Портландцемент. Метод определения огнестойкости

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Информация о материале

Техническое задание

.1 Обоснование необходимости разработки

.2 Безопасность эксплуатации испытательного оборудования

.3 Утилизация испытанных образцов

.4 Стадии разработки стандарта и сроки их выполнения

. Национальный стандарт Российской Федерации «Портландцемент. Метод определения огнестойкости»

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы по дисциплине «Технология разработки стандартов и нормативных документов» является разработка проекта национального стандарта «Портландцемент. Метод определения огнестойкости», а так же определение целесообразного использования данного метода в процессе производства и эксплуатации, определение экономической эффективности проекта и важности его разработки как для материала портландцемент конкретно, так и для строительной отрасли, в общем.

Разработка нормативного документа включает 5 этапов:

этап - организация разработки, включающая подготовку и предоставление заявок на разработку технического задания, определения группы разработчиков и т.д.;

этап - разработка первой редакции проекта нормативного документа;

этап - предоставление в государственные органы нормативного документа для принятия решения и проведения экспертизы;

этап - регистрация проекта стандарта и принятие после получения замечаний и доработки;

этап - опубликование.

1. ИНФОРМАЦИЯ О МАТЕРИАЛЕ

Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве.

Портландцемент представляет собой порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция. Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3...7 %), допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10...15 %). Клинкер - продукт обжига (до полного спекания) искусственной сырьевой смеси, состоящей приблизительно из 75 % карбоната кальция (обычно известняка) и 25 % глины. Основные свойства портландцемента обусловливаются составом клинкера.

Химический состав портландцемента. Портландцемент характеризуется довольно постоянным химическим составом. Содержание основных составляющих окислов в нем колеблется в сравнительно небольших пределах, %: CaO (64...67), SiO2 (19...24), AI2O3 <4..,7), Fe2O3 (2...6), MgO (не более 5), SO3 (не менее 1,5 и не более 3,5).

Сырье для получения портландцемента. В качестве сырья иногда используют природные горные породы - мергели. В них содержатся необходимые для производства портландцементов количества карбонатных (75...78%) и глинистых пород (25...22 %). В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путем. В этом случае в качестве карбонатных пород используются известняки, мел, известковые ракушечники; в качестве глинистых - глины, глинистые сланцы, лёссы, доменные шлаки; кроме того, в состав сырьевой смеси вводятся различные корректирующие добавки, например гипс.

Гипс необходим для регулирования сроков схватывания. С увеличением количества гипса увеличиваются (замедляются) сроки схватывания. Однако максимальное количество вводимого гипса регламентируется химическим составом портландцемента.

Производство портландцемента. Производство портландцемента состоит из следующих процессов: добычи сырья и доставки его на завод; подготовки сырья и смеси; обжига смеси - получения клинкера; измельчения клинкера с добавками - получения цемента.

По характеру подготовки сырья и приготовления смеси различают мокрый и сухой способы изготовления цемента. При мокром способе сырье дробят и размалывают без дополнительной подсушки. Весьма часто помол осуществляют с добавлением воды, глину размешивают в специальных емкостях - болтушках. Смесь готовят тщательным перемешиванием жидких молотых смесей в шламбассейнах. В этом случае подготовленная смесь - цементный шлам - содержит до 40 % и более воды.

При сухом способе тонкое измельчение исходного сырья (помол) осуществляют в сухом состоянии. Тщательное смешивание производят в специальных смесителях. В строительстве наиболее распространен мокрый способ, при котором удается достичь хорошей гомогенности сырьевой смеси, что в конечном итоге обусловливает получение цемента с более высокими и стабильными качествами. В настоящее время в связи с созданием оборудования, обеспечивающего хорошую гомогенизацию в смеси тонкомолотых порошков, сухой способ как более экономичный (не требующий теплоты на испарение воды) и, следовательно, перспективный находит все большее применение. В нашей стране действует несколько крупных цементных заводов, работающих по сухому способу.

Обжиг смеси производится во вращающихся печах, представляющих собой металлические цилиндры, обложенные внутри огнеупорной футеровкой. Печь укладывают на специальные катки с небольшим уклоном к поверхности земли, за счет чего по мере вращения сырьевая смесь продвигается по печи от приподнятого конца к опущенному. Длина печи достигает 180 м, а иногда доходит до 250 м, диаметр - до 6 м.

По мере продвижения смесь подсушивается, скатывается в шарики и под действием высокой температуры (1450... 1500 °С) спекается в гранулы размером 5...20 мм и более'. Затем гранулы охлаждаются сначала в печи, в зоне охлаждения, впоследствии - в специальных устройствах - холодильниках.

За последние годы разработан новый способ обжига клинкера. В печи силикатный расплав заменен расплавом на основе хлористого кальция. Существенно снижается температура обжига (1100...1150 °С), в 3...4 раза облегчается помол, но в цементе появляется минерал - алинит, содержащий алюмохлоридсиликат кальция. Этот цемент быстрее твердеет в начальные сроки.

Остывший клинкер подвергают размолу чаще всего в шаровых мельницах, представляющих собой металлические цилиндры диаметром до 3,5 и длиной до 15...20 м, которые выложены изнутри бронированными плитами. Мельницы имеют 2...3 камеры, отделенные друг от друга металлическими перегородками с отверстиями для прохождения размалываемого материала.

Размол клинкера и постепенное продвижение размалываемого материала обеспечиваются при вращении за счет наклона мельницы. По выходе из шаровой мельницы портландцемент подают на склад в силосы, где он остывает и выдерживается некоторое время, достаточное для стабилизации. Необходимость выдержки обусловливается тем, что при помоле, особенно если осуществляется помол еще не совсем остывшего клинкера (максимальная температура клинкера, подаваемого в шаровую мельницу, не должна превышать 50 °С), происходит дегидратация вводимого гипса, получаемый при этом цемент будет обладать нестандартными сроками схватывания (ложное схватывание). Свойства портландцемента. К основным техническим свойствам портландцемента относятся: истинная плотность, средняя плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная густота (водопотребность цемента), равномерность изменения объема цементного теста, прочность затвердевшего цементного раствора.

. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

2.1 Обоснование необходимости разработки

Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона <#"578025.files/image001.gif">

_______________________________________

Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС)

3. Национальный стандарт Российской Федерации «Портландцемент. Метод определения огнестойкости»

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТ Р СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_______________________________________

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОГНЕСТОЙКОСТИ

Издание официальное

Москва 2010

ГОСТ Р

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ.

Метод определения огнестойкости.

Portlandcement.

Fire-resistance test method.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Разработан Научно-исследовательским и технологическим институтом производства портландцемента. Внесён Госстроем России.

Утверждён Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС).

Введён впервые.

СОДЕРЖАНИЕ

Область применения

Нормативные ссылки

Термины и определения

Основные требования

.1 Оборудования и приборы

.2 Температурный режим

.3 Образцы для испытаний

.4 Проведение испытания

.5 Предельные состояния

.6 Обозначение пределов огнестойкости конструкций

Библиография

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на растворные смеси и растворы строительные, изготовленные на гидравлическом вяжущем портландцементе, применяющиеся во всех видах строительства.

Стандарт устанавливает метод определения огнестойкости портландцемента.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»

3 ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость»

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Портландцемент - порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция.

Термопара - (термоэлектрический преобразователь температуры <#"578025.files/image003.gif">

За среднюю измеренную температуру Тср в печи принимается среднее арифметическое значение показаний печных термопар в момент времени t.

4.3 Образцы для испытаний

Образцы для испытаний портландцемента должны иметь проектные размеры. Материалы и детали образцов, подлежащих испытанию, в том числе и стыковые соединения стен, перегородок, перекрытий, покрытий и других конструкций, должны соответствовать технической документации на их изготовление и применение.

По требованию испытательной лаборатории свойства материалов при необходимости контролируются на их стандартных образцах, изготовляемых специально для этой цели из тех же материалов одновременно с изготовлением портландцемента. Контрольные стандартные образцы материалов до момента испытания должны находиться в тех же условиях, что и экспериментальные образцы портландцемента, а их испытания производятся в соответствии с действующими стандартами.

Влажность образца должна соответствовать техническим условиям и быть динамически уравновешенной с окружающей средой с относительной влажностью (60 +- 15) % при температуре 20 °С +- 10 °С.

Влажность образца определяется непосредственно на образце или на его представительной части.

Для испытания конструкции одного типа должны быть изготовлены два одинаковых образца.

К образцам должен быть приложен необходимый комплект технической документации.

При проведении сертификационных испытаний выборка образцов должна производиться в соответствии с требованиями принятой схемы сертификации.

4.4 Проведение испытаний

Балочку из портландцемента размером 4#4#16 помещаем в печь на опоры, нагружаем ее и испытываем на изгиб.

Испытываем образец портландцемента до такой степени, пока не произойдет разрушение. После разрушения образца испытываем его на изгиб. Для этого на боковые поверхности образца наносят вертикальные осевые линии. Образец устанавливают в центре плиты пресса, совмещая геометрические оси образца и плиты, и прижимают верхней плитой пресса.

Предел прочности при сжатии Rсж, МПа (кгс/см2), образца вычисляют по формуле

где Р - наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, МН (кгс);

F - площадь поперечного сечения образца, вычисляемая как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней его поверхностей, м2 (см2).

Предел прочности при сжатии образцов в партии вычисляют с точностью до 0,1 МПа (1 кгс/см2) как среднее арифметическое значение результатов испытаний установленного числа образцов.

Испытания проводят при температуре окружающей среды в пределах от + 1 до + 40 °С и при скорости движения воздуха не более 0,5 м/с, если условия применения конструкции не требуют других условий испытания.

Температуру окружающей среды и скорость движения воздуха измеряют на расстоянии не ближе 1 м от поверхности образца.

Температура в печи и в помещении должна быть стабилизирована за 2 часа до начала испытаний.

В процессе испытания регистрируются:

время наступления предельных состояний и их вид;

температура в печи, на необогреваемой поверхности конструкции, а также в других предварительно установленных местах;

избыточное давление в печи при испытании конструкций, огнестойкость которых определяется по предельным состояниям;

деформации несущих конструкций;

время появления пламени на необогреваемой поверхности образца;

время появления и характер трещин, отверстий, отслоений, а также другие явления (например, нарушение условий опирания, появление дыма).

Испытание должно продолжаться до наступления одного или по возможности последовательно всех предельных состояний, нормируемых для данной конструкции.

4.5 Предельные состояния

Различают следующие основные виды предельных состояний портландцемента по огнестойкости:

·    Потеря несшей способности вследствие обрушения портландцемента или возникновения предельных деформаций (R).

·        Потеря целостности в результате образования в портландцементе сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя (Е).

·        Потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности портландцемента до предельных значений (I).

Дополнительные предельные состояния портландцемента и критерии их наступления при необходимости устанавливаются в стандартах на испытания конкретных конструкций.

4.6     Обозначение пределов огнестойкости конструкций

Обозначение предела огнестойкости строительной конструкции состоит из условных обозначений нормируемых для данной конструкции предельных состояний и цифры, соответствующей времени достижения одного из этих состояний (первого по времени) в минутах.

Например:120 - предел огнестойкости 120 мин - по потере несущей способности;60 - предел огнестойкости 60 мин - по потере несущей способности и потере целостности, независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее;30 - предел огнестойкости 30 мин - по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее.

При составлении протокола испытаний и оформлении сертификата следует указывать предельное состояние, по которому установлен предел огнестойкости портландцемента.

Если для конструкции нормируют (или устанавливают) различные пределы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначение предела огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделенных между собой наклонной чертой.

БИБЛИОГРАФИЯ

Правила по стандартизации ПР 50.1.74-2004 «Порядок подготовки проектов национальных стандартов Российской Федерации и проектов изменений к ним к утверждению, регистрации и опубликованию. Внесение поправок в стандарты и подготовка документов для их отмены».