Temat: Badanie spoiw
Badanie czasu wiązania spoiw (gips, cement) przeprowadza się w Aparacie Vicata. Czas wiązania, jest to czas, jaki upływa od momentu wymieszania spoiwa z wodą, do chwili, gdy igła aparatu Vicata zanurza się, w uformowanej próbce, w określonej odległości od szklanej płytki.
1. Badanie czasu wiązania gipsu
• odważyć 200 g gipsu;
• odmierzyć 130 cm3 H2O;
• wsypać gips do wody w ciągu 30 s (włączyć stoper);
• mieszać przez 30 s;
• dokonywać pomiarów zagłębienia igły Vicata co 30 s (czas liczony od momentu wsypania gipsu do wody);
• początek wiązania gipsu – igła aparatu Vicata zatrzyma się w odległości 2 ÷4 mm nad szklaną płytką (zapisać czas);
• koniec wiązania gipsu – igła zatrzyma się na głębokość 1 mm w zaczynie (zapisać czas i zatrzymać stoper);
badanie powtórzyć przy zastosowaniu ciepłej wody – porównać wyniki 2. Badanie wytrzymałości na zginanie i ściskanie
• odważyć 1000 g gipsu;
• odmierzyć 650 cm3 H2O;
• wsypać porcjami gips do wody w ciągu 30 s (włączyć stoper);
• mieszać przez 60 s;
• wlać zaczyn do formy – zagęścić przez 5 – krotne uderzenie formą (za krótszy bok);
• wygładzić powierzchnię nożem;
• po 30 min od rozpoczęcia mieszania beleczki rozformować i oznakować;
• po 2 h od zarobienia zaczynu można określić wytrzymałość na ściskanie i zginanie: o jedna beleczka – zbadana po 2 tyg. – przechowywana w warunkach powietrzno-suchych;
o druga beleczka – wysuszona (w temperaturze 50 ± 2ºC) przed badaniem do stałej masy;
o trzecia beleczka – przechowywana w wodzie przez 30 min przed badaniem; porównać wyniki wytrzymałości
3. Badanie cementu
3.1. Czas wiązania cementu
opis wyżej (zamiast igły, stosuje się bolec)
3.2. Oznaczanie wytrzymałości – sprawdzanie klasy cementu Cementy dzielimy na dwie grupy:
• cementy powszechnego użytku;
• cementy specjalne.
Cementy powszechnego użytku dzielą się na 5 rodzajów:
• CEM I – cement portlandzki;
• CEM II – cement portlandzki wieloskładnikowy: A i B;
• CEM III – cement hutniczy: A, B, C;
• CEM IV – cement pucolanowy: A, B;
• CEM V – cement wieloskładnikowy: A, B.
Ze względu na zawartość składników innych niż klinkier, cementy dzieli się na odmiany: A, B, C.
W zależności od wytrzymałości na ściskanie (MPa) po 28 dniach dojrzewania, oznaczonej zgodnie z normą, rozróżnia się 3 klasy wytrzymałości cementu:
• klasa 32,5 – wytrzymałość normowa ≥ 32,5 i ≤ 52,5 MPa;
początek wiązania ≥ 75 min;
• klasa 42,5 – wytrzymałość normowa ≥ 42,5 i ≤ 62,5 MPa;
początek wiązania ≥ 60 min;
• klasa 52,5 – wytrzymałość normowa ≥ 52,5 MPa;
początek wiązania ≥ 45 min.
Klasa cementu – to minimalna wytrzymałość próbek normowych na ściskanie; Próbki – to beleczki o wymiarach 40x40x160 mm;
Zaprawa – konsystencja plastyczna zawierająca 1 część masy cementu i 3 części piasku normowego przy stosunku w/c = 0,5.
Po wykonaniu zaprawy formuje się beleczki zagęszczając je wykorzystując wstrząsarkę normową.
Po 24 h przechowywania w wilgotnym powietrzu, rozformowuje się próbki i umieszcza w wodzie do chwili badania. Określa się tzw. wczesną wytrzymałość po 2 i 7 dniach dojrzewania oraz wytrzymałość normową – po 28 dniach dojrzewania i na tej podstawie określa się klasę cementu.
Zaprawa normowa.
Oznaczyć trwale próbki (etykiety z tuszu wodotrwałego):
Nazwa próbki i nr próbki: np. z.n. 1;
Grupa;
Zespół;
Data
4. Badanie zapraw
Wytyczne wykonywania zapraw:
• sprawdzenie jakości składników;
• dozowanie składników:
o wagowe (dokładniejsze);
o objętościowe (prostsze w wykonaniu);
• mieszanie składników:
o ręczne;
o mechaniczne;
• sprawdzanie właściwości świeżej i stwardniałej zaprawy.
4.1. Badanie zapraw świeżych
• wydajność objętościowa próbnego zarobu;
• konsystencja zaprawy (4 ÷ 11 cm) – wg metody stożka;
• gęstość objętościowa;
• zawartość powietrza w zaprawie.
4.2. Badanie zapraw stwardniałych
• wytrzymałość na zginanie;
• wytrzymałość na ściskanie;
• nasiąkliwość;
• gęstość objętościowa (przed badaniem próbki zważyć);
• kapilarne podciąganie wody;
• mrozoodporność.
Opis badań
Wydajność objętościowa zarobu
Ustalenie składu zaprawy – stosunek objętościowy cement : piasek (osobno dla każdego zespołu)
Składniki:
• cement CEM I 32,5;
• piasek wiślany;
• woda wodociągowa.
Ustalenie, doświadczalnie składu zaprawy o konsystencji 6 cm wg opadu stożka pomiarowego.
1. ustalenie gęstości:
a. piasku - ρ = 2,65 kg/dm3;
b. cementu - ρ = 3,10 kg/dm3;
2. ustalenie stosunku objętościowego cement : piasek – 1:1
1 dm3 cementu;
1 dm3 piasku
woda do ustalonej konsystencji
3. obliczenie ilości mas poszczególnych składników
1 dm3 x gęstość piasku = masa piasku;
1 dm3 x gęstość cementu = masa cementu;
4. mieszanie składników
składniki miesza się na sucho;
dodaje się odmierzoną wcześniej wodę, porcjami
sprawdza się żądaną konsystencję;
5. sprawdzenie wydajności objętościowej zarobu:
przełożenie zaprawy do objętościomierza i określenie zajmowanej przez nią objętości obliczenie poszczególnych składników zaprawy na 1 m3 wg wzoru: 1000
M = m
1
V
gdzie:
m1 – masa składnika użytego do próbnego zarobu [kg];
V – objętość zaprawy [dm3].
Gęstość objętościowa zaprawy 1. zaprawę w objętościomierzu ubijamy 10 uderzeniami ubijaka w dwóch warstwach i mierzymy jej objętość
2. określamy masę z naczyniem i samego naczynia m − m
1
2
ρ =
o
V
gdzie:
m1 – masa naczynia z zaprawą [kg];
m2 – masa naczynia [kg];
V – objętość zaprawy [dm3].
3. projektowanie składu zaprawy
Oznaczanie konsystencji – metoda laboratoryjna – przy użyciu penetrometru
1. naczynie napełniamy zaprawą około 3mm poniżej górnej krawędzi; 2. wstrząsnąć 5 – krotnie naczyniem w celu wyrównania powierzchni zaprawy; 3. po ok. 10 s, licząc od chwili zwolnienia bolca, unieruchomić go zaciskiem i odczytać wynik na tarczy z dokładnością do 0,1 cm.
Oznaczanie konsystencji – metoda polowa – opad stożka
1. naczynie napełniamy zaprawą;
2. wstrząsamy i z wysokości „0” opuszczamy stożek pomiarowy; 3. wynik odczytujemy na skali zaznaczonej na tworzącej stożka z dokładnością do 0,5 cm.
Badanie zapraw stwardniałych
Wytrzymałość zapraw – marka zapraw
Marka zaprawy – jest to wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach dojrzewania, badana na połówkach beleczek 40x40x160 mm.
Warunki przechowywania beleczek do czasu ich badania zależą od użytego spoiwa (powietrzne, hydrauliczne):
• dla spoiw hydraulicznych – zaprawy cementowe po 24 h od wykonania przechowujemy w wodzie do czasu badania (28 dni);
• dla spoiw powietrznych – gipsowe, wapienne, w warunkach powietrzno-suchych o wilgotności względnej powietrza 50 ÷ 65 % i temperaturze +20 ± 2ºC.
*Wytrzymałość zaprawy cementowej zależy od bardzo wielu czynników:
• klasy użytego cementu;
• stosunku c : p;
• stosunku w : c;
• sposobu dokładności dozowania składników;
• sposobu i dokładności wymieszania składników;
• warunków dojrzewania;
• pielęgnacji podczas dojrzewania.
uwaga*:
w poszczególnych grupach (i zespołach) te czynniki bę dą zmienne Z przygotowanej wcześniej zaprawy należy przygotować 3 próbki o wymiarach 40x40x160 mm, po ich zagęszczeniu pozostawić na 24 h, Zagęszczanie może być ręczne – 25
uderzeń prętem stalowym (mechanicznie 60 uderzeń na warstwę). Następnie rozformować próbki i pozostawić do daty badania (28 dni).
Badania wytrzymałości:
• na zginanie – w aparacie Michaelisa
fm = 1,17xP [MPa]
gdzie:
fm – wytrzymałość próbki na zginanie [MPa];
1,17 – współczynnik wynikający z przełożenia dźwigni aparatu; P – masa naczynia ze śrutem [kg].
• na ściskanie
badana na połówkach próbek (beleczki) wcześniej złamanych, w maszynie wytrzymałościowej stosując podkładki stalowe o powierzchni docisku 1600mm2: F
f =
[ MPa]
c
A
gdzie:
F – siła niszcząca próbkę;
A – pole powierzchni docisku.
Obliczamy średnią arytmetyczna i otrzymana średnia nie powinna przekraczać poszczególnych wyników więcej niż ± 10 %.
Badanie mrozoodporności
Do badania przygotować: 6 szt. Próbek 40x40x160 mm.
3 próbki poddajemy badaniu w komorze do badań mrozoodporności (najpierw suszymy do stałej masy, później nasycamy do stałej masy).
3 pozostałe pozostawiamy w warunkach powietrzno-suchych, tzw. ś wiadki.
Ocena mrozoodporności, po 25 cyklach zamrażania (w temp. –20± 2ºC) i rozmrażania w wodzie (w temp. +20± 2ºC), polega na:
• ocenie makroskopowej – opis, zdjęcia;
• obliczeniu ubytku masy:
ms
U =
ms 1
gdzie:
ms – masa sucha przed zamrażaniem;
ms1 – masa sucha po zamrażaniu;
• obliczeniu spadku wytrzymałości na zginanie i ściskanie w %, w stosunku do próbek nie zamrażanych (świadkach).