GLIWICE 8.04.99

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

KATEDRA PROCESÓW BUDOWLANYCH

ZAKŁAD TECHNOLOGI MATERIAŁÓW I PRODUKCJI BUDOWLANEJ

Sem. IV

Grupa BDiA

SPRAWOZDANIE NR 1 TEMAT: Badanie cech technicznych cementu

1. Oznaczenie właściwej konsystencji zaczynu.

2. Oznaczenie czasu wiązania .

3. Oznaczenie powierzchni właściwej metodą Blaine'a

4. Oznaczenie zmian objętości metodą Le Chateliera.

5. Oznaczenie wytrzymałości spoiwa na zginanie oraz ściskanie .

8. Zestawienie wymagań normowych cech technicznych cementów portlandzkich , z dodatkami , hutniczych .

Prowadzący : Data: ......................

Przyjęto: ................

1. Oznaczenie właściwe ilości wody - ustalenie konsystencji normowej zaczynu.

Przed przystąpieniem do oznaczania sprawdza się czy trzon aparatu Vicata (Rys.) opuszcza się swobodnie. Następnie należy zamocować w dolnej części trzonka bolec o powierzchni przekroju 1 cm , a na podstawie aparatu położyć płytkę szklaną o wymiarach 100 x 100 mm, po czym opuścić trzon do zetknięcia się z jej powierzchnią. W tym położeniu należy ustawić skalę tak, aby wskazówka aparatu znajdowała się w punkcie zerowym podziałki. Przed badaniem pierścień aparatu oraz płytkę szklaną należy przetrzeć cienką warstewką oleju.

Aby wykonać oznaczenie, należy wcześniej przygotować zaczyn cementowy o właściwej konsystencji. Do miski mieszarki wlewa się 125 cm­­² wody, następnie wsypuje się 500 g cementu z pobranej próbki i uruchamia mieszadło na okres 1 min. z małą szybkością 140 obr/min.

Rys. Aparat Vicata: 1-pierścień, 2-płytka szklana,

3-igła, 4-trzonek, 5-podziałka

Następnie mieszadło przełącza się na duża szybkość 285 obr/min i miesza przez okres 3 min. Po wymieszaniu składników zaczyn przenosi się do pierścienia Vicata, ustawionego na płytce szklanej i wstrząsa kilkakrotnie, uderzając ostrożnie o brzeg stołu, usuwając w ten sposób powietrze z zaczynu. Wierzchnią warstwę zaczynu w pierścieniu wyrównuje się nożem. Pierścień z zaczynem ustawia się na podstawie aparatu Vicata, tak, aby trzon znajdował się w środku pierścienia. Następnie ustawia się i zamocowuje za pomocą śruby trzon aparatu tak, aby koniec walca dotykał powierzchni zaczynu w pierścieniu. Po upływie 4 minut od rozpoczęcia mieszania odkręca się śrubę podtrzymującą trzon, pozwalając na swobodne wnikanie walca w zaczyn. Zaczyn cementowy ma normalną konsystencję wtedy gdy po 30 s od zwolnienia trzonu odległość czołowej powierzchni walca od poziomu płytki szklanej wyniesie 6 ± 1 mm.

Gdy nie osiągnie się odpowiedniej konsystencji, wtedy badanie należy powtórzyć, zachowując stałą masę cementu (500 g) i zmieniając odpowiednio ilość dodanej wody.

Wyniki badań:

Ilość cementu: 500g

Ilość wody:150g

Walec aparatu zanurzył się na głębokość 7mm nad powierzchnią płytki szklanej, czyli zaczyn ma normalną konsystencje.

2. Oznaczenie czasu początku i końca wiązania cementu.

Do oznaczania czasu wiązania stosuje się zaczyn cementowy, o sprawdzonej normalnej konsystencji, który wraz z pierścieniem ustawia się na podstawie przyrządu wyposażonego w igłę o przekroju poprzecznym 1 mm². Igłę należy zanurzyć swobodnie w różnych miejscach zaczynu w odstępach nic dłuższych niż 10 min. Po każdym odczycie zagłębienia igłę należy dokładnie oczyścić, pierścień z zaczynem nieco przesunąć, aby igła trafiła w coraz to inne miejsce powierzchni zaczynu.

Początek wiązania określa się ilością godzin i minut liczonych od chwili wymieszania cementu z wodą, do chwili gdy igła zanurzona w zaczynie zatrzyma się w odległości 4 ± 1 mm nad powierzchnią płytki.

Koniec wiązania określa się liczbą godzin i minut liczonych od chwili wymieszania spoiwa z wodą do chwili, gdy igła ( ze specjalną nakładką ) zanurzy się w zaczynie tylko na głębokość 0,5 mm.

Wyniki badań:

Podczas przebiegu ćwiczenia zaczyn nie zaczął wiązać a wiec jego początek wiązania jest >60 min, końca wiązania zaczynu nie stwierdziliśmy.

3. Oznaczenie powierzchni właściwej cementu.

Powierzchniomierz Blaine'a składa się a cylindrycznego pojemnika, wyposażonego w sito metalowe o 30 ÷ 40 otworach średnicy 1 mm, równomiernie rozmieszczonych na całej powierzchni. Górna część manometru powinna być połączona szczelnie z pojemnikiem. Rurkę manometru napełnia się do poziomu dolnej linii pomiarowej mało lotną cieczą nie reagującą z cementem, np. naftą lub lekkim olejkiem. Zasadą oznaczania jest zmierzenie czasu przepływu określonej objętości powietrza przez sprasowaną próbkę cementu. Powierzchniomierz powinien być wzorcowany przez wyznaczenie użytecznej objętości pojemnika i czas przepływu powietrza przez warstwę wzorca. Do wzorcowania aparatu stosuje się próbki cementów wzorcowych. Po wywzorcowaniu aparatu z próbki normowej odważa się 10 g cementu do naczynia wagowego z przykryciem i wstrząsa przez 2 minuty. Następnie z dokładnością do 0,001 g, odważa się potrzebną ilość cementu (G_c). Ilość badanego cementu G_c wkłada się do pojemnika i mierzy czas przepływu powietrza przez warstwę próbki, tak jak w próbce wzorcowej cementu. Jeżeli odważona ilość cementu (G_c) okaże się za duża (nie można sprasować jej w pojemniku), to należy odważyć mniejszą ilość i obliczyć porowatość (s). Powierzchnię właściwą badanego cementu oblicza się z dokładnością do 1 cm²/g. Otrzymany wynik porównuje się z wymaganiami norm przedmiotowych dla poszczególnych rodzajów cementu.

4. Oznaczenie stałości objętości cementu

Zasada oznaczenia polega na zmierzeniu rozszerzenia zaczynu cementowego w pierścieniu Le Chateliera po gotowaniu.

Rys. Pierścień Le Chateliera:

1 - pierścień, 2 - igły pomiarowe

Zaczynem cementowym, o konsystencji jak do oznaczania czasu wiązania, należy wypełnić dwa pierścienie ustawione na szklanej płytce. Górną powierzchnię zaczynu wyrównać z brzegami pierścienia za pomocą noża uprzednio przetartego wilgotną tkaniną i przykryć szklaną płytką. Następnie pierścienie wraz z zaczynem przenieść wraz z płytkami do wanny z wodą i zanurzyć w wodzie, przy czym należy je obciążyć ciężarkiem ułożonym na górnej płytce szklanej lub też spiąć z płytkami za pomocą klamry.

Po 24 ± 2 h pierścienie należy wyjąć z wody, usunąć szklane płytki i zmierzyć odległość (a) między końcami igieł pomiarowych z dokładnością do 1 mm. Następnie pierścienie z zaczynem umieścić na siatce naczynia metalowego, do którego uprzednio należy nalać taką ilość wody, aby pokrywała ona pierścień z zaczynem. Wodę w naczyniu należy doprowadzić do temperatury wrzenia i utrzymywać w tej temperaturze przez 3 godziny. Po upływie tego czasu siatkę z pierścieniami należy wyjąć z naczynia i ochłodzić do temperatury otoczenia. Po ochłodzeniu zmierzyć z dokładnością do 1 mm, odległość (b) pomiędzy końcami igieł pomiarowych.

Za w wynik oznaczenia zmiany objętości należy przyjąć różnicę odległości pomiędzy końcami igieł pomiarowych po gotowaniu (b) i przed gotowaniem (a), wyrażoną w mm.

5. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie cementu - cech wytrzymałościowych.

Do określenia wytrzymałości na zginanie należy wykonać beleczki z zaprawy normowej w stosunku 1 : 0,5 : 3. Na wykonanie trzech beleczek bierzemy 450 g cementu, 225 g wody (o temperaturze pokojowej), 1350 g piasku normowego i wykonujemy następujące czynności:

- mieszanie cementu z wodą [140] 30 ± 2 s,

- dozowanie piasku [140] 30 ± 2 s,

- mieszanie zaprawy [285] 30 ± 2 s,

- postój 90 ± 5 s,

- mieszanie zaprawy [285] 60 ± 5 s.

W nawiasie podano ilość obrotów na minutę.

Po zakończeniu mieszania zaprawę przekłada się do przygotowanej formy, która jest przymocowana do płyty wstrząsarki. Z przygotowanej zaprawy odważa się trzy porcje po około 320 g, napełnia nimi poszczególne przegródki formy i uruchamia wstrząsarkę. Po zatrzymaniu wstrząsarki (60 wstrząsów), układa się drugą warstwę i ponownie uruchamia wstrząsarkę (60 wstrząsów). Następnie nakładkę wraz z formą zdejmuje się z wstrząsarki i wygładza powierzchnię beleczek, po czym formę umieszcza się w wannie do wstępnego przechowywania na 20 ÷ 24 godz. Po tym okresie rozformowuje się beleczki i oznacza trwale górną ich powierzchnię oraz umieszcza w kąpieli wodnej w temp. 20 ± 2 °C do czasu badania (1, 3, 7, 28 lub 90 dni).

Badanie przeprowadziliśmy na maszynie wytrzymałościowej przy rozstawie podpór a =10 cm.

Siła potrzebna do zniszczenia próbki P = 2,8 kN.

Y_max = 2 cm

I_x = 2,13*10^-7 cm⁴

Wytrzymałość policzona wg wzoru:

wynosi R_G = 6,57 Mpa

Do oznaczenia wytrzymałości na ściskanie przygotowuje się beleczki w ten sam sposób. Gotową próbkę należy umieścić w maszynie wytrzymałościowej, jednak w ten sposób by ścianka, która w formie była górną teraz była boczną.

Przyrost siły nacisku na daną beleczkę powinien wynosić 2,0 ± 0,5 MPa na sekundę.

Po zniszczeniu próbki należy odczytać wartość siły niszczącej P.

Jeżeli oznaczało się także wytrzymałość na zginanie należy do tego badania brać połówki próbek pozostałe z badania wytrzymałości na zginanie.

Siła potrzebna do zniszczenia próbki P₁ = 103 kN ; P₂ = 98,5 kN.

Pole powierzchni podkładki F = 25 cm².

Wytrzymałość na ściskanie obliczymy ze wzoru:

i wynosi ona R_C = 40,3 Mpa.

10. Zestawienie wymagań normowych dla cementów powszechnego użytku oraz gipsu budowlanego.

Dla cementów nowa norma cementowa PN-B-19701 narzuca wymagania:

- CHEMICZNE:

Właściwość	Metoda badania	Rodzaj cementu	Klasy	Wymagania ^1)
Strata prażenia	PN-EN 196-2	CEM I CEM III	Wszystkie	≤ 5,0 %
Pozostałość nierozpuszczalna	PN-EN 196-2	CEM I CEM III	Wszystkie	≤ 5,0 %
Siarczany (jako SO3)	PN-EN 196-2	CEM I CEM II CEM IV	32,5 32,5 R 42,5	≤ 3,5 %
						42,5 R 52,5 52,5 R	≤ 4,0 %
				CEM III	Wszystkie
Chlorki	PN-EN 196-21	Wszystkie	Wszystkie	≤ 0,1 %
Alkalia ^2) (jako Na2O)	PN-EN 196-21	Wszystkie	Wszystkie	≤ 0,6 %
Pucolanowość	PN-EN 196-5	CEM IV	Wszystkie	Wynik pozytywny

1) Wartości są podane w % masy gotowego cementu.

2) Wymaganie dotyczy tylko cementów uznanych za niskoalkaliczny ze względu na małą zawartość alkaliów. Cement uznany za niskoalkaliczny jest dodatkowo oznaczony (symbol NA).

-FIZYCZNE:

---