Harmonogram wykonaniadań

Spis treści:

str.

  1. Harmonogram wykonania badań……………………………….3

  2. Część teoretyczna………………………………………………4

    1. Rodzaje cementów wykorzystywanych w

budownictwie i ich właściwości…………………..4-8

  1. Teoretyczne zasady hydratacji cementu………....9-11

  2. Technologie produkowania cementu…………...11-12

  3. Wykorzystanie w budownictwie……………….12-17

  1. Metodyki oznaczeń badanych właściwości substancji (w załączniku)…………………………………………………….17

  2. Część eksperymentalna (wyniki badań)…………………….....17

    1. Badanie wizualne pod mikroskopem……………....17

    2. Oznaczenie gęstości w kolbie Le Chateliera………17

    3. Oznaczenie konsystencji normowej……………….18

    4. Oznaczenie czasu wiązania………………………..19

    5. Oznaczenie stopnia zmielenia……………………..20

    6. Oznaczenie wytrzymałości beleczek cementowych na rozciąganie i ściskanie……………….20-22

    7. Oznaczenie wytrzymałości zaprawy murarskiej marki M-12 z piaskiem wiślanym....................................22-23

    8. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie walców cementowych……………..……………………23-24

    9. Oznaczenie ścieralności sześcianu cementowego……………………………………………24-25

    10. Oznaczenie straty prażenia………………………...25

  3. Porównawcza tablica i wnioski……………………………26-27

  4. Bibliografia……………………………………………………28

  5. Załączniki

  1. Harmonogram wykonania badań.

Nr ćwiczenia Nazwa wykonywanego ćwiczenia Data wykonania
1 Badanie mikroskopowe substancji niewiadomej 20.10.2008r
2 Oznaczenie gęstości absolutnej za pomocą Kolby Le Chateliera 27.10.2008r
3 Oznaczenie konsystencji normowej cementu 17.11.2008r
4 Oznaczenie czasu wiązania cementu 24.11.2008r
5 Stopień zmielenia 08.12.2008r
6 Oznaczenie wytrzymałości beleczek cementowych 15.12.2008r
7 Oznaczenie wytrzymałości sporządzonej zaprawy murarskiej marki M-12 z piaskiem wiślanym oraz oznaczenie wytrzymałości na zginanie walców cementowych 22.12.2008r
8 Ścieralność sześcianu cementowego 05.01.2009r
9 Straty prażenia 12.01.2009r
  1. Część teoretyczna

2.1 Rodzaje cementów wykorzystywanych w budownictwie i ich właściwości

Cement - jest materiałem wiążącym hydraulicznym, który otrzymuje się przez zmielenie klinkieru cementowego z siarczanem wapnia oraz dodatkami hydraulicznymi i pucolanowymi. Znacząca rola tego spoiwa we współczesnym budownictwie wynika nie tylko z korzystnych jego cech użytkowych i możliwości ich modyfikacji w skutek wprowadzenia różnego typu dodatków, ale również powszechnej dostępności tanich surowców, z których jest wytwarzany. Cement stanowi blisko 20% ogólnej masy materiałów używanych w budownictwie.

Światowa produkcja cementu wynosi ok. 1,6 mld ton i rośnie o 2 - 5% rocznie. W Polsce produkuje się ok. 15 mld ton tego spoiwa. Polska ma wieloletnią tradycję w produkcji cementu. Pierwsza cementownia została zbudowana w 1857 r. Grodźcu ok. Będzina ; była to piąta cementownia na kontynencie europejskim.

Asortyment produkowanych cementów jest następujący : cementy portlandzkie, hutnicze, pucolanowe i cementy specjalne, w tym cement o niskim cieple hydratacji, cement o wysokiej odpornośći na siarczany, cement niskoalkaliczny oraz cement biały i glinowy.

CEM I (cement portlandzki)

Składa się głównie z klinkieru portlandzkiego (ponad 95%)

Zastosowanie:

CEM II (cement portlandzki wieloskładnikowy)

Cement portlandzki żużlowy:

Klinkier Żużel wielkopiecowy Pył krzemionkowy Inne składniki
CEM II/AS 80 – 94% 6 – 20% - 0 – 5%
CEM II/BS 65 – 79% 21 – 35% - 0-5%
CEM II/AD 90 – 94% - 6 – 10% -

Zastosowanie:

Cement portlandzki pucolanowy:

Klinkier Pucolana naturalna Pucolana wypalana
CEM II/AP 80 – 94% 6 – 20% -
CEM II/BP 65 – 79% 21 – 35% -
CEM II/AQ 80 – 94% - 6 – 20%
CEM II/BQ 65 – 79% - 21 – 35%

Zastosowanie:

Cement portlandzki popiołowy:

Klinkier Popiół lotny krzemiankowy Popiół lotny wapienny
CEM II/AV 80 – 94% 6 – 20 -
CEM II/BV 65 – 79% 21 – 35% -
CEM II/AW 80 – 94% - 6 – 20%
CEM II/BW 65 – 79% - 21 – 35%

Zastosowanie:

Cement portlandzki łupkowy:

Klinkier Łupek palony
CEMII/AT 80 – 94% 65 – 79%
CEM II/BT 6 – 20% 21 – 35%

Cement portlandzki wapienny:

Klinkier Wapień L Wapień LL
CEM II/AL 80 – 94% 6 – 20% -
CEM II/BL 65 – 79% 21 – 35% -
CEM II/ALL 80 – 94% - 6 – 20%
CEM II/BLL 65 – 79% - 21 – 35%

Zastosowanie:

Cement portlandzki wieloskładnikowy:

Zawiera wszystkie składniki oprócz żużlu

Klinkier Inne składniki
CEM II/AM 80 – 94% 6 – 20%
CEM II/BM 65 – 79% 21 – 35%

Zastosowanie :

CEM III (cement hutniczy)

Klinkier Żużel wielkopiecowy
CEM III/A 36 – 64% 36 – 65%
CEM III/B 20 – 34% 66 – 80%
CEM III/C 5 – 19% 81 – 95%

Zastosowanie :

CEM IV (cement pucolanowy)

Bez żużlu, łupku i wapienia

Klinkier Inne
CEM IV/A 68 – 89% 11 – 35%
CEM IV/B 45 – 64% 35 – 55%

Zastosowanie :

CEM V (cement wieloskładnikowy)

Klinkier Żużel Pucolana
CEM V/A 40 – 64% 16 – 30% 18 – 30%
CEM V/B 20 – 36% 31 – 50% 31 – 50%

Zastosowanie:

2.2 Teoretyczne zasady hydratacji cementu

Minerały wchodząc w skład cementu portlandzkiego w wyniku reakcji z wodą tworzą mikrostruktury, w których istnieją siły łączące nowo powstałe substancje między sobą oraz te substancje z pozostałymi składnikami masy betonowej. W efekcie powstaje monolityczne ciał, które po pewnym czasie uzyskuje znaczną wytrzymałość mechaniczną. Reakcje zachodzące między minerałami klinkieru a wodą są reakcjami hydratacji (przyłączania wody do związku chemicznego bez jego rozkładu) bądź dysocjacji hydrolitycznej ( powodującej rozkład związku). Oba procesy przebiegają w zaczynie cementowym równolegle i są określane najczęściej jako hydratacja cementu.

Proces hydratacji głównych minerałów klinkierowych przebiega wg następujących reakcji chemicznych:

2(3CaO ∙ SiO2) + 6H2O → 3CaO∙ 2SiO2∙3H2O + 3Ca(OH)2 + Q

2(CaO∙SiO2) + 5H2O → 3CaO∙2SiO2∙4H2O + Ca(OH)2 + Q

2(3CaO ∙ Al2O3) + 21H2O → 4CaO ∙ Al2O3∙13 H2O + 2CaO ∙ Al2O3 ∙ 8H2O + Q

W wyniku hydratacji 4CaO ∙ Al2O3 ∙ Fe2O3 powstają hydraty analogicznie do uzyskanych przy uwodnieniu 3CaO ∙ Al2O3.

Wszystkie reakcje są egzotermiczne, czyli zachodzą z wydzieleniem ciepła. Najwięcej ciepła wydziela się przy hydratacji 3CaO ∙ Al2O3, a najmniej przy β – 2CaO ∙ SiO2. W uwodnionych krzemianach wapnia, określonych ogólnym wzorem C-S-H, stosunek CaO do SiO2 może wynosić 1,0 do 2,5. Uwolnione krzemiany mają największy udział w produkcji hydratacji cementu, stanowiąc 60 – 70%, a portlandy Ca(OH)2 ok. 20%.

Hydratacja cementu jest procesem skomplikowanym, co jest zrozumiałe, jeżeli uwzględni się wzajemny wpływ reagujących z wodą różnych faz klinkierowych oraz siarczanu wapnia (gipsu), stanowiącego regulator czasu wiązania. Pomimo szczególne fazy klinkierowe zachowują właściwe sobie szybkości reakcji z wodą, a mianowicie najszybciej reaguje glinian trójwapniowy, następnie alit i brownmilleryt, a najwolniej belit. Procesy hydratacji jednych faz oddziałują na pozostałe. W momencie zarobienia cementu woda do roztworu przechodzi duża ilość alkaliów, jonów wapnia i siarczanów oraz mniejsza ilość krzemionki, jonów żelaza i glinu. Gips zaczyna reagować z 3CaO ∙ Al2O3 wg następującej reakcji chemicznej:

3 CaO ∙ Al2O3 + 3CaSO4 + 32 H2O → 3 CaO ∙ Al2O3 ∙ 3CaSO4 ∙ 32H2O

i tworzy glino siarczan wapnia zwany etringiten. Gips zanika po 24 godz. reakcji. Alit zaczyna szybko reagować z wodą i roztwór nasyca się jonami Ca2+. Roztwór przesyca się i pojawia się portlandyt Ca(OH)2. Na początku występuje bezpostaciowy portlandyt I, który z czasem przechodzi w krystaliczny (heksagonalny) portlandyt II.

Średnia szybkość hydratacji cementu jest określana przez dyfuzje cząstek wody przez warstwę produktów hydratacji. Etringit 3CaO ∙ Al2O3 ∙ 3CaSO4 ∙ 32H2O w pierwszym okresie tworzy wraz z portlandytem szkielet stwardniałego zaczynu cementowego. W przestrzeń między porami wbudowuje się faza typu C-S-H (uwodnione krzemiany wapnia).

Etap hydratacji wg Lochera rozpoczyna się bezpośrednio po dodaniu do cementu wody. Powstaje roztwór przesycony, z którego jako pierwsze produkty hydratacji wytrącają się : etringit i wodorotlenek wapnia. Po upływie ok. godziny od chwili zarobienia cementu wodą rozpoczyna się drugi etap, w którym powstają pierwsze partie uwodnionych krzemianów wapnia w postaci długich włókien i igieł łączących ze sobą poszczególne ziarna cementu. Powstaje w ten sposób podstawowa struktura złożona z produktów hydratacji. Zakończenie tego etapu hydratacji następuje po ok. 24 godz. od chwili zarobienia cementu wodą. Konczy się wówczas powstawanie etringitu, a stanowiący regulator przereagowuje już całkowicie.

Trzeci etap hydratacji rozciąga się na szereg dni, a nawet miesięcy a nawet obejmuje już pełną hydratacje cementu. Istnieją jeszcze pory zapełniają się coraz bardzie produktami hydratacji i budowa (tekstura) stwardniałego zaczynu cementowego staje się przez to coraz bardziej zwięzła. W omawianych etapie zamiast etingitu powstaje już uwodniony glinian wapnia 4CaO ∙ Al2O3 ∙ 13H2O, w którym część tlenku glinu może być zastąpiona tlenkiem żelaza. W tym zaawansowanym stadium hydratacji etringit może przekształcić się w glinian jednosiarczanowy. Natomiast heksagonalne gliniany przechodzą w regularny 3CaO ∙ Al2O3 ∙ 6H2O.

Znajomość hydratacji cementu wyjaśnia budowę stwardniałego zaczynu cementowego i daje podstawowe do analizy jego właściwości użytkowych. Przyjmuje się, że ok. 70% stwardniałego zaczynu stanowią produkty hydratacji, a ok. 30% pory.

Przebieg hydratacji cementu, a tym samym właściwości twardniejącego zaczynu cementowego są uzależnione od szeregu czynników, spośród których wymienić na leży przede wszystkim: skład chemiczny i mineralny cementu oraz jego skład ziarnowy, stosunek zawartości wody do cementu (współczynnik w/c), temperaturę hydratacji, różnego typu dodatki wprowadzane do cementu lub bezpośrednio do zaczynu, a także w sposób formowania mieszanki betonowej (wibrowanie, prasowanie).

2.3 Technologie produkowania cementu

sposób mokry

Wapniaki i margle dostarczane są z kopalni wagonikami do łamarni, gdzie w łamaczach większe bryły ulegają kruszeniu. Równocześnie glina z kopalni transportowana jest do basenów, tzw. Szlamiarni, gdzie ulega rozmieszaniu w wodzie, a później rurami przechodzi do młyna surowego. W młynie surowym następuje stopniowy dokładny przemiał. Nad młynem znajduje się zbiornik na wodę napełniany samoczynnie pompą, z którego woda dochodzi do młyna.
Z młyna wychodzi gęsty szlam o zawartości, który zostaje przepompowany do zbiorników szlamowych. Gotowy szlam dostarczany jest za pomocą pomp do aparatu rozdzielczego znajdującego się nad wlotem do pieca obrotowego. Piec obrotowy jest stalową rurą wyłożoną cegłą szamotową w części, w której panuje wysoka temperatura. Pochyłość rury wynosi 4-6%, szybkość obrotów 0,25-0,66 na minutę. Długość rury wynosi 50-, średnica 2,5- . Szlam dostając się do wyższego końca pieca, posuwa się stale naprzód w kierunku drugiego końca, gdzie znajduje się palenisko. Piec opala się mączką węglową odpowiednio przygotowaną z miału węglowego wysuszonego i zmielonego w młynie węglowym. Dmuchawa (wentylator) wysokoprężna wdmuchuje mączkę w niższym końcu pieca, gdzie ulega ona zapaleniu i przeobraża się w gaz. Gorący gaz idzie w kierunku wyższego końca pieca, gdzie stopniowa ochładza się, szlam natomiast posuwając się ku dolnemu końcowi najpierw rozgrzewa się, później traci wilgoć, dalej pozbywa się dwutlenku węgla i wreszcie w strefie największego żaru spieka się na klinkier w postaci zeszklonych drobnych bryłek barwy ciemnej. Temperatura w piecach doprowadzona jest do spiekania, lecz nie do stopienia masy(ok.14500C).
Świeżo wypalony jeszcze żarzący się klinkier wysypuje się do chłodnika. Z chłodnika klinkier spada na przenośnik, który za pośrednictwem wagi automatycznej dostarcza klinkier do hali klinkierowej, gdzie musi przeleżeć klika tygodni w celu dogaszenia cząstek wolnego wapna, jakie mogą się trafić w klinkierze. Ze zbiorników klinkier jest transportowany do młynów. Z młynów cement transportowany jest do zbiorników tzw. silosów, gdzie jest przechowywany.

sposób suchy:

Przy sposobie tym poszczególne surowce podlegają wysuszeniu i dokładnemu zmieleniu, po czym w stanie sproszkowanym są dozowane za pomocą wag automatycznych, odważone w określonych stosunkach składniki wsypywane są do zbiorników, gdzie następuje mieszanie. Zbiorników takich jest co najmniej 6. Jeżeli analiza chemiczna mieszanki z pierwszego zbiornika wykaże nadmiar jednego za składników(np. CaCO3), to do drugiego zbiornika dostarczają składniki z odpowiednio mniejszą ilością CaCO3. Następnie mączkę z 1i 2 zbiornika przesypują do 3; jeżeli skład mączki w tym zbiorniku wykaże brak lub nadmiar pewnego składnika, to do zbiornika 4 dostarczają składniki w odpowiednio uwzględnionym stosunku, a następnie w 5 zbiorniku mieszają mączkę ze zbiornika 3 i 4 itd. Ten sposób mieszania jest uciążliwy; ostatnio zmodyfikowano go przez sporządzenie dna w zbiorniku, dna z porowatych płytek, przez które od dołu przepuszcza się pod ciśnieniem powietrze poruszające mączkę i ułatwiające dzięki temu mieszanie.
Suchej mieszanki nie można bezpośrednio transportować do pieca; w piecu obrotowym znaczna jej ilość mogłaby być uniesiona w strumieniu uchodzących gazów; w piecu szybowym nasypana mieszanka ułożyłaby się tak ściśle, że utrudniłaby ciąg gazów.
Z tych powodów mieszanka poddawana jest nawilżaniu, zazwyczaj w korycie z wałem ślimakowym przesuwającym mączkę od góry skrapianą. Po nawilżeniu mieszanina jest wypalana w piecach na klinkier. Dalszy przebieg fabrykacji jak przy sposobie mokrym.

2.4 Wykorzystywanie cementu w budownictwie:

Podział na poszczególne rodzaje cementu :

CEM I:

Cement Przeznaczenie betonu
Symbol, klasa właściwości
CEM I 32,5 N

- niskie ciepło uwodnienia

- wolne narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM I 32,5 R

CEM I 42,5 N

- umiarkowane ciepło uwodnienia

- umiarkowanie narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM I 42,5 R

CEM I 52,5 N

CEM I 52,5 R

- bardzo wysokie ciepło uwodnienia

- bardzo szybkie narastanie wytrzymałości

- niewielkie późniejsze twardnieje

CEM I 32,5 R NAa

CEM I 42,5 NAa

CEM I 42,5 R NAa

CEM I 52,5 NAa

CEM I 52,5 R NAa

- umiarkowane ciepło uwodnienia

- umiarkowane narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

- niska zawartość alkaliów

CEM II:

Cement Przeznaczenie betonu
Symbol, klasa Właściwości

CEM II/A-S 32,5

CEM II/A-V 32,5

CEM II/A-L 32,5

CEM II/A-SV 32,5

- niskie ciepło uwodnienia

- wolne narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM II/A-S 32,5 R

CEM II/A-V 32,5 R

CEM II/A-L 32,5 R

CEM II/A-SV 32,5 R

CEM II/A-S 42,5

CEM II/A-V 42,5

CEM II/A-L 42,5

CEM II/A-SV 42,5

- umiarkowane ciepło uwodnienia

- umiarkowanie narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM II/A-S 42,5 R

CEM II/A-V 42,5 R

CEM II/A-L 42,5 R

CEM II/A-SV 42,5 R

- umiarkowane ciepło uwodnienia

- umiarkowanie narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM II/B-S 32,5

CEM II/B-V 32,5

CEM II/B-L 32,5

CEM II/B-SV 32,57

- niskie ciepło uwodnienia

- wolne narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM II/B-S 32,5 R

CEM II/B-V 32,5 R

CEM II/B-L 32,5 R

CEM II/B-SV 32,57 R

CEM II/B-S 42,5

CEM II/B-V 42,5

CEM II/B-L 42,5

CEM II/B-SV 42,5

- umiarkowane ciepło uwodnienia

- umiarkowanie narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM II/A-D 42,5 R

CEM II/A-D 52,5

CEM II/A-D 52,5 R

- wysokie ciepło uwodnienia

- szybkie narastanie wytrzymałości

- dobre późniejsze twardnienie

CEM III:

Cement Przeznaczenie betonu
Symbol, klasa Właściwości

CEM III/A 32,5

CEM III/B 32,5

- bardzo niskie ciepło uwodnienia

- powolne narastanie wytrzymałości

- bardzo dobre późniejsze twardnienie

CEM III/A 32,5 R

CEM III/B 42,5 R

- niskie ciepło uwodnienia

- powolne narastanie wytrzymałości

- bardzo dobre późniejsze twardnienie

CEM III/A 42,5

CEM III/B 42,5 R

- umiarkowane ciepło uwodnienia

- umiarkowanie narastanie wytrzymałości

- bardzo dobre późniejsze twardnienie

CEM IV:

Cement Przeznaczenie betonu
Symbol, klasa Właściwości

CEM IV/A 32,5

CEM IV/B 32,5

- bardzo niskie ciepło uwodnienia

- powolne narastanie wytrzymałości

- bardzo dobre późniejsze narastanie wytrzymałości

CEM IV/A 32,5 R

CEM IV/B 32,5 R

- niskie ciepło uwodnienia

- powolne narastanie wytrzymałości

- bardzo dobre późniejsze narastanie wytrzymałości

CEM IV/A 42,5

CEM IV/B 42,5

- umiarkowane ciepło uwodnienia

- umiarkowanie narastanie wytrzymałości

- bardzo dobre późniejsze twardnienie

CEM V:

Cement CEM V wykazuje właściwości zbliżone do cementów hutniczych i pucolanowych, jego zakres zastosowania jest również zbliżony do ich zastosowań.

  1. Metodyki oznaczeń badanych właściwości substancji

( w załączniku)

Metody badań na naszej substancji przeprowadziliśmy zgodnie z normami, które przedstawiliśmy w załączniku.

  1. Część eksperymentalna (wyniki badań)

    1. Badanie wizualne pod mikroskopem

Substancją oznaczoną numerem 1, którą dostaliśmy do zbadania, był sypki matowy szary proszek. Gdy obejrzeliśmy go pod mikroskopem okazało się że jest to cement, gdyż nie było widać żadnych śladów ziaren piasku.

  1. Oznaczenie gęstości w kolbie La Chateliera

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-76/B-06714, załącznik nr 1.

Wynik: Odważone 77g cementu wsypaliśmy delikatnie do kolby napełnionej denaturatem do dolnej podziałki, aż poziom denaturatu osiągnął wartość 20cm3.

Po wykonaniu doświadczenia pozostało 16g cementu, zatem do kolby wsypaliśmy 61g.

Gęstość badanego cementu obliczyliśmy ze wzoru:

m- masa całej próbki, w g (77 g)

m1-masa części próbki pozostałej po wsypaniu do kolby

V -objętość części próbki wsypanej do kolby, odpowiadająca objętości zajmowanej przez nią cieczy, w cm3 (20 cm3)

Gęstość cementu wyniosła 3,05 g/cm3

  1. Oznaczenie konsystencji normowej

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-EN 196-3, załącznik nr 2

Wyniki:

Prawidłową konsystencje otrzymano kiedy igła zatrzymała się w odległości 6,8mm od płytki szklanej.

Nr próby Ilość cementu [g] Ilość wody [g] Wynik
1 500 125 Konsystencja tak przygotowanej mieszanki była za gęsta
2 500 140 Konsystencja tak przygotowanej mieszanki była za gęsta
3 500 145 Konsystencja tak przygotowanej mieszanki była dobra, igła zatrzymała się w odległości 6,7mm od płytki szklanej

Prawidłową konsystencję osiągnięto dla 145 g wody objętościowo i 500g cementu.

Procentowa zawartość wody w zaczynie wynosi:


$$\frac{125g}{625g} \times 100\% = \ 20\%$$


$$\frac{140g}{640g} \times 100\% = 21,9\%$$


$$\frac{145g}{645g} \times 100\% = 22,5\%$$

  1. Oznaczenie czasu wiązania

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-EN 196-3, załącznik nr 3

Wyniki: Początek wiązania nastąpił po upływie 4 godzin i 28 minut, czyli 268 minut - był to czas, po którym igła aparatu zanurzyła się na głębokość 3 mm nad powierzchnią szklanej płytki. Koniec wiązania nastąpił po upływie 5 godzin 54 minut (354 minut). Był to czas, po którym igła nie pozostawiała już śladu na powierzchni zaczynu.

Przebieg badania przedstawia tabela:

godzina pomiaru czas [min] zanurzenie [mm]
8:42 0 0
9:12 30 0
10:07 85 0
10:25 103 0
11:15 153 0
12:20 218 0
13:10 268 3 początek wiązania
13:30 286 15
14:06 322 29
14:31 347 38
14:38 354 40 koniec wiązania

Początek wiązania nastąpił po upływie 4 godzin i 28 minut (268 minut)

Koniec wiązania nastąpił po upływie 5 godzin 54 minut (354 minut)

Czas wiązania: 1 godzina i 54 minut (114 minut)

  1. Oznaczenie stopnia zmielenia

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-EN 196-6.

Wyniki: Po wykonaniu naszego ćwiczenia zważyliśmy pozostałości próbek cementu znajdujące się na poszczególnych sitach. Wyniki naszego doświadczenia przedstawiają poniższe tabele.

Numer sita Pozostałość
0,6 0 g
0,25 ślady
0,075 2 g
denko 7 g

Próbka nr 1 Próbka nr 2 Próbka nr 3

Numer sita Pozostałość
0,6 0 g
0,25 ślady
0,075 4 g
denko 5 g
Numer sita Pozostałość
0,6 0 g
0,25 ślady
0,075 3 g
denko 6 g

Próbka nr 1 – 2g (20% masy)

Próbka nr 2 – 4g (40% masy)

Próbka nr 3 – 3g (30% masy)

Średnia arytmetyczna wynosi 3g (30% masy)

Procentowa pozostałość cementu na sitach z każdej z naszych próbek nie odpowiada wymaganiom normowym. Prawidłowy wynik pozostałości cementu na sitach wg normy PN-EN 196-6 wynosi maksymalnie 10% całej próbki.

  1. Oznaczenie wytrzymałości beleczek cementowych na rozciąganie i ściskanie

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-EN 196-1, załącznik nr 4

Wyniki badań wytrzymałości beleczek cementowych na rozciąganie:

Beleczka nr 1 – 380 daN ( 3800 N)

Beleczka nr 2 – 380 daN ( 3800 N)

Beleczka nr 3 – 380 daN (3800 N)

Wyniki badania odczytywane były w daN (deka Newtony) , zaś wytrzymałość na rozciąganie Rt obliczyliśmy wg wzoru:

Rt – wytrzymałość na rozciąganie [MPa]

b – długość boczna przekroju beleczki w[mm]

Ft - obciążenie łamiące na środku beleczki, w [N]

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

Wyniki:

1)

2)

3)

Za ostateczny wynik przyjęliśmy średnią arytmetyczną z trzech prób. Wartość średniej wyniosła 22,27MPa ±10% (2,2 MPa). Jest to przedział 20 – 24,40 MPa.

Wyniki badań wytrzymałości beleczek cementowych na ściskanie:

Nr badanej beleczki Wartość siły w [daN] Wartość siły w [N]
1 2900 29000
2 4980 49800
3 3860 38600
4 3100 31000
5 4620 46200
6 2300 23000

Wyniki:

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

Rc –wytrzymałość na ściskanie w MPa,

Fc –najwyższe obciążenie przy zgnieceniu próbki w N,

0.0016 –powierzchnia płytek w m2

1)

2)

3)

4)

5)

6)

Wartość średnia to 22,6 MPa. Przedział ± 10% wynosi: 20,34 - 24,9 MPa

W tych granicach mieści się tylko wynik nr 3, który wynosi 24,1 MPa.

Badanie należy powtórzyć.

  1. Oznaczenie wytrzymałości sporządzonej zaprawy murarskiej marki M-12 z piaskiem wiślanym

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-85/B-04500, załącznik nr 5

Wyniki: Zaprawę przygotowaliśmy dla stosunku cement/piasek = 1/3.5, czyli użyliśmy 1946g piasku i 556g cementu. Następnie przystąpiliśmy do badania konsystencji aparatem stożkowym. Wyniki przedstawia poniższa tabela.

Nr próby Ilość cementu [g] Ilość wody [ml] % zawartość wody Ilość piasku [g] Wynik
1 556 350 12,27 1946 Konsystencja za gęsta, głębokość zanurzenia to 4,9cm
2 556 380 13,12 1946 Konsystencja za rzadka, głębokość zanurzenia to 7,4 cm
3 556 375 13,03 1946 Konsystencja prawidłowa, głębokość zanurzenia to 7cm
  1. Oznaczenie wytrzymałości na zgniatanie walców cementowych z zaprawy murarskiej marki M-12

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-85/B-04500.

Po dokładnym wymieszaniu składników z w/w ćwiczenia, uformowaliśmy walce, wstrząsnęliśmy, po czym przechowywaliśmy przez okres 28 dni w środowisku suchym.

Po 28 dniach przystąpiliśmy do badania wytrzymałości walców na ściskanie.

Wytrzymałość na zgniatanie obliczyliśmy ze wzoru:

Rc –wytrzymałość na ściskanie w MPa,

Fc –najwyższe obciążenie przy zgnieceniu próbki w N,

S –powierzchnia podstawy walca w cm2

Wartość siły działającej na walec nr 1: 1520 daN = 15200 N

Wartość siły działającej na walec nr 2: 2900 daN = 29000 N

Średnia arytmetyczna: 4,3 MPa

Z naszego doświadczenia wynika, ze powinniśmy ćwiczenie powtórzyć.

  1. Ścieralność sześcianu cementowego

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-84/B-04111, załącznik nr 6.

Waga sześcianu – 662 g

Wyniki:

Nr punktu mierzonego Grubość sześcianu w poszczególnych punktach przed badaniem wytrzymałości na ścieralność [mm] Grubość sześcianu w poszczególnych punktach po badaniu wytrzymałości na ścieralność [mm] Różnica grubości sześcianu przed i po badaniu wytrzymałości na ścieralność [mm]
1 70,0 64,0 6,0
2 69,5 61,9 7,6
3 66,5 60,8 5,7
4 71,5 59,2 12,3
5 70,0 59,3 10,7
6 70,0 58,2 11,8
7 72,0 57,9 14,1
8 71,0 57,3 13,7
9 69,6 56,1 13,5

Waga sześcianu po wykonaniu ścieralności: 557 g

Obliczenie wyników oznaczenia ścieralności na podstawie straty wysokości

S1=$\frac{K1 + K2 + K3 + K4 + K5 + K6 + K7 + K8 + K9}{9}$

K – różnice wysokości próbki

S – średnia strata wysokości próbki

S1=$\frac{6,0 + 7,6 + 5,7 + 12,3 + 10,7 + 11,8 + 14,1 + 13,7 + 13,5}{9}$ = 10,6mm

Obliczenie wyników oznaczenia ścieralności na podstawie straty masy

S2=$\frac{M}{F} \times \frac{1}{G}$

M – strata masy próbki po 440 obrotach tarczy [g]

F – powierzchnia próbki poddana ścieraniu [mm2]

G – gęstość pozorna próbki [g/mm3], obliczona wg PN-66/B-04100

Różnica masy:

M = 662 – 557 = 105g

F = 70 x 70 = 4900mm2

G = 662/703=0,0019 g/mm3

S2=$\frac{105}{4900} \times \frac{1}{0,0019} = 10,52$ mm

  1. Straty prażenia

Oznaczenie było prowadzone wg normy PN-EN 196-2, załącznik nr 7.

Wyniki: Nasz tygiel oznaczony brązowym numerem IV wraz z cementem, o wadze 60,45g, wstawiliśmy do eksykatora na okres jednego tygodnia. Po tym okresie waga naszego tygla i cementu wynosiła 60,09g.

Strata prażenia wyniosła:

60,45g – 60, 09g = 0,36g


$$\frac{0,36 \times 100\%}{60,45} = 0,6\%$$

  1. Porównawcza tablica i wnioski

Tablica przedstawiająca porównanie naszych wyników z wymaganiami normowymi odnośnie cementu.

Właściwość Wyniki Wymaganie normowe
Gęstość 3,05 g/cm3 3,15g/cm3
Konsystencja normowa dla 145g. wody (22,5%) -
Początek wiązania 4h i 28min ≥75min
Koniec wiązania 5h 54min ≤12h
Czas wiązania 1h 54min -
Wytrzymałość na rozciąganie 22,27MPa -
Wytrzymałość na ściskanie 22,60MPa ≥32,5MPa ≤52,5MPa
Straty prażenia 0,6% ≤5%

Tablica przedstawiająca porównanie naszych wyników z wymaganiami normowymi odnośnie zaprawy murarskiej M – 12.

Właściwość Wyniki Wymaganie normowe
Wytrzymałość zaprawy M12 na ściskanie 4,3 MPa min 12MPa

Wynik przeprowadzonego doświadczenia wytrzymałości beleczek cementowych na ściskanie – 22,6 MPa, nie pozwala nam na sklasyfikowanie badanego cementu, gdyż nie mieści się w granicach normy PN-EN-197-1:2002. Wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach w w/w normie powinna mieścić się w granicach 32,5MPa – 52,5MPa.

Dodatkowo po przeanalizowaniu wyniku wykonanego przesiewania – skład badanego cementu określiliśmy jako 70% klinkieru i 30% dodatków. Po porównaniu z wartościami zamieszczonymi w tablicy 1 normy PN-EN-197-1:2002 mogliśmy sklasyfikować nasz rodzaj cementu jako cement portlandzki CEM II – 65-79% klinkieru i 0-5% składników drugiego rzędu.

Analizując dalej nasze ćwiczenia zauważamy, że czas wiązania zgadza się z danymi z tablicy 8 normy PN-EN-197-1:2002 dla cementu klasy 32,5R – początek wiązania nie wcześniej, niż po upływie 75 minut, a koniec wiązania przed upływem 12h. My osiągnęliśmy wyniki: początek wiązania po upływie 4h 28min, koniec wiązania po upływie 5h 56min.

Również wynik przeprowadzonego doświadczenia w celu określenia straty prażenia, jest zgodny z tablicą 3 zamieszczoną w normie PN-EN-197-1:2002 i nie przekracza 5%.

Natomiast wyniki przeprowadzonych oznaczeń wytrzymałości zapraw murarskich M12 były nie zgodne z wartościami zamieszczonymi w normie PN-90/B-14501. Wytrzymałość zaprawy M12 na ściskanie jest o wiele niższa od wartości normowej (4,3 MPa przy wartości normowej min 12MPa). Może to wynikać z nieprawidłowego przyrządzenia próbek.

Reasumując, na podstawie wyżej opisanych doświadczeń, badaną substancję trudno nam sklasyfikować. Zauważamy jedynie, ze nasze wyniki są zbliżone do właściwości cementu portlandzkiego CEM II klasy 32,5R.

CEM II 32,5R
Cement portlandzki wieloskładnikowy PN-EN 197-1

Specyfikacja cementu:

Właściwości: zmniejszone ciepło hydratacji, mały skurcz, zwiększona odporność na działanie wód agresywnych.

Stosuje się go do produkcji: betonu towarowego, prefabrykatów wielko- i drobnowymiarowych, elementów prefabrykowanych i sprężonych.

  1. Bibliografia

Małolepszy J.: Hydratacja i właściwości spoiwa żużlowo-alkalicznego. Zeszyt Naukowca AGH Nr 53 1989.

Domin T.: Materiały budowlane. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1988.

Peukert S.:Cementy powszechnego użytku i specjalne. Wydawnictwo Polski Cement, Kraków 2000.

www.wikipedia.pl

Normy:

PN-EN 196-1:2005 Metody badania cementu – Część 1: Oznaczenie wytrzymałości

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

PN-84/B-04111 Materiały kamienne – Oznaczenie ścieralności na tarczy Boehmego

PN-EN 196-2:1996 Metody badania cementu. Analiza chemiczna cementu

PN-76/B-06714 Oznaczenie gęstości w kolbie Le Chateliera

PN-EN 197-1:2002 Cement Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku

PN-90/B-14501 Zaprawy budowlane zwykłe

PN-EN 196-3:1996 Metody badania cementu. Oznaczenie czasu wiązania i stałości objętości


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Harmonogram Wykonanych Ćwiczeń
Technologia, harmonogram1, W przypadku inwestycji, dla których do dnia złożenia wniosku o dofinansow
Technologia, harmonogram1, W przypadku inwestycji, dla których do dnia złożenia wniosku o dofinansow
W6 Technika harmonogramów i CPM
Wykonanie EKG
Zmiana harmonogramu
Potwierdzenie wykonania przelewu
III rok harmonogram strona wydział lekarski 2013 2014 II i III Kopia
analizatory harmonicznych
HARMONOGRAM KONKURSU
Kiełbasa Dziadka w wykonaniu Stokrotki
INFORMACJA O WYKONANIU DECYZJI NAKAZOWEJ
Harmonogram ćwiczeń s5 2014 TABL 03 (08 10 14 )
Mechanika Ruchu Okretu I Harmonogram id 291291
10 plany sieciowe i harmonogramy
HARMONOGRAM ZAJĘĆ

więcej podobnych podstron