Politechnika Warszawska - Wydział Inżynierii Lądowej

KATEDRA INŻYNIERII MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
Temat:	ZAPRAWY BUDOWLANE Ustalanie składu , badania i właściwości zapraw.
Nr ćwiczenia:	5	Data wykonania ćwiczenia :			18.11.2005 r.
Zespół nr: 1		Grupa dziekańska	1	Rodzaj studiów		Zaoczne
				Rok akademicki	2005/06	Semestr		III
Prowadzący zajęcia: mgr Anna Chudan
Ocena:

SPRAWOZDANIE Z PRZEPROWADZENIA ĆWICZENIA NR 5

1. TEMAT ĆWICZENIA

Ustalanie składu, badania i właściwości zapraw budowlanych.

2. PRZEDMIOT BADANIA

1. Podstawy teoretyczne

Zaprawa jest to mieszanina jednego, lub kilku spoiw, kruszywa, wody, a także dodatków lub domieszek.

Podstawowa charakterystyka zapraw: po dodaniu wody do suchych składników zaprawy objętość zaprawy jest o ok. 20% mniejsza niż objętość suchych składników.

2. Klasyfikacja zapraw

2.2.1 Ze względu na gęstość objętościową rozróżniamy następujące zaprawy:

1. zaprawy zwykłe o gęstości objętościowej > 1300 kg/m³

2. zaprawy lekkie o gęstości objętościowej < 1300 kg/m³

1. Ze względu na użyte spoiwo lub spoiwa zaprawy dzielimy na :

1. cementowe (c) - charakteryzują się dobrą przyczepnością, wytrzymałością, małą nasiąkliwością, mają niską wartość ciepłochronną i są trudno urabialne. W celu wykonania zaprawy miesza się najpierw suche składniki, do czasu uzyskania jednolitej barwy a dopiero później dodaje się wodę w ilości odpowiedniej do żądanej konsystencji. Zastosowanie: murowanie ścian i fundamentów, filarów, łuków i sklepień, mocowanie kotew i łączników stalowych, tynkowanie, produkcja wyrobów budowlanych.

2. wapienne (w) - mogą być przygotowywane z ciasta wapiennego lub wapna sproszkowanego: hydratyzowanego, palonego mielonego, magnezjowego. Charakteryzują się bardzo dobrą urabialnością, dobrymi właściwościami ciepłochronnymi, niską wytrzymałością i znaczną nasiąkliwością. W celu wykonania zaprawy miesza się składniki w kolejności: woda, piase, wapno (ciasto wapienne lub wapno hydratyzowane). Zastosowanie: murowanie murów nadziemnych o niedużych obciążeniach oraz tynkowanie (tynki wewnętrzne).

3. cementowo-wapienne (cw) - charakteryzują się właściwościami pośrednimi zapraw cementowych i wapiennych. Są dobrze urabialne (dzięki obecności wapna), dość szybko wiążą i twardnieją znacznie mniejszym niż zaprawy cementowe skurczem. W celu wykonania zaprawy miesza się najpierw suche składniki, do czasu uzyskania jednolitej barwy a dopiero później dodaje się wodę w ilości odpowiedniej do żądanej konsystencji. Zastosowanie: murowanie ścian, tynkowanie (tynki wewnętrzne i zewnętrzne),

4. gipsowe (g) - charakteryzują się bardzo dobrą przyczepnością, dużą nasiąkliwością i niewielką wytrzymałością. Zastosowanie: murowanie ścian z elementów gipsowych, nie narażonych na działanie wilgoci, tynkowanie (tynki i gładzie wewnętrzne). Charakterystyczny jest sposób dozowania składników: gips dodaje się zawsze jako ostatni, a pozostałe składniki dodaje się do wody.

5. gipsowo-wapienne (gw) - jak zaprawy gipsowe.

6. cementowo-gliniane (cgl) - charakteryzują się dobrą urabialnością, przyczepnością oraz lepszymi właściwościami ciepłochronnymi niż zaprawy cementowe, dobra wodoszczelność. Zastosowanie: roboty murarskie, tynki wewnętrzne i zewnętrzne, izolacje wodoszczelne.

7. polimerowe - charakteryzują się dużą wytrzymałością na ściskanie oraz dobrą odpornością chemiczną, krótkim czasem utwardzania, szybkim przyrostem wytrzymałości, dobrą przyczepnością do różnych materiałów, dużą szczelnością, niską ścieralnością, wysoką mrozoodpornością oraz możliwością uzyskiwania gładkich powierzchni. Do wad zalicza się: duże pełzanie, ograniczoną odporność cieplną, dużą rozszerzalność cieplną, stosunkowo wysoki koszt, konieczność przestrzegania specjalnych warunków wykonania (dokładne dozowanie składników, suche wypełniacze i podłoże, odpowiednia temperatura i wilgotność środowiska w czasie mieszania i układania betonów itp). Spoiwem są polimery lub cement z dodatkiem polimerów. Generalnie wszystkie zaprawy można modyfikować dodatkami lub domieszkami polimerów polepszając ich właściwości.

2. Ze względu na przeznaczenie zaprawy dzielimy na:

1. zaprawy tynkarskie -

• podział w zależności od miejsca wykonania: do tynków wewnętrznych i zewnętrznych;

• podział w zależności od rodzaju zaprawy: cementowe, wapienne itp.;

• podział w zależności od sposobu wykonania tynku i wyglądu zewnętrznej powierzchni: do tynków jednowarstwowych (obrzutka), dwuwarstwowych (obrzutka i narzut), trójwarstwowych (obrzutka, narzut i gładź), do tynków o fakturze specjalnej (drapane, dziobane itp.), do tynków szlachetnych cyklinowanych i szlifowanych (z dodatkiem mieszanek kruszyw szlachetnych).

zaprawy murarskie - służą do robót murarskich, powinny mieć dobre właściwości wiążące, dobrą przyczepność do podłoża oraz odpowiednie właściwości techniczne (nasiąkliwość, mrozoodporność, ciepłochronność, skurcz)

Podział:

• ze względu na rodzaj spoiwa,

• ze względu na wytrzymałość,

• ze względu na przeznaczenie,

• ze względu na właściwości ciepłochronne

• ze względu na rodzaj materiału murowanego.

• zaprawy specjalne - zaprawy do wykonywania wąskiego zakresu prac:

do napraw elementów żelbetowych i betonowych (zaprawy wzmacniane włóknami i dodatkami żywic syntetycznych, zaprawy upłynnione do renowacji konstrukcji w szalunku; zaprawa do tamowania przecieków wody; zaprawy do szybkiego kotwienia i uzupełniania elementu; bitumiczne zaprawy uszczelniające do izolacji woodoodpornej konstrukcji, zaprawy do mocowania styropianu, zaprawy do klejenia płytek ceramicznych, zaprawy do wykonywania posadzek samopoziomujących itp.

2. Kruszywa

Ze względu na pochodzenie i kształt ziaren rozróżniamy:

• piaski sedymentacyjne - kopaliny i wydobywane z rzek i jezior, mają ziarna zaokrąglone i gładkie (stosowane w zaprawach cementowych)

• piaski kruszone i łamane - otrzymane z rozdrobnienia (kruszenia) otoczaków oraz łamania i mielenia skał litych, mają ziarna o kanciastych kształtach i szorstkiej powierzchni (stosowane w zaprawach wapiennych).

Do zapraw stosuje się głównie piaski krzemionkowe, kwarcowe i węglanowe.

Zgodnie z normą PN-EN 13139 „Kruszywa do zapraw”, do wykonania zapraw budowlanych należy opisywać za pomocą d- dolnej granicy wielkości otworów sita i D - górnej granicy wielkości sita, z wyjątkiem kruszyw wypełniających Wymiary podaje się w milimetrach podając wartość d/D. Preferuje się następujące wymiary kruszywa:

0/1 mm, 0/2 mm, 0/4 mm, 0/8 mm 2/4 mm 2/8 mm

Ze względu na wielkość kruszywa do zapraw dzieli się na:

• drobne - o wymiarach ziaren D = 4 mm

• grube - o wymiarach ziaren D ≥ 4 mm i ziaren d ≥ 2 mm

• wypełniające - większość ziaren przechodzi przez sito 0,063 mm

Jako najkorzystniejsze dla zapraw zwykłych uważa się uziarnienie w stosunku: 2/3 ziaren grubych i 1/3 ziaren drobnych

Do wykonania zapraw murarskich nie powinno stosować się kruszywa o frakcji większej niż 2 mm.

Do wykonania zapraw tynkarskich stosuje się:

• wyprawy pocienione - uziarnienie ≤ 0,5 mm

• tynki jednowarstwowe - uziarnienie ≤ 2 mm

• tynki ciepłochronne - uziarnienie ≤ 4 mm

• tynki dekoracyjne - uziarnienie 2 mm - 4 mm

• Podstawowe badania zapraw

Badanie zapraw budowlanych obejmuje oznaczenie ich cech fizycznych w stanie świeżym oraz badania cech technicznych po stwardnieniu.

Zgodnie z normą PN-85/B-04500 „Zaprawy budowlane. Badania cech fizycznych i wytrzymałościowych” określa następujące rodzaje badań:

Dla świeżej zaprawy:

• oznaczenie konsystencji zaprawy (podstawowa cecha zapraw);

• oznaczenie wydajności objętościowej zarobu;

• oznaczenie gęstości objętościowej zaprawy;

• oznaczenie czasu zachowania właściwości roboczych zaprawy;

• oznaczenie zdolności do utrzymania wody (więźliwość wody);

• oznaczenie podatności zaprawy na rozwarstwianie się;

• oznaczenie podatności do samoczynnego wydzielania wody;

• oznaczenie zawartości powietrza w zaprawie.

Dla zaprawy stwardniałej:

• oznaczenie wytrzymałości na ściskanie (podstawowa cecha zapraw );

• oznaczenie wytrzymałości na zginanie;

• oznaczenie wytrzymałości na rozciąganie;

• oznaczenie nasiąkliwości;

• oznaczenie gęstości objętościowej;

• oznaczenie kapilarnego podciągania wody;

• oznaczenie mrozoodporności;

• oznaczenie skurczu w okresie twardnienia;

• oznaczenie współczynnika rozmiękania;

• oznaczenie przyczepności do podłoża.

• ZAKRES BADANIA

Na podstawie schematu kolejnych czynności należy wykonać dobór jakościowy składników zaprawy tynkarskiej M4 do wykonania obrzutki tynków zewnętrznych oraz ustalić ilości składników potrzebnych do wykonania 1 m³ zaprawy.

4. PRZEBIEG ĆWICZEŃ

1. ZAŁOŻENIA

Przed przystąpieniem do badania określamy dobór składników jakiej zaprawy będziemy określać.

Dane wyjściowe badania:

Przeznaczenie zaprawy: tynkarska do wykonywania obrzutki w tynku zewnętrznym

Rodzaj zaprawy: cementowo-wapienna

Konsystencja: 9 -11

Marka: M4

1. DOBÓR JAKOŚCIOWY, KONTROLA I BADANIA SKŁADNIKÓW

B.1. dobór składników

Cement: ......... portlandzki CEM I 32,5

Wapno: .......... hydratyzowane CL 80

Kruszywo: ...... piasek frakcji d/D=0/2

Woda

Z normy PN-90/B-14501 „Zaprawy budowlane zwykłe”, odczytujemy proporcje objętościowe suchych składników dla zaprawy dla zaprawy cementowo wapiennej marki M4 do wykonywania obrzutki tynków zewnętrznych.

Proporcje objętościowe suchych składników (PN-90/B-14501):

Cement: ............................... 1 część objętościowa

Wapno hydratyzowane: ....... 1 część objętościowa

Kruszywo (piasek): .............. 6 części objętościowych




Suma: 8 części objętościowych

B.2. badanie składników

Za pomocą cylindra o pojemności 1 dm³ oznaczamy gęstość nasypową w stanie luźnym składników suchych zaprawy.

Gęstość nasypowa w stanie suchym składników:

Cement: ρ_n= 1,37 kg/dm³

Wapno hydratyzowane: ρ_n= 0,41 kg/dm³

Kruszywo (piasek): ρ_n= 1,63 kg/dm³

2. DOŚWIADCZALNE WYZNACZENIE ILOŚCI SKŁADNIKÓW ZAPRAWY

C.1. przygotowanie składników do wykonania próbnego zarobu zaprawy

Znając proporcje objętościowe składników cementu oraz biorąc pod uwagę zalecaną objętość w warunkach ćwiczenia wynoszącą 1,5-2,0 dm³ określamy wartość 1 części objętościowej na 200 cm³

1 część objętościowa = 200 cm³ => 8 cz. obj.= 1600 cm³ = 1,6 dm³

C.2. wykonanie próbnego zarobu zaprawy

Znając proporcje objętościowe zaprawy cementowo-wapiennej M4 oraz wartość 1 części objętościowej=200cm³, przystępujemy do sporządzenia zaprawy.

Do wcześniej zwilżonej miski wsypujemy, odmierzone w menzurce:

200 cm³ cementu

200 cm³ cementu

1200 cm³ piasku 0/2

Mieszamy ręcznie, a następnie za pomocą menzurki dodajemy wodę, dozując powoli do uzyskania odpowiedniej konsystencji. Odczytujemy na skali menzurki ilość dodanej wody. V_wody=424 cm³. Jest to objętość wody niezbędnej do uzyskania zakładanej konsystencji.

Znając gęstości nasypowe składników w stanie luźnym obliczamy masy składników (proporcje wagowe).

Cement: m_c = 200 cm³ _* 1,37 kg/dm³ = 0,274 kg

Wapno: m_wh= 200 cm³ _* 0,41 kg/dm³ = 0,082 kg

Piasek: m_p =1200 cm³ _* 1,63 kg/dm³ = 1,956 kg

Woda: m_w = 424 cm³ _* 1,0 kg/dm³ = 0,424 kg




Masa zaprawy: m_z = 2,736 kg

C.3. wyznaczenie właściwości świeżej zaprawy

Niezwłocznie po uzyskaniu odpowiedniej konsystencji zaprawy wykonujemy pomiar objętości uzyskanej zaprawy oraz pomiar konsystencji metodami opisanymi w punkcie 2.3.

Pomiar konsystencji zaprawy

1. metodą stożka pomiarowego (Nowikowa),

Oznaczenie przeprowadza się zgodnie z PN-85/B-04500 za pomocą stożka pomiarowego (Nowikowa). Badanie to można przeprowadzić w warunkach laboratoryjnych jak i polowych.

Urządzenie pomiarowe do badania konsystencji zaprawy metodą stożka pomiarowego składa się ze: statywu, stożka zagłębiającego się w zaprawie, tarczy pomiarowej ze skalą oraz naczynia stanowiącego pojemnik na zaprawę.

Kolejność czynności:

• napełniamy naczynie zaprawą do poziomu zaznaczonego kreską (ok. 3cm od górnej krawędzi)

• pięciokrotnie wstrząsamy naczyniem w celu wyrównania powierzchni zaprawy

• ustawiamy naczynie pod stożkiem

• ustawiamy stożek tak aby jego wierzchołek stykał się z powierzchnią zaprawy

• opuszczamy pręt obciążający, tak aby zetknął się ze stożkiem

• zerujemy skalę na tarczy pomiarowej

• za pomocą zacisku zwalniamy stożek, który zagłębia się w zaprawie

• po 10 s odczytujemy wynik pomiaru z dokładnością do 0,1 cm

Miarą konsystencji zaprawy jest głębokość zanurzenia się stożka w zaprawie, wyrażona w cm, odczytana na tarczy pomiarowej urządzenia. Za ostateczny wynik przyjmuje się średnią arytmetyczną z 3 pomiarów, pod warunkiem, że różnica między wynikami pomiarów nie przekracza 1 cm.

2. metodą rozpływu na stoliku wstrząsowym.

Urządzenie do badania konsystencji zaprawy metodą rozpływu na stoliku wstrząsowym, wg PN-EN 1015-6 składa się z : stolika wstrząsowego (żeliwny stojak zaopatrzony w korbę z mimośrodem i trzon, płyta metalowa z wyrytym na powierzchni okręgiem o średnicy 100 mm), płyty szklanej, formy w kształcie ściętego stożka z nakładką z blachy nierdzewnej, ubijaka o masie 250 ± 15 g wykonanego z drewna i okutego blachą nierdzewną.

Kolejność czynności:

• zwilżamy szmatką powierzchnię płyty szklanej

• ustawiamy na środku płyty formę z nakładką (krawędź formy musi pokrywać się z wyrytym okręgiem)

• nakładamy do formy pierwszą warstwę zaprawy i dziesięciokrotnie ubijamy ubijakiem

• nakładamy drugą warstwę zaprawy do formy i dziesięciokrotnie ubijamy

• zdejmujemy nakładkę z formy i ścinamy nożem nadmiar zaprawy

• po 10 s zdejmujemy formę

• próbkę zaprawy znajdującą się na płycie poddajemy 15 wstrząsom (obroty korby) w czasie 15 s.

• mierzymy dwie prostopadłe do siebie średnice rozlanego placka zaprawy, z dokładnością do 0,2cm

Miarą konsystencji zaprawy jest średnica rozlanego placka zaprawy, wyrażona w cm. Za ostateczny wynik badania przyjmuje się średnią arytmetyczną z dwóch pomiarów.

Wyniki oznaczenia konsystencji:

Głębokość zanurzenia stożka -10 cm

Średnica rozpływu -25 cm

Po porównaniu ww. wartości z normami stwierdzono, że świeża zaprawa spełnia wymagania normowe dla konsystencji zaprawy cementowo-wapiennej marki M4 do wykonania obrzutki w tynkach zewnętrznych.

Pomiar objętości zaprawy:

V_z= 1,250 dm³

Obliczamy gęstość objętościową zaprawy, wg wzoru:

ρoz =	mz	=	2,736	= 2,19 kg/m^3
			Vz			1,25

C.4. obliczenie ilości składników zaprawy na 1 m³

Na podstawie powyższych wyników obliczamy wagowe i objętościowe ilości składników zaprawy.

1. CZYNNOŚCI PO ZAKOŃCZENIU BADANIA

Po zakończeniu badania wpisujemy wyniki w tabele schematu oraz sporządzamy tabelę ostatecznych wyników badania oraz zapisujemy wnioski z badania(pkt 6).

5. SCHEMAT POSTĘPOWANIA PRZY USTALANIU SKŁADU ZAPRAWY

SCHEMAT POSTĘPOWANIA PRZY USTALANIU SKŁADU ZAPRAWY TYNKARSKIEJ

A. ZAŁOŻENIA

PRZEZNACZENIE ZAPRAWY

RODZAJ ZAPRAWY

KONSYSTENCJA

MARKA

tynkarska		c			4-6			M 0,3
		cw	X		4-7			M 0,6
		w			4-12			M 1
		g			5-7			M 2
		gw			6-8			M 4	X
		cgl			6-9			M 7
					6-11			M 12
					7-8			M 15
					7-12			M 20
					9-10
					9-12	X (9-11)
					cm, metodą stożka pomiarowego

B. DOBÓR JAKOŚCIOWY, KONTROLA I BADANIA SKŁADNIKÓW

B1. DOBÓR SKŁADNIKÓW

SPOIWA				CEMENT: CEM I 32,5
KRUSZYWO		d/D 0/2		WAPNO: CL 80
WODA		piasek		GIPS: -

PROPORCJE OBJĘTOŚCIOWE SUCHYCH SKŁADNIKÓW
SPOIWA		KRUSZYWO
cement	wapno hydratyzowane	piasek
1	1	6

B2. BADANIE SKŁADNIKÓW

OZNACZENIE GĘSTOŚCI NASYPOWEJ W STANIE LUŹNYM SKŁADNIKÓW SUCHYCH ρn
SPOIWA	cement ρn = 1,37 kg/dm^3
		wapno ρn = 0,41 kg/dm^3
KRUSZYWO	piasek ρn = 1,63 kg/dm^3

C. DOŚWIADCZALNE WYZNACZENIE ILOŚCI SKŁADNIKÓW ZAPRAWY

C1. PRZYGOTOWANIE SKŁADNIKÓW DO WYKONANIA PRÓBNEGO ZAROBU ZAPRAWY

ZAŁOŻONE PROPORCJE OBJETOŚCIOWE SUCHYCH SKŁADNIKÓW
cement	wapno hydratyzowane	Kruszywo 0/2 piasek		Suma:
1 cz. obj.	1 cz. obj.	6 cz. obj.		8 cz. obj.

		cm^3		Sumaryczna zakładana objętość suchych składników
		150
1 cz. obj.		200
			250			1600	cm^3
			300		Zalecana objętość: 1,5-2,0 dm^3
		350
		400

Mieszanie składników sypkich (na sucho)

C2. WYKONANIE PRÓBNEGO ZAROBU ZAPRAWY

DOZOWANIE SKŁADNIKÓW
Objętościowe: (Vx - objętość każdego składnika)			Wagowe: (masa każdego składnika mX = V ^. ρnx)
Cement:	VC = 200cm^3		Cement:	mC = 0,274 kg
Wapno:	VWh = 200cm^3		Wapno:	mwh = 0,082 kg
Piasek:	VP = 1200cm^3		Piasek:	mp = 1,956 kg
Woda : (w ilości zapewniającej uzyskanie założonej konsystencji)			Woda:	mw = 0,424 kg
	VW = 424 cm^3		Masa zaprawy mZ =Σmx	2,736 kg

MIESZANIE ZAPRAWY

RĘCZNE

MECHANICZNE

C3. WYZNACZENIE WŁAŚCIWOŚCI ŚWIEŻEJ ZAPRAWY

GĘSTOŚĆ OBJETOŚCIOWA:
							POMIAR OBJĘTOŚCI ZAPRAWY
ρoz=	mZ	= 2,19 kg/dm^3
			VZ			VZ = 1,250 dm^3

		POMIAR KONSYSTENCJI METODĄ:
KONSYSTENCJA
Głębokość zanurzenia stożka: 10 cm			STOŻKA POMIAROWEGO wg PN-85/B-04500
Średnica rozpływu: 25 cm			ROZPŁYWU NA STOLIKU WSTRZĄSOWYM wg PN-EN 1015-3

C4. OBLICZENIE ILOŚCI SKŁADNIKÓW ZAPRAWY NA 1 m^3

WAGOWO, [kg]

OBJĘTOŚCIOWO, [dm^3]

wg wzoru:

wg wzoru:

MX=

mX

1000

VX=

MX

Vzaprawy

ρnx

Cement:

219 kg

Cement:

160 dm^3

Wapno hydr.:

66 kg

Wapno hydr.:

160 dm^3

Piasek:

1565 kg

Piasek:

960 dm^3

Woda:

339 kg

Woda:

339 dm^3

Masa zaprawy bez wody

1850 kg

Objętość suchych składników

1280 dm^3

6. OSTATECZNE WYNIKI

Rodzaj zaprawy, przeznaczenie

Marka zaprawy

Zakładane proporcje objętościowe składników

Skład objętościowy na 1m^3

Konsystencja

Gęstość objęt. świeżej zaprawy. kg/m^3

Cement

Wapno hydratyzowane

Piasek 0/2

Wagowo kg

Objętościowo dm^3

wg PN- 85/B-04500 metodą stożka pomiarowego

wg PN-EN 1015-3 metoda rozpływu na stoliku wstrząsowym

tynkarska do tynków wewnętrznych

M 4

1

1

6

C Wh P W

219 66 1565 339

C Wh P W

160 160 960 339

10 cm

25 cm

2,19

2

Grupa nr 1 - Zespół nr 1 - Materiały Budowlane II - Ćwiczenie nr 5

Zaprawy budowlane. Ustalanie składu, badania i właściwości zapraw.

---