Politechnika Opolska

Wydział Budownictwa

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z PRZEDMIOTU: CHEMIA
Imię i nazwisko: Marek Czajkowski	Data ćwiczenia: 19.11.2010-14.01.2010
Kierunek studiów: Budownictwo	Temat ćwiczenia: Mieszanie zapraw cementowych z różnymi domieszkami i określenie ich gęstości za pomocą stożka.
Grupa: W1C1P2
Rok akademicki: 2010/2011	Prowadzący ćwiczenia: dr Elżbieta Janowska-Renkas

Rok akademicki: 2010/2011

Spis treści:

1. Wiadomości podstawowe - zaprawy

2. Badanie konsystencji zaprawy

1. Metoda normowa

2. Metoda wykonana na zajęciach

3. Badanie wytrzymałości próbek

4. Wyniki badań

5. Interpretacja wyników badań oraz wnioski

1. Wiadomości podstawowe - zaprawy

Zaprawa - mieszanina wody i spoiwa z drobnym kruszywem lub innym wypełnieniem. Podstawową własnością zaprawy jest wiązanie, czyli przejście z stanu płynnego, plastycznego w stały. Zaprawy w budownictwie używane są przede wszystkim do:

• łączenia elementów np. cegieł w murze, elementów licujących ścianę z murem itp. w jedną całość

• wypełnienia spoin, a przez to równomierne przenoszenie obciążeń i uszczelnienie elementów budowli

• ochrona elementów obiektów przed wpływami atmosferycznymi i nadanie im estetycznego wyglądu (np. tynki ścian, stropów)

• produkcja wyrobów i elementów budowlanych (np. pustaków ściennych, stropowych, bloczków itp.)

Zaprawy mają inne właściwości przed związaniem i po. Świeże zaprawy charakteryzują się konsystencją i urabialnością, stwardniałe cechuje przede wszystkim wytrzymałość mechaniczna i mrozoodporność. Do zapraw, jako kruszywa najczęściej używa się piasku. W zależności od rodzaju użytego spoiwa rozróżnia się zaprawy:

• cementowe - stosowane przy murowaniu ścian i innych elementów mocno obciążonych, wykonywania posadzek, do osadzania stalowych elementów (kotew, krat, balustrad itp.), łączenia prefabrykatów (wypełnienia spoin między nimi), wypraw ochronnych, zwłaszcza mających kontakt z wodą lub wilgocią, produkcji wyrobów itp.

• wapienne - twardnieją powoli, wytrzymują tylko do temperatury +500 °C, używane do tynków wewnętrznych, murów nadziemnych; raczej rzadko stosowane,

• cementowo-wapienne - najczęściej stosowane w budownictwie przy wykonywaniu robót murarskich i tynkarskich zewnętrznych i wewnętrznych,

• cementowo-gliniane - obecnie rzadko stosowane do robót murarskich budynków mieszkalnych i gospodarczych, wypraw tynkarskich, izolację pionową ścian piwnicznych, zbiorników w budownictwie wiejskim. Występowały w budownictwie szkieletowym (mur pruski),

• gipsowe - częściej stosowany jest zaczyn gipsowy, czyli mieszanina gipsu z wodą bez użycia kruszywa - używa się do szpachlowania ścian, tynków wewnętrznych, wypełnień ubytków w tynkach wewnętrznych, wyrobu elementów sztukaterii, płyt gipsowych Pro-monta i płyt gipsowo-kartonowych, łączenia elementów gipsowych; zaprawy gipsowe - z zaczynu gipsowego z dodatkiem piasku - zastosowanie najczęściej do wewnętrznych wypraw tynkarskich,

• magnezjowe - obecnie nie stosowane.

Ponadto można wyróżnić:

• zaprawy specjalne, np.:

• na kruszywie barytowym - do wypraw w elementach stosowanych jako osłony przy promieniowaniu jonizującym,

• wodoszczelne - z cementu portlandzkiego lub hutniczego, piasku, wody i ewentualnych środków chemicznych uszczelniających, często nakładane pod ciśnieniem (torkretnicą), czyli wyrzucane są z dyszy pod dużym ciśnieniem, przez co mocniej łączą się z podłożem,

• ogniotrwałe - do murowania ścian z cegieł ogniotrwałych, przygotowywane np. z zmielonego proszku szamotowego lub glin ogniotrwałych zmieszanych z wodą,

• ciepłochronne - najczęściej cementowo-wapienne z zastosowaniem lekkich kruszyw, do murowania ścian z bloczków pianobetonowych, itp.

• zaprawy przygotowane fabryczne:

• suche mieszanki zaprawy cementowej, cementowo-wapiennej, gipsowej i inne o podobnym zastosowaniu jak przygotowane od podstaw na miejscu budowy

• suche mieszanki do szpachlowania ścian

• zaprawy klejowe do przyklejania np. płytek ceramicznych,

• zaprawy klejowe do łączenia elementów np. bloczków z pianobetonu

• cienkowarstwowe wyprawy tynkarskie oparte na żywicach akrylowych i innych do wypraw zewnętrznych i wewnętrznych (w tym tynki na warstwie ocieplenia)

• zaprawy do wykonywania posadzek (jastrychów) jako podkładów pod podłogi itp.

• zaprawy bezskurczowe do napraw, uzupełnień elementów budowlanych (betonowych)

• i inne.

W celu modyfikacji naturalnych właściwości zapraw stosuje się domieszki.

Właściwości zaprawy:

• dla zapraw świeżo zarobionych:

• urabialność,

• wydajność objętościowa próbnego zarobu,

• plastyczność,

• gęstość objętościowa,

• czas zachowania właściwości roboczych,

• zdolność utrzymania wody (więźliwość, retencja),

• podatność do samoczynnego wydzielania wody,

• podatność na rozwarstwianie się,

• zawartość powietrza.

• dla zapraw stwardniałych:

• wytrzymałość na zginanie,

• wytrzymałość na ściskanie,

• wytrzymałość na rozciąganie,

• nasiąkliwość,

• wilgotność,

• gęstość objętościowa,

• kapilarne podciąganie wody,

• mrozoodporność,

• skurcz,

• współczynnik rozmiękania,

• przyczepność zaprawy do podłoża.

2. Badanie konsystencji zaprawy

1. Metoda normowa

Ćwiczenie polega na określeniu głębokości zanurzenia stożka pomiarowego w zaprawie - mierzonej w centymetrach po tworzącej stożka.

2. Metoda wykonana na zajęciach

Metoda wykonywana na zajęciach odpowiadała normie. Wykonano 6 zapraw, które mieszane były ręcznie.

Skład zaprawy normowej:

450 g cementu, 1350 g piasku, 225 g wody.

Składy pozostałych zapraw podano w tabeli (Lp. odpowiada dalszemu przyporządkowaniu zapraw)

Lp.	Skład zaprawy
1. ZN	Zaprawa normowa (skład jak wyżej)
2. ZN+10%V	405 g cementu, 10% popiołów lotnych (45 g), 1350 g piasku, 225g wody
3. ZN+10%L	405 g cementu, 10% mączki wapiennej (45 g), 1350 g piasku, 225g wody
4. ZN+1%S	450 g cementu, 1350 g piasku, 220,5 g wody, 1 % superplastyfikatora (4,5 g)
5. ZN+10%V+1%S	405 g cementu, 10% popiołów lotnych (45 g), 1350 g piasku, 220,5 g wody, 1 % superplastyfikatora (4,5 g)
6. ZN+10%L+1%S	405 g cementu, 10% mączki wapiennej (45 g), 1350 g piasku, 220,5 g wody, 1 % superplastyfikatora (4,5 g)

Wyniki opadu stożka:

Lp.	Wynik [cm]
1.ZN	5,0
2. ZN+10%V	4,5
3. ZN+10%L	3,5
4. ZN+1%S	8,0
5. ZN+10%V+1%S	7,5
6. ZN+10%L+1%S	6,5

3. Badanie wytrzymałości próbek

Zaprawy przełożono do formy beleczkowej formując 3 beleczki o wymiarach 4 x 4 x 16 cm i oznaczono. Po okresie dłuższym niż 24 h rozformowane beleczki przeniesiono do wanien wypełnionych wodą o temp. 20 - 21 ^oC.

Następnie, po uzyskaniu właściwości wytrzymałościowych beleczki poddano badaniu na wytrzymałość na zginanie i ściskanie 28 dni od wykonania zapraw, następnie 56 dni oraz 63 dni.

Oznaczanie wytrzymałości na zginanie przeprowadzono przez położenie beleczki na podporach i obciążeniu siłą skupioną w środku rozpiętości. Wyniki pokazuje tabela.

Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie przeprowadzono na połówkach beleczek. Siłę niszczącą przekazywano przy użyciu podkładek metalowych. Wyniki są przedstawione w tabelach poniżej.

4. Wyniki badań

Wyniki po 28 dniach

Lp.	Wytrzymałość na zginanie [MPa]	Wytrzymałość na ściskanie [MPa]			Średnia wytrzymałość na ściskanie [MPa]
				I połówka		II połówka
1.ZN	5,8	47,18		45,81	46,49
2. ZN+10%V	6,0	30,43		34,93	32,68
3. ZN+10%L	4,7	34,00		38,12	36,06
4. ZN+1%S	5,2	52,12		48,18	50,15
5. ZN+10%V+1%S	6,2	48,25		45,62	46,98
6. ZN+10%L+1%S	5,0	39,18		37,37	38,27

Wyniki po 56 dniach

Lp.	Wytrzymałość na zginanie [MPa]	Wytrzymałość na ściskanie [MPa]			Średnia wytrzymałość na ściskanie [MPa]
				I połówka		II połówka
1.ZN	6,5	47,50		49,50	48,50
2. ZN+10%V	5,6	36,93		37,31	37,12
3. ZN+10%L	5,4	37,00		39,75	38,37
4. ZN+1%S	6,15	50,12		52,87	51,49
5. ZN+10%V+1%S	5,7	46,68		43,56	45,12
6. ZN+10%L+1%S	5,3	42,75		39,06	40,90

Wyniki po 63 dniach

Lp.	Wytrzymałość na zginanie [MPa]	Wytrzymałość na ściskanie [MPa]			Średnia wytrzymałość na ściskanie [MPa]
				I połówka		II połówka
1.ZN	7,0	49,80		47,68	48,74
2. ZN+10%V	5,3	31,18		34,31	32,74
3. ZN+10%L	6,2	41,12		32,87	36,99
4. ZN+1%S	5,9	55,75		42,43	49,09
5. ZN+10%V+1%S	6,0	49,60		50,30	49,95
6. ZN+10%L+1%S	5,2	38,31		38,87	38,59

Badanie oparte było na normie: PN-EN 196-1:2006.

Niedokładności mogą być uzasadnione, przez niewielkie błędy podczas ważenia poszczególnych składników, oraz ich rozmieszaniu.

5. Interpretacja wyników badań oraz wnioski

Przy badaniu konsystencji zaprawy widać, że superplastyfikator znacznie zmniejsza gęstość zaczynu. Popiół lotny wpływa na większą gęstość zaczynu. Mączka wapienna zwiększa gęstość jeszcze bardziej niż popiół lotny.

Przy wytrzymałości na zginanie i ściskanie obserwujemy, że w porównaniu do zaprawy normowej superplastyfikator znacznie przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości. Zaprawa z dodatkiem popiołu lotnego zwiększyła swoją wytrzymałość w stosunku do zaprawy normowej, a zaprawa z dodatkiem mączki wapiennej zmniejszyła nieco swoją wytrzymałość. Zaprawy z domieszką popiołu lotnego lub mączką wapienną oraz superplastyfikatorem znacznie zwiększyły swoją wytrzymałość. Można również zauważyć że na przestrzeni 63 dni wytrzymałość na ściskanie wszystkich próbek wzrastała. Jedynie próbka składająca się z zaprawy normowej z dodatkiem mączki wapiennej i superplastyfikatora wykazała się spadkiem wytrzymałości.

---