Politechnika Warszawska - Wydział Inżynierii Lądowej Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych
Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu MATERIAŁY BUDOWLANE
Temat: Badanie spoiw gipsowych i wapiennych
Numer ćwiczenia: 1		Data wykonania: 6.10.2009
Zespół nr 1. Basaj Radosław 2. Filipek Dawid 3. Horbowicz Marcin	Grupa 8	Rodzaj studiów: dzienne	Prowadzący: mgr inż. Wojciech Chojczak
		Semestr III	Ocena:

Spis treści:

1. Spoiwa wapienne.

1.1. Klasyfikacja wapna budowlanego.

1.2. Charakterystyczne właściwości wapna budowlanego uwzględniane w badaniach.

1.3. Opis wykonanych oznaczeń.

1.3.1. Oznaczenie stopnia zmielenia wapna hydratyzowanego.

1.3.2. Oznaczenie czasu i temperatury gaszenia wapna palonego.

2. Gips budowlany.

2.1. Rodzaje spoiw gipsowych według ich przeznaczenia.

2.2. Cechy spoiw gipsowych uwzględnionych w normach.

2.3. Opis wykonanych oznaczeń dla gipsu budowlanego.

2.3.1. Oznaczenie stosunku woda - spoiwo metodą zasypywania.

2.3.2. Oznaczenie początku wiązania metodą nacinania nożem.

3. Wnioski.

1. Spoiwa wapienne.

1.1. Klasyfikacja wapna budowlanego.

W zależności od pochodzenia (rodzaju surowca) rozróżnia się 3 rodzaje wapna budowlanego:

- wapno wapniowe - CL, wytwarzane z wapieni czystych

- wapno dolomitowe - DL, wytwarzane z wapieni zdolimityzowanych

- wapno hydrauliczne - HL, wytwarzane z wapieni ilastych

Wapno CL i DL zaliczamy do spoiw powietrznych (wiążą i twardnieją na powietrzu),
a wapno HL - do spoiw hydraulicznych, mające ponadto właściwości wiązania i twardnienia w wodzie.

1.2. Charakterystyczne właściwości wapna budowlanego uwzględniane w badaniach.

Wapno budowlane charakteryzuje się białą barwą i bardzo dużym rozdrobnieniem, nadają zaprawie dobrą plastyczność i dużą przyczepność. Dzięki egzotermicznej reakcji z wodą wykorzystywane jest do osuszania innych materiałów. Spoiwa wapienne mają niewielką wytrzymałość, absorbują znaczne ilości wody, posiadają również zdolność do tworzenia z piaskiem mocnych krzemianów wapniowych. Wapno budowlane dodane do zapraw zwiększa rysoodporność.

1.3. Opis wykonanych oznaczeń.

1.3.1. Oznaczenie stopnia zmielenia wapna hydratyzowanego.

Stopień zmielenia wg PN-EN 459-1

Stopień zmielenia oznacza się metodą sitową: zważone 10 g próbki wapna przesiewa się przez znormalizowane sita o oczkach kwadratowych o bokach 0,2 mm i 0,09 mm. Pozostałości waży się i odnosi do badanej próbki wapna. Badanie należy wykonać dwukrotnie. Jako wynik należy podawać średnią obliczoną z dokładnością do 0,1%.

Stopień zmielenia oblicza się wg wzoru:

m_i - masa odsiewu, na poszczególnych sitach, g

m - masa próbki przed badaniem, g

Wymagania wg normy PN-EN 459-1 i wartości uzyskane podano w tabeli:

Tabela 1. Wartości graniczne pojedynczych wyników stopnia zmielenia wg PN-EN 459-1

Właściwość	Sito	Wapno budowlane	Wartości graniczne pojedynczych wyników	Wartości uzyskane
Stopień zmielenia (% masy) - górna granica na sicie	0,09 mm	CL, DL	9 %	7 %
		0,2 mm	CL, DL	4 %	1 %

1.3.2. Oznaczenie czasu i temperatury gaszenia wapna palonego.

Wykonujemy je metodą zlewkową. Przystępując do oznaczenia, odmierzamy 40 ml wody destylowanej do zlewki przyrządu, a następnie odważamy 20 g wapna z przygotowanej próbki, po czym wsypujemy do zlewki z wodą. Zlewkę zakrywamy uważając, by termometr był zanurzony w mieszaninie, a następnie lekko wstrząsamy i odstawiamy. Od tego momentu należy uruchomić sekundomierz i co 1 minutę odczytywać temperaturę. Pomiar należy prowadzić do uzyskania maksymalnej temperatury utrzymującej się przez 3 kolejne odczyty. Wynikiem badania są temperatura maksymalna i czas jej osiągnięcia.

Wyniki:

- odczyt 1:

maksymalna temperatura 96,5 st C

czas - 29 sekund

- odczyt 2:

maksymalna temperatura 95,0 st C

czas - 25 sekund

- odczyt 3:

maksymalna temperatura 95,5 st C

czas - 26 sekund

Za wynik oznaczenia przyjmujemy temp. maksymalną 96,5 st C, i czas jej osiągnięcia 29 sekund. Jest on niezgodny z normą, gdyż czas osiągnięcia temperatury minimum 60 st C powinien zawierać się w przedziale 10-30 minut.

2. Gips budowlany (wg PN-EN 13279-1).

Gips budowlany - spoiwo powietrzne, którego głównym składnikiem jest półwodny siarczan wapnia (CaSO₄ * 0,5 H₂O), otrzymywany przez częściowe odwodnienie naturalnego kamienia gipsowego.

2.1. Rodzaje spoiw gipsowych według ich przeznaczenia.

Ze względu na uziarnienie gips budowlany dzieli się na dwie odmiany:

GB - G - gips budowlany grubo mielony

GB - D - gips budowlany drobno mielony

Ze względu na wytrzymałość na ściskanie w stanie suchym, gips budowlany dzieli się na dwa gatunki:

6 (o wytrzymałości na ściskanie 6MPa)

8 (o wytrzymałości na ściskanie 8MPa)

2.2. Cechy spoiw gipsowych uwzględnionych w normach.

Gips budowlany charakteryzuje się normalna konsystencja, bardzo krótkim czasem wiązania i twardnienia (5-10 minut). Ma białą barwę. Charakteryzuje się lekkością - gęstość objętościowa stwardniałego zaczynu wynosi zaledwie 1000 kg/m³. Posiada właściwości umożliwiające uzyskiwanie gładkich powierzchni. Ma małą higroskopijność - do 2%. Jego wytrzymałość na ściskanie wynosi 6÷15 Mpa, ale przy zawilgoceniu następuje znaczny spadek wytrzymałości.

2.3. Opis wykonanych oznaczeń dla gipsu budowlanego wg PN-EN 13279-1.

2.3.1. Oznaczenie stosunku woda - spoiwo metodą zasypywania.

Badanie polega na ustaleniu wskaźnika wodno - gipsowego, czyli odpowiedniego doboru proporcji składników. W normowym szklanym naczyniu odmierzamy 100g wody. Ważymy naczynie z woda na wadze elektronicznej. Plastikowe naczynie zasypujemy gipsem do około 2/3 objętości. Naczynie z odmierzoną ilością wody zaczynamy zasypywać gipsem przez 30 sekund do wysokości 16,5 mm (co stanowi 50ml wzrostu objętości). Następnie przez kolejne 30 sekund zasypujemy je tak, aby wysokość była na poziomie 32mm (odpowiednik 100ml). Po 90 sekundach od rozpoczęcia zasypywania zaczyn powinien być 2mm pod lustrem wody. Przez kolejne 20-40 sekund dosypujemy gips, aby oba poziomy wyrównały się. Następnie ważymy naczynie z zaczynem. Obliczamy na podstawie ilości użytego gipsu wskaźnik wodno - gipsowy. Oznaczenie wykonujemy dwukrotnie.

próba 1:

mw= 206,8 g (masa naczynia z wodą)

mg= 346,4 g (masa naczynia z gipsem i wodą)

w=100/(mg-mw)

w=100/(139,6)=0,72

próba 2:

mw= 208,2 g (masa naczynia z wodą)

mg= 348,0 g (masa naczynia z gipsem i wodą)

w=100/(mg-mw)

w=100/(139,8)=0,72

2.3.2. Oznaczenie początku wiązania metodą nacinania nożem.

Na podstawie ustalonego wskaźnika wodno - gipsowego przygotowujemy zaczyn. Należy odważyć 300 g gipsu i przygotować odpowiednią ilość wody (w tym przypadku jest to 216 g), tak aby stosunek w/g wynosił tyle, ile wyniósł w poprzednim oznaczeniu, i powinien on mieścić się w przedziale od 0,6 do 0,8. W ciągu 2÷5 sekund należy stopniowo wsypać do odpowiedniej ilości wody gips, całość szybko mieszając mieszadłem. Zaczyn rozlewamy na szklanej płytce robiąc 3 osobne placki. Włączamy sekundomierz. Mierzymy czas wiązania, nacinając nożem placki co 15 sekund. Wykonujemy tą czynność, za każdym razem wycierając nóż. Za początek wiązania uważa się czas od zmieszania gipsu z wodą do momentu gdy ścianki nacięcia nie będą sklejać się.

Czas wiązania rozpoczął się po 5min 10s a zakończył po 11min 40s, więc wyniósł 6 minut i 30 sekund.

Czas wiązania jest zgodny z normą.

2.3.3. Oznaczenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie.

Do prób wytrzymałościowych przygotowaliśmy zaczyn normowy i uformowaliśmy z niego 3 beleczki o wymiarach 40x40x160mm. Po połamaniu próbek, i otrzymanych w jego wyniku połówek beleczek, poddaliśmy je ściskaniu.

Oznaczenie wytrzymałości na zginanie.

Łamanie próbek przeprowadzono w aparacie Michaelisa. Wynik badania oblicza się w MPa ze wzoru:

gdzie P - siła łamiąca w kg

Wyniki:

Siła łamiąca [kg]	Średnia siła łamiąca [kg]	Wytrzymałość na zginanie Rzg [MPa]
70,5	67,2	Rzg = 0,0234*67,2*2=3,14
65,0
66,0

Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie.

Badanie prowadzone jest w prasie hydraulicznej. Wynik oblicza się ze wzoru:

P - siła niszcząca kN

F - powierzchnia ściskana (16 cm²)

Wartość siły ściskającej [kN]	Śr. wartość siły ściskającej [kN]	Wytrzymałość na ściskanie Rc [MPa]
20,2	20,2	Rc = 20,2*10/16=12,60
18,8
20,2
19,6
21,4
20,8

3. Wnioski.

Skład ziarnowy wapna hydratyzowanego spełnia wymagania normowe i wapno to może być stosowane w budownictwie. Natomiast wapno palone podczas gaszenia, uzyskało temperaturę maksymalną w zbyt krótkim czasie. Mimo, że temperatura gaszenia spełnia wymagania normowe, wapno nie nadaje się do produkcji betonu komórkowego (wymagania normowe to min. 60⁰C w czasie 10 - 30 minut).

Wiązanie gipsu rozpoczęło się po 5min 10s, a zakończyło po 10min 40s. Norma podaje, że dla gipsu GB-6 i GB-8 początek wiązania powinien zacząć się po 3min a zakończyć do 30min, a dla gipsu GD-6 i GD-8 odpowiednio 6 i 30min. Czas wiązania jest zgodny z normą dla gipsu GB-6 i GB-8. Analizując wyniki oznaczenia wytrzymałości na zginanie i ściskanie, stwierdzamy że wyniki odbiegają od normowych, ponieważ dla gipsu odmian 6 i 8 minimalny wskaźnik Rzg ma być większy niż 4MPa, a otrzymany nie spełnia tego założenia.

5





i

X

m

m

100%

---