POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

KATEDRA PROCESÓW BUDOWLANYCH

ZAKŁAD TECHNOLOGII MATERIAŁÓW I PRODUKCJI BETONU

Zdzisław DŁUGAJ

Gliwice, dn 08 04 2000 r.

Sem: IV , grupa: BDiA / MGR

SPRAWOZDANIE nr1

Temat: Badanie cech technicznych:

1. cementu

1. Oznaczenie właściwej ilości wody w zaczynie cementowym.

2. Oznaczenie początku i końca wiązania.

3. Oznaczenie powierzchni właściwej.

4. Badanie stałości objętości.

5. Badanie wytrzymałości na zginanie.

6. Badanie wytrzymałości na ściskanie.

2. gipsu

7. Oznaczenie właściwej ilości wody w zaczynie gipsowym.

8. Oznaczenie początku i końca wiązania.

9. Oznaczenie zmian liniowych związanego zaczynu.

10. Badanie wytrzymałości na zginanie.

11. Badanie wytrzymałości na ściskanie.

12. Zestawienie wymagań normowych dla cementu powszechnego ......użytku.

13. Zestawienie wymagań normowych dla gipsu budowlanego.

Prowadzący: ......................................... Przyjęto: .....................

Data: ......................

1. Oznaczenie właściwej ilości wody w zaczynie cementowym.

Oznaczenie wykonujemy w aparacie Vicata, w którym przed przystąpieniem do badania sprawdzamy czy trzon aparatu opuszcza się swobodnie. Następnie na końcu trzonu mocujemy bolec o przekroju 1 cm². Na podstawce aparatu kładziemy płytkę szklaną o wymiarach 10×10 cm i zerujemy skalę przy zetknięciu się bolca z płytką. Pierścień Vicata i płytkę szklaną należy przetrzeć cienką warstwą oleju. Następnie należy przygotować zaczyn cementowy o właściwej konsystencji (500g cementu, 125 cm³ wody), który miesza się w normowej mieszarce przez ściśle określony czas. Wymieszany zaczyn przenosimy do pierścienia Vicata ustawionego na płytce szklanej i utrząsamy kilkakrotnie. Wierzchnią warstwę zaczynu należy wyrównać nożem. Do powierzchni zaczynu należy doprowadzić koniec bolca umocowanego na trzonie aparatu Vicata. Po 4 min od rozpoczęcia mieszania przeprowadza się badanie (pozwala się bolcowi na swobodne wnikanie w zaczyn cementowy).

Zaczyn cementowy ma normalną konsystencję jeżeli po 30s od zwolnienia trzonu odległość czołowej powierzchni bolca od płytki wyniesie 6±1mm.

Gdy zaczyn nie osiągnie właściwej konsystencji badanie należy powtórzyć zmieniając ilość wody w zaczynie.

Dla badanej próbki: odległość powierzchni bolca od płytki szklanej wyniosła 8mm , co świadczy ,że zaczyn zawiera małą ilości wody.

2. Oznaczenie początku i końca wiązania.

Badanie przeprowadza się tak jak poprzednio przy użyciu aparatu Vicata na próbce o normalnej konsystencji zaczynu z tym, że końcówka musi być wymieniona na igłę o średnicy 1,13±0,05mm.

Igłę należy zanurzać w zaczynie w odstępach nie dłuższych niż 10 min w coraz to innym miejscu zaczynu w odległości co najmniej 1cm od brzegu pierścienia.

Początek wiązania określa się liczbą godzin i minut liczonych od chwili wymieszania cementu z wodą do chwili, gdy igła zanurzona w zaczynie zatrzyma się w odległości 2-4mm nad powierzchnia płytki.

Koniec wiązania określa się liczbą godzin i minut liczonych od chwili wymieszania cementu z wodą do chwili, gdy igła zanurzy się w zaczynie na głębokość nie większą niż 1mm. Odstępy czasu między poszczególnymi próbami zanurzania można wydłużyć na przykład do 30min.

Należy wykonać co najmniej dwa oznaczenia, biorąc za wynik ich średnią arytmetyczną.

3. Oznaczenie powierzchni właściwej.

Zasadą oznaczenia jest zmierzenie czasu przepływu określonej objętości powietrza przez sprasowaną próbkę cementu. Powierzchniomierz powinien być wzorcowany przez wyznaczenie użytecznej objętości pojemnika i czas przepływu powietrza przez warstwę wzorca. Do wzorcowania aparatu stosuje się próbki cementów wzorcowych.

W celu oznaczenia użytecznej objętości pojemnika należy nałożyć dwa krążki bibuły filtracyjnej na dno pojemnika (sitko) i napełnić pojemnik rtęcią usuwając powietrze.

Powierzchnię rtęci wyrównuje się za pomocą płytki szklanej. Następnie rtęć należy wylać do naczynia wagowego i zważyć z dokładnością do 0,01g. Z opróżnionego przez rtęć pojemnika usuwa się następnie jeden krążek bibuły a na pozostały nakłada warstwę wzorcowego cementu o masie 2,80g. Na górnej powierzchni cementu umieszcza się wyjęty z pojemnika krążek bibuły. Warstwę cementu należy sprasować tłokiem tak, aby jego główka zetknęła się z krawędzią pojemnika. Po sprasowaniu cementu wzorcowego wyjmuje się tłok, a pozostałą nad warstwą cementu objętość pojemnika napełnia się rtęcią do poziomu górnej krawędzi ścian pojemnika. Następnie rtęć waży się z dokładnością do 0,01g. Objętość użyteczną pojemnika oblicza się z dokładnością do 0,005cm³ wg wzoru:

w którym:

a - masa rtęci wypełniającej cały pojemnik [g],

b - masa rtęci wypełniającej pojemnik ponad warstwą wzorcowego cementu [g],

13,55 - gęstość rtęci [g/cm³].

Oznaczenie użytecznej objętości pojemnika wykonuje się dwukrotnie, stosując dla każdego oznaczenia oddzielne masy cementu wzorcowego.

Następnie oznacza się czas przepływu powietrza przez warstwę wzorca. W tym celu odważa się 10g cementu wzorcowego i wstrząsa przez dwie minuty w zakrytym naczyniu wagowym, o pojemności nie mniejszej niż 20 cm³. Z tak przygotowanej próbki cementu należy odważyć z dokładnością do 0,001g, ilość G_w obliczoną ze wzoru:

G_w=P_w×V×(1-s), [g]

w którym:

P_w - gęstość cementu wzorcowego [g/cm³],

V - użyteczna objętość pojemnika [cm³],

S - porowatość warstwy cementu wzorcowego, sprasowanej ....................................do objętości równej objętości użytecznej pojemnika, .....................................równa 0,50.

Odważony cement wzorcowy w ilości G_w wkłada się do pojemnika na sitko z krążkiem bibuły. Zawartość pojemnika lekko wstrząsa się, umieszcza krążek bibuły na górnej powierzchni cementu i prasuje tłokiem tak, aby główka tłoka oparła się o krawędź pojemnika. Po wyjęciu tłoka pojemnik z cementem wzorcowym osadza się na lewym odgiętym końcu rurki manometrycznej przy otwartym zaworze. Ciecz w manometrze podnosi się za pomocą gruszki do górnej linii pomiarowej i zamyka natychmiast zawór. Powietrze przepływające przez warstwę cementu wyrównuje ciśnienie i płyn w manometrze opada. Sekundomierzem należy zmierzyć czas opadania cieczy między 2 i 3 linią (licząc od góry) lewego ramienia manometru (t_w) z dokładnością do 0,1s , a także odnotować temperaturę wzorcowania (T_w).

Mając określone V i t_w przystępuje się do oznaczenia powierzchni właściwej badanego cementu. W tym celu należy oznaczyć gęstość ρ_c cementu, badanego w kolbie Le Chateliera, stosując naftę jako ciecz do kolby. Gęstość cementu należy obliczyć z dokładnością do 0,01 g/cm³, wg wzoru:

gdzie:

m -odważka cementu [g],

V₁ - objętość nafty wypartej przez odważkę [cm³].

Z przygotowanej próbki odważa się 10g cementu do naczynia wagowego z przykryciem i wstrząsa przez 2 minuty. Następnie z dokładnością do0,001g, odważa się potrzebną ilość cementu G_c ze wzoru:

G_c= ρ_cV(1-s), [g]

w którym:

ρ_c - gęstość badanego cementu [g/cm³],

V - objętość użyteczna pojemnika [cm³],

S - porowatość sprasowanej warstwy badanego cementu do ...................................objętości równej objętości użytecznej pojemnika, ......................................równa 0,50.

Ilość badanego cementu G_c wkłada się do pojemnika i mierzy czas przepływu powietrza przez warstwę próbki, tak jak w próbce wzorcowej cementu. Jeżeli odważona ilość cementu G_c okaże się za duża (nie można sprasować jej w pojemniku), to należy odważyć mniejszą ilość i obliczyć porowatość s ze wzoru określającego G_c. Powierzchnię właściwą badanego cementu X oblicza się z dokładnością do 1 cm²/g ze wzoru:

w którym:

S_w - powierzchnia właściwa wzorcowego cementu [cm²/g],

ρ_w - gęstość wzorcowego cementu [g/cm³],

ρ_c - gęstość badanego cementu [g/cm³],

t_w - czas opadania cieczy w manometrze dla warstwy ......................................cementu wzorcowego [s],

t - czas opadania cieczy w manometrze dla warstwy cementu llllllllllllllllllllllllllllllllllbadanego [s].

Otrzymany wynik porównuje się z wymaganiami norm przedmiotowych dla poszczególnych rodzajów cementu.

4. Badanie stałości objętości.

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

Do badania przygotowujemy zaczyn cementowy o normalnej konsystencji, którym wypełniamy dwa pierścienie ustawione na szklanych płytkach. Następnie pierścienie przykrywamy szklanymi płytkami z wierzchu i spinamy klamrami. Tak przygotowane próbki umieszczamy w wannie z wodą na 24±2 godziny. Po tym czasie wyciągamy pierścienie z wody i mierzymy odległości (a) między igłami pomiarowymi z dokładnością do 1mm. Następnie pierścienie umieszczamy w wodzie na siatce i gotujemy w temp.100°C przez 3h, po czym wyjmujemy i ochładzamy do temperatury otoczenia. Mierzymy odległości (b) między igłami pomiarowymi. Wynikiem oznaczenia jest różnica odległości b-a w milimetrach.

5. Badanie wytrzymałości na zginanie.

Oznaczenie rozpoczyna się od przygotowania normowej zaprawy cementowej (1350g piasku normowego, 450g cementu, 225g wody) wymieszanej w normowej mieszarce w ściśle określonym czasie. Zaprawę umieszcza się w trójdzielnej formie (trzy przegródki na beleczki o wymiarach 4×4×16 cm) umieszczonej na wstrząsarce.

Najpierw układa się jedną warstwę zaprawy, potem uruchamia się wstrząsarkę, następnie układa się drugą warstwę zaprawy i kolejna seria wstrząsów. Następnie wyrównuje się górną powierzchnię beleczek i oznacza się je oraz umieszcza się formę w wannie na 20÷24 godziny. Po wyjęciu rozformowuje się beleczki i umieszcza się je w kąpieli wodnej o temperaturze 20±2°C na 27 dni.

Po wyjęciu beleczek z kąpieli wodnej umieszcza się je w prasie na podporach o rozstawie 100mm i poddaje zginaniu.

Wytrzymałość na zginanie oblicza się ze wzoru:

gdzie:

M - moment zginający,

W- wskaźnik wytrzymałości przekroju beleczki.

Z trzech otrzymanych wyników należy obliczyć średnią arytmetyczną z dokładnością do 0,1 Mpa.

Jeżeli więcej niż jeden wynik będzie różnił się o więcej niż 10% od średniej arytmetycznej to badanie należy powtórzyć.

Dla badanej próbki:

P=4,9 KN=0,0049 MN

6. Badanie wytrzymałości na ściskanie.

Do badania wytrzymałości na ściskanie można użyć się połówek beleczek pozostałych po badaniu wytrzymałości na zginanie.

Połówki beleczek umieszcza się w prasie między podkładkami o powierzchni 16 cm² z tym, że górna powierzchnia beleczki ustalona przy przygotowywaniu beleczek w formie powinna być ustawiona pionowo.

Następnie beleczki poddaje się ściskaniu.

Wytrzymałość na ściskanie obliczamy ze wzoru:

gdzie:

P - maksymalna siła ściskająca.

Za wynik przyjmujemy średnią arytmetyczną ze wszystkich pomiarów.

Jeżeli 3 wyniki będą różniły się o więcej niż 10% od średniej to badanie należy powtórzyć.

Dla badanych próbek:

P₁ = 109 KN

P₂ = 107 KN

R_c1 = 68,13 Mpa

R_c2 = 66,88 Mpa

R_{c śr} = 67,51 Mpa

7. Oznaczenie właściwej ilości wody w zaczynie gipsowym.

Badanie przeprowadza się przy pomocy cylindra z metalu nierdzewnego oraz płyty metalowej z naniesionymi centrycznie okręgami co 1 cm.

Do badania przygotowujemy zaczyn gipsowy z 300g gipsu i 200g wody. Gips wsypuje się do wody w ciągu 2÷5 s energicznie mieszając przez 30 sekund. Następnie należy zaczyn wlać do cylindra ustawionego na płycie a nadmiar zaczynu usunąć wyrównując powierzchnię z górną krawędzią cylindra.

Po 45 sekundach licząc od momentu wsypania gipsu do wody należy cylinder szybko podnieść na wysokość 15÷20 cm powodując rozlanie się zaczynu na płycie i utworzenie placka.

Pomiar rozpływu zaczynu należy wykonać odczytując średnicę placka w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach z dokładnością do 5mm.

Zaczyn gipsowy ma normalną konsystencję jeżeli jego rozpływ wynosi 180±5mm. Jeżeli rozpływ zaczynu różni się od wymaganego, oznaczenie należy powtórzyć ze zmienioną ilością wody.

Dla badanej próbki:

Rozpływ: 185mm

Wniosek: zaczyn został sporządzony prawidłowo.

8. Oznaczenie początku i końca wiązania.

Oznaczenie to tak jak i dla zaczynu cementowego przeprowadza się na przyrządzie Vicata z igłą o przekroju 1mm².

Zaczyn o normalnej konsystencji umieszczamy w pierścieniu na płytce szklanej i doprowadzamy igłę do powierzchni zaczynu gipsowego. Badanie przeprowadzamy co 30 sekund za każdym razem oczyszczając igłę i zmieniając miejsce opuszczenia igły.

Za początek wiązania należy przyjąć czas, w którym igła zanurzona w zaczynie zatrzyma się w odległości 2÷4mm nad powierzchnią szklanej płytki.

Za koniec wiązania należy przyjąć czas, w którym igła zanurzy się w zaczynie na głębokość nie większą niż 1mm.

Początek i koniec wiązania należy liczyć w minutach od chwili dodania spoiwa do wody.

Dla badanej próbki:

Początek wiązania: 4 minut.

Koniec wiązania : 7 minut

9. Oznaczenie zmian liniowych związanego zaczynu.

Oznaczenie przeprowadza się przy użyciu aparatu Graf-Kaufmana. Do badania wykonujemy zaczyn o normalnej konsystencji z 1÷1,6 kg gipsu. Do miski z odpowiednią ilością wody wsypujemy gips w ciągu 30 sekund i pozostawimy na następne 30 sekund. W ciągu kolejnych 30 sekund energicznie mieszamy mieszadłem. Przygotowanym zaczynem natychmiast wypełniamy trójdzielną formę o otworach 4×4×16 cm z umieszczonymi czopami. Następnie potrząsamy formą dla usunięcia pęcherzyków powietrza.

Po 15±5 minutach należy rozformować beleczki i oznakować w sposób trwały aby w czasie badania można było je umieścić w takim samym położeniu. Następnie należy przechowywać próbki w temperaturze 20±2°C i wilgotności 65±5%.

Pierwszy pomiar (l₁) po 2 godzinach od dodania spoiwa do wody. Następnie próbki należy wysuszyć do stałej masy w temperaturze 40±2°C i wykonać pomiar (l₄₀). Oba pomiary należy wykonać z dokładnością do 0,01mm. Przed i po każdym pomiarze należy sprawdzić aparat za pomocą wzorca.

Wielkość zmian liniowych X_l obliczamy ze wzoru:

z trzech otrzymanych wyników należy obliczyć średnią arytmetyczną z dokładnością do 0,01mm.

10, 11. Badanie wytrzymałości na zginanie i ściskanie.

Beleczki z zaczynu gipsowego przygotowuje się jak do poprzedniego oznaczenia lecz bez czopów.

Sposób przeprowadzenia oznaczenia jak dla beleczek z zaprawy cementowej.

Badanie przeprowadza się po 2 godzinach od wsypania gipsu do wody.

12. Zestawienie wymagań normowych dla cementu powszechnego ..............................................................użytku.

Nazwy i symbole cementów.

Nazwa cementu	Oznaczenie
Portlandzki	CEM I
Portlandzki mieszany	CEM II
Hutniczy	CEM III
pucolanowy	CEMIV

Klasy cementu: 32,5 ; 32,5R

42,5 ; 42,5R

52,5 ; 52,5R

R - oznacza cement o wysokim przyroście początkowym wytrzymałości.

W skład cementów mogą wchodzić następujące dodatki:

S - granulowany żużel wielkopiecowy,

V - popioły lotne krzemionkowe,

W - popioły lotne wapienne,

P - pucolana naturalna,

Q - pucolana przemysłowa,

L - wapień.

Oznaczenia worków z cementem.

Klasa	Kolor worka	Kolor nadruku
32,5 32,5R	jasnobrązowy	czarny czerwony
42,5 42,5R	zielony	czarny czerwony
52,5 52,5R	czerwony	czarny

Wymagania chemiczne.

Właściwość	Rodzaj cementu	Klasy	Wymagania
Strata prażenia	CEM I CEM III	wszystkie	≤ 5,0%
Pozostałość nierozpusz- czalna	CEM I CEM III	wszystkie	≤ 5,0%
Siarczany jako (SO3)	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	wszystkie	wszystkie	≤0,10%
Alkaiia jako (Na2O)	wszystkie	wszystkie	≤0,60%
Pocolano-wość	CEM IV	wszystkie	wynik pozytywny

Klasa

Wytrzymałość na ściskanie w MPa

Czas wiązania

Stałość objęto-ści mm

Wczesna po

Normowa po 28 dniach

Początek min.

Koniec godz.

2 dniach

7 dniach

32,5 32,5R

- ≥10

≥16

≥32,5

≤52,5

≥60

≤12

≤10

42,5 42,5R

≥10 ≥20

≥42,5

≤62,5

52,5 52,5R

≥20 ≥30

≥52,5

-

≥45

≤10

13. Zestawienie wymagań normowych dla gipsu budowlanego.

PN- 66/B-30310

• Barwa biała lub jasnoszara.

• Początek wiązania nie wcześniej niż po upływie 5 minut.

• Koniec wiązania nie wcześniej niż po upływie 10 minut i nie później niż po upływie 40 minut.

• Wytrzymałość na zginanie po 24 godzinach co najmniej 1,8 Mpa.

• Wytrzymałość na zginanie po 28 dniach co najmniej 4,0 Mpa.

• Wytrzymałość na ściskanie po 24 godzinach co najmniej 4,0 Mpa.

• Wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach co najmniej 9,0 Mpa.

---