CEMENT

Technologia betonu

Rodzaje, kryteria zgodności , badania

Technologia betonu

PN-EN 197-1:2002

„Cement. Część 1: Skład, wymagania i

kryteria zgodności dotyczące cementu
powszechnego użytku.”

PN-EN 196-1:2006

„Metody badania cementu.

Oznaczanie wytrzymałości.”

PN-EN 196-3:2006

„Metody badania cementu.

Oznaczanie czasu wiązania i stałości
objętości.”

PN-EN 196-6:1997

„Metody badania cementu.

Oznaczanie stopnia zmielenia.”

Normy dotyczące cementów.

Technologia betonu

Cement –

spoiwo hydrauliczne, tj. drobnozmielony

materiał nieorganiczny, który po zmieszaniu z
wodą daje zaczyn, wiążący i twardniejący w
wyniku reakcji i procesów hydratacji, a po
stwardnieniu pozostaje wytrzymały i trwały
także pod wodą.

Definicja.

(wg. PN-EN 197-1)

Technologia betonu

Rodzaje cementów

Rodzaj

Nazwa

Symbol

CEM I

Cement portlandzki

CEM I

CEM II

Cement port. żużlowy

CEM II/A-S

CEM II/B-S

Cement port. krzemionkowy

CEM II/A-D

Cement portlandzki

pucolanowy

CEM II/A-P

CEM II/B-P

CEM II/A-Q

CEM II/B-Q

Cement portandzki

popiołowy

CEM II/A-V

CEM II/B-V

CEM II/A-W

CEM II/B-W

Cement port. łupkowy

CEM II/A-T

CEM II/B-T

Cement portlandzki

wapienny

CEM II/A-L

CEM II/B-L

CEM II/A-LL

CEM II/B-LL

Cement portlandzki

wieloskładnikowy

CEM II/A-M

CEM II/B-M

CEM III

Cement hutniczy

CEM III/A

CEM III/B

CEM III/C

CEM IV

Cement pucolanowy

CEM IV/A

CEM IV/B

CEM V

Cement

wieloskładnikowy

CEM V/A

CEM V/B

A, B – różne zakresy zawart. skł. głównych,
S – żużel wielkopiecowy,
D – pył krzemionkowy,
P – pucolana naturalna,
Q – pucolana przemysłowa,
V – popiół lotny krzemionkowy,
W – popiół lotny wapienny,
T – łupek palony
L, LL – wapień, (całk. zaw. węgla organ. dla
LL <0,2 % masy, L<0,5%)

Technologia betonu

Klasa wytrzymałości cementu –

jest to średnia

arytmetyczna z sześciu wartości wytrzymałości na ściskanie,

które oznaczono na komplecie 6 połówek pochodzących z 3

beleczek (40×40×160 mm) wykonanych z zaprawy normowej,
badanych po 28 dniach dojrzewania w warunkach normowych.

32,5

42,5

52,5

N

R

N

R

N

R

N

– klasa o normalnej wytrzymałości wczesnej

R

– klasa o wysokiej wytrzymałości wczesnej

Technologia betonu

Dodatkowe oznaczenia:
NA –

cement niskoalkaliczny,

LH –

cement o niskim cieple hydratacji,

HSR–

cement o podwyższonej odporności na działanie siarczanów.

Klasa

Wytrzymałość na ściskanie, [MPa]

Początek

czasu

wiązania

[min]

Stałość

objętości

[mm]

Wczesna po:

Normowa po

28 dniach

2 dn.

7 dn.

32,5N
32,5R

-

≥ 16

≥ 32,5

≤ 52,5

≥ 75

≤ 10

≥ 10

-

42,5N
42,5R

≥ 10

-

≥ 42,5

≤ 62,5

≥ 60

≥ 20

-

52,5N
52,5R

≥ 20

-

≥ 52,5

-

≥ 45

≥ 30

-

Technologia betonu

Przykładowe oznaczenie cementu:

CEM III/A 32,5 N – LH / HSR / NA

rodzaj cementu

ilość dodatku w procentach masy

klasa wytrzymałości cementu

klasa wytrzymałości wczesnej

cement niskoalkaliczny

cement o niskim cieple hydratacji

cement o podwyższonej odporności na działanie siarczanów

Technologia betonu

CEM II / B-V 32,5 R

rodzaj cementu

ilość dodatku w procentach masy

klasa wytrzymałości cementu

klasa wytrzymałości wczesnej

rodzaj dodatku
(popiół lotny krzemionkowy
w ilości 21-35%)

Technologia betonu

Technologia betonu

Badania cementów

Technologia betonu

Oznaczenie wytrzymałości

wg. PN-EN 196-1:2006

1. Przygotowanie beleczek:

Wykonać zaprawę normową:

450 g cementu,

1350 g piasku normowego,

225 ml wody.

Zaprawa normowa –

(def.) mieszanina cementu, piasku normowego i

wody w proporcjach 1:3:0,5

Technologia betonu

Oznaczenie wytrzymałości

wg. PN-EN 196-1:2006

Procedura mieszania:

• wsypać do misy cement i wodę – mieszać na
„wolnych” obrotach 30 s,

• wsypywanie piasku przez 30 s – „wolne” obroty,

•

mieszać zaprawę na „szybkich” obrotach 30 s

,

• postój – 90 s,

• mieszać zaprawę na „szybkich” obrotach 60 s.

Technologia betonu

Oznaczenie wytrzymałości

wg. PN-EN 196-1:2006

Wymiary beleczek:

40 x 40 x 160 mm

Formowanie beleczek:

• przymocować formę do wstrząsarki,
• ułożyć w formie pierwszą warstwę zaprawy,
• zagęścić 60 wstrząsami,
• ułożyć drugą warstwę z lekkim nadmiarem,
• zagęścić kolejnymi 60 wstrząsami.

Rozformowanie beleczek

po 24 h

Dojrzewanie beleczek

w wodzie

(temp. 20 ± 1

O

C)

Technologia betonu

Oznaczenie wytrzymałości

wg. PN-EN 196-1:2006

2. Oznaczenie wytrzymałości na zginanie.

M

3

3

l =10

F

f

3

f

2

f

f

b

l

F

2

3

6

bh

4

l

F

W

M

R

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

2

2

3

mm

N

m

kN

10

MPa

=

=

Wynik badania:

podać średnią arytmetyczną z 3 beleczek

Technologia betonu

Oznaczenie wytrzymałości

wg. PN-EN 196-1:2006

3. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie.













=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

2

C

mm

N

MPa

1600

c

F

A

F

c

R

Wynik badania:

• obliczyć poszczególne wartości R

ci

• podać średnią arytmetyczną z 6 wartości R

ci

• sprawdzić rozrzuty (±10% od średniej)

•

wyznaczyć klasę cementu

Technologia betonu

Dodatkowe oznaczenia:
NA –

cement niskoalkaliczny,

LH –

cement o niskim cieple hydratacji,

HSR–

cement o podwyższonej odporności na działanie siarczanów.

Klasa

Wytrzymałość na ściskanie, [MPa]

Początek

czasu

wiązania

[min]

Stałość

objętości

[mm]

Wczesna po:

Normowa po

28 dniach

2 dn.

7 dn.

32,5N
32,5R

-

≥ 16

≥ 32,5

≤ 52,5

≥ 75

≤ 10

≥ 10

-

42,5N
42,5R

≥ 10

-

≥ 42,5

≤ 62,5

≥ 60

≥ 20

-

52,5N
52,5R

≥ 20

-

≥ 52,5

-

≥ 45

≥ 30

-

Technologia betonu

Oznaczenie czasu wiązania

wg. PN-EN 196-3:2006

1. Oznaczenie ilości wody niezbędnej do uzyskania

konsystencji normowej zaczynu:

6

+

2

m

m

Bolec

Zaczyn cementowy o konsystencji normowej –

(def.)

zaczyn składający się z 500 g cementu i takiej ilości wody,
aby odstęp pomiędzy bolcem a płytką bazową w aparacie
Vicata wynosił 6 ± 2 mm.

Technologia betonu

Oznaczenie czasu wiązania

wg. PN-EN 196-3:2006

Wykonać zaczyn:

500g cementu + 125 ml wody

Procedura mieszania:

• wsypać do misy cement i wodę – odnotować
tzw. „czas zero”,

• mieszać na „wolnych” obrotach 90 s,

• postój – 30 s,

• mieszać zaczyn na „wolnych” obrotach 90 s.

1 krok:

Napełnić pierścień aparatu Vicata

Zbadać konsystencję zaczynu

Technologia betonu

Oznaczenie czasu wiązania

wg. PN-EN 196-3:2006

6

+

2

m

m

Bolec

2 krok:

Wykonać zaczyn:

500g cementu + woda w ilości < lub > 125 ml

•••

Wynik badania:

odnotować zawartość wody

Powtarzać badanie zaczynów
zawierających różne ilości wody do
momentu uzyskania konsystencji
normowej

Technologia betonu

Oznaczenie czasu wiązania

wg. PN-EN 196-3:2006

2. Oznaczenie początku wiązania cementu:

Napełnić pierścień

zaczynem o konsystencji normowej

Badanie początku wiązania

Początek czasu wiązania cementu –

czas, który upłynął od czasu

zerowego do chwili, kiedy odległość igły od płytki szklanej wyniesie

6 ±

±

±

± 3 mm

(wynik podaje się z dokładnością do 5 min).

H

2

O

Technologia betonu

Dodatkowe oznaczenia:
NA –

cement niskoalkaliczny,

LH –

cement o niskim cieple hydratacji,

HSR–

cement o podwyższonej odporności na działanie siarczanów.

Klasa

Wytrzymałość na ściskanie, [MPa]

Początek

czasu

wiązania

[min]

Stałość

objętości

[mm]

Wczesna po:

Normowa po

28 dniach

2 dn.

7 dn.

32,5N
32,5R

-

≥ 16

≥ 32,5

≤ 52,5

≥ 75

≤ 10

≥ 10

-

42,5N
42,5R

≥ 10

-

≥ 42,5

≤ 62,5

≥ 60

≥ 20

-

52,5N
52,5R

≥ 20

-

≥ 52,5

-

≥ 45

≥ 30

-

Technologia betonu

Oznaczenie czasu wiązania

wg. PN-EN 196-3:2006

3. Oznaczenie końca wiązania cementu:

Odwrócić pierścień z zaczynem

Badanie końca wiązania

Koniec czasu wiązania cementu –

czas, który upłynął od czas

zerowego do chwili, kiedy igła z nasadką zanurzy się na głębokość nie
większą niż

0,5 mm (wynik podaje się z dokładnością do 15 min).

H

2

O

Technologia betonu

Oznaczenie stałości objetości

wg. PN-EN 196-3:2006

Procedura badania:

• Przygotować zaczyn o konsystencji normowej,
• Napełnić pierścień Le Chateliera i przykryć szklaną płytką,
• Umieścić pierścień w komorze klimatyzacyjnej na 24 h w temp. 20

O

C i wilg.

wzgl. powietrza min. 90 %,

• Wyjąć próbki z komory zmierzyć odległość igieł z dokładnością do 0,5 mm

(pomiar A),

• Ogrzewać w łaźni wodnej do temp. wrzenia przez 30 min, po czym gotować

pierścień z próbką przez 3 h,

• Odczekać do ochłodzenia pierścienia

i próbki do temp. 20

O

C,

• Zmierzyć odległość igieł (pomiar C),

Wynik badania:

Obliczyć wielkość ∆ = C-A

Normowe wymaganie dla zmian objętości

, dla wszystkich

klas cementu: ∆

∆

∆

∆ ≤

≤

≤

≤ 10 mm

Technologia betonu

Dodatkowe oznaczenia:
NA –

cement niskoalkaliczny,

LH –

cement o niskim cieple hydratacji,

HSR–

cement o podwyższonej odporności na działanie siarczanów.

Klasa

Wytrzymałość na ściskanie, [MPa]

Początek

czasu

wiązania

[min]

Stałość

objętości

[mm]

Wczesna po:

Normowa po

28 dniach

2 dn.

7 dn.

32,5N
32,5R

-

≥ 16

≥ 32,5

≤ 52,5

≥ 75

≤ 10

≥ 10

-

42,5N
42,5R

≥ 10

-

≥ 42,5

≤ 62,5

≥ 60

≥ 20

-

52,5N
52,5R

≥ 20

-

≥ 52,5

-

≥ 45

≥ 30

-

Technologia betonu

Pozostałe badania

Oznaczenie skurczu zapraw

– aparat Graff-Kaufmanna; miarą

skurczu w tej metodzie jest zmiana długości beleczki po
przechowywaniu jej nad roztworem węglanu potasowego.

Oznaczenie stopnia zmielenia

–

1) metoda sitowa
2) metoda Blaine’a oparta o porównanie czasu

przepływu powietrza przez próbkę badanego
cementu i próbę proszku o znanej
powierzchni

„Starzenie się” cementów –

wynika z ich

higroskopijności, co powoduje niekontrolowaną
częściową jego hydratację (tworzenie się grudek
niedających się rozetrzeć w palcach).

Zdjęcia, rysunki i tablice zamieszczone w prezentacji

pochodzą ze zbiorów własnych

Katedry Materiałów Budowlanych i Ochrony Budowli PK

lub norm przedmiotowych, ogólnodostępnych stron

internetowych i folderów producentów materiałów

i sprzętu oraz firm budowlanych.