Vlastnosti a zkoušky cementu

Cement je nejdůležitější látkou tvořící beton a působí jako pojivo. Reaguje s vodou a váže agregovaná zrna. Díky tomu má beton po smíchání s vodou měkkou konzistenci, která se po zaschnutí a získání trvanlivosti stává tvrdou. Kvalitní beton si zachovává svou chemickou a fyzickou integritu po celou dobu životnosti před vlivy prostředí a zatížení. Trvanlivost a kvalita betonu jsou přísně závislé na použitých materiálech (cement, kamenivo, voda, chemické a minerální přísady), poměru vody a cementu, výrobních metodách, správném návrhu, stupni zhutnění, obsahu vzduchu a údržbě.

Cílem laboratorních zkoušek je zmapovat a popsat vlastnosti cementu v sypkém, tmelovém i ztvrdlém stavu. Požadavky na složení, značení, třídy a vlastnosti cementů jsou specifikovány v normě ČSN EN 197-1. Stanovení kvality surovin v rámci vlastností betonu se provádí různými zkouškami, které se řídí platnými právními předpisy a normami zveřejňovanými tuzemskými i zahraničními organizacemi, například normami řady ČSN EN 196.

Metody zkoušení cementu

1. Stanovení jemnosti mletí

Pro stanovení jemnosti mletí cementu se používají následující metody:

• Prosévací metoda: Slouží pouze ke stanovení hrubých částic cementu.
• Metoda prosévání proudem vzduchu: Tato metoda stanovuje zbytek po prosévání a je vhodná pro částice, které v zásadě prošly zkušebním sítem 2,0 mm. Může být použita pro stanovení zrnitosti materiálů obsahujících shluky velmi jemných částic, například pro stanovení hodnot na sítech.
• Permeabilní metoda (Blaine): Měří měrný povrch (povrch vztažený na hmotnost) v porovnání s měrným povrchem referenčního vzorku. Stanovení měrného povrchu slouží především pro kontrolu rovnoměrnosti mlecího procesu při výrobě v daném závodě.
• Mikroskopická metoda: Je založena na sledování počtu zrn portlandského slinku a strusky mikroskopem. Zrna portlandského slinku se pod mikroskopem jeví jako tmavá, zrna strusky se jeví jako světlá.

Proces přípravy cementového lůžka pro permeabilní metodu je následující: Děrovaná destička se uloží na opěrný kroužek vnitřní strany komory a přikryje se filtračním papírkem, aby zcela pokryl děrovaný kotouček. Odvážené množství cementu m se bez střásání vsype do komory. Na urovnaný cement se uloží filtrační papírek. Vloží se píst až se dotkne filtračního papírku a pak se opatrně stlačí dolů, až se spodní strana pístu dotkne tělesa komory. Píst se o 5 mm vysune, pootočí o 90° a znovu pevně dotlačí na cementové lůžko, až se píst dotkne tělesa komory. Cementové lůžko je nyní zpevněno a připraveno ke zkoušení. Během zkoušky se sleduje doba průtoku kapaliny přes cementové lůžko.

2. Stanovení normální konzistence a časů tuhnutí

Princip

Cementová kaše normální konzistence projevuje určitý odpor proti vnikání normalizovaného penetračního válečku. Množství vody, potřebné pro takovou kaši, se stanovuje pokusným vnikáním penetračního válečku do kaší s různým obsahem vody. Tuhnutí se sleduje vnikáním jehly do cementové kaše normální konzistence, až je dosaženo určité předepsané hodnoty.

Čtěte také: Palubky ze severského smrku

Zkušební zařízení

• Vicatův přístroj: S ručním ovládáním, penetračním válečkem (délka min. 45 mm, průměr 10,00 ± 0,05 mm) a celkovou hmotností pohyblivé části 330 ± 1g. Před každou zkouškou je nutné zajistit, aby nedocházelo k většímu tření pohyblivých částí přístroje.
• Vicatův prstenec: Z tvrzené pryže, plastu nebo mosazi, kuželový tvar s výškou 40,0 ± 0,2 mm a vnitřním průměrem 75 ± 10 mm. Umísťuje se na podložní skleněnou destičku.

Postup stanovení normální konzistence

1. S přesností ± 1g se naváží 500g cementu a zvolené množství vody (např. 125g).
2. Voda a cement se v co nejkratším čase vnesou do míchačky, přičemž se dbá na to, aby nedošlo ke ztrátám cementu ani vody.
3. Míchačka se uvede do provozu nízkou rychlostí. Zapnutím míchačky začíná měření času (90 sekund).
4. Poté se míchání zastaví na dobu 30 sekund, během níž se stěrkou setře všechna cementová kaše, která ulpí na stěnách a spodní části nádoby, a umístí se do středu nádoby.
5. Míchačka se uvede znovu do chodu nízkou rychlostí na dalších 90 sekund.
6. Vicatův prstenec a podložní destička se lehce potřou olejem. Po zamíchání se kaše bez nadměrného hutnění nebo otřesů naplní s přebytkem do Vicatova prstence, umístěného na podložní destičce. Vzduch v kaši se odstraní poklepáváním prstence.
7. Vicatův přístroj s předem připojeným penetračním válečkem se před zkouškou nastaví do nulové polohy (váleček se spustí na podložní destičku a ukazatel se nastaví na nulovou rysku stupnice). Nato se penetrační váleček zvedne do horní výchozí polohy.
8. Vicatův prstenec na podložní destičce se ihned po uhlazení povrchu kaše postaví středem pod penetrační váleček. Penetrační váleček se pak posune dolů tak, aby byl ve styku s povrchem cementové kaše. V této poloze zůstane 1-2 sekundy, aby se zabránilo počáteční rychlosti nebo většímu zrychlení pohyblivé části.
9. Nato se pohyblivá část rychle uvolní a penetrační váleček se nechá vnikat svisle do středu cementové kaše. Uvolnění válečku musí být provedeno 4 minuty ± 10 sekund po "nulovém čase".
10. Odečtená hodnota, která udává vzdálenost mezi spodní plochou penetračního válečku a podložní destičkou, se zaznamená do protokolu o zkoušce spolu s obsahem vody v cementové kaše v procentech hmotnosti cementu.
11. Zkouška se opakuje s cementovými kašemi, obsahujícími různé množství vody tak dlouho, až je dosaženo vzdálenosti mezi spodní plochou penetračního válečku a podložní destičkou 6 ± 2 mm.

Postup stanovení počátku tuhnutí

1. Vicatův přístroj s jehlou se před zkouškou nastaví do nulové polohy (jehla se spustí středem nádobky na podložní destičku a ukazatel se nastaví na nulovou rysku stupnice).
2. Připevní se jehla s nástavcem o průměru asi 5 mm umožňující pozorovat malé vpichy. Celková hmotnost pohyblivé části musí být 300 ± 1 g.
3. Naplněný prstenec se uloží na podložní destičku do nádobky, doplní se vodou tak, aby povrch kaše byl nejméně 5 mm pod hladinou a vloží se do prostředí s kontrolovanou teplotou při 20,0 ± 1°C.
4. Poté se nádobka s podložní destičkou a prstencem postaví pod jehlu Vicatova přístroje. Jehla se pak posune dolů tak, aby byla ve styku s povrchem cementové kaše. V této poloze zůstane 1-2 sekundy, aby se zabránilo počáteční rychlosti nebo většímu zrychlení pohyblivé části.
5. Nato se pohyblivá část rychle uvolní a jehla se nechá vnikat svisle do středu cementové kaše.
6. Odečtená hodnota, která udává vzdálenost mezi koncem jehly a podložní destičkou, se uvede do protokolu o zkoušce spolu s dobou, která uplynula od nulového času.
7. Vpichy jehly se opakují na stejné cementové kaši v prstenci v různých místech (nejméně 8 mm od okraje prstence, 5 mm od sebe a nejméně 10 mm od předchozího vpichu) ve vhodných časových intervalech (např. 10 minut). Po každém vpichu se jehla ihned očistí.

Postup stanovení konce tuhnutí

1. Naplněný Vicatův prstenec použitý pro stanovení počátku tuhnutí se na podložní destičce obrátí tak, aby vpichy pro stanovení konce tuhnutí mohly být prováděny na straně původně přilehlé k podložní destičce.
2. Prstenec na podložní destičce se ponoří do nádobky a uchovává se v prostředí s kontrolovanou teplotou při teplotě 20,0 ± 1°C.
3. Po vhodné době se prstenec, podložní destička a nádobka postaví pod jehlu Vicatova přístroje, která se pak opatrně posune dolů tak, aby byla ve styku s povrchem. V této poloze zůstane 1-2 sekundy, aby se zabránilo počáteční rychlosti nebo většímu zrychlení pohyblivé části.
4. Nato se pohyblivá část rychle uvolní a jehla se nechá vnikat svisle do cementové kaše.
5. Vpichy jehly se opakují na stejné cementové kaši v prstenci v různých místech (8 mm od okraje prstence a 5 mm od sebe, nejméně 10mm od předchozího vpichu) ve vhodných časových intervalech (např. 30 minut).
6. Zaznamená se čas, kdy jehla poprvé vnikla jen 0,5 mm do cementové kaše spolu s dobou, která uplynula od "nulového času". Koncem tuhnutí je pak doba, kdy kruhový nástavec jehly poprvé zanechal kružnicový obrys na povrchu tvrdnoucí cementové kaše.

3. Stanovení objemové stálosti

Princip

Objemová stálost se stanoví podle změny objemu cementové kaše normální konzistence.

Postup zkoušení

1. Připraví se cementová kaše normální konzistence.
2. Lehce naolejovaná Le Chatelierova objímka se postaví na mírně naolejovanou podložní destičku, ručně se naplní kaší bez výrazného zhutňování nebo potřásání a povrch se zarovná.
3. Objímka se přikryje lehce naolejovanou krycí destičkou a umístí se do vlhkého uložení (t = 20 ± 1°C). Poté se změří vzdálenost mezi hroty tyčinek s přesností 0,5 mm.
4. Objímka se pak zahřívá ve vodní lázni postupně v době 30 ± 5 minut k varu a vaření se udržuje po dobu 3 hodin ± 5 minut.
5. Objímka se vyjme z vodní lázně, ochladí se na teplotu laboratoře a změří se vzdálenost mezi hroty tyčinek s přesností 0,5 mm.
6. Míry se zaznamenají a vypočte se rozdíl s přesností na 1 mm.
7. Je-li rozepnutí větší než je předepsaná hodnota pro cement, provede se opakované stanovení.

4. Stanovení měrné hmotnosti

Princip

Stanovení měrné hmotnosti cementu pomocí pyknometru.

Zkušební postup

1. Suchý a zvážený pyknometr se naplní destilovanou vodou a po osušení se opět zváží.
2. Vodu vylejeme a po vysušení do něj vlijeme kapalinu nereagující s cementem a opět zvážíme.
3. Dále vysušíme pyknometr a vložíme do něj přibližně 2 - 4 g cementu.
4. Cement zalijeme kapalinou tak, aby hladina kapaliny sahala cca 5 mm nad cement, odstraníme vzduchové bublinky a pak doplníme doplna a pyknometr opět po osušení zvážíme.
5. Měrnou hmotnost stanovujeme celkem třikrát.

5. Stanovení pevnosti cementu

Pevnost je nejdůležitější vlastností cementu. Zkoušky pevnosti se provádějí na maltě připravené z cementu.

Příprava malty pro zkoušení cementu

1. Do nádoby míchačky se vnese voda a cement a dbá se, aby nedošlo ke ztrátám vody nebo cementu.
2. Ihned po styku vody a cementu se spustí míchání nízkou rychlostí a současně se zahájí odměřování času míchacích etap ("nulový čas").
3. Po 30 sekundách míchání se v následujících 30 sekundách přidá písek.
4. Poté se míchání přepne na vysokou rychlost a v míchání se pokračuje dalších 30 sekund.
5. Míchání se zastaví na 90 sekund. Během prvních 30 sekund se pomocí stěrky setře malta, která ulpí na stěnách a spodní části nádoby a umístí se do jejich středu.
6. V míchání se pokračuje dalších 60 sekund vysokou rychlostí.

Zhotovení zkušebních těles

1. Do formy s nástavcem se po zapnutí vibračního stolku během 45 sekund plní maltou jednotlivé oddíly formy ve dvou vrstvách.
2. Po naplnění formy se nechá forma vibrovat. Celková doba vibrace je 120 ± 1 s.
3. Po sundání nástavce se zarovná povrch a přebytečná malta se setře.
4. Na formu se položí deska ze skla (plexisklo) a forma se umístí do vlhkého uložení (φ > 90 %).

Stanovení pevnosti v tahu za ohybu

Pevnost v tahu za ohybu se vyjádří průměrnou aritmetickou hodnotou ze tří jednotlivých výsledků sady tří trámečků, kdy každý výsledek je vyjádřen s přesností 0,1 MPa. Zkouška se provádí na polovinách zlomených trámečků. Odlišuje-li se jeden výsledek ze šesti o víc než ±10 % od jejich průměrné hodnoty vyřadí se a aritmetický průměr se vypočítá ze zbývajících pěti výsledků.

Čtěte také: Včela v ČR

Čtěte také: Více o vodovzdorné překližce

tags: #vlastnosti #a #zkoušky #cementu

Oblíbené příspěvky:

• Test pilového kotouče 315x30 na dřevo
• Normativní výzvy u šikmých střech
• Inovace v sádrokartonu
• Prodej palubek a řeziva
• Důležitost parozábrany pro životnost podlahy