИЦ «УралНИИстром» оценивают следующие параметры:

• контроль заливки, включающий температуру ТБ, высоту падения, вибрацию каждого слоя, шаг, продолжительность и параметры вибрирования;
• непрерывный контроль температурно-влажностного режима твердения бетона, температурный лист;
• операционный контроль прочности, путем механических испытаний бетона согласно положениям ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624;
• Отбор кернов и контроль прочности бетона по образцам, отобранным при изготовлении конструкций по ГОСТ 28570;
• Контроль и оценка прочности бетона в соответствии с ГОСТ Р 53231 и ГОСТ 18105.

Для обеспечения надежности и качества поставок товарного бетона, эксперты ИЦ «УралНИИстром» могут провести технический аудит бетонного завода на основании «Программы аудиторской проверки бетонного завода и лаборатории» в соответствии с ISO 9001.

В основную программу аудита входят следующие пункты проверки:

• Технологические параметры производства по выпуску товарного бетона;
• Оснащенность производства необходимым современным оборудованием;
• Наличие квалифицированных кадров и подготовленного персонала;
• Оснащенность производства лабораторией;
• Технологическая оснащенность лабораторий необходимым оборудованием;
• Качество и характеристики инертных и вяжущих материалов, а также пластифицирующих добавок.

Результаты технического аудита оформляются в виде отчета.

В соответствии с требованиями проектной документации специалисты ИЦ «УралНИИстром» могут провести подбор состава бетонной смеси с учетом:

• Показателей качества бетонной смеси;
• Длительности и режимов твердения бетона, в том числе в зимний период;
• Ограничений по составу бетона и требований производителя по применению конкретных инертных материалов и добавок.

При подборе определенных составов осуществляются испытания бетона и всех составляющих компонентов – цемента по ГОСТ 30744, крупного заполнителя по ГОСТ 8269.0, мелкого заполнителя по ГОСТ 8735, добавки, воды по ГОСТ 23732.

Подбор состава бетонной смеси осуществляется согласно ГОСТ 27006, с дальнейшим подтверждением показателей по прочности, морозостойкости по ГОСТ 10006.0 и водонепроницаемости по ГОСТ 12730.0 с предоставлением протоколов испытаний, состава бетонных смесей, графика набора прочности.

Деятельность Испытательного Центра «УралНИИстром» является полностью легитимной и подтверждается следующими документами:

• Аттестат аккредитации (Федеральная служба по аккредитации «Росаккредитация» (г. Москва)
• РОСС RU.0001.517489 (действителен до 9 октября 2017 года)
• Свидетельство об оценке средств измерений ФБУ «Челябинский ЦСМ» №405
• Свидетельство о допуске СРО «ССК Урала и Сибири» №3416.01-2012-7450033665-С-030

Результаты испытаний бетона оформляются в виде официальных протоколов. ИЦ «УралНИИстром» гарантирует оперативность и высокое качество предоставляемых услуг.