Przedmiot: Materiały budowlane
Temat: Badanie spoiw cementowych		Zespół: Paweł Miros Kamil Żochowski Robert Grala
Grupa 3	Semestr 3	R.A. 2008/2009	Ocena:

I: Wiadomości ogólne:

Spoiwa cementowe

Spoiwa cementowe należą do spoiw hydraulicznych, które mogą wiązać i twardnieć zarówno na powietrzu jak i pod wodą. Hydrauliczne twardnienie cementu następuje głównie przez hydratację krzemianów wapnia. W procesie twardnienia mogą uczestniczyć także inne związki chemiczne, np. gliniany.

Według normy PN-EN 197-1 „Cementy powszechnego użytku” w zależności od ilości głównych składników dzieli się cementy na 5 rodzajów:

CEM I - cement portlandzki

CEM II - cement portlandzki wieloskładnikowy

CEM III - cement hutniczy

CEM IV - cement pucolanowy

CEM V - cement wieloskładnikowy

Składniki główne są to materiały nieorganiczne, których udział w stosunku do sumy wszystkich składników głównych i drugorzędnych przekracza 5% sumy wszystkich składników.

W zależności od wytrzymałości na ściskanie, normowej i wczesnej rozróżnia się 6 klas cementu:

32,5 N

32,5 R

42,5 N

42,5 R

52,5 N

52,5 R

R- wyróżnik klasy o wysokiej wytrzymałości

N - normalna wczesna wytrzymałość

II: Opis przeprowadzonych badań:

1)oznaczenie wytrzymałości cementu

Zasada metody:

Metoda dotyczy oznaczania wytrzymałości na ściskanie i, jeśli jest to konieczne wytrzymałości na zginanie próbek w kształcie prostopadłościanów o wymiarach 40 mm x 40 mm x 160 mm.

Beleczki te wytwarzane są z zaprawy o konsystencji plastycznej, zawierającej 1 część masy cementu i 3 części masy piasku normowego przy stosunku wodnocementowym 0,28.

Zaprawa jest mieszana mechanicznie i zagęszczana w formie za pomocą znormalizowanej wstrząsarki.

Beleczki w formach przechowywane są 24 h w wilgotnym powietrzu, a następnie po rozformowaniu, aż do chwili badań wytrzymałości, są przechowywane w wodzie.

Po określonym czasie beleczki są wyjmowane z wody i przełamywane na dwie połówki obciążeniem zginającym; każda z połówek beleczki badana jest pod względem wytrzymałości na ściskanie.

Przygotowanie zaprawy :

Każda mieszanka dla trzech beleczek składa się z 450 g cementu, 1350 g piasku normowego i 225 g wody.

Do przegotowanej do pracy mieszarki należy:

1. wlać wodę do misy i dodać cement

2. bezpośrednio po tym uruchomić mieszarkę z małą prędkością: po 30 s wsypywać piasek równomiernie w ciągu następnych 30 s. Następnie mieszarkę nastawić na dużą prędkość i kontynuować mieszanie przez dalsze 30 s.

3. następnie zatrzymać mieszarkę na 1 min i 30 s. W czasie pierwszych 15 s zebrać za pomocą gumowego skrobaka zaprawę, która przykleiła się do ścianek i dna misy oraz przenieść ją na środek misy;

4. mieszanie kontynuować przez 60 s przy dużej prędkości mieszania.

Przygotowanie beleczek:

Beleczki należy formować bezpośrednio po wymieszaniu zaprawy. Do przymocowanej na wstrząsarce formy z nakładką należy za pomocą odpowiedniej kielni pobrać bezpośrednio z misy jedną lub więcej porcji zaprawy i ułożyć pierwszą z dwóch warstw w każdej przegródce formy.

Następnie pierwszą warstwę zaprawy należy zagęścić 60 wstrząsami i dalej nakładać drugą warstwę zaprawy i zagęścić za pomocą dalszych 60 wstrząsów.

Formę podnieść ostrożnie z wstrząsarki i usunąć nadmiar zaprawy za pomocą prostej metalowej linijki zgarniającej.

Dojrzewanie beleczek:

Z krawędzi formy usunąć resztki zaprawy, które pozostały w czasie wyrównania próbek.

Każdą z form, odpowiednio oznaczoną, natychmiast umieścić w pomieszczeniu klimatyzowanym lub dużym pojemniku na poziomym podłożu. Wilgotne powietrze powinno mieć swobodny dostęp do każdej strony formy.

Rozformowanie beleczek następuje po 20 do 24 godzinach od ich przygotowania.

Oznaczone beleczki niezwłocznie umieścić poziomo lub pionowo, w wodzie o temp. 20-18ºC w odpowiednim pojemniku.

Beleczki należy układać na rusztach nierdzewnych w takiej odległości od siebie, aby woda miała swobodny dostęp do wszystkich sześciu ich powierzchni.

Badania wytrzymałościowe beleczek

1. wytrzymałość na zginanie:

Beleczka układana jest na podporach odpowiedniego aparatu do badań i obciążana jest w środku między podporami aż do złamania.

Wytrzymałość na zginanie w MPa należy obliczyć wg wzoru:

R_zg=0,0234 P² - w aparacie Michaelita gdy P jest w kg

R_zg=2,34 P - w prasie hydraulicznej gdy P jest w kN

2. wytrzymałość na ściskanie:

Wytrzymałość na ściskanie oznacza się na połówkach beleczek, stosując nakładki metalowe 4 x 4 cm

Wytrzymałość na ściskanie należy obliczać w MPa według wzoru:

R_c =
x 10 (P jest w kN a F w cm²)

Wynikiem badania jest średnia arytmetyczna z sześciu wartości wytrzymałości na ściskanie, które oznaczono na komplecie 3 beleczek.

Jeśli jedna z sześciu wartości oznaczeń różni się o więcej niż 10 % od średniej z sześciu pojedynczych wartości, wówczas należy tę wartość odrzucić i obliczyć wartość średnią z pozostałych pięciu pojedynczych wartości. Każda dalsza pojedyncza wartość z tych pięciu różni się o więcej niż 10% od wartości średniej, wówczas należy odrzucić cały wynik badania.

2) Badanie konsystencji normowej

Stosowany jest aparat igłowy wg Vicata z bolcem z nierdzewnego metalu. Masa ruchomych części powinna wynosić 300g.

Pierścień Vicata w którym bada się zaczyn cementowy, powinien być wykonany z ebonitu. Powinien on być dostatecznie sztywny i wyposażony w płaską płytkę szklaną, służącą jako denko, większą od pierścienia.

Przygotowanie zaczynu cementowego przeprowadza się w mieszarce. Należy odważyć 500g cementu i założoną ilość wody np. 125 g. Wodę wlewamy do miski mieszarki i wsypujemy cement. Moment po zakończeniu wsypywania cementu przyjmuje się w późniejszych pomiarach jako punkt zerowy (czas zerowy). Następnie należy uruchomić mieszarkę na wolnych obrotach na 90 s.

Po 90 s mieszarkę zatrzymać na 15 s. W tym czasie zaczyn cementowy przyczepiony do bocznych ścianek miski mieszarki zdjąć odpowiednią łopatką i dołączyć do zaczynu. Na koniec ponownie uruchomić mieszarkę na niskich obrotach na dalsze 90 s. Całkowity czas mieszania wynosi 3 min.

Wymieszany zaczyn należy natychmiast wlać z pewnym nadmiarem do pierścienia Vicata, który uprzednio został umieszczony na lekko natłuszczonej płytce szklanej. Nadmiar zaczynu ścina się ostrożnie nożem.

Aparat Vicata wraz z bolcem wyregulować przed badaniem; w tym celu bolec umieścić na leżącej płytce szklanej i ustawić wskazówkę w punkcie zerowym skali. Następnie bolec podnieść do pozycji wyjściowej.

Pierścień Vicata i płytkę natychmiast po wyrównaniu powierzchni zaczynu cementowego ustawić współśrodkowo pod bolcem aparatu Vicata. Następnie bolec opuścić ostrożnie do powierzchni zaczynu cementowego. Następnie szybko zwolnić ruchome części tak, aby bolec zanurzał się pionowo w środku zaczynu cementowego. Próbę zanurzenia bolca należy przeprowadzić po 4 min od zakończenia wsypywania cementu do mieszarki (czas zerowy). Na skali odczytać głębokość zanurzenia w momencie, kiedy bolec przestanie zagłębiać się w zaczynie cementowym, jednak najpóźniej po 30 s.

Po każdej próbie zanurzenia bolec natychmiast oczyścić.

Badanie zaczynów cementowych, zawierających różne ilości wody, powtarzać do momentu, aż odstęp między bolcem i płytką szklaną osiągnie (6 ±1) mm. Zawartość wody w takim zaczynie cementowym stanowi ilość wody niezbędną do osiągnięcia do osiągnięcia konsystencji normowej.

Masa cementu [mm]	Stosunek w/c	Masa wody [mm]	Odległość od góry [mm]	Odległość od dołu [mm]
500	0,25	125	9	31
500	0,27	135	28	12
500	0,28	140	35	5

Tabela z pomiarami z zajęć:

Wnioski:

Konsystencje normowa wykazuje próbka o stosunku w/c 0,28.

3) Oznaczenie stałości objętości:

Badanie przeprowadza się w pierścieniu Le Chateliera. Pierścień ten posiada szczelinę i dwie poziomo zamocowane igły. Badanie polega na zmierzeniu zmiany odległości między tymi igłami. Badanie przeprowadzamy jednoszećnie na 2 płytkach z tego samego zaczynu. Pierścień przechowuje się przez 24 h w temp. 20±1 °C i wilgotności 98%. Po tym czasie mierzymy odległość między igłami z dokładnością do 0,5 mm. Następnie pierścień ogrzewa się do temp. 100°C przez 30±5 minut. Po tym chłodzimy do temp. 20±2°C i mierzymy odległość między igłami. Za wynik przyjmuje się średnią arytmetyczną z różnic pomiarów

---