1. Cechy fizyczne cementu.

1.1. Oznaczenie właściwej ilości wody w zaczynie cementu

Wyznaczenie właściwej ilości wody w zaczynie normowym odbywa się w sposób doświadczalny:

Dla zaczynu cementowego ilość wody w stosunku do wagi cementu waha się w przedziale 25÷32%.

Aby wykonać normowy zaczyn należy wlać do miski 130 cm³ wody, a następnie wsypać 500g cementu. Umieścić miskę w mieszarce, która działa automatycznie, tzn. przez 1 min. mieszadło porusza się z małą prędkością 145 obr./min. , a następnie przez ok. 3 min z większą prędkością 285 obr./min..

Po wymieszaniu składników, zaczyn przenosi się do pierścienia Vicata (wysokość pierścienia 40mm) ustawionego na płytce szklanej. Nadmiar zaczynu się zbiera z jednoczesnym potrząsaniem pierścienia w celu wyeliminowania pęcherzyków powietrza z zaczynu. Całość umieszcza się w aparacie Vicata. Trzon o średnicy 1 cm² przesuwa się w taki sposób, by koniec igły dotykał powierzchnię zaczynu. Po upływie 5 min od rozpoczęcia mieszania zwalnia się trzon, pozwalając na swobodne wniknięcie trzonu w zaczyn. Zaczyn cementowy ma normową konsystencję, jeżeli po 30s zwolnienia trzonu zanurzenie trzonka będzie w przedziale 33-35 mm.

Badanie: 1 próba 130 ml wody - zanurzenie trzonka 20 mm

2 próba 135 ml wody - zanurzenie trzonka 25 mm

3 próba 140 ml wody - zanurzenie trzonka 30 mm

4 próba 145 ml wody - zanurzenie trzonka 35 mm

1.2. Oznaczenie początku i końca wiązania dla cementu.

Do oznaczenia czasu wiązania cementu stosuje się zaczyn cementowy o sprawdzonej normowej konsystencji, który wraz z pierścieniem ustawia się na podstawie aparatu Vicata. Trzon jego jest tu wyposażony w igłę o przekroju poprzecznym 1 mm² (masa trzonu 300g). Trzon zwalniamy swobodnie, tak by kolejne zanurzenia igły odbywały się w różnych miejscach powierzchni zaczynu, a odstępy czasu pomiaru nie były większe od 10 min. Po każdym zagłębieniu należy oczyścić igłę.

Początek wiązania - jest to czas liczony od chwili wymieszania cementu z wodą do chwili, gdy igła zanurzona w zaczynie zatrzyma się w odległości 2-4 mm nad płytą szklaną. Powinien być po 60 min.

Koniec wiązania - jest to czas liczony od chwili wymieszania cementu z wodą, do chwili, gdy igła zanurzy się w zaczynie na głębokość nie większą niż 1mm.

1.3. Oznaczenie powierzchni właściwej metodą Blaine'a.

Zasadą oznaczenia jest zmierzenie czasu przepływu określonej objętości powietrza przez sprasowaną próbkę cementu. Oznaczenie to wykonuje się metodą Blaine'a za pomocą powierzchniomierza. Powierzchnią właściwą podanego cementu oblicza się z dokładnością do 1 cm²/g ze wzoru:

, gdzie :

k - stała aparatu określona podczas wzorcowania

e - porowatość warstwy badanego cementu sprasowanej do objętości równej użytecznej pojemnika.

t - czas przepływu powietrza przez próbkę badanego cementu.

G_c - gęstość badanego cementu.

η - lepkość powietrza w temperaturze pomiaru.

1.4. Badania zmiany objetości metodą Le Chatelier'a.

Cement powinien zachowywać stałość objętości po stwardnieniu mniejszą bądź równą 10mm.

Badanie stałości objętości przeprowadzi się za pomocą pierścienia Le Chateliera lub na plackach próbnych. Cement wykazujący niestałość objętości powoduje pękanie zaprawy i betonu. Pęcznienie może być spowodowane obecnością w cemencie większej ilości tlenku magnezowego, siarczanów lub wolnego tlenku wapniowego. Tlenek magnezowy lub wapniowy łączy się z wodą pęczniejąc. Gips w niekorzystnych sytuacjach może się przetwarzać w siarczan glinowo-wapniowy powiększając znacznie swą objętość w skutek przyłączenia wody krystalizacyjnej.

Zasada oznaczenia polega na zmierzeniu rozszerzenia po gotowaniu zaczynu cementowego w pierścieniu Le Chateliera.

Zaczynem cementowym wypełnia się dwa pierścienie wstawione na płytce 40x40mm, wyrównując górną powierzchnie i przykrywa płytkami szklanymi. Pierścieni z zaczynem i płytkami przenosi się do wanny z wodą i zanurza się je w wodzie. Po 24 godzinach wyjmuje się pierścienie z wody i mierzy się z dokładnością 1mm odległość między końcami igieł pomiarowych. Następnie pierścienie z zaczynem ustawia się w naczyniu z wodą na siatce metalowej tak, aby woda pokrywała pierścień z zaczynem. Wodę doprowadza się do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez okres 3 godzin. Wyjmuje się pierścienie z kąpieli parowej, ochładza do temperatury otoczenia i mierzy odległość między końcami igieł.

Zmianę objętości zaczynu cementowego (x) określa się jako różnicę między pomiarami odległości igieł w ciągu 24 h. przechowywania w wodzie próbki i po kąpieli parowej z dokł. do 1mm

X = B-A

1.5. Cechy wytrzymałościowe cementu.

Do określenia wytrzymałości na rozciąganie podczas zginania należy wykonać beleczki z zaprawy normowej, która składa się z 1 części cementu badanego (450g), 3 części piasku normowego (1350g) oraz 0.5 części wody (225g),wystarcza to na wykonanie 3 beleczek o wymiarach 40x40x160mm.

Najpierw w mieszance miesza się woda z cementem, później dodawany jest stopniowo piasek.

Przekładamy zaprawę do przygotowanych form i uruchamiamy wstrząsarkę normową na 1 min, wygładzamy powierzchnię beleczek. Po jednym dniu wyciągamy je z form i umieszczamy w wannie (łaźni wodnej) na okres 27 dni.

Po tym okresie beleczki wkładamy do prasy i obciążamy siłą skupioną aż do złamania (rozstaw podpór 100mm).

Badanie:

P₁ = 3,85 kN

P₂= 4,20 kN

,
,
,

Ściskanie :

P₁ = 66 kN

P₂ = 56 kN

P₃ = 92 kN

P₄ = 103 kN

1.6. Ocena jakości cementu.

P_1,2 - klasa 32,5

P_3,4 - klasa 52,5

2. Badania wybranych cech technicznych gipsu.

2.1. Oznaczenie stopnia zmielenia.

Oznaczanie stopnia zmielenia spoiw gipsowych przeprowadza się przy użyciu kompleksu sit o wymiarach oczek: 1; 0,75 i 0,2 mm. Przed przesiewaniem próbkę spoiwa należy wysuszyć w temperaturze 50°C i wykonać dwie naważki po 50 g. Pozostałości na poszczególnych sitach waży się i porównuje

z wymaganiami.

2.2. Oznaczenie właściwej ilości wody do uzyskania normowej konsystencji zaczynu gipsowego.

Do określenia ilości wody w zaczynie gipsowym, przygotowuje się 300g gipsu i 180ml wody. Wodę wlewa się do metalowej miski, a następnie przez 30 sek. wsypuje się przygotowaną próbkę gipsu nieustannie mieszając przez dalsze 10 sek. Zaczyn należy odstawić na 2 min. Po tym czasie należy zaczyn energicznie wymieszać i przelać do cylindra (wiskozymetr Southarda) o pojemności 250 ml. ustawionym na płaskim blacie. Szybkim ruchem podnieść cylinder ku górze powodując rozlanie się zaczynu na kształt placka. Za właściwą ilość wody uważa się taką, przy której średnica placka wyniosła ok.18 ± 0.5cm.

Badanie:

1 próba 14cm - 180ml wody

2 próba 18cm - 190ml wody

2.3. Oznaczenie czasu wiążania gipsu.

Oznaczenie czasu wiązania gipsu dokonuje się również na aparacie Vicata .

Wykonuje się zaczyn normowy o sprawdzonej normowej konsystencji, którym napełnia się pierścień Vicata (pamiętając o usunięciu pęcherzy powietrza). Opuszczamy swobodnie igłę w zaczyn w odstępach co 30sek. Oczyszczamy igłę po każdym zanurzeniu.

Początek wiązania - jest to czas mierzony od chwili rozpoczęcia dodawania gipsu do wody, aż do chwili, gdy igła zatrzyma się w zaczynie na odległość 2mm od szklanej płytki.

Koniec wiązania - jest to czas liczony od chwili rozpoczęcia dodawania gipsu do wody, aż do chwili, gdy igła zatrzyma się w zaczynie nie głębiej niż 1mm.

Badanie:

1 próba 2 min. - uderzenie o płytkę

2 próba 3 min. - uderzenie o płytkę

3 próba 4 min. - uderzenie o płytkę

4 próba 4 min. 30 sek. - początek wiązania

Po 8 min. koniec wiązania.

2.4. Oznaczenie zmian liniowych świeżego zaczynu. 2.5. Oznaczenie zmian liniowych (skurczu) związanego zaczynu gipsowego.

Badanie prowadzi się na 6 belkach 40x40x160mm., wykonanych z zaczynu normowego.

Przygotowany zaczyn należy wlać do przegródek form uzupełnionych czapami czopami metalowymi. Następnie należy wstrząsnąć formę w celu usunięcia pęcherzyków powietrza. Nadmiar zaczynu ściąć nożem i wyrównać górną powierzchnię.

Po zakończeniu wiązania wyjmujemy z formy, sprawdzamy osadzenie czopów i usztywniamy czopy zaczynem gipsowym. Gotowe beleczki przechowujemy na drewnianych rusztach w pomieszczeniu o temp. 20^oC i wilgotności 65±5%.

Pomiary wykonujemy, licząc od chwili zarobienia gipsu wodą po 1,2,3,24h , oraz po 2,3,...10 dniach.

Po upływie tego czasu próbki suszymy do stałej masy w temp. 40±2^oC i mierzymy w aparacie.

Wielkość zmian liniowych (L) określa się z dokładnością do 1%

, gdzie:

Lx - odczyt w okresie badanym w mm

L1 - odczyt początkowy po 1h w mm

160 - długość nominalna próbki w mm

2.6. Oznaczenie cech wytrzymałościowych zaczynu gipsowego po 2 godz. Oraz po 24 godz. i wysuszeniu w suszarce w temp. 50 ^oC.

Oznaczenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie gipsu budowlanego wykonuje się przy współczynniku wodno-gipsowym, odpowiadającym konsystencji normalnej. Do wody w ilości 1,3 dm³ dodaje się gips. Po dokładnym wymieszaniu uzyskany zaczyn formuje się w postaci sześć beleczek o wymiarach 4 x 4 x 16 cm. Po upływie 2 h beleczki poddaje się badaniom oraz poddaje się wysuszeniu w temperaturze 50°C do stałej masy.

Po tym okresie beleczki wkładamy do prasy i obciążamy siłą skupioną aż do złamania (rozstaw podpór 100mm).

,
,
,

M - moment zginający [N*m]

W - wskaźnik wytrzymałości [m³]

P - siła niszcząca

l = 0,1 m - rozstaw podpór

b,h = 0,04 m - wymiary poprzeczne beleczki

Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie przeprowadza się na połówkach beleczek. Siłę niszczącą przekazuje się przy użyciu podkładek metalowych. Wytrzymałość na ściskanie oblicza się ze wzoru:

gdzie : P - siła ściskająca

F - powierzchnia ściskana 25 cm²

Jako wynik pomiaru przyjmuje się średnią arytmetyczną uzyskanych wyników. Ocena wyników badań: partię gipsu należy uznać za zgodną z wymaganiami norm przedmiotowych, jeżeli wszystkie przeprowadzone oznaczenia dadzą wynik dodatni. Jeżeli chociaż jedno z oznaczeń daje wynik ujemny, partię należy uznać za niezgodną z wymogami normy.

3. Zestawienie normowych wymagań dla cementów i gipsów produkowanych w Polsce.

a) wymagania chemiczne

Właściwość	Metoda badania	Rodzaj cementu	Klasa wytrzymałości	Wymagania (%masy cementu)
Strata po prażeniu	196-2	CEM I CEM III	Wszystkie	≤5,0
Pozostałość nierozpuszczalna	196-2	CEM I CEM III	Wszystkie	≤5,0
Siarczany (jako SO3)	196-2	CEM I CEM II CEM IV	32,5 32,5R 42,5	≤3,5
						42,5R 52,5 52,5R	≤4,0
				CEM III	wszystkie
Chlorki	196-21	Wszystkie	Wszystkie	≤0,10
Alkalia (jako Na2Oe)	196-21	Wszystkie	Wszystkie	≤0,6
puculanowość	196-5	CEM IV	Wszystkie	Wynik pozytywny

b) Właściwości mechaniczne i fizyczne cementów wg PN-B-19701

Klasa	Wytrzymałość na ściskanie MPa			Czas wiązania		Stałość objętości
		wczesna		normowa	Początek		koniec
		2 dni	7 dni	28 dni	min	h	min
32,5 32,5R	- ≥10	≥16 -	≥32,5≤52,5	≥60	≤12	≤10
42,5 42,5R	≥10 ≥20	- -	≥42,5≤62,5	≥60	≤12
52,5 52,5R	≥20 ≥30	- -	≥52,5-	≥45	≤10

Podstawowe właściwośći gipsu budowlanego zgodnie z wymaganiami PN-52/B-30310 :

Wytrzymałość na ściskanie:

• Po 3h i po 24h co najmniej 4Mpa

• Po 7dniach 5 Mpa

• Po wysuszeniu 9 Mpa

Wytrzymałość na zginanie:

• Po 3h co najmniej 1,3 Mpa

• Po 24h co najmniej 4 Mpa

Wojciech Rdzak BII - gr.3

7

Sprawozdanie nr 6

---