Politechnika Warszawska

Wydział Budownictwa Mechaniki i Petrochemii w Płocku

• SPRAWOZDANIE Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

• Identyfikacja nieznanej substancji na podstawie własnych badań

Wykonali:

Dybał Kamil

Głos Krystian

Graczyk Zbigniew

Płock 2008

Spis treści:

1. CEL ĆWICZENIA……...............................................................................................3

2. WSTĘP TEORETYCZNY…………………………………………………………...3

1. Badanie wizualne pod mikroskopem………………………………………………..3

3. WYKONANIE OZNACZENIA (OPIS WYKONANIA + WYNIKI)

2. Oznaczenie gęstości za pomocą kolby Le Chateliera (wg PN-76/B-06714/02)...… 11

3. Oznaczenie konsystencji normowej (wg PN-EN 196-3)...………...……………… 13

4. Oznaczenie czasu wiązania (wg PN-EN 196-3)……….…………………………..14

5. Oznaczenie wytrzymałości zaprawy z piaskiem normowym (wg PN-EN 196-1)...17

6. Oznaczenie wytrzymałości zaprawy murarskiej marki
M12 (wg PN-85/B-04500).…………………………………………………………... 23

7. Oznaczenie stopnia zmielenia cementu……………………………………………26

8. Oznaczenie strat przy prażeniu (wg PN-EN 196-2).……………………………….27

9. Oznaczenie ścieralności na tarczy Boehmego (wg PN-84/B-04111).……………..28

4. TABELARYCZNE ZESTAWIENIE WYNIKÓW................................................. 39

5. WNIOSKI……………………………………………………………………………30

6. Literatura……………………………………………………………………………... 30

7. Tablice………………………………………………………………………………... 31

• I. CEL ĆWICZENIA.

Celem ćwiczenia jest zidentyfikowanie produktu niewiadomego pochodzenia na podstawie własnych badań.

• II. WSTĘP TEORETYCZNY.

1. Badanie wizualne pod mikroskopem.

Badając otrzymaną przez nas niewiadomą substancję pod mikroskopem zaobserwowaliśmy, że oglądana pod powiększeniem, jakie daje mikroskop, ma ona postać szarej masy, wśród której znajdują się rozrzucone bezładnie niewielkie czarne ziarenka lub cząsteczki. Zaś zaobserwowana przez nas szara masa tworzy trwale zlepione grudki.

Wniosek:

Badanie wizualne pod mikroskopem pozwoliło stwierdzić, że badaną substancją jest cement wraz z domieszkami.

I. Cement to hydrauliczne spoiwo mineralne otrzymywane z surowców mineralnych takich jak margiel lub wapień i glina wypalonych na klinkier w piecu cementowym a następnie zmielenie otrzymanego spieku. Przeciętnie stosuje się od 72 - 78% wapnia i od 22 - 28% plastycznej, wolnej od zanieczyszczeń gliny. Ilość poszczególnych składników może ulegać znacznym zmianom. Wzajemny stosunek wapienia i gliny musi być w przybliżeniu stały i odpowiadać tzw. współczynnikowi lub modułowi hydraulicznemu:

Wartość M_n dla cementu musi wynosić nie mniej niż 2

Duże znaczenie dla charektystyki ma moduł krzemianowy:

Wartość M_s dla cementu wynosi od 2,4 - 2,7 (obniżenie tego współczynnika spowoduje wzrost szybkości wiązania)

Duże znaczenie dla charektystyki ma także moduł glinowy:

Wartość M_s dla cementu wynosi od 1 - 4

Dla gwarancji jednolitej jakości cementu konieczne jest stałe zachowanie powyższych współczynników.

Hydrauliczne spoiwa mineralne ulegają twardnieniu pod wpływem wody. Twardnienie jest to proces kiedy cement nabiera wytrzymałości i przedstawia się go następująco:

3CaO·SiO₂+mH₂O→CaO·SiO₂·nH₂O+2Ca(OH)₂

W technologii cementu szereg procesów fizycznych i chemicznych związanych po zmieszaniu cementu i wody nazywamy hydratacją. Zachodzą tu reakcje na powierzchni ziaren cementu oraz następuje rozpuszczenie się składników cementu w fazie ciekłej, a także niektórych produktów zachodzących reakcji. Dla uproszczenia rozpatruje się odrębnie reakcje poszczególnych związków mineralogicznych z wodą, a następnie reakcje syntezy między tymi związkami bądź produktami ich hydrolizy. Cement stosowany jest do przygotowywania zapraw cementowych, cementowo-wapiennych i betonów.

II. W zależności od składu klinkieru, sposobu produkcji, cementy dzielą się na:

• CEMENT PORTLANDZKI

Najczęściej stosowany, szary, sypki materiał, otrzymywany ze zmielenia klinkieru z gipsem i dodatkami hydraulicznymi. Wynalezienie cementu portlandzkiego przypisywane jest Anglikowi Josephowi Aspdinowi, który w 1824 uzyskał patent na jego wyrób. Nazwa pochodzi od koloru otrzymanego cementu, który przypominał wynalazcy kolor skał w Portland.

Skład chemiczny cementu portlandzkiego:

• CaO - 62-67% zawartości cementu,

• SiO₂ - 21-25% zawartości cementu,

• Al₂O₃ - 3-7% zawartości cementu ,

• Fe₂O₃ - 1-6% zawartości cementu ,

• MgO - 1-1,7% zawartości cementu,

• SO₃ - 1-2% zawartości cementu ,

• Na₂O + K₂O (alkalia) - 0,4-3% zawartości cementu,

• straty prażenia - 0,5-5% zawartości cementu.

Składniki te pod wpływem wysokiej temperatury (+ 1450°C) reagują między sobą

I tworzą wiele złożonych związków (skład mineralogiczny):

• Alit - krzemian trójwapniowy (50 - 65% masy klinkieru) - 3CaO·SiO₂

• Belit - krzemian dwuwapniowy (15 - 20% masy klinkieru) - 2CaO·SiO₂

• Glinian trójwapniowy (5 - 15% masy klinkieru) - 3CaO·Al₂O₃

• Braunmilleryt - glino-żelazian czterowapnia (5 - 15% masy klinkieru) - 4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃

• Anhydryt - siarczan wapnia (kilka %) - CaO·SO₃

• Gips dwuwodny - dwuwodny siarczan wapnia (kilka %) - CaO·SO₃·2H₂O

Występują dwie metody produkcji cementu portlandzkiego:

1. mokra (znacznie większe zużycie energii, otrzymany cement jest bardziej jednorodnym materiałem)

• etapy

1. surowce są wstępnie rozdrabniane oraz mielone z dodatkiem wody w młynach kulowych,

2. uzyskany szlam wypalany jest w piecu obrotowym w temperaturze + 1450°C o długości około 150 m w celu uzyskania klinkieru cementowego (Piec obrotowy jest stalową rurą wyłożoną cegłą szamotową w części, w której panuje wysoka temperatura.. Pochyłość rury wynosi 4-6%. Długość rury wynosi 50-120 m, średnica 2,5- 3,5 m. Im dłuższa rura i im większa średnica, tym wydajność pieca jest większa),

3. w celu uzyskania klinkieru po wypaleniu i schłodzeniu rozdrabniamy klinkier z dodatkiem gipsu lub anhydrytu (rozdrabnianie odbywa się w piecach kulowych)

2. sucha (metoda tańsza, mniej energochłonna, otrzymany cement posiada dużo alkaliów, nie jest tak jednorodny)

• etapy

1. surowce po wstępnym rozdrobnieniu są suszone. Suche surowce mielone są na mączkę (odbywa się bardzo silne pylenie) i wypalane są w piecach obrotowych o długości około 50m,

2. Klinkier jest chłodzony, rozdrabniany i mieszany z gipsem lub anhydrytem.

Jak już wcześniej podano klinkier cementowy otrzymuje się przez wypalenie w temperaturze + 1450°C mieszaniny zmielonych surowców zawierających wapień i glinokrzemiany.

Procesy zachodzące w procesie wypalanie klinkieru:

1. Dehydratacja <600C

- ogrzewanie i suszenie surowców

2. Wypalanie 600C<T<1000C

• rozkład gliny

• uaktywniają się: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃

• rozkład CaCO₃

• Klinkieryzacja

• >1000C

• synteza produktów faz: 2CaO·SiO₂, 3CaO·Al₂O₃, 4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃

• >1300C do 1600C

• synteza produktów faz: 3CaO·SiO₂, 4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃

• Chłodzenie z dużą szybkością

• krystalizacja faz.

Do wypalonego klinkieru dodaje się gips jako wypełniacz i w celu zmniejszenia reaktywności. W procesie wiązania powstają związki, które ulegając krystalizacji tworzą zwartą, twardą masę. Sam proces wiązania to reakcje chemiczne, z których dwie, najważniejsze to:

6 CaO·SiO₂ + 9 H₂O → 6 CaO·SiO₂·9 H₂O

3 CaO·Al₂ O₃ + 12 H₂O  3 CaO·Al₂O₃·12 H₂O

Produkowane cementy różnią się między sobą klasami, tj. wytrzymałością mechaniczną określaną na normowych próbkach oraz tempem przyrostu wytrzymałości w czasie (N - normalnie twardniejące, R - szybkotwardniejące). Liczba określająca klasę cementu informuje o minimalnej wytrzymałości normowej zaprawy na ściskanie, wyrażonej w MPa po 28 dniach wiązania.

Do grupy cementów portlandzkich należy także cement portlandzki biały, otrzymywany bez domieszek związków żelaza, oraz cement murarski i cement portlandzki szybkotwardniejący. Rodzaje cementów dzielą się też w/g powierzchni Blaine'a na 42,5, 32,5 itd.

• CEMENT PORTLANDZKI WIELOSKAŁDNIKOWY

Składnikami cementu portlandzkiego wieloskładnikowego są: klinkier portlandzki, mieszany dodatek mineralny złożony z popiołu lotnego krzemionkowego (V) i kamienia wapiennego (LL) oraz regulator czasu wiązania (siarczan wapnia).

Wyróżnia się:

• CEM II/A

• CEM II/B

Istnieje wiele odmian cementu portlandzkiego wieloskładnikowego:

• Cement portlandzki biały

Do grupy cementu portlandzkiego należy też cement portlandzki biały (PN-90/B-30010) zawierający klinkier portlandzki biały (bezżelazowy), gips, ewenentualnie dodatki wybielające. Zawartość dodatków nie może przekraczać 20% masy cementu. Czas wiązania - jak dla cementu portlandzkiego 52,5 i 52,5 R.

Stosowanie: elementy elewacyjne, dekoracyjne, elementy drobnowymiarowe, suche zaprawy tynkarskie.

• Cement portlandzki żużlowy

Obejmuje on dwa rodzaje:

CEM II/A-S (80-94% klinkieru, 6-20% żużla),

CEM II/B-S (65-79% klinkieru, 21-35% żużla).

Stosowanie: jak cementu portlandzkiego, elementy drobnowymiarowe, beton nie nadaje się do naparzania lub nagrzewania.

• Cement portlandzki krzemionkowy

Obejmuje on tylko jeden rodzaj: CEM II/A-D (90-94% klinkieru, 6-10% pyłu krzemionkowego).

Stosowanie: jak cementu portlandzkiego, lecz umożliwia użycie łatwo dostępnych kruszyw z wapieni, dolomitów, piaskowców, chalcedonów i bazaltów, zwiększona jest urabialność mieszanki i wodoszczelność betonu.

• Cement portlandzki pucolanowy

Wystpują tu cztery rodzaje:

CEM II/A-P (80-94% klinkieru, 6-20% pucolany naturalnej),

CEM II/B-P (65-79% klinkieru, 21-35% pucolany naturalnej),

CEM II/A-Q (80-94% klinkieru, 6-20% pucolany przemysłowej),

CEM II/B-Q (65-79% klinkieru, 21-35% pucolany przemysłowej).

Stosowanie: jak cementu portlandzkiego, zwiększona wodoszczelność i odporność na słoną wodę.

• Cement portlandzki popiołowy

Obejmuje on cztery rodzaje:

CEM II/A-V (80-94% klinkieru, 6-20% popiołu krzemionkowego),

CEM II/B-V (65-79% klinkieru, 21-35% popiołu krzemionkowego),

CEM II/A-W (80-94% klinkieru, 6-20% popiołu wapiennego),

CEM II/B-W (65-79% klinkieru, 21-35% popiołu wapiennego).

Stosowanie: elementy drobnowymiarowe, jastrychy itp., lecz beton nie nadaje się do naparzania lub nagrzewania.

• Cement portlandzki wapienny

Obejmuje on dwa rodzaje:

CEM II/A-L (80-94% klinkieru, 6-20% wapienia),

CEM II/B-L (65-79% klinkieru, 21-35% wapienia).

Stosowanie: jak portlandzkiego, gdy jest potrzebna dobra urabialność, niska wodożądność, lepsza wytrzymałość chudych mieszanek.

• Cement portlandzki żużlowo-popiołowy

Wystpują tu dwa rodzaje:

CEM II/A-SV (81-94% klinkieru, 3-10% żużla, 3-10% popiołu krzemionkowego),

CEM II/B-SV (65-79% klinkieru, 10-20% żużla, 10-20% popiołu krzemionkowego).

• CEMENT HUTNICZY

Otrzymywany jest z klinkieru portlandzkiego, regulatora czasu wiązania, którym może być gips, REA-gips, anhydryt (lub ich mieszanina) i granulowanego żużla wielkopiecowego. Cement ten jest bardziej odporny na działanie siarczanów niż cement portlandzki. Ma wolniejszy niż cement portlandzki przyrost wytrzymałości w czasie i niższe ciepło hydratacji.

Wyróżnia się:

• cement hutniczy CEM III/A - zawiera klinkier z dodatkiem 36-65% żużlu

• cement hutniczy CEM III/B - zawiera klinkier z dodatkiem 66-80% żużlu

• cement hutniczy CEM III/C - zawiera klinkier z dodatkiem 81-95% żużlu

• CEMENT PUCOLANOWY

Cement otrzymywany z klinkieru portlandzkiego, pucolany (Materiał naturalny lub przemysłowy (sztuczny), składający się głównie z reaktywnego dwutlenku krzemu i tlenku glinu). Pucolaną naturalną jest popiół wulkaniczny, tuf, pumeks, odwapniona opoka itd., a pucolaną sztuczną są na przykład sproszkowane odpady ceramiczne, wypalone gliny i łupki. Pucolana drobno zmielona nie twardnieje samodzielnie po zmieszaniu z wodą, lecz reaguje stopniowo z roztworem wodorotlenku wapnia, tworząc mieszaninę krzemianów i glinianów wapnia o rosnącej wytrzymałości. Nazwa pucolana pochodzi od włoskiej miejscowości Pozzuoli, gdzie zaczęto po raz pierwszy wydobywać popiół wulkaniczny.) i siarczanu wapnia; najczęściej jest to: klinkier portlandzki, popiół lotny (popiół będący odpadem przy spalaniu węgla w elektrowniach) i gips. Cement pucolanowy posiada własności podobne do cementu hutniczego, czyli niskie ciepło hydratacji i większa odporność na działanie wód agresywnych (zwłaszcza na agresję siarczanową).

• CEMENT WIELOSKŁADNIKOWY

Według wymagań normy PN-EN 177-1 w skład cementu mogą wchodzić następujące

dodatki mineralne:

• granulowany żużel wielkopiecowy (S)

• pucolanowy:

• naturalny (P),

• sztuczny (Q);

• popiół lotny:

• krzemionkowy (V),

• wapienny (W);

• łupek palony (T);

• kamień wapienny (L, LL);

• pył krzemionkowy (D).

W zależnośeci od koncentracji dodatków (klinkier, żużel wielkopiecowy, pucolany, popioły krzemionkowe), cementy wieloskładnikowe mogą występować jako:

- CEM V/A,

- CEM V/B.

Cechami charakterystycznymi tej grupy cementów są:

• umiarkowana dynamika narastania wytrzymałości wczesnej,

• umiarkowane ciepło hydratacji,

• wydłużone czasy wiązania w stosunku do cementu portlandzkiego CEM I,

• wysoka odporność na agresję chemiczną,

• wysoka wytrzymałość po dłuższym okresie dojrzewania,

• niższy skurcz od cementów CEM I.

Można wyróżnić również cementy specjalne:

• Cement hydrotechniczny

Należy do grupy cementów specjalnych i jest ujęty w PN-89/B-30016. Jest to cement o gwarantowanej wytrzymałości 32,5 MPa. Zawiera gips (lub anhydryt), lecz ma ograniczoną zawartość fazy C3 A (glinianów). W normie wyszczególniono 2 odmiany: I - o zawartości glinianów w klinkierze max. 5%, II - max. 8%. Początek wiązania nie wcześniej niż po 2 godzinach; koniec wiązania najwcześniej po 270 minutach, najpóźniej po 12 godzinach.

• Cement portlandzki siarczanoodporny

Cement ten (PN-B-19705:1998) ma odporność na agresję siarczanową dzięki odpowiednio dużej zawartości glinianu trójwapniowego (3CaO·Al₂O₃). Do regulacji czasu wiązania służy dodatek siarczanu wapnia (gipsu lub anhydrytu).Rozróżnia się cztery odmiany cementu portlandzkiego siarczanoodpornego:

CEM I MSR - odporność umiarkowana,

CEM I HSR - odporność duża,

CEM I MSR NA - (niskoalkaliczny) odporność umiarkowana,

CEM I HSR NA - (niskoalkaliczny) odporność duża. Podział na klasy wytrzymałościowe (sześć klas) jest identyczny jak cementu portlandzkiego powszechnego użytku

III. Natomiast ze względu na sposób i szybkość wiązania wyróżnia się:

• CEMENT EKSPANSYWNY

Cement, który pęcznieje w okresie twardnienia. Istnieje kilka sposobów jego otrzymania: np. zmieszanie cementu portlandzkiego lub cementu glinowego z składnikiem ekspansywnym. Jest stosowany m.in. do zalewania ubytków, otworów na śruby w konstrukcjach betonowych.

Dawniej stosowany do zalewania pęknięć. Dziś do tego typu napraw stosuje się gotowe, specjalne mieszanki modyfikowane polimerami. Ich skład jest ściśle ustalony i przeznaczenie podane na opakowaniu (np. napraw rys do 2 mm, napraw rys 2 - 5 mm itp.). Użycie jest bezpieczniejsze. Posiadają lepsze własności szczepne, większą niż beton wytrzymałość mechaniczną, przyrost objętości jest wcześniej sprawdzany w laboratoriach przygotowujących receptę składu.

• CEMENT SZYBKOTWARDNIEJĄCY

Odmiana cementu portlandzkiego wysokiej wytrzymałości mechanicznej po stwardnieniu. Otrzymuje się go jak cement portlandzki, jednak dobór składników do produkcji ustala się w taki sposób, aby zawartość alitu była jak najwyższa. Beton wykonany z takiego cementu może być poddany obciążeniom nawet po 24 godzinach.

Są także inne sposoby na uzyskanie betonu o dużym przyroście wytrzymałości w pierwszych godzinach po wylaniu do deskowania:

• użycie domieszek przyśpieszających narastanie wytrzymałości

• użycie gotowych mieszanek szybkotwardniejących

• obróbka cieplna betonu - naparzanie stosowane zazwyczaj przy produkcji prefabrykatów.

• CEMENT TAMPONAŻOWY

Cement portlandzki charakteryzujący się małą szybkością wiązania w podwyższonej temperaturze. Jest stosowany w przemyśle naftowym do cementowania otworów wiertniczych.

IV. Są także inne spoiwa, które w swojej nazwie mają słowo cement:

spoiwa powietrzne:

• CEMENT ANHYDRYTOWY (cement Keena)

Powietrzne spoiwo mineralne, otrzymywane ze zmielonego kamienia gipsowego z dodatkiem katalizatorów. Stosowany do wyrobu detali architektonicznych ze względu na biały kolor i łatwość polerowania powierzchni.

• SPOIWO MAGNEZIOWE (cement Sorela)

Materiał budowlany należący do spoiw mineralnych powietrznych. Otrzymywane jest z wapieni dolomitowych poddanych wypalaniu w temperaturze od 800°C do 900°C z dodatkiem chlorku lub siarczku magnezowego. W wyniku wypalania otrzymywany jest tlenek magnezu MgO. Tlenek magnezu w połączeniu z rozpuszczonym w wodzie chlorkiem magnezu MgCl₂ nazywany jest cementem Sorela (Stanisław Sorel, wynalazł spoiwo magnezowe w 1867 r.) stosowany był do wykonywania zapraw magnezjowych. Spoiwo magnezjowe, po związaniu tworzy twardszą i bardziej odporną na czynniki zewnętrzne powłokę niż inne spoiwa powietrzne. Stosowane było do wykonywania tynków oraz po połączeniu z trocinami lub wiórami z drewna: posadzek bezspoinowych, płytek okładzinowych, podokienników i różnych detali architektonicznych. (Materiał otrzymany z połączenia cementu Sorela z trocinami nazywano skałodrzewem lub ksylolitem.) Wadą spoiwa magnezjowego jest powodowanie korozji stali. Obecnie, w Polsce nie stosuje się spoiwa magnezjowego w budownictwie.

• WAPNO HYDRAULICZNE, które należy do spoiw hydraulicznych i bywa

nazywane cementem romańskim. Cement ten otrzymuje się poprzez wypalanie (głównie w piecach szybowych) margli w temperaturze poniżej spiekania i przez zmielenie wypalonego produktu. Temperatura wypalania wynosi ok. 900-1100C dla margli bezmagnezytowych i 800-900C dla margli zawierających znaczniejsze ilości MgCO₃.

W pierwszym wypadku chodzi o możliwie zupełne rozłożenie CaCO₃ i utworzenie krzemianów i glinianów wapnia, w drugim o uzyskanie aktywnej magnezji MgO zdolnej do wiązania z wodą.

Przy wypaleniu, które jest stosunkowo umiarkowane, powstają krzemiany, gliniany i żelaziany wapnia oraz magnezja : 2CaO·SiO₂·CaO·Al₂O₃, 5CaO·3Al₂O₃, 2CaO·Fe₂O₃, MgO.

III. WYKONANIE OZNACZENIA (OPIS WYKONANIA + WYNIKI).

2. Oznaczenie gęstości za pomocą kolby Le Chateliera.

Oznaczenie zostało wykonane według normy PN-76/B-06714/02.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

Oznaczenie polegało na obliczeniu stosunku masy próbki do jej całkowitej objętości określonej za pomocą kolby La Chateliera (przedstawionej na rys. 1).




Rys.1.

Kolba Le Chateliera.




Wymytą i wysuszoną kolbę Le Chateliera (rys. 1) przepłukaliśmy alkoholem, a następnie napełniliśmy ją tą samą cieczą nieco powyżej działki zerowej, umieściliśmy w termostacie i zanurzyliśmy w zlewce z wodą o temp. 20 ±1 ^oC, w ten sposób, że cała wyskalowana część kolby była zanurzona. Po upływie 1 h usunęliśmy za pomocą ruloników z bibuły do sączenia, nadmiar cieczy z kolby, znajdującej się nad podziałką zerową, w celu osiągnięcia równego poziomu menisku wklęsłego cieczy z podziałką zerową. Następnie za pomocą łyżki porcelanowej wsypywaliśmy ostrożnie przez lejek do kolby La Chateliera próbkę cementu o ustalonej masie ( 60 g), zwracając przy tym uwagę, aby sproszkowana próbka nie osiadała na ściankach szyjki kolby, powyżej górnego poziomu cieczy oraz na ściankach lejka. Gdy poziom cieczy podniósł się w pobliżu z kresek podziałki kolby odpowiadającej 18 cm³, przerwaliśmy wsypywanie próbki i usunęliśmy ewentualne pęcherzyki powietrza w cieczy, przez delikatne ostukiwanie kolby. Kiedy poziom cieczy osiągnął 18 cm³ na podziałce, zważyliśmy pozostałość część próbki.

Gęstość badanego cementu obliczyliśmy ze wzoru:




Gdzie:

m- masa całej próbki, w g (w naszym przypadku 104 g);

m₁-masa części próbki pozostałej po wsypaniu do kolby, w g;

V -objętość części próbki wsypanej do kolby, odpowiadająca objętości zajmowanej przez nią cieczy, w cm³ (18 cm³).

WYNIKI OZNACZENIA:

Odważone 104g cementu wsypywaliśmy delikatnie do kolby napełnionej denaturatem (o stężeniu 92%) do dolnej podziałki, aż poziom denaturatu osiągnął wartość 18cm³.

Pozostało 57g cementu, zatem do kolby wsypaliśmy 47 cm³.

Gęstość badanego cementu obliczyliśmy ze wzoru:




Gdzie:

m- masa całej próbki, w g (60 g)

m₁-masa części próbki pozostałej po wsypaniu do kolby, w g

V -objętość części próbki wsypanej do kolby, odpowiadająca objętości zajmowanej przez nią cieczy, w cm³ (18 cm³)




Wniosek:

Gęstość badanego cementu wyniosła
. Wartość tę przyjmujemy jako prawdziwą, gdyż nie możemy jej porównać z wartościami normowymi.

3. Oznaczenie konsystencji normowej.

Oznaczenie zostało wykonane według nomy PN-EN 196-3.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

Oznaczenie to wykonaliśmy przy pomocy aparatu igłowego Vicata, zaopatrzonego w bolec z nierdzewnego metalu, o kształcie prostego walca o długości roboczej 50mm i średnicy 10mm (przedstawionego na rys.2). Pierścień Vicata powinien być wykonany z ebonitu, mieć kształt stożka o głębokości 40mm oraz wewnętrznej średnicy górnej równej 70mm i dolnej równej 80mm.




Rys. 2. Bolec do badania

konsystencji normowej.

Przygotowanie zaczyny cementowego:

Odważyliśmy 500g cementu. Określoną ilość wody (125ml) odmierzyliśmy za pomocą cylindra pomiarowego. Cement ostrożnie wsypywaliśmy do wody, tak aby czas wsypywania trwał nie mniej niż 5 sekund i nie więcej niż 10 sekund. Następnie uruchomiliśmy mieszarkę, która to z kolei mieszała utworzony przez nas zaczyn cementowy na wolnych obrotach przez czas 90 sekund, po czym zatrzymaliśmy ją na 15 sekund i znów uruchomiliśmy mieszarkę na 90 sekund na wolnych obrotach.

Napełnianie pierścienia:

Wymieszany zaczyn cementowy natychmiast wlaliśmy z pewnym nadmiarem do pierścienia Vicata, który uprzednio umieściliśmy na lekko natłuszczonej płytce szklanej. Nadmiar zaczynu ścięliśmy za pomocą narzędzia tak, aby zaczyn cementowy w pierścieniu miał gładką powierzchnię.

Próby zanurzanie bolca:

Pierścień Vicata i płytkę szklaną ustawiliśmy współśrodkowo z bolcem aparatu Vicata. Bolec opuściliśmy ostrożnie do powierzchni zaczynu cementowego. Następnie szybko zwolniliśmy ruchome części tak, aby bolec zanurzał się pionowo w środku zaczynu cementowego. Próbę zanurzenia bolca przeprowadziliśmy po 4 minutach od zakończenia wsypywania cementu do mieszarki. Na skali odczytaliśmy głębokość zanurzenia w momencie, kiedy bolec przestał zagłębiać się w zaczynie cementowym.

Badanie zaczynów cementowych, zawierających różne ilości wody, powtarzaliśmy do momentu, aż odstęp między bolcem i płytką szklaną osiągnął (6
1)mm.

Zawartość wody w takim zaczynie cementowym, podana w zaokrągleniu do 0,5%, stanowi ilość wody niezbędną do osiągnięcia konsystencji normowej.

WYNIKI OZNACZENIA:

Przygotowane próbki:

1. próba:

Proporcje: 500g cementu i 125 ml wody.

Wynik: konsystencja tak przygotowanej mieszanki była nieodpowiednia, musieliśmy wykonaliśmy 2.próbkę.

2. próba:

Proporcje: 500g cementu i 130 ml wody.

Wynik: konsystencja również nieodpowiednia.

3. próba:

Proporcje: 500g cementu i 132,5 ml wody.

Wynik: zanurzenie bolca większe od dopuszczalnej wartości (większe niż 6mm) od płytki szklanej - konsystencja nieodpowiednia.

4. próba:

Proporcje: 500g cementu i 135 ml wody.

Wynik: zanurzenie bolca większe od dopuszczalnej wartości (większe niż 6mm) od płytki szklanej - konsystencja nieodpowiednia.

5. próba:

Proporcje: 500g cementu i 138 ml wody (140 ml na małym cylinderku).

Wynik: zanurzenie bolca - 6mm od płytki szklanej - prawidłowo.

Wniosek:

Prawidłową konsystencję osiągnęliśmy dla 140ml wody na 500g cementu - tj. 28% objętościowo. Tak jak wcześniej wspomnieliśmy przy takim stosunku wody do cementu bolec aparatu Vicata, którym badaliśmy naszą próbkę zanurzył się na odpowiednią głębokość, tzn. 6
1 mm.

4. Oznaczenie czasu wiązania.

Oznaczenie zostało wykonane według normy PN-EN 196-3.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

Oznaczenie to przeprowadziliśmy przy pomocy aparatu Vicata wyposażonego w igłę (przedstawionego na rys. 3).

Urządzenie wyregulowaliśmy przed badaniem: w tym celu opuściliśmy igłę na leżącą szklaną płytkę i ustawiliśmy wskazówkę w punkcie zerowym na skali. Następnie igłę podnieśliśmy do pozycji wyjściowej.

Rys.3:

Aparat Vicata.




Pierścień Vicata oraz szklaną płytkę natłuściliśmy, po czym napełniliśmy zaczynem cementowym o konsystencji normowej i wygładziliśmy. Następnie pierścień z zaczynem umieściliśmy pod igłą aparatu i w odstępach czasowych co 10 minut zwalnialiśmy blokadę aparatu, tak aby igła swobodnie zanurzyła się w zaczynie. Głębokość zanurzenia odczytywaliśmy na skali, gdy igła nie zanurzała się już głębiej, najpóźniej po 30 sekundach po zwolnieniu blokady aparatu. Za czas zerowy oznaczenia przyjęliśmy moment zakończenia wsypywania cementu do mieszarki, podczas sporządzania zaczynu. Próby powtarzane były na tej samej próbce zaczynu cementowego, a kolejne miejsca nakłucia były oddalone od siebie oraz od brzegu pierścienia o co najmniej 10 mm. Po każdorazowym zanurzeniu, igła aparatu była dokładnie oczyszczana.

Czas który upłynął od momentu (z dokładnością do 5 minut) wsypania cementu do mieszarki (czas zerowy) do chwili, kiedy odległość zanurzonej igły od płytki szklanej wyniosła 4±1 mm, był uznawany przez nas za początek wiązania.

Przy oznaczeniu czasu końca wiązania pierścień z zaczynem (na którym uprzednio oznaczaliśmy początek wiązania) odwróciliśmy tak, aby oznaczenie końca wiązania mogło być przeprowadzone na powierzchni uprzednio przylegającej do płytki szklanej. Zastosowana do tego celu igła ma pierścieniową nasadkę (rys. 4). dzięki której łatwiej i dokładniej można zaobserwować znikome głębokości zanurzenia igły.

Rys. 4.

Igła z nasadką

do badania końca

wiązania.




Jako czas określający koniec wiązania przyjęliśmy okres od momentu wsypania cementu do mieszarki (czas zerowy), do chwili w której pierścieniowa nasadka igły nie pozostawiała już śladu na powierzchni próbki.

WYNIKI OZNACZENIA:

Przebieg badania ilustruje tabela:

czas [min]	zanurzenie [mm]
0	0
30	0
60	0
90	0
120	0
150	0
180	0
185	1
210	9 początek wiązania
215	10
260	36
265	38
270	39 koniec wiązania

Początek wiązania nastąpił po upływie 3 godzin i 30 minut, czyli 210 minut - był to czas, po którym igła aparatu zanurzyła się na głębokość 9mm nad powierzchnią szklanej płytki.

Koniec wiązania nastąpił po upływie 4 godzin 30 minut (270 minut) od chwili połączenia składników, był to czas, po którym pierścieniowa nasadka igły nie pozostawiała już śladu na powierzchni próbki.

Wniosek:

Czas wiązania badanego przez nas cementu wyniósł zatem 1 godzinę (60 minut).

Czas wiązania zgadza się zatem z danymi z tablicy 2 normy PN-B-19701:1997. Biorąc pod uwagę wartości początku i końca czasu wiązania dla cementów odpowiadających badanemu przez nas cementowi, początek wiązania powinien nastąpić nie wcześniej, niż po upływie 45 minut, a koniec wiązania przed upływem 12 godzin (załączona tablica 2).

Porównując nasz wynik do wartości zawartych w normie PN-B-19701:1997możemy ocenić, że badany przez nas cement możemy zaliczyć zarówno do cementu klasy 32.5, 32.5R, 42.5, 43.5R, ale także do cementu klasy 52.5 i 52.5R. Otrzymany przez nas wynik pozwala zidentyfikować badany przez nas cement jako jeden z nich. Jedna bardziej skłaniamy się ku tej pierwszej grupie, tj. cementom klas 32.5, 32.5R, 42.5 i 43.5R, gdyż początek badanego przez nas cementu (210 minut) był bliższy wartościom normowym tej grupy (nie wcześniej niż po upływie 60 minut).

5. Oznaczenie wytrzymałości zaprawy z piaskiem normowym.

Oznaczenie zostało wykonane według normy PN-EN 196-1.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

Metoda oznaczenia polegała na zbadaniu wytrzymałości na ściskanie i zginanie próbek w kształcie prostopadłościanów o wymiarach 40mm x 40mm x 160mm.

Przygotowanie beleczek:

Beleczki o podanych wymiarach wytworzyliśmy z zaprawy plastycznej zawierającej 1 część masy cementu i 3 części masy piasku normowego przy stosunku wodnocementowym 0,5, zatem do sporządzenia beleczek użyliśmy: 450±2g cementu, 1350±5 g piasku normowego oraz 225±1g wody. Cement piasek i woda miały temperaturę otoczenia w laboratorium i odmierzane były na wadze o dokładności ±1g.

Mieszając zaprawę w pierwszej kolejności wlaliśmy wodę do misy i dodaliśmy cement. Bezpośrednio po tym uruchomiliśmy mieszarkę normową z małą prędkością. Po 30 sekundach wsypywaliśmy piasek równomiernie w ciągu następnych 30 s. Następnie mieszarkę nastawiliśmy na duża prędkość i kontynuowaliśmy mieszanie przez dalsze 30 s. Następnie mieszarkę zatrzymaliśmy na 1,5 minuty. W czasie pierwszych 15 s zebraliśmy za pomocą gumowego skrobaka zaprawę, która przykleiła się do ścianek i dna misy oraz przenieśliśmy ją na środek misy. Po przerwie kontynuowaliśmy mieszanie jeszcze przez 60s przy dużej prędkości mieszania.




Rys.5.

Wymiar szczeliny między

mieszadłem a misą.

Bezpośrednio po wymieszaniu zaprawy uformowaliśmy beleczki. Do przymocowanej na wstrząsarce formy z nakładką za pomocą odpowiedniej kielni pobraliśmy kilka porcji zaprawy i ułożyliśmy pierwszą z 2 warstw (każda około 300g) w każdej przegródce formy. Zaprawę rozprowadziliśmy równomiernie dużą łopatką trzymaną prostopadle. Następnie pierwszą warstwę zagęściliśmy na wstrząsarce 60 wstrząsami i nałożyliśmy drugą warstwę zaprawy, a po rozprowadzeniu jej małą łopatką zagęściliśmy za pomocą dalszych 60 wstrząsów. Nadmiar zaprawy po zagęszczeniu niezwłocznie usunęliśmy, z pomocą metalowej linijki, trzymanej prostopadle. Formy zaopatrzyliśmy w etykiety. Każda z form następnie została umieszczona w pomieszczeniu klimatyzowanym, na poziomym podłożu. Po upływie 24 h beleczki zostały rozformowane i umieszczone w wodzie o temp. 20±1 ^oC w odpowiednim pojemniku. Podczas przechowywania w wodze powierzchnie gładzone były zwrócone ku górze. W czasie przechowywania poziom wody miedzy beleczkami nie był mniejszy niż 5 mm.

Wiek beleczek liczony był od momentu zmieszania cementu z woda do początku

badania i w chwili wykonania oznaczenia był on większy niż 28 dni.




Rys.6.

Forma do formowania

beleczek.

Badanie wytrzymałość na zginanie:

Beleczka została ułożona w aparacie do badań powierzchnia boczną na rolkach podporowych tak, aby jej oś podłużna była prostopadła do rolek podporowych. Za pomocą rolki obciążającej przenoszone było obciążenie pionowo na przeciwległa powierzchnię boczną beleczki i równomiernie zwiększany był nacisk 50±10 N/s, aż do momentu złamania beleczki (rys. 7)

Rys. 7.

Schemat badania

wytrzymałości na zginanie.




Wyniki badania odczytywane były w dN, zaś wytrzymałość na zginanie R_t obliczyliśmy wg. wzoru:




gdzie:

R_r - wytrzymałość na zginanie w MPa;

b - długość boczna przekroju beleczki w mm;

F_r - obciążenie łamiące na środku beleczki w N;

l -odległość między podporami w milimetrach (dla użytego aparatu l= 100 mm)

Badanie wytrzymałość na ściskanie:

Badaniu wytrzymałości na ściskanie poddane zostały połówki beleczek. Umieszczone zostały one w aparacie powierzchnią boczna na środku płytki z dokładnością ±0,5 mm i w kierunku wzdłużnym tak, aby czołowe powierzchnie beleczki wystawały około 10 mm poza płytki. Obciążenie przez cały czas badania zwiększane było równomiernie z przyrostem nacisku 2400±200 N/s, do momentu zgniecenia próbki (rys. 8)

Rys. 8.

Schemat badania

wytrzymałośći na

sciskanie.




Wyniki badania odczytywane były w dN, zaś wytrzymałość na ściskanie R_c obliczyliśmy wg. wzoru:




gdzie:

R_c -wytrzymałość na ściskanie w Pa;

F_c -najwyższe obciążenie przy zgnieceniu próbki w N;

0,0016 - powierzchnia płytek w m²

WYNIKI OZNACZENIA:

Zaprawę przygotowaliśmy stosując następujące ilości składników: 450g cementu, 1350g piasku normowego oraz 225ml wody. Po wymieszaniu ich w mieszarce automatycznej, uformowaliśmy beleczki, wstrząsnęliśmy we wstrząsarce po czym przechowywaliśmy przez okres 28 dni w środowisku wilgotnym.

Po 28 dniach przystąpiliśmy do badania wytrzymałości belek na zginanie i ściskanie.

Oznaczenie wytrzymałości na zginanie:

Wytrzymałość na zginanie obliczyliśmy ze wzoru:




gdzie:

R_r - wytrzymałość na zginanie w MPa;

b - długość boczna przekroju beleczki w mm;

F_r - obciążenie łamiące na środku beleczki w N;

l -odległość między podporami w milimetrach (dla użytego aparatu l= 100 mm).

1)


2)


3)


Obliczenie wartości średniej:




Po odrzuceniu wyniku nr 1 otrzymujemy następującą średnia:




Wniosek:

Wytrzymałość na zginanie wynosi
. Wartość tę przyjmujemy jako prawdziwą, gdyż nie możemy jej porównać z wartościami normowymi. Po za tym wielkość ta nie ma większego znaczenia w procesie identyfikacji badanego przez nas cementu, o wiele ważniejsza jest w tym momencie wytrzymałość na ściskanie.

Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie:

Wytrzymałość na ściskanie obliczyliśmy według wzoru:




gdzie:

R_c - wytrzymałość na ściskanie w Pa;

F_r - maksymalne obciążenie przy zgnieceniu próbki w N;

0,0016 - powierzchnia przekroju w m²

1)


2)


3)


4)


5)


6)


Obliczenie wartości średniej:




Po odrzuceniu wyniku nr 2 otrzymujemy następującą średnia:




Wniosek:

Wytrzymałość na ściskanie wynosi
. Porównując otrzymaną przez nas wielkość z wartościami zawartymi w normie PN-B-19701:1997 możemy stwierdzić, że badany przez nas cement należy do cementów klasy 32.5 lub 32.5R, których wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach mieści się w granicach 32,5MPa - 52,5MPa (załączona tablica 2). Możemy tak stwierdzić na podstawie uzyskanego przez nas wyniku wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach, który wyniósł 33,9MPa, a więc zalicza się do wyżej wspomnianego przedziału.

6. Oznaczenie wytrzymałości zaprawy murarskiej marki M12.

Oznaczenie zostało wykonane według normy PN-85/B-04500.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

Badanie polega na zniszczeniu beleczek z zaprawy o danej marce:

• przez zginanie;

• przez ściskanie;

Orientacyjny skład zaprawy cementowej o danej marce wzięliśmy z tablicy I-2 normy:

PN-90 B-14501. Tablica podawała stosunek składników suchych, mianowicie: piasku i cementu, (który dla marki M 12 wynosił 1:3,5), natomiast potrzebną ilość wody, do otrzymania zaprawy o normalnej konsystencji musieliśmy określić metodą prób i błędów. Konsystencje normową badaliśmy za pomocą stożka pomiarowego - analogicznie jak przy oznaczeniu konsystencji normowej.

Po uzyskaniu zanurzeniu stożka na głębokość 7 cm uformowaliśmy trzy beleczki o wymiarach 4x4x16, i sezonowaliśmy je analogicznie jak przy oznaczeniu wytrzymałości zaprawy z piaskiem normowym. Badanie na zginanie i ściskanie przebiegało w ten sam sposób jak w przypadku zaprawy z piaskiem normowym.

Wyniki badania odczytywane były w dN, zaś wytrzymałość na:

• zginanie: R_t obliczyliśmy wg. wzoru:




gdzie:

R_r - wytrzymałość na zginanie w MPa;

b - długość boczna przekroju beleczki w mm;

F_r - obciążenie łamiące na środku beleczki w N;

l -odległość między podporami w milimetrach (dla użytego aparatu l= 100 mm).

• ściskanie: R_s obliczyliśmy wg. wzoru:


;

gdzie:

R_c -wytrzymałość na ściskanie w Pa;

F_c -najwyższe obciążenie przy zgnieceniu próbki w N;

0,0016 -powierzchnia płytek w m²




Rys.9. Urządzenie pomiarowe do oznaczania konsystencji zapraw.

WYNIKI OZNACZENIA:

Zaprawę przygotowaliśmy dla stosunku cement/piasek = 1/3,5, czyli użyliśmy 1550g piasku i 450g cementu. Następnie do mieszaniny pisaku i cementu dolewaliśmy odpowiednio odmierzoną ilość wody, po czym przystąpiliśmy do badania konsystencji aparatem stożkowym.

Dla 467ml wody konsystencja była nieodpowiednia, dla 484ml wody również. Odpowiednią konsystencję (zanurzenie stożka na 7cm) uzyskaliśmy dla ilości wody 475,5ml wody.

Po dokładnym wymieszaniu składników, uformowaliśmy beleczki, wstrząsnęliśmy we wstrząsarce po czym przechowywaliśmy przez okres 28 dni w środowisku suchym.

Po 28 dniach przystąpiliśmy do badania wytrzymałości belek na zginanie i ściskanie.

• Oznaczenie wytrzymałości na zginanie:

Wytrzymałość na zginanie obliczyliśmy ze wzoru:




gdzie:

R_r - wytrzymałość na zginanie w MPa;

b - długość boczna przekroju beleczki w mm;

F_r - obciążenie łamiące na środku beleczki w N;

l -odległość między podporami w milimetrach (dla użytego aparatu l= 100 mm).

1)


2)


3)


Obliczenie wartości średniej:




Po odrzuceniu wyniku nr 3 otrzymujemy następującą średnia:




Wniosek:

Wytrzymałość na zginanie wynosi
. Porównując otrzymaną przez nas wartość wytrzymałości na zginanie z wartościami zawartymi w normie PN-90/B-14501 możemy stwierdzić, że mieści się ona w zakresie normy, który dla zaprawy marki M12 w odniesieniu do zaprawy cementowej, wynosi minimum 4 MPa.

• Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie:

Wytrzymałość na ściskanie obliczyliśmy według wzoru:




gdzie:

R_c -wytrzymałość na ściskanie w Pa,

F_c -najwyższe obciążenie przy zgnieceniu próbki w N,

0,0016 -powierzchnia płytek w m²

1)


2)


3)


4)


5)


6)


Obliczenie wartości średniej:




Po odrzuceniu wyniku nr 2 otrzymujemy następującą średnia:




Wniosek:

Wytrzymałość na ściskanie wynosi
. Porównując otrzymaną przez nas wartość wytrzymałości na ściskanie z wartościami zawartymi w normie PN-90/B-14501 możemy stwierdzić, że nie mieści się ona w zakresie normy, który dla zaprawy marki M12 w odniesieniu do zaprawy cementowej, wynosi minimum 12 MPa.

Fakt ten może wynikać z wielu czynników, m.in. z nieprawidłowego przyrządzenia próbek.

7. Oznaczenie stopnia zmielenia cementu.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

Oznaczenie to przeprowadziliśmy metodą przesiewania. Wykonaliśmy je w celu wydzielenia domieszek i ustalenia ich zawartości procentowej.

Przesiewanie wykonaliśmy poprzez zastosowanie tzw. metody sitowej. Polega ona na przesiewaniu cementu przez znormalizowane sita. Metoda ta pozwoliła na zbadanie zawartości frakcji cementu.

Aparaturę do badań stanowił zestaw sit o grubości kolejno: 0.5 mm, 0.25 mm, 0.125 mm oraz 0.063 mm.

Odważoną próbkę 300g cementu na samym początku wstrząsaliśmy przez 2 minuty w zamkniętym naczyniu w celu rozdrobnienia zbryleń. Naczynie odstawiliśmy na 2 minuty. Następnie próbkę cementu ostrożnie wymieszaliśmy czystym, suchym pręcikiem, w celu równomiernego rozprowadzenia drobnych frakcji cementu, a następnie bez wstrząsania przenieśliśmy na sito. Na sicie umieściliśmy pokrywę, zaś samo sito było poruszane ruchem kołowym, tak długo, dopóki cząstki cementu nie przestały przez nie przechodzić. Pozostałości na kolejnych sitach były ważone na wadze z dokładnością do 0,01 g.

WYNIKI OZNACZENIA:

Stopień zmielenia cementu oznaczyliśmy przesiewając 300g cementu przez znormalizowane sita o wielkości oczek: 0.5, 0.25, 0.125, 0.063, po czym ważyliśmy pozostałości na każdym z sit:

• Sito 0.5 - pozostało 0,23g - 0,08% (czarno-szare grudki, kamień o średnicy 4mm)

• Sito 0.25 - pozostało 1,64g - 0,05% (czarno-szary proszek);

• Sito 0.125 - pozostało 9,18g - 3,06% (czarno-szary proszek, barwy jaśniejszej niż poprzednio);

• Sito 0.063 - pozostało 64,24g - 21,41% (szary proszek);

• Po przesianiu przez ostatnie sito pozostało 222,27g - 74,09% siwego pyłu.

• Straty cementu w czasie przesiewania wyniosły 2,44g - 0,81%.

Wniosek:

Substancja, którą otrzymaliśmy do zbadania, to cement o następującym składzie:

• Klinkier - 95,5%;

• Dodatki - 4,5%.

Otrzymany przez nas wynik oznaczania po porównaniu go z wartościami zamieszczonymi w normie PN-B-19701:1997 (załączona tablica 1) pozwoliło nam na sklasyfikowanie rodzaju cementu jako cement portlandzki CEM I, którego skład wynosi:

• 95-100% klinkieru;

• 0-5% składników drugiego rzędu.

8. Oznaczenie strat przy prażeniu.

Oznaczenie zostało wykonane według normy PN-EN 196-2.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

W tygielku odważyliśmy 1g cementu, następnie tygielek włożyliśmy na 45 minut do pieca rozgrzewającego się do temperatury (975
25)^oC. Po 15 minutach w prażenia w tej temperaturze, tygielek ochłodziliśmy do temperatury pokojowej, wyjęliśmy go, zważyliśmy i ustaliliśmy jego masę. Po zważeniu okazało się, że w czasie prażenia ubyło 0,02g masy cementu.

WYNIKI OZNACZENIA:

Nieskorygowaną stratę prażenia obliczyliśmy ze wzoru:

Strata prażenia nieskorygowana


w którym:

m₇ - odważki w gramach

m₈ - masa wyprażonej próbki, w gramach.

Strata prażenia nieskorygowana


Wniosek:

Nieskorygowana strata prażenia wyniosła 2%.

Otrzymany przez nas wynik jest zgodny z wartościami zawartymi w normie PN-B-19701:1997 (załączona tablica 3), tj. nie przekracza ich. W naszym przypadku nie przekracza 5%, co wraz z uzyskanymi przez nas wcześniej wynikami pozostałych oznaczeń właściwości badanego przez nas cementu, pozwala nam stwierdzić, że otrzymany przez nas do identyfikacji cement to cement klasy CEM I - cement portlandzki 32,5.

9. Oznaczenie ścieralności na tarczy Boehmego.

Oznaczenie zostało wykonane według normy PN-84/B-04111.

OPIS WYKONANIA OZNACZENIA:

Metoda oznaczania polega na ścinaniu próbki podczas 440 obrotów tarczy Boehmego i obliczeniu parametru ścieralności.

Próbkę potrzebną do wykonania oznaczenia wykonaliśmy według takiego samego schematu jak próbkę zaprawy murarskiej marki M12, zachowując te same proporcje, lecz teraz przygotowaliśmy próbkę dla 1 kg zaprawy, wykorzystując:

• 775 g pisaku wiślanego;

• 225 g badanego przez nas cementu;

• 238,75 ml wody.

Przygotowaną przez nas w ten oto sposób próbkę umocowaliśmy w uchwycie maszyny w taki sposób, aby powierzchnia próbki przeznaczona do ścierania przylegała do powierzchni tarczy, a następnie próbkę tę obciążyliśmy siłą 300N. Powierzchnię tarczy na całej długości pasa ścierania pokryliśmy równomiernie proszkiem elektrokorundowym w ilości 25 g. Po wsypaniu proszku uruchomiliśmy tarczę. W czasie ruchu tarczy proszek stale zgarnialiśmy na pas ścierania. Po każdych 22 obrotach tarczę zatrzymywaliśmy i zmiataliśmy starty materiał wraz z proszkiem. Następnie ponownie nasypaliśmy 25g proszku ściernego na tarczę w pasie ścierania próbki i uruchomiliśmy tarczę. Po każdych 110 obrotach tarczy próbkę wyjmowaliśmy z uchwytu i obracaliśmy o 90
wokół osi pionowej w stosunku do poprzedniego położenia. Po 440 obrotach tarczy zmierzyliśmy wysokości próbki suwmiarką z dokładnością do 0,1 mm.

WYNIKI OZNACZENIA:

Obliczanie wyników oznaczenia ścieralności na podstawie straty wysokości.

Ścieralność materiału kamiennego S należy obliczyć w mm jako różnicę przed badaniem i po badaniu średniej wysokości próbki, wyliczonej ze średniej arytmetycznej wysokości mierzonych wzdłuż prostych prostopadłych do przyjętej podstawy.

Korzystamy ze wzoru:




gdzie:


- różnice wysokości próbki mierzone wzdłuż prostych prostopadłych do przyjętej podstawy.

Wymiary ścian kostki przed badaniem:

1 - 68,0 mm;

2 - 67,5 mm;

3 - 68,0 mm;

4 - 68,0 mm.

Wymiary ścian kostki po badaniu:

1 - 60,0 mm;

2 - 61,5 mm;

3 - 60,0 mm;

4 - 59,0 mm.




Wniosek:

Ścieralność materiału kamiennego w naszym przypadku wyniosła
. Otrzymany przez nas wynik oznaczania po porównaniu go z wartościami zamieszczonymi w normie PN-84/B-04111 (załączona tablica 3), pozwala nam stwierdzić, że materiał kamienny z którego wykonaliśmy kostkę, dla określonego stanu składowania, jest materiałem o ścieralności:

• średniej (7,6-10mm) - dla stanu nasycenia wodą;

• dużej (7,6-10mm) - dla stanu powietrzno-suchego.

• IV. TABELARYCZNE ZESTAWIENIE WYNIKÓW.

Właściwość	Wyniki	Wymaganie normowe
Gęstość	3,17 g/cm3	-
Przesiewanie	Cement 95,5% Dodatki 4,5%	Cement 95-100% Dodatki 0-5%
Konsystencja normowa	dla 140 ml wody	-
Początek wiązania	3h i 30min	≥60min
Koniec wiązania	4h 30min	≤12h
Czas wiązania	1h	-
Wytrzymałość na zginanie	24,61MPa	-
Wytrzymałość na ściskanie	33,9MPa	≥32,5MPa ≤52,5MPa
Wytrzymałość zaprawy M12 na zginanie	6,62MPa	min 4MPa
Wytrzymałość zaprawy M12 na ściskanie	6,36MPa	min 12MPa
Straty prażenia	2%	≤5%
Ścieralność	7,8mm	-

• V. WNIOSKI.

Wynik przeprowadzonego doświadczenia wytrzymałości beleczek normowych na ściskanie - 39,85 MPa, pozwala nam na sklasyfikowanie badanego cementu jako cement klasy 32,5 wg normy PN-B-19701:1997, którego wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach mieści się w granicach 32,5MPa - 52,5MPa (załączona tablica 2)

Ponadto po przeanalizowaniu wyniku wykonanego przesiewania - skład badanego cementu określiliśmy jako 96,87% klinkieru i 3,13% dodatków, co po porównaniu z wartościami zamieszczonymi w tablicy 1 normy PN-B-19701:1997 pozwoliło nam na sklasyfikowanie rodzaju cementu jako cement portlandzki CEM I - 95-100% klinkieru i 0-5% składników drugiego rzędu.

Czas wiązania zgadza się z danymi z tablicy 2 normy PN-B-19701:1997 dla cementu klasy 32,5 - początek wiązania nie wcześniej, niż po upływie 60 minut, a koniec wiązania przed upływem 12h. My osiągnęliśmy wyniki: początek wiązania po upływie 4h 10min, koniec wiązania po upływie 6h 15min.

Również wynik przeprowadzonego doświadczenia w celu określenia straty prażenia, jest zgodny z tablicą 3 zamieszczoną w normie PN-B-19701:1997 i nie przekracza 5%.

Ponadto wyniki przeprowadzonych oznaczań wytrzymałości zapraw murarskich M12 i M15 były zgodne wartościami zamieszczonymi w normie PN-90/B-14501. Jedynie wartość wytrzymałośći zaprawy M15 na ściskanie jest nieznacznie niższa od wartości normowej (14,18 MPa przy wartości normowej min 15MPa), może to wynikać z nieprawidłowego przyrządzenia próbek.

Zatem na podstawie wyżej opisanych doświadczeń, badaną substancję sklasyfikowaliśmy jako cement portlandzki CEM I klasy 32,5.

• V. LITERATURA.

PN-85/B-04500 Zaprawy budowlane. Badanie cech fizycznych i wytrzymałościowych.

PN-76/B-06714/02 Oznaczanie gęstości w kolbie le Chateliera

PN-EN 196-1 Metody badania cementu. Oznaczanie wytrzymałości.

PN-EN 196-3 Metody badania cementu. Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości

PN-EN 196-6 Metody badania cementu. Oznaczanie stopnia zmielenia.

PN-90/B-14501 Zaprawy budowlane zwykłe

PN-B-19701:1997 Cement powszechnego użycia.

PN-B-197-1:1997 Cement. Cementy powszechnego użytku. Skład, wymagania i ocena zgodności.

PN-B-19705:1998 Cement specjalny. Cement portlandzki siarczanoodporny.

PN-90/B-30010 Cement portlandzki biały (+ zmiany w PN).

PN-89/B-30016 Cementy specjalne. Cement hydrotechniczny (+ zmiany w PN).

Informator budowlany tom 1 (pod red. A. Kamińskiej). Wydawnictwo Murator, Warszawa 1999.

PIASTA J., PIASTA W.G.: Beton zwykły. Arkady, Warszawa 1994.

Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych. Budownictwo ogólne tom I, część 1. Arkady, Warszawa 1989.

L. Czarnecki, T. Broniewski, O. Henning: Chemia w budownictwie. Arkady, Warszawa 1995.

1

---