KATEDRA INŻYNIERII MATERIAA
ÓW BUDOWLANYCH
WYDZIAA
BUDOWNICTWA
POLITECHNIKA OPOLSKA
INSTRUKCJA
DO ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
Materiały budowlane 1
(nazwa przedmiotu)
Temat ćwiczenia:
Wykonanie normowej zaprawy cementowej - badanie konsystencji
i wykonanie beleczek
(temat ćwiczenia)
Opracował(a): dr Elżbieta Janowska-Renkas
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest oznaczenie, porównanie konsystencji i wykonanie zapraw:
·ð normowej cementowej,
·ð cementowej z dodatkiem popiołów lotnych,
·ð cementowej z dodatkiem domieszki upÅ‚ynniajÄ…cej z zachowaniem staÅ‚ej konsystencji
równej 5 cmą0,5 według stożka pomiarowego (Nowikowa).
Wstęp
Zaprawa jest to mieszanina jednego, lub kilku spoiw, kruszywa, wody, a także dodatków
mineralnych lub domieszek chemicznych.
Klasyfikacja zapraw:
Ze względu na gęstość objętościową rozróżniamy zaprawy:
·ð zwykÅ‚e o gÄ™stoÅ›ci objÄ™toÅ›ciowej > 1300 kg/m3
·ð lekkie o gÄ™stoÅ›ci objÄ™toÅ›ciowej < 1300 kg/m3
Ze względu na użyte spoiwo zaprawy dzielimy na :
·ð cementowe (c)  charakteryzujÄ… siÄ™ dobrÄ… przyczepnoÅ›ciÄ… i wytrzymaÅ‚oÅ›ciÄ…, maÅ‚Ä…
nasiąkliwością, mają niską wartość ciepłochronną i są trudno urabialne.
Zastosowanie: murowanie ścian i fundamentów, filarów, łuków i sklepień, mocowanie
kotew i łączników stalowych, tynkowanie, produkcja wyrobów budowlanych;
·ð wapienne (w)  mogÄ… być przygotowywane z ciasta wapiennego lub wapna
sproszkowanego: hydratyzowanego, palonego mielonego, magnezjowego.
Charakteryzują się bardzo dobrą urabialnością, dobrymi właściwościami
ciepłochronnymi, niską wytrzymałością i znaczną nasiąkliwością.
Zastosowanie: murowanie murów nadziemnych o niedużych obciążeniach oraz
tynkowanie (tynki wewnętrzne);
·ð cementowo-wapienne (cw)  charakteryzujÄ… siÄ™ wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami poÅ›rednimi
pomiędzy zaprawami cementowymi, a wapiennymi. Są dobrze urabialne (dzięki
obecności wapna), dość szybko wiążą i charakteryzują się mniejszym skurczem
w porównaniu do zapraw cementowych. Zastosowanie: murowanie ścian,
tynkowanie (tynki wewnętrzne i zewnętrzne);
·ð gipsowe (g) - charakteryzujÄ… siÄ™ bardzo dobrÄ… przyczepnoÅ›ciÄ…, dużą nasiÄ…kliwoÅ›ciÄ…
i niewielką wytrzymałością. Zastosowanie: murowanie ścian z elementów gipsowych,
nie narażonych na działanie wilgoci, tynkowanie (tynki i gładzie wewnętrzne),
·ð gipsowo-wapienne (gw)  jak zaprawy gipsowe;
·ð cementowo-gliniane (cgl) - charakteryzujÄ… siÄ™ dobrÄ… urabialnoÅ›ciÄ…, przyczepnoÅ›ciÄ…
oraz lepszymi właściwościami ciepłochronnymi niż zaprawy cementowe, dobra
2
wodoszczelność. Zastosowanie: roboty murarskie, tynki wewnętrzne i zewnętrzne,
izolacje wodoszczelne;
g. polimerowe  których zaletą to: duża wytrzymałość na ściskanie, dobra odporność
chemiczna, krótki czas wiązania, szybki przyrost wytrzymałości, dobra przyczepność,
duża szczelność, mała ścieralność, wysoka mrozoodporność. Do wad zalicza się:
duże pełzanie, ograniczoną odporność cieplną, dużą rozszerzalność cieplną,
stosunkowo wysoki koszt, konieczność przestrzegania specjalnych warunków
wykonania (dokładne dozowanie składników, suche wypełniacze i podłoże,
odpowiednia temperatura i wilgotność środowiska w czasie mieszania i układania
betonów itp). Spoiwem są polimery lub cement z dodatkiem polimerów. Generalnie
wszystkie zaprawy można modyfikować dodatkami lub domieszkami polimerów
polepszając ich właściwości.
Ze względu na przeznaczenie zaprawy dzielimy na:
tynkarskie: do tynków wewnętrznych i zewnętrznych; cementowe, wapienne itp., do
tynków jednowarstwowych (obrzutka), dwuwarstwowych (obrzutka i narzut),
trójwarstwowych (obrzutka, narzut i gładz
), do tynków o fakturze specjalnej
(drapane, dziobane itp.), do tynków szlachetnych cyklinowanych i
szlifowanych (z dodatkiem mieszanek kruszyw szlachetnych).
murarskie: do robót murarskich, o dobrych właściwościach wiążących, dobrej
przyczepności do podłoża oraz odpowiednich właściwościach technicznych
(nasiąkliwość, mrozoodporność, ciepłochronność, skurcz).
Przebieg ćwiczenia
Ćwiczenie polega na oznaczaniu konsystencji i wykonaniu zapraw:
- cementowej,
- cementowej z dodatkiem popiołów lotnych w ilości 20 % wag.,
- cementowej z dodatkiem domieszki upłynniającej w ilości 2 % mas.
według normy PN85/B04500  Zaprawy budowlane. Badanie cech fizycznych
i wytrzymałościowych .
Zadanie 1.
Oznaczenie konsystencji i wykonanie normowej zaprawy cementowej (ZC):
1.1. Przygotować zaprawę z podanych poniżej składników, regulując ilość wody tak, aby
konsystencja zaprawy mierzona stożkiem pomiarowym (Nowikowa) wyniosła 5 cm,
lub bezpośrednio korzystając z ilości wody wyznaczonej z badania  wodożądności
cementów .
Skład normowej zaprawy cementowej:
·ð cement - 450Ä…ð1g,
·ð piasek normowy (o uziarnieniu do 2 mm) - 1350 g,
·ð woda wodociÄ…gowa o temperaturze 20Ä…ð1oC - ok. 225 ml (w/c = 0,5) - w iloÅ›ci
niezbędnej do uzyskania konsystencji (5 cm).
3
1.2. Do dozownika mieszarki wsypać odważoną ilość kruszywa,
1.3. Odmierzoną dokładnie wodę zarobową wlać do miski mieszarki (rys.1),
1.4. Dodać odważony cement i włączyć mieszarkę,
1.5. Następuje mieszanie, a następnie automatyczne dozowanie normowego piasku do
zaprawy (tab. 2).
Rys. 1. Mieszarka do zaprawy normowej:
a) widok ogólny, b) mieszalnik
Tabela 1. Charakterystyka obrotów mieszadła
Tabela. 2. Czynności i czas podczas poszczególnych etapów mieszania zaprawy
4
1.6. Zbadać konsystencję zaprawy za pomocą stożka pomiarowego (Nowikowa)
i pojemnika na zaprawÄ™ (rys.2).
Stożek Nowikowa służy do oznaczania konsystencji zaprawy na zasadzie określenia głębokości
zanurzenia stożka pomiarowego w zaprawie, mierzonego w centymetrach po tworzącej stożka.
Skala pomiarowa
Rys. 2. Stożek Nowikowa,
przyrząd do badania konsystencji zapraw składa się ze statywu (rys. 2a), naczynia stożkowego stanowiącego pojemnik na
zaprawę (wykonany ze stali nierdzewnej), mosiężnego stożka pomiarowego i wyskalowanej miarki służącej do odczytu
wielkości zanurzenia.
Na stojaku (7) przymocowany jest uchwyt ruchomy (2) i uchwyt nieruchomy (3) utrzymujący w stałym położeniu
wyskalowaną tarczę pomiarową. W uchwycie ruchomym (2) zeruje się zacisk sprężynowy (4], za pomocą którego można
naciskać pręt (J) stożka pomiarowego (<5). W uchwycie (3) umieszczony jest przesuwny pręt (7) i tarcza (8) ze skalą, na której
odczytuje się głębokość zanurzenia stożka w badanej zaprawie. Masa stożka (6) wraz ze śrutem stanowiącym obciążenie
oraz z prętem (5) powinna wynosić 300 ą2 g.
Długość tworzącej stożka powinna wynosić 15 cm z podziałem co l cm, a rozwinięta jego powierzchnia powinna
stanowić czwartą część powierzchni koła (rys. 2 b). Naczynie stanowiące pojemnik na zaprawę do oznaczania konsystencji (9)
powinno być wykonane z blachy cynkowej o grubości około 1,5 mm, w kształcie ściętego stożka i wymiarach podanych na rys. 2 c).
Wewnątrz naczynia powinna być nacięta linia (E) określająca właściwy poziom zaprawy.
Czynności przy wykonanie badania konsystencji:
- naczynie pomiarowe zdjąć z przyrządu i wypełnić pojemnik zaprawą do poziomu linii E, tj. ok.
3 cm poniżej górnej krawędzi (rys. 2). Następnie lekko wstrząsnąć naczyniem 5 razy w celu
wyrównania powierzchni zaprawy,
- po ustawieniu naczynia pomiarowego pod stożkiem przyrządu należy doprowadzić wierzchołek
stożka do zetknięcia z powierzchnią zaprawy,
- z pomocą zacisku sprężynowego, zwolnić stożek pomiarowy, który swobodnie zanurzy się
w zaprawie,
- po upływie 10 s od chwili opuszczenia stożka odczytać zagłębienie stożka z dokładnością do
0,5 cmÄ…0,5.
5
Wynik oznaczenia:
Miarą konsystencji zaprawy jest głębokość zanurzenia stożka, w cm, odczytana na skali
pomiarowej stożka. Za wynik oznaczenia należy przyjąć średnią arytmetyczną trzech
pomiarów, z tym, że różnica między wynikami nie może przekraczać 1 cm. W innym
przypadku badanie należy powtórzyć na innej próbce zaprawy.
Zadanie 2.
Wykonanie beleczek z zaprawy cementowej (skład zaprawy wyznaczony w Zadaniu 1)
2.1. Zaformować beleczki
2.2. Przygotowanie form przeprowadza się przed każdym kolejnym zaformowaniem
beleczek. Poszczególne części formy powinny zostać dokładnie oczyszczone,
a następnie zamontowane na podstawie i skręcone. Podczas skręcania należy
zastosować środek uszczelniający naroża (np. gorąca mieszanina kalafonii i parafiny
w proporcji 1:3). Wewnętrzne powierzchnie formy należy lekko zwilżyć olejem
mineralnym. Tak przygotowaną formę można napełniać zaprawą.
a) b)
Rys. 3. Forma do wykonywania normowych beleczek 4´ð4´ð16 cm: a) widok ogólny; b)
schemat i wymiary.
2.3. Zaprawę ułożyć w trójdzielnych formach stalowych (rys.3). Zaprawy układa się
w formach w dwóch warstwach.
2.4. Po nałożeniu pierwszej warstwy i wypełnieniu każdej z przegródek formy do połowy,
zagęścić zaprawę na wstrząsarce (60 wstrząsów).
2.5. Po zagęszczeniu pierwszej warstwy zaprawy ułożyć pozostałą część zaprawy
i ponownie zagęścić.
2.6. Nadmiar zaprawy ściągnąć, a następnie wyrównać i wygładzić powierzchnię beleczek.
2.7. Rozformowanie beleczek:
Formy ze świeżą zaprawą należy umieścić w szafie klimatyzacyjnej.
Formę z zaprawą przechowuje się w pozycji poziomej, tak aby wilgotne powietrze miało
swobodny dostęp do beleczek. Formę należy od góry przykryć płytką szklaną lub stalową
(zapobiegajÄ…cÄ… wysychaniu).
Rozformowanie beleczek zależy od terminu badania. Beleczki przeznaczone do badania po
24 h (co zdarza się stosunkowo rzadko) należy rozformowywać na 20 min przed badaniem.
Natomiast beleczki przeznaczone do badania w innych terminach należy rozformowywać
po 20 ¸ð24 h.
6
2.8. Dojrzewanie beleczek:
Rozformowane wyroby należy w sposób trwały oznaczyć na górnej powierzchni i umieścić w
kÄ…pieli wodnej o temperaturze 20 Ä…ð 1°C w wannach. Beleczki należy ukÅ‚adać na ruszcie oraz
w pewnej odległości od siebie tak, aby zapewnić swobodny dostęp wody (odległości między
beleczkami, ścianą naczynia i lustrem wody powinny być większe od 5 mm). Beleczki powinny
przebywać w wodzie do czasu badania.
Zadanie 3.
Oznaczanie konsystencji i wykonanie zaprawy cementowej z dodatkiem popiołów lotnych
(ZCV)
3.1. Zgodnie z procedurÄ… oznaczania konsystencji i przygotowania zaprawy (punkt 1)
przygotować zaprawę z dodatkiem popiołów lotnych (V) w ilości 20 % wag.
w stosunku do masy cementu. Suma mas: cementu i popiołów lotnych musi być
równa 450 g. Ilości dodatku (popiołów lotnych, V) wyznaczyć z równania
zamieszczonego w karcie badań (zadanie 3).
3.2. Zmierzyć konsystencję zaprawy (stożkiem Nowikowa),
3.3. Określić wpływ dodatku popiołów lotnych na konsystencję zaprawy.
3.4. Zaformować beleczki.
Zadanie 4.
Oznaczanie konsystencji i zaprawy cementowej z dodatkiem domieszki upłynniającej
(ZCD)
4.1. Przygotować zaprawę cementową (skład zaprawy z zadania 1) z dodatkiem 2 % mas.
domieszki upłynniającej, jednocześnie zmniejszyć ilość wody o objętość
wprowadzonej domieszki,
4.2. Zmierzyć konsystencję zaprawy,
4.3. Metodą kolejnych prób zredukować (zmniejszyć) ilość wody - celem uzyskania
konsystencji równej 5 cm według pomiaru stożka Nowikowa,
4.4. Wyrazić procentowo ilość wody zredukowaną (Rw, %) w wyniku zastosowania
domieszki upłynniającej, przy zachowaniu tej samej konsystencji (5 cmą0,5).
Wyniki badania
Należy podać wyniki konsystencji zapraw z dodatkiem popiołów lotnych i domieszki
upłynniającej i porównać z wynikiem konsystencji zaprawy cementowej. Przedstawić
interpretację wyników i podać wnioski.
Sprawdzenie z badań powinno zawierać następujące informacje :
·ð strona tytuÅ‚owa wg wzoru,
·ð cel ćwiczenia,
·ð materiaÅ‚y do badaÅ„,
·ð metody badaÅ„ (krótki opis),
·ð karta badaÅ„ zawierajÄ…ca wyniki badaÅ„,
·ð obliczenia z oszacowaniem bÅ‚Ä™du pomiaru,
·ð interpretacja wyników badaÅ„,
·ð wnioski.
7
Wymagany zakres wiadomości
1) Znajomość instrukcji do ćwiczenia  Wykonanie normowej zaprawy cementowej -
badanie konsystencji i wykonanie beleczek .
2) Normowy podziała zapraw budowlanych.
3) Rodzaje stosowanych surowców i ich wpływ na kształtowanie właściwości zapraw.
4) Badania świeżych i stwardniałych zapraw budowlanych.
5) Zastosowanie zapraw murarskich i tynkarskich w budownictwie.
6) Wymagania stawiane zaprawom budowlanym, gotowym suchym mieszankom
i masom tynkarskim.
Warunki zaliczenia
1) Pozytywna ocena uzyskana z odpowiedzi ustnej i/lub sprawdzianu pisemnego,
odnośnie znajomości: sposobu wykonania ćwiczenia (zgodnie z instrukcją
i wymaganiami normowymi) i zagadnień teoretycznych z zapraw budowlanych.
2) Pozytywna ocena uzyskana ze sprawozdania pisemnego przygotowanego zgodnie
z instrukcją do ćwiczenia obejmująca zestawienie, interpretację i podanie wniosków
z przeprowadzonego ćwiczenia (oddana w wyznaczonym terminie).
Literatura
1. Praca zbiorowa (red. Stefania Grzeszczyk), Materiały budowlane. TOP, Włocławek 2011.
2. Budownictwo Ogólne Tom. 1 Materiały budowlane, Arkady, W-wa 2005-7.
3. Małolepszy J., Deja J., Brylicki W., Gawlicki M., Technologia betonu. Metody badań, Uczelniane
Wydawnictwa Naukowo - Dydaktyczne, Kraków 2000
4. Stefańczyk B. i in., Materiały i wyroby budowlane Arkady, Warszawa, 2005.
5. Śliwiński J., Materiały budowlane: ćwiczenia laboratoryjne; Politechnika Krakowska - Wyd.3, Kraków,
2001
6. WYKAZ NORM
7. PN-EN 196-1:2006  Metody badania cementu. Oznaczenie wytrzymałości
8. PN-B-04500:1985 Zaprawy budowlane -- Badania cech fizycznych i wytrzymałościowych.
9. PN-EN 998-1:2004 Wymagania dotyczące zapraw do murów -- Część 1: Zaprawa tynkarska.
10. PN-EN 998-2:2004 Wymagania dotyczące zapraw do murów -- Część 2: Zaprawa murarska
7. Uwaga!
Na zajęciach laboratoryjnych obowiązuje odzież ochronna (fartuch, ewentualnie rękawice robocze).
Podczas przebywania w laboratorium obowiÄ…zuje Regulamin Pracowni i Regulamin BHP (wywieszone do
wglądu przy wejściu do pracowni). Urządzenia do badań (mieszarka, wytrząsarka) obsługiwane są przez
Pracownika technicznego. Podczas zajęć i po ich zakończeniu należy dołożyć starań celem utrzymania
porzÄ…dku na stanowisku badawczym.
Nadmiar zaprawy należy sprzątnąć do wskazanego pojemnika (miski, w których wykonujemy zaprawy,
bezpośrednio po badaniu, należy oczyścić przed umyciem w zlewie pod bieżącą wodą)!!!
8
KARTA BADANIA
 Wykonanie normowej zaprawy cementowej - badanie konsystencji i wykonanie beleczek
Grupa: & & & & & & & Data wykonania ćwiczenia: & & & & & & & & & & .
Wykonawca: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ...
(imię i nazwisko osoby wykonującej ćwiczenie)
Użyta metoda: & & & & & & & & & & & & & & & & .
Wyniki badań:
Zadanie 1. Oznaczenie konsystencji metodą pomiaru stożka Nowikowa i wykonanie zaprawy
cementowej (ZC) wg. PN85/B04500
·ð Oznaczyć konsystencjÄ™ zaprawy cementowej równÄ… zanurzeniu stożka pomiarowego na
głębokość 5 cm (metodą prób regulacji ilości wody)
Tablica 1. Konsystencja zaprawy (ZC) przy różnej ilości wody (metoda prób)
Ilość cementu Ilość kruszywa Ilość wody Konsystencja
Pomiar
[g] [g] [ml] cm Ä…0,5
1.
2.
3.
4.
5.
·ð Oznaczyć wÅ‚aÅ›ciwÄ… konsystencjÄ™ zaprawy cementowej - dla okreÅ›lonego skÅ‚adu w zadaniu 1
(3 pomiary)
Tablica 2. Konsystencja zaprawy cementowej (3 pomiary)
Ilość cementu Ilość kruszywa Ilość wody Konsystencja
Pomiar
[g] [g] [ml] cm Ä…0,5
1.
2.
3.
Konsystencja (uśredniony wynik)
Miarą konsystencji zaprawy jest głębokość zanurzenia stożka, w cm, odczytana na skali
pomiarowej stożka. Za wynik oznaczenia należy przyjąć średnią arytmetyczną trzech pomiarów,
z tym, że różnica między wynikami nie może przekraczać 1 cm. W innym przypadku badanie
należy powtórzyć na innej próbce zaprawy.
9
Zadanie 2. Wykonanie i zaformowanie beleczek z zaprawy cementowej (skład oznaczony
w zadaniu 1)
·ð Przygotować formy i zaformować beleczki zgodnie z instrukcjÄ….
Zadanie 3. Oznaczanie konsystencji i wykonanie zaprawy cementowej z dodatkiem popiołów
lotnych (ZCV)
·ð Przygotować zaprawÄ™ z dodatkiem popiołów lotnych, V w iloÅ›ci 20 % wag. w stosunku do
masy cementu. Suma masy cementu i masy popiołów lotnych musi być równa 450 g.
Ilości dodatku (popiołów lotnych, V) wyznaczyć z równania z dwiema niewiadomymi:
a + b = 450 (g) gdzie: a  masa cementu (g)
b = x ·ð a b  masa wprowadzanego popioÅ‚u lotnego (g)
x  zawartość dodatku (%)
a = & & & ..& .(g)
b = & & & & & (g)
·ð Wyznaczyć konsystencjÄ™ zaprawy zawierajÄ…cej 20 % wag. popiołów lotnych, V
·ð OkreÅ›lić wpÅ‚yw popiołów lotnych na konsystencjÄ™ zaprawy
Tablica 3. Konsystencja zaprawy z dodatkiem 20% wag. popiołów lotnych, V (3 pomiary)
Ilość
Ilość
popiołów Ilość kruszywa Ilość wody Konsystencja
Pomiar cementu
lotnych, V [g] [ml] cm Ä…0,5
[g]
[g]
1.
2.
3.
Konsystencja (uśredniony wynik)
·ð Zaformować beleczki zgodnie z instrukcjÄ…
10
Zadanie 4: Oznaczanie konsystencji zaprawy cementowej z dodatkiem domieszki upłynniającej
(ZCD)
·ð Przygotować zaprawÄ™ cementowÄ…, o skÅ‚adzie wyznaczonym w zadaniu 1, z udziaÅ‚em
domieszki upłynniającej (D) w ilości 2 % mas. w stosunku do masy cementu.
·ð Wyznaczyć konsystencjÄ™ zaprawy cementowej zawierajÄ…cej domieszkÄ™ upÅ‚ynniajÄ…cÄ…
Tablica 4. Konsystencja zaprawy z udziałem 2% mas. domieszki upłynniającej (3 pomiary)
Ilość
Ilość kruszywa Ilość domieszki Ilość wody Konsystencja
Pomiar cementu
[g] upłynniającej [ml] [ml] cm ą0,5
[g]
1.
2.
3.
Konsystencja (uśredniony wynik)
·ð Zredukować ilość wody w zaprawie z domieszkÄ… upÅ‚ynniajÄ…cÄ… (metodÄ… prób) do uzyskania
konsystencji o głębokości zanurzenia stożka pomiarowego na 5 cm.
Tablica 5. Konsystencja zaprawy cementowej z dodatkiem 2% mas. domieszki upłynniającej
(uzyskana metodą prób poprzez redukcję ilości wody)
Ilość
Ilość kruszywa Ilość domieszki Ilość wody Konsystencja
Pomiar cementu
[g] upłynniającej [ml] [ml] cm ą0,5
[g]
1.
2.
3.
4.
5.
·ð Zbadać wÅ‚aÅ›ciwÄ… konsystencjÄ™ zaprawy cementowej o skÅ‚adzie wyznaczonym w zadaniu 4
(średnia z 3 pomiarów)
Tablica 6. Konsystencja zaprawy cementowej z dodatkiem 2% mas. domieszki upłynniającej
Ilość Ilość domieszki
Ilość kruszywa Ilość wody Konsystencja
Pomiar cementu upłynniającej [ml]
[g] [ml] cm Ä…0,5
[g]
1.
2.
3.
Konsystencja (uśredniony wynik)
11
Ilość wody zredukowana w wyniku zastosowania domieszki upłynniającej, przy zachowaniu tej
samej konsystencji (5 cm ą0,5) wyniosła & & & & & & & & & .%
·ð OkreÅ›lić wpÅ‚yw domieszki upÅ‚ynniajÄ…cej na konsystencjÄ™ zaprawy
Podpis prowadzącego zajęcia:
& & & & & & & & & & & & & & & & .
12