CECHY TECHNICZNE SPOIW MINERALNYCH

- {CECHY TECHNICZNE SPOIW MINERALNYCH
Spoiwa mineralne to wypalone i sproszkowane surowce mineralne, które po wynieszaniu
z wodą dzięki reakcjom
chemicznym, wiązą i hvardnieją (ptasĘczna lub ciekła mieszanina spoiwa
z'woaą zwiększa stopnio,io swoją lepkośc,
przechodząc w stan stały, charakteryzujący się określonymi właściwościami
fizycznymi i mechanicznyni).
Zewzględunarodzaj surowca użytego do produkcji spoiwa dzieli się je na:
- spoiwa wapienne i cementowe (główny składnik mineralny C;Co3)
_
spoiwa gipsowe i anhydrytowe (surowiec CaSoł.2H2o lub CaSoa)
- spoiwa magnezjowe (produkowane ze skał zawieĘących MgCo3 lub MgCo3 .CaCo3)
- spoiwa kzemianowe (oparte na szkle wodnym).
Ze wzgledu na zachowanie się w środowisku wodnyn spoiwa mineralne dzieli się na:
- spoiwa powietrzne - wiązą po zarobieniu wodą ale tylko na powietrzu. Nalezą do nich
wapna' spoiwa gipsowe,
magnezjowe i krzemianowe.
- spoiwa hydrauliczne - wiąząpo zarobieniu wodą zarówno na powietrzu jak i w środowisku
wodnyn. Nalezą do nich
wapno hydrauliczre i cemenĘ.
Mieszanina spoiwa z wodą nosi nazwę zaczynu' np. zaczyn cementowy, zacryIn gipsowy.
Zac4ln zmieszany
z piaskiem lub innyn drobnym krusąrłem tworry zaprawę,np. cementową wapienną
itp.
Właściwości
spoiw mineralnych charakteryzuj ą następuj ące cechy techniczne:
- stopień rozdrobnienia,
- konsystencja,
- czas wiązania,
- stałoścobjętości,
- cechy wy,trąlmałościowe.
7'aczyn o konsystencji normowej to zacĄln o odpowiednio dobranej
ilościwody, wykazujący określony normami stopień
ciekłości.
Czas wiązania (początek i koniec wiązania) jest to czas mierzony od momęntu zmieszania spoiwa z wodą
do momentu
uzyskania przez zaczW okeślonego stopnia zgęstnienia, mierzonego zgodnie z obowiazującymi przepisami
normowymi.
Jako czas wiązania podaje się czas początku i czas końca wiązania a pomiar wykonuje
ZacĄln1 o konsystencji
normowej.
'ii'alu
podożqdhtaęD
Qgiłro' - ilośćr^nJu( clqcl<rhą- dę, slpoiyro_ mzr^:olq,io'<.o- q"^łs[o; a.-ŁT}t^O
Gips budowldny jest to spoiwo minerfine, którego główJym skład$ikiem
iest' ioł,"oonv lr.Fmłt';ffiaPĘ{
otrzymywany przez częściowe odwodnienie kamienia gipsowego w procesie obróki termicanej:
420+450K
CaSoł'2Hzo
kamień gipsowy
badań o
CaSoa.1/2H?o
gips pófuodny
+
3/ŻH2aI
Gatunek gipsu budowlanego okreśIa wy'lrzymałoŚć na ściskaniew MPa po wysuszeniu do stałej masy' Próbki do
Ę'rniarich 4x4x16 cm wykonuje się z zaczynu o konsystencji normoweJ (normalnej).
W zalezności od wytrryrnałościna ściskanierozróŻnia się dwa gatunki gipsu budowlanąo: GB-G6 i GB-G8 a w
zaleŻnościod stopnia rozdrobnienia wyróalia się w obu gafunkach rodzaj gipsu drobnomielonego D (gips modelowy)'
Konsystencja normowa zaczynu gipsowego to konsystencja, prry któĘ rozpĘ* ,u"ryru badany na'tarcry
Southarda wynosi 180+0,5 mm.
Uziarnienie spoiw gipsowych decyduje o szybkości wiązania z wodą
tworzłrrva' oznacza się je metodą ana|iry sitowej.
ijakościotrą/manego po sfiłardnieniu
Cement portlandzki jest to spoiwo mineralne otrzymywane przez wypalenie mieszanirry wapieni i surowców
ilastych. otrzymany w tym procesie klinkier cementowy mieli się z różnymi dodatkami. MinerĄ cementowe pod
wiąze
wpływem wody ulegająprocesowi uwodnienia, w wyniku którego uąyskany zacĄInzmienia swój stan ciókłości,
twardnieje.
i
Klasa wytrzyłnałościcementu to liczba odpowiadająca minimalnej w1łrąymałościna ściskaniew MPa zbadanej
na próbkach zaprawy normowej w postaci beleózek o wymiarach 4xłxt6cm po 28 dniach ich przechowywania
'
w okeślonych nomą warunkach'
Zaprawa normowa składa się z1 częśeiwagowej cementu (450 g),3 częściwagowychpiasku normowego (1350
g) i 0,5 części wagowych wody (225cm3), jest mieszana, formowana i przóchowywunu *-oł'.slonych normą warrinLact''
Stopień rozdrobnienia cementu okeślasięprzezpomiar powierzchi właściwejpróbki metodą Blaine'a.
Powierzchnia właściwato sumaryczna powierzchnia wszystkich ziaren zawaĘ"L * t g materiafu sypkiego.
Zaczyn cementowy o konsystencji normowej to zaczyn o odpowiednio dobranej ilosci woay, wykazujący
okreśiony normami stopień ciekłości(trzpień aparatu Vicata w określonymczasie zaruxzu
* zacąlnie nu głęuot ose
5+7mm od dna).
'ię
-t,o
Stalośćobjętości oznaczA się mierząc
:ąc zmianę objętości
objętościzacrynu
zaczynucementowego
cementowego
wokreślonynnorrnąurządzeniu.
{
I
konsysten'ji non'o*'j
Cechy techniczne spoiw gipsowych i cementowych
W zaleŹności od gatunku (GB-G6 i GB-G8) i rodzaju, gips budowlany powinien odpowiadać wymaganiom podanym
w tablicy (wg PN-B-3004l:l997). Cementy portlandzkie powinny spełniać w;rmagania dotyczące właściwości
ftzycznych i mechanicznych podane w tablicy 2 (wg PN-EN 197-1).
l
Tablica
I
gipsu budowlanego
Właściwości
Wynagania
GB-G6
GB-G8
GBD-G6
GBD-G8
Wytrzymałośćna
po2h
3
4
3
4
ściskanie, MPa,
nie mniei niz
Wytrzymałośćna
zginanie, MPa,
nie mniei niz
po wysuszeniu do stałej masy
6
I
6
8
1.8
2
1.8
Ż
Ą
5
4
5
Odsiew na sicie
boku oczka
1,0
kwadratowego,
0,75 mm
%o,
nie więcej niz
Czas wiązania
po2h
po wysuszeniu do stałej nrasy
n{
mm
0,0
0,2 mm
1s
2
początek wiązania najwcześniej
3
6
po upływię' min.
koniec więania najpóaliej
po
30
upłvwie. min.
0,Ą
Tablica 2
Właściwości
cementu portlandzkiego
Klasa wytrąymałości
Wymagania
32,5
Wytrzymałośćna
ściskanie, MPa
wczesna po 2 dniach
wczesna po 7 dniach
poczatek. min
42.s R
<r{
52,5 R
>10
>10
>20
>24
>30
>?? s
<5? 5
>42,5
<62,5
>75
>60
R
>16
norrnowa po 28 dniach
Czas wiązania
42,5
32,5
>75
>a)
<
>60
koniec. h
Stałośó obietości.mm
>5?
>52,5
<62,5
Ś10
WYKONYWANE OZNACZENIA
Oznaczenia dla gipsu budowlanego nalezy wykonać zgodnie zzaleceniami zawartymi w skrypcie.
>45
5
-3Oznaczenia dla cementu
Stopień zmielenia cen]entu jest wyrazony wielkością powierzchni właściwej,
a do jej obliczenia wykorąlstuje się
pomiar czasu niezbędnego do przepływu określonej ilościpowietrzaprzpzsprasowaną
warstwę cementu o danej wielkości
i porowatości' W warunkach normowych powierzchnia właściwajest propoĘonalna do przy
I,
ozym t aznacza czas
niezbędny do przepływu określonej ilościpowietz,a przez ,prńo**ą
warstwę cęmentu. Metoda ta jest nietodą
porównawcą i dlatego aparat Blaine'a wymaga kalibrowania przy uĘciu
cementu wzorcowego o znanej powierzclrni
właściwej.
Po wykalibrowaniu aparatu (studenci tych czynności nie wykonuj{ naleĄ przygotować
naważkęcementu
m=qV(l-e)
.
'??:
gdzie: q - gęstośc cementu
V _ objętośćkomory aparatu Blaine'a
e - porowatośćcementu, dla cenentu portlandzkiego e=0,5
Na doinej krawędzi komory ułożryćpłytkę perforowaną i nanyi ją kązkiem-bibuły
fi|tracyjnej. Krązek docisnąć crysĘm,
suchym pręcikiem, aby ściśleprry|egał do p|'tki. Do komory ń'ypuc odważonąilosc
cómentu n' Na warstwę cementu
nałoĘćkrĘekbibuły filtracyjnej. Do komory wprowadzic tłok do zetknięcia z krążkiem bibuły
a następnie nacisnąc tłok
ostrożnie ]ecz mocno w dół' do zetknięcia jego główki z komorą.Warstwa cementu jest
teraz sprasowana i przygotowana
do badania przepuszczalności powietrza.
Konlorę umieścićw gómej częścimanometru uszcze]niając połączenie smarem,
Sprawdzic szczelnośc aparatu wg
wskazówek prowadzącego' Następnie otworzyc kran odcinający i'dtprowad zić
cięczmanometryczną do najwyzszej keski'
Zaml<nąć kran odcinający i obserwowac opadanie ciecry. włą."yc ,iop"., gdy
cieczosiągnie diugą kreskę i wyłączyc, gdy
osiągnie trzecią kreskę na rurcę manometru. Zanotowac czas /' PowierzcłmĘ
właściwą,Sib|icąlć zewzoru:
':;*
gdzie:
Qo -
qts
Ss-
so
rcm2/g.
gęstośó cemęntu wzorcowego
gęstośćcemenfu badanego
czas przepływu powietrza dla cementu wzorcowego
powierzchnia właściwacementu wzorcowego
2. Oznac?anie konsvstencii normowei zaczvnu cementowego
Aparat Vicata z bolcem wyregulować przed badanieln; w tym celu bolec umieŚcić na szklanej pĄ'tce
i stawić
wskazówkę w punkcie zelowym skali. Bolec podnieśćdo pozycji wyjśtiowej'
odwaĄe 500 g cementu. odmierzyć okreśIoną np, 125cm3, ilośó wody i wlać ją do miski mieszarki.
Cement
wsypać ostroznie do wody w czasie 5 do 10 s. Włącryć stoper i uruchomić mieszarkę
na wolnych obrotach na 90 s. Po 90 s
zatrrymac mieszarkę na 15 s, zacryn cementowy przyczepiony do bocznych scianek
miski zojąe dołączyĆ do zaczynu
w misce' Włącryć ponownie mieszarkę na 90 s. CałkowiĘ czas mieszania wynosi 3 min.
Moana stosowac mieszanie ręczne, pod waruŃiem, Że datakie same wyniki jak mieszanie mechaniczne.
PĄĄkę szklaną aparatu Vicata lekko nasmarowac' Wymieszany z'acryn wlać do pierścienia Vicata
umieszczonego
na płytce, wyrównać nożem do poziomu górnej krawędzi pierścienia i ustawlc pod
bolcem aparatu Vicata' Bolec opuŚcić
ostroznie do powierzchrń zacłlnu. Po 4 min. od zakończenia wsypyłvania cemęntu
do wody nłolnić bolec tak, aby
zarusrzał się pionowo w środku zacTwu cementowego. odczstać głębokość
zanurzenjaw momęncie, gdy bolec przestanie
zagłębiać się w zacąlnie,jednak najpóariej po 30 s.
Zacryn posiada konsystencję norTnową gdy odległośćmiędzy płytką a bolcem osiąga 5 do 7 Irul. Jeśli
otrzyna
się inny wynik, badanie naleĄ powtórzyć ze m'ńenioną ilościąńoo-y. ólu,u"ryn o korriystencji
normowej obliczyć
stosunek wodno-cementowy w/c jako stosunek masy wody do masy cementu.
i
3. Oznaczanie czasu wiazania cementu
onlaczanie czasu początku i końca wiąania przeprowadza się na zaczynie o konsystencji normowej. Zasady
oznaczenia sąpodobne, jak dla spoiw gipsowych.
Za początek wiązania uznaje się czas, jaki upłynąłod momentu wsypania cementu do wody do chwili, gdy
odległośćigły aparatu Vicata od szklanej płytki wyniesie 4+l mm. Za koniec wiązania uznaje
się czas, który upĘnął
między wsypaniem cementu do wody do momentu, gdy igła aparatu Vicata
się tylko na głębokoŚc o,s mm w
twarni
ej
ącym zaczy n\e cementowym
4. Przvgotowanie próbek do badań wvtrzymałościowvch
^ruriu
Prąygotowanie próbek do oznaczeniawrrymałościna zginanie i ściskanię naleĘ rłrykonać Ściśle wedlug
za|eceń
normowych.
WŁAŚCIWOŚCI TECHNICZNE SPOIW MINERALNYCH
Cement portlandzki CEM I 32,5R
Właściwość
Wynik oznaczenia
Wymagania normowe
Zgodność z wymaganiami
normy
Powierzchnia
właściwa, [cm2/g]
Konsystencja
normowa, w/c
------------------------
Czasy wiązania:
początek, [min.]
koniec, [h]
Stałość objętości,
[mm]
WNIOSEK:
Gips budowlany GB-G8
Właściwość
Wynik oznaczenia
Wymagania normowe
Odsiew na sicie:
1,0 mm, [%]
0,2 mm, [%]
Konsystencja
normowa, w/g
Czasy wiązania:
początek, [min.]
koniec, [min.]
WNIOSEK:
------------------------
Zgodność z wymaganiami
normy