MATERIAŁY BUDOWLANE |
|||
Temat:
Badanie cech technicznych cementu |
Wykonali:
|
||
Rok: |
Semestr: |
Grupa: |
Ocena: |
2003/04 |
3 |
9 |
|
Cement portlandzki jest spoiwem hydraulicznym produkowanym w 80% z wapieni, resztę surowców stanowi glina i ewentualnie margle. Składniki te wypala się w obrotowym piecu w temperaturze 1450° C. Istnieją dwie metody produkcji cementu:
sucha: składniki po wstępnym zmieleniu wprowadza się do pieca w postaci suchej. Jest to metoda mniej energochłonna .
mokra: składniki wprowadza się do pieca w postaci szlamu, zużywa się przy tym jednak więcej energii, gdyż jest potrzebna do odparowania wody. Długość pieca używanego w metodzie mokrej to około 150 metrów
Z wypalonych surowców powstaje klinkier cementu .
Cementy w zależności od składu dzielimy na 5 rodzajów:
CEM I - 95-100% klinkieru, 0-5% dodatków(głównie gips dwuwodny)
CEM II - cement portlandzki zawierający dodatki:
żużel wielkopiecowy (S)
popiół lotny krzemionkowy(V)
popiół lotny wapienny (W)
wapień (L)
pył krzemionkowy
W zależność od ilości dodatków określa się cementy symbolem
A (6-20%), B(21-35%)
CEM III - cement hutniczy, zawiera 36-65% lub 66-80% żużla wielkopiecowego, resztę stanowi klinkier
CEM IV - cement pucolanowy: klinkier + popiół lotny + pył krzemionkowy
W zależność od ilości dodatków określa się cementy symbolem A (11-35%), B(36-55%)
CEM V - cement wieloskładnikowy; klinkier + inne składniki do 50%
Stosuje się tu pył krzemionkowy, popiół lotny, żużel wielkopiecowy
W zależność od ilości dodatków określa się cementy symbolem A (11-30%), B(36-50%)
Wyróżniamy klasy cementu, które określają wytrzymałość na ściskanie:
Klasy: |
Wytrzymałość na ściskanie [Mpa] |
Czas wiązania |
||||
|
wczesna |
normowa |
|
|||
|
2 dni |
7 dni |
28 dni |
Początek [min] |
Koniec [h] |
|
32,5N |
- |
>=16 |
>=32,5 |
<=52,5 |
>=60 |
<=12 |
32,5R |
>=10 |
- |
|
|
|
|
42,5N |
>=10 |
- |
>=42,5 |
<=62,5 |
|
|
42,5R |
>=10 |
- |
|
|
|
|
52,5N |
>=10 |
- |
>=52,5 |
- |
>=45 |
<=10 |
52,5R |
>=10 |
- |
|
|
|
|
R- oznacza cement o podwyższonej wczesnej wytrzymałości
N- cement normalny
Oznaczenie cech mechanicznych i fizycznych
Oznaczenie wytrzymałości
Wytrzymałość na ściskanie: przeprowadza się na beleczkach 40x40x160 mm, najczęściej już przepołowionych po badaniu wytrzymałości na zginanie. Beleczki są wytwarzane z zaprawy o konsystencji plastycznej, zawierającej 1 część masy cementu i 3 części masy piasku normowego, przy stosunku wodno-cementowym 0,50. w badaniu używa się podkładek metalowych o powierzchni 1600 mm2
Oznaczenie czasu wiązania
Jako czas wiązani przyjmuje się okres, po którym igła zanurza się do określonej głębokości w zaczynie cementowym o konsystencji normowej. Czas wiązania określa jego początek i koniec. Początek określa się gdy igła zanurza się na odległość 1-4 mm od płytki szklanej, na której stoi pierścień z badanym zaczynem. Koniec określa czas, gdy igła(zaopatrzona w pierścieniową zakładkę) zanurza się na głębokość 0.5 mm w twardniejącym zaczynie.
Oznaczenie stałej 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.
Obliczanie konsystencji normowej
Badanie wykonujemy używając aparatu Vicata. Polega ono na określeniu odpowiedniej ilości wody potrzebnej do uzyskania konsystencji normowej zaczynu. Najpierw odmierzamy 500 g cementu i dodajemy określoną ilość wody, np.150 g Cement i wodę umieszczamy w mieszarce normowej określonej w PN-EN 96-1. Czas wsypywania cementu powinien wynosić co 5-10 sekund. Następnie uruchamiamy mieszarkę na 90 sek. Na wolne obroty, następnie wykonujemy 15 sekundową przerwę i mieszamy przez kolejne 90 sekund. Wymieszany zaczyn przelewamy z nadmiarem do pierścienia umieszczonego na płytce szklanej, nadmiar zbieramy za pomocą prostokątnego narzędzia z górnej powierzchni pierścienia tak, by zaczyn miał gładką powierzchnię. Bolec aparatu Vicata ustawiamy równo z powierzchnią zaczynu, a następnie go zwalniamy. Jeśli zatrzyma się w odległości 5-7 mm nad powierzchnią płytki to otrzymaliśmy konsystencję normową. Badanie powtarzamy tak długo, dobierając odpowiednią ilość wody, aż osiągniemy odpowiedni wynik.
Wyniki badania określenia konsystencji normowej zaczynu cementowego
1 podejście:
masa cementu: 500 g
masa wody: 150 g
wskaźnik wodno-cementowy: 0,3
wynik: odległość bolca od płytki: 0 mm
wymagania normowe: 5-7 mm
wniosek: nie jest to konsystencja normowa, nadmiar wody
2 podejście:
masa cementu: 500 g
masa wody: 140 g
wskaźnik wodno-cementowy: 0,28
wynik: odległość bolca od płytki: 0 mm
wymagania normowe: 5-7 mm
wniosek: nie jest to konsystencja normowa, nadmiar wody
3 podejście:
masa cementu: 500 g
masa wody: 135 g
wskaźnik wodno-cementowy: 0,27
wynik: odległość bolca od płytki: 7 mm
wymagania normowe: 5-7 mm
wniosek: jest to konsystencja normowa, odpowiednia ilość wody
Przygotowanie próbek do badań wytrzymałościowych
Do oznaczenia użyliśmy:
1350g piasku normowego
450g cementu
225g wody
Zaprawa była mieszana mechanicznie w mieszarce normowej, następnie zagęszczona za pomocą znormalizowanej wstrząsarki. Najpierw napełnia się formy do połowy i wstrząsa przez 90 sekund, potem dopełnia się formy i wstrząsa przez następne 90. Próbkę składa się na 28 dni, a następnie bada wytrzymałość na ściskanie