Politechnika Warszawska

Wydział Budownictwa, Mechaniki

i Petrochemii w Płocku

SPRAWOZDANIE Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

(produkt nr 2)

Identyfikacja nieznanej substancji na podstawie własnych badań

Wykonali:

Michalski Rafał

Rykaczewski Andrzej

Słomski Daniel

Płock, 2009

Spis treści:

1. Harmonogram 3

2. Wstęp teoretyczny 4

2.1. Rodzaje cementów i ich właściwości 4

2.2. Teoretyczne zasady hydratacji cementu 8

2.3. Technologia produkowania 9

2.4. Wykorzystanie w budownictwie 12

3. Metodyka oznaczania właściwości badanego cementu 12

3.1. Oznaczenie konsystencji normowej (PN-EN 196-3) (w załączniku)

3.2. Oznaczenie gęstości (PN-76/B-06714/02) (w załączniku)

3.3. Oznaczenie stopnia zmielenia (PN-EN 196-6) (w załączniku)

3.4. Oznaczenie czasu wiązania cementu (PN-EN 196-3) (w załączniku)

3.5. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zaprawy z piaskiem normowym (PN-EN 196-1) (w załączniku)

3.6. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie zaprawy M15 z piaskiem wiślanym (PN-85/B-04500) (w załączniku)

3.7. Oznaczenie straty prażenia (PN-EN 196-2) (w załączniku)

4. Część eksperymentalna 14

4.1. Badanie wizualne obiektu pod mikroskopem 14

4.2. Oznaczenie konsystencji normowej 14

4.3. Oznaczenie gęstości 15

4.4. Oznaczenie stopnia zmielenia 15

4.5. Oznaczenie czasu wiązania 16

4.6. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zaprawy z piaskiem normowym 16

4.7. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie zaprawy M15 z piaskiem

wiślanym 19

4.8. Oznaczenie straty prażenia 19

5. Tabela porównawcza i wnioski 20

6. Bibliografia 21

7. Załączniki 21

Harmonogram

DATA	BADANIE
20.10.2008	Badanie wizualne obiektu pod mikroskopem.
27.10.2008	Oznaczenie konsystencji normowej cementu.
08.12.2008	Oznaczenie gęstości cementu.
15.12.2008	Oznaczenie stopnia zmielenia.
15.02.2008	Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zaprawy z piaskiem normowym.
22.12.2008	Oznaczenie czasu wiązania.
05.01.2009	Oznaczenie konsystencji zaprawy M15.
12.01.2009	Oznaczenie straty prażenia
12.01.2009	Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie zaprawy M15 z piaskiem wiślanym.

1. Wstęp teoretyczny

   1. Rodzaje cementów i ich właściwości

cement - to hydrauliczne spoiwo mineralne, otrzymywane z surowców mineralnych (margiel lub wapień i glina) wypalonych na klinkier w piecu cementowym a następnie zmielenie otrzymanego spieku. Stosowany jest do przygotowywania zapraw cementowych, cementowo–wapiennych i betonów. 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.

Klinkier cementowy otrzymuje się przez wypalenie w temperaturze + mieszaniny zmielonych surowców zawierających wapień i glinokrzemiany. Podstawowe składniki klinkieru to:

Nazwa minerału	Nazwa chemiczna	Wzór chemiczny	Oznaczenie skrócone	Zawartość % (wagowo)
Alit	Krzemian trójwapniowy	3CaO*SiO2	C3S	30-65
Belit	Krzemian dwuwapniowy	2CaO*SiO2	C2S	15-45
Braunmilleryt	Glinożelazian czterowapniowy	4CaO*Al2O3*Fe2O3	C4AF	5-15
	Glinian trójwapniowy	3CaO*Al2O3	C3A	5-15
Gips	Siarczan wapniowy dwuwodny	CaSO4*2H2O	CSH2	2-5

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 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:

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

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

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

- cement glinowy – cement otrzymywany przez zmielenie boksytu z wapieniem, stopienie i ponowne zmielenie mieszanki. Cechuje go szybki przyrost wytrzymałości w pierwszych dniach po użyciu, podwyższona odporność na działanie wyższych temperatur. Z uwagi na znaczne (wyższe niż dla cementu portlandzkiego) ciepło hydratacji (wydzielanie ciepła podczas reakcji wiązania) można stosować go podczas betonowania zimą (przy temperaturze do – ) bez specjalnych zabezpieczeń.

- cement pucolanowy - cement otrzymywany z klinkieru portlandzkiego, pucolany 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 żużlowy - Cementy żużlowe mają właściwości i zastosowanie podobne do cementu hutniczego. Do grupy cementów żużlowych należą:

- cement żużlowy bezklinkierowy - produkowany przez zmielenie żużli wielkopiecowych z dodatkiem gipsu, anhydrytu, wypalonego w temperaturze ok. dolomitu oraz wapna hydratyzowanego. Cement żużlowy ma ciemnozielony kolor.

- cement żużlowo-gipsowy - produkowany przez zmielenie żużli wielkopiecowych, gipsu oraz klinkieru portlandzkiego. Odznacza się większą odpornością na działanie siarczanów i wód kwaśnych. Nie wolno stosować go do betonów zbrojonych (żelbetu), ponieważ powoduje korozję stali.

- oraz cementy specjalne np. cement kwasoodporny (otrzymywany z piasku kwarcowego z aktywną domieszką krzemionkową) - obecnie nie stosowany.

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 , napraw rys 2 - itp.). Użycie jest bezpieczniejsze. Posiadają lepsze własności zczepne, 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.

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 magnezjowe – materiał budowlany należący do spoiw mineralnych powietrznych. Otrzymywane jest z wapieni dolomitowych poddanych wypalaniu w temperaturze od do 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.

- oraz wapno hydrauliczne, które należy do spoiw hydraulicznych i bywa nazywane cementem romańskim. Jednak proces produkcji i skład chemiczny tych materiałów różni się od pozostałych cementów.

2.2. Teoretyczne zasady hydratacji cementu

Cement po zarobieniu z wodą ulega hydratacji, czyli uwodnieniu. Ilość wody niezbędna do hydratacji cementu waha się od 20 do 25% jego masy.

W początkowym okresie gliniany wapniowe (CA) uwadniają się bardzo szybko - zjawisko to należy hamować tak, aby nie dopuścić do przedwczesnego tężenia zaczynu. Dodatek siarczanu wapniowego (gips lub anhydryt) powoduje spowolnienie tych procesów poprzez utworzenie uwodnionych siarczano-glinianów wapniowych otaczających ziarna glinianów.

Krzemiany wapniowe (CS) ulegają wolniej uwodnieniu niż gliniany, a procesowi hydratacji towarzyszy powstawanie wodorotlenku wapniowego i bardzo trwałej struktury uwodnionych krzemianów wapniowych (CSH).

Żużel wielkopiecowy i popiół lotny wchodzą w reakcję chemiczną z utworzonym wodorotlenkiem wapniowym tworząc także uwodnione krzemiany wapniowe. Powstałe hydraty zagęszczają strukturę wpływając korzystnie na trwałość zaczynu cementowego.

W temperaturze poniżej

C3A + 6H → C3AH6 (hydrogarnet)

C3A + 3CSH2 + 26H → C6AS3H32 (etryngit)

2C3A + C6AS3H32 + 4H → 4C4ASH12 (monosiarczan)

C4AF + 3CSH2 + 30H → C6AS3H32 + CH + FH3

2C4AF + C6AS3H32 + 12H → 3C4ASH12 + 2CH + 2FH3

C4AF + 10H → C3AH6 + CH + FH3

2.3. Technologia produkowania

Uzyskiwany przez wypał w piecu cementowym w wysokiej temperaturze takich surowców jak: wapień, wapień marglisty, margiel, glina czy iłołupek, klinkier cementowy jest półproduktem do produkcji cementu.

Podstawowe tlenki, z których zbudowany jest klinkier to:
CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ - czyli powszechnie występujące w przyrodzie.
Związki te podczas procesu wypału w piecu pod wpływem wysokiej temperatury reagują ze sobą tworząc podstawowe fazy (minerały) klinkierowe. Są nimi: krzemian trójwapniowy Ca₃SiO₅ - tzw. alit o wzorze technologicznym (C₃S), krzemian dwuwapniowy Ca₂SiO₄ - tzw. belit (C₂S), glinian trójwapniowy Ca₃Al₂O₆ - tzw. celit (C₃A), glinożelazian czterowapniowy Ca₄Al₂Fe₂O₁₀ - tzw. braunmilleryt (C₄AF) Skład chemiczny i mineralny klinkieru jest zwykłe zbliżony do przedstawionego w tabeli 1.

Tab. 1. Porównanie przykładowych składów surowców i klinkieru portlandzkiego

Skład chemiczny surowców	Skład chemiczny klinkieru	Skład (mineralny) wg metody Bogue'a
CaO	44,72	CaO
SiO^2	14,34	SiO2
Al2O3	2,29	Al2O3
Fe2O3	1,84	Fe2O3
MgO + SO3 + Inne	0,95	MgO + SO3 + inne
Strata prażenia	35,86

Cement portlandzki czysty uzyskuje się przez przemiał klinkieru cementowego z gipsem w młynach cementu. Dodatek gipsu reguluje czas wiązania (twardnienia) cementu, ponieważ bez obecności siarczanów podczas hydratacji (reakcje minerałów klinkierowych z wodą) twardnienie cementu odbywałoby się za szybko prawie natychmiast po zarobieniu cementu z wodą.

Proces technologiczny
Proces produkcji cementu jest technologicznie dość złożony. Dla jego zobrazowania najlepiej posłużyć się rysunkiem poglądowym.(rys.1). Poszczególne fazy procesu zostały krótko omówione w kolejnych podpunktach. 
Surowce do produkcji cementu to kopaliny naturalne, takie jak: wapień, wapień marglisty, margiel, glina.
Są one pozyskiwane w zakładowych kopalniach odkrywkowych. Do korekcji składu surowcowego wykorzystuje się: łupek, pucolany, surowce żelazonośne, piasek.
Przygotowanie zestawu surowcowego do pieca cementowego jest jedną z ważniejszych operacji w całym procesie technologicznym produkcji cementu. Utrzymanie zadanego stałego składu mąki surowcowej przygotowywanej do wypału w piecu jest podstawą otrzymania dobrego półproduktu - klinkieru cementowego. Surowiec dostarczany z kopalni jest kruszony i wstępnie uśredniany. Do przemiału na mąkę składniki dozowane są w ściśle określonych proporcjach.

Tab. 2. Przykładowe zestawy surowców do wypału klinkieru

1	kreda	53,42%
	margiel	46,58%
2	kamień wapienny	88,67%
	iłołupek	10,06%
	mułek żelazonośny	1,27%
3	kamień wapienny	87,23%
	iłołupek	5,01%
	mułek żelazonośny	7,76%

Źródło: "Poradnik technologa przemysłu cementowego",
W. Kurdowski, Warszawa 1981

Drobny przemiał surowców odbywa się w młynach kulowych bądź coraz częściej pionowych młynach rolowo-misowych. Młyny surowca tak jak inne urządzenia w przemyśle cementowym wyposażone są w filtry w celu ograniczenia emisji. Przygotowana mąka surowcowa, bardzo drobno zmielona - zwykłe poniżej 10% pozostałości na sicie 4900 oczek/cm², gromadzona jest w silosach i poddawana korekcji składu i homogenizacji.
Do kontroli procesu przygotowania zestawu surowcowego stosowane są najnowszej generacji zautomatyzowane układy wykorzystujące metodę rentgenograficznego badania składu chemicznego.

Wypał klinkieru cementowego
Podstawowa i najbardziej energochłonna część procesu produkcji cementu przebiega w piecu cementowym, w której podczas wielu reakcji i przemian fazowych otrzymywany jest klinkier cementowy.
Aby można było "przekształcić" zestaw surowcowy w klinkier, przygotowany zestaw surowcowy jest w instalacji piecowej, podgrzewany, suszony, następuje rozkład surowców a następnie podczas przemian fizykochemicznych tworzą się minerały klinkierowe.
W strefie spiekania pieca cementowego temperatura materiału osiąga wartość 1450^oC. Materiał w strefie wysokich temperatur (powyżej 800^oC) przebywa w zależności od konstrukcji pieca około 30 minut. Najwyższe temperatury podczas procesu wypału klinkieru sięgają blisko 2000^oC - jest to temperatura płomienia i gazów w strefie spiekania, które przebywają w tej strefie ok. 10 sekund.
Klinkier cementowy wychodzący z pieca ma temperaturę od około 900^oC do około 1300^oC. Jest on następnie schładzany i po opuszczeniu chłodnika ma temperaturę około 100^oC. Gorące gazy z chłodnika klinkieru wykorzystywane są przy przemiale w młynach węgla.  

Przemiał cementu
Operacją, która prowadzi do uzyskania końcowego produktu jest mielenie. Młyny, w których odbywa się przemiał to przeważnie młyny kulowe. W tym roku została oddana do eksploatacji instalacja przemiału cementu z zastosowaniem prasy rolowej wstępnie przemielającej klinkier przed młynem cementu. Jest to pierwsza tego rodzaju instalacja w Europie Centralnej. Większość układów przemiałowych stosowanych zakładach cementowych pracuje w tzw. układach zamkniętych, z wykorzystaniem separatorów mechanicznych lub wysokiej sprawności separatorów cyklonowych. Osiąga się dzięki temu większą stabilność przemiału a zatem stabilność jakości produktu. Do operacji przemiału zużywa się najwięcej energii elektrycznej spośród wszystkich operacji jednostkowych w całym procesie produkcji cementu.
W produkcji czystego cementu portlandzkiego do przemiału klinkieru dodawany jest gips pełniący rolę regulatora czasu wiązania cementu o czym wspominano wcześniej.
Do cementów z dodatkami można stosować dodatki w ilościach od 5% do 80 %. Uzyskuje się dzięki temu asortyment cementów różniących się właściwościami w zależności od ich przeznaczenia. Tylko kilka rodzajów cementu wymaga przy produkcji specjalnych klinkierów cementowych.

2.4. Wykorzystanie w budownictwie

Cement jest podstawowym materiałem we wszystkich rodzajach budownictwa. Stosowany jest: w postaci zaprawy do łączenia elementów, jako podstawowy składnik mieszanki betonowej, do produkcji betonowych elementów prefabrykowanych, wielkogabarytowych konstrukcji monolitycznych, dachówek, pustaków, itp. Dzięki swoim właściwościom cement jest praktycznie wszechobecny - domy, biurowce, ulice, mosty, zapory, tunele, lotniska drogi, chodniki. Jest to spoiwo hydrauliczne, co oznacza, że proces jego twardnienia może przebiegać również pod wodą.

3. Metodyka oznaczania właściwości cementu

3.1. Oznaczenie konsystencji normowej (PN-EN 196-3) (w załączniku)

3.2. Oznaczenie gęstości (PN-76/B-06714/02) (w załączniku)

3.3. Oznaczenie stopnia zmielenia (PN-EN 196-6) (w załączniku)

3.4. Oznaczenie czasu wiązania (PN-EN 196-3) (w załączniku)

3.5. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zaprawy z piaskiem normowym (PN-EN 196-1) (w załączniku)

3.6. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zaprawy M15 z piaskiem wiślanym (PN-85/B-04500) i (PN-90/b14501) (w załączniku)

3.7. Oznaczenie straty prażenia (PN-EN 196-2) (w załączniku)

4. Część eksperymentalna

4.1. Badanie wizualne obiektu pod mikroskopem

Zaobserwowaliśmy, iż badana substancja to szara, jednolita, masa. Po obserwacji struktury piachu pod mikroskopem stwierdziliśmy iż niema go w naszej substancji. Pozwoliło nam to wywnioskować, że badaną substancją jest cement.

4.2. Oznaczenie konsystencji normowej

Badanie wykonane według normy PN-EN 196-3 w załączniku.

Nr	Ilość cementu [g]	Ilość wody [g]	Wynik
1	500	135	Konsystencja tak przygotowanej mieszanki była za gęsta, igła zatrzymała się w odległości 10mm od płytki szklanej.
2	500	145	Konsystencja tak przygotowanej mieszanki była za gęsta, igła zatrzymała się w odległości 9mm od płytki szklanej.
3	500	150	Konsystencja tak przygotowanej mieszanki była za rzadka igła zatrzymała się na płytce szklanej.
4	500	148	Konsystencja tak przygotowanej mieszanki była dobra, igła zatrzymała się w odległości 7mm od płytki szklanej.

Wniosek: prawidłową konsystencję osiągnęliśmy dla 148 ml wody na 500g cementu – 29,6% objętościowo.

4.3. Oznaczenie gęstości

Badanie wykonane według normy PN-76/B-06714/02.

Po wykonaniu doświadczenia pozostało 14g cementu, zatem do kolby wsypaliśmy 56 cm³.

Gęstość badanego cementu obliczyliśmy ze wzoru:

Gdzie:

m- masa całej próbki, w 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

4.4. Oznaczenie stopnia zmielenia

Badanie wykonane według normy PN-EN 196-6.

Nr	Frakcja 0,25	Frakcja 0,075	Wynik
1	Pozostały ilości śladowe	1g	Straty cementu w czasie przesiewania wyniosły 1g.
2	Pozostały ilości śladowe	Pozostały ilości śladowe	Straty cementu w czasie przesiewania wyniosły 1g.

4.5. Oznaczenie czasu wiązania

Badanie wykonane według normy PN-EN 196-3.

czas [min]	zanurzenie [mm]
0	0
60	0
90	0
108	0
128	0
148	0
168	0
186	10 początek wiązania
197	16
222	25
237	36
246	39
251	39
256	Koniec wiązania

Początek wiązania nastąpił po upływie 3 godzin i 6 minut (183 minut)

Koniec wiązania nastąpił po upływie 4 godzin 16 minut (256 minut)

Czas wiązania: 1 godzina i 10 minut (70 minut)

4.6. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie zaprawy z piaskiem normowym

Badanie wykonane według normy PN-EN 196-1.

- Oznaczenie wytrzymałości na rozciąganie.

Wytrzymałość na zginanie obliczyliśmy ze wzoru:

Gdzie:

R_r – wytrzymałość na rozciąganie w MPa

F_r – obciążenie łamiące na środku beleczki w N

1)

2)

3)

Obróbka wyników:

R_śr*10% = 5,36*10% = 0,54

Wartość dopuszczalna: R_śr ± 0,54 = od 4,82 do 5,9 [MPa]

Nr	Rr [MPa]	Wartość dopuszczalna 4,82 – 5,9 [MPa]
1	4,6	Wynik odrzucony
2	6,4	Wynik odrzucony
3	5,1	Wynik prawidłowy

Po dokonaniu obróbki(±10%) wyników, zostały tylko jeden wynik. Padanie powinno być dokonane ponowie z powodu zbyt dużej rozbieżności wyników, lecz z barku czasu jest to niemożliwe i za wartość średnia przyjmujemy: 5,36 MPa

Tabela zestawiająca wyniki:

Nr	Fr [daN]	Fr [N]	Rr [MPa]
1	340	3400	4,6
2	480	4800	6,4
3	380	3800	5,1
		Wartość średnia=	5,36

-Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie

Wytrzymałość na ściskanie obliczyliśmy według wzoru:

Gdzie:

R_c – wytrzymałość na ściskanie w MPa

F_r – maksymalne obciążenie przy zgnieceniu próbki w N

1)

2)

3)

4)

5)

6)

Obróbka wyników:

R_śr*10% = 37,8*10% = 3,78

Wartość dopuszczalna: R_śr ± 3,78 = od 34,02 do 41,58 [MPa]

Nr	Rr [MPa]	Wartość dopuszczalna 34,02 – 41,58
1	53,1	Wynik odrzucony
2	41	Wynik prawidłowy
3	28,5	Wynik odrzucony
4	28,8	Wynik odrzucony
5	44,9	Wynik odrzucony
6	30,4	Wynik odrzucony

Po dokonaniu obróbki(±10%) wyników, zostały tylko jeden wynik. Padanie powinno być dokonane ponowie z powodu zbyt dużej rozbieżności wyników, lecz z barku czasu jest to niemożliwe i za wartość średnia przyjmujemy: 37,8 MPa

Tabela zestawiająca wyniki:

Nr	Fr [daN]	Fr [N]	Rr [MPa]
1	8500	85000	53,1
2	6560	65600	41
3	4560	45600	28,5
4	4600	46000	28,8
5	7180	71800	44,9
6	4860	48600	30,4
		Wartość średnia=	37,8

4.7. Badanie zaprawy M15 z piaskiem wiślanym.

- Przygotowanie zaprawy według normy PN-85/B-04500 i Pn-90/B-14501.

Nr próby	Ilość cementu [g]	Ilość wody [g]	Ilość piasku [g]	Wynik
1	625	350	1875	Konsystencja za gęsta stożek zatrzymała się na 8mm od szklanej płytki
2	625	340	1875	Konsystencja prawidłowa stożek zatrzymała się na wysokości 7mm od szklanej płytki

- Oznaczenie wytrzymałości na zginanie zaprawy.

Badania nie zostały wykonane z powodu braku walców.

-Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie wykonaliśmy na sześcianie.

Wytrzymałość na ściskanie obliczyliśmy według wzoru:

Gdzie:

R_c – wytrzymałość na ściskanie w MPa

F_r – maksymalne obciążenie przy zgnieceniu próbki w N

P_sz – powierzchnia sześcianu: 77*78 = 6006mm²

4.8. Oznaczenie straty prażenia

Nieskorygowaną stratę prażenia należy obliczyć ze wzoru:

Strata prażenia nieskorygowana

w którym:

m₁ odważka w gramach

m₂ masa wyprażonej próbki, w gramach.

Strata prażenia nieskorygowana

5. Tabela porównawcza i wnioski

Właściwość	Wyniki	Wymaganie normowe dla CEM I 32,5
Gęstość	2,8 g/cm3	-
Przesiewanie	Cement 99% Dodatki 1%	Cement 95-100% Dodatki 0-5%
Konsystencja normowa	dla 148g. wody	-
Początek wiązania	3h i 6min	≥60min
Koniec wiązania	4h 16min	≤12h
Czas wiązania	1h 10min	-
Wytrzymałość na zginanie	5,36MPa	-
Wytrzymałość na ściskanie	37,8MPa	≥32,5MPa ≤52,5MPa
Straty prażenia	3,77%	≤5%

Wynik przeprowadzonego doświadczenia wytrzymałości beleczek normowych na ściskanie – 37,8 MPa, pozwala nam na sklasyfikowanie badanego cementu jako cement klasy 32,5 wg normy PN-B-19701:2002, którego wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach mieści się w granicach 32,5MPa – 52,5MPa (13 str. normy tablica 2)

Ponadto po przeanalizowaniu wyniku wykonanego przesiewania – skład badanego cementu określiliśmy jako 99% klinkieru i 1% dodatków, co po porównaniu z wartościami zamieszczonymi w tablicy 1 normy PN-B-19701:2002(str. 12) 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-19701:2002 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 3h 6min, koniec wiązania po upływie 4h 16min.

Również wynik przeprowadzonego doświadczenia w celu określenia straty prażenia, jest zgodny z tablicą 3(str. 14) zamieszczoną w normie PN-B-19701:2002 i nie przekracza 5%.

Ponadto wyniki przeprowadzonych oznaczeń wytrzymałości zapraw murarskich M15 były zgodne z wartościami zamieszczonymi w normie PN-90/B-14501. Wytrzymałość zaprawy M15 na ściskanie jest Wyższa od wartości normowej 20,8 MPa przy wartości normowej 15MPa, może to wynikać z nieprawidłowego przeprowadzenia badania ponieważ do badania użyliśmy tylko jednego sześcianu zamiast walców jak wskazuje norma PN-90/B-14501

Zatem na podstawie wyżej opisanych doświadczeń, badana substancja to najprawdopodobniej cement portlandzki CEM I klasy 32,5.

6. Bibliografia

- 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.

- J. Żenczykowski „Budownictwo ogólne”

7. Załączniki