🧱 Czas wiązania cementu (Vicat)

Budownictwo PN-EN 196-3

Przegląd

STATUS (stan na 28.10.2026). PN-EN 196-3:2016-12 — wersja polska, opublikowana 12.01.2018, wprowadza EN 196-3:2016 [IDT]; zastąpiła PN-EN 196-3+A1:2011. Norma aktualna — bez adnotacji o wycofaniu.

ZAKRES (rozdz. 1). Norma podaje metody oznaczania konsystencji normowej, czasów wiązania i stałości objętości cementów. Dotyczy cementów powszechnego użytku oraz innych cementów i materiałów, których normy ją powołują; może nie nadawać się do cementów o bardzo krótkim początku wiązania. Opisuje metody odniesienia i dopuszcza — w uwagach — procedury i aparaturę alternatywną, jeżeli wyskalowano je względem metod odniesienia; w sporze stosuje się wyłącznie metody odniesienia. Załącznik A (informacyjny) opisuje alternatywną metodę oznaczania czasu wiązania.

ZASADY (rozdz. 3). Zaczyn o konsystencji normowej stawia określony opór zagłębianiu się znormalizowanego trzpienia; potrzebną ilość wody ustala się próbami z zaczynami o różnej zawartości wody. Czas wiązania wyznacza się, obserwując zagłębianie się igły w zaczyn o konsystencji normowej, aż osiągnie określoną wartość. Stałość objętości ocenia się na podstawie rozszerzania się zaczynu, które pokazuje wzajemne przesunięcie dwóch wskazówek przyrządu Le Chateliera.

LABORATORIUM I MATERIAŁY (rozdz. 4). Temperatura pomieszczenia (20 ± 2) °C, wilgotność względna co najmniej 50 %; temperaturę i wilgotność powietrza oraz temperaturę wody w pojemnikach zapisuje się co najmniej raz dziennie w czasie badań. Cement, woda i aparatura mają temperaturę (20 ± 2) °C. Zaczyn przygotowuje się z wody destylowanej albo dejonizowanej; do przechowywania i gotowania próbek wolno użyć wody pitnej. Waga z dokładnością ± 1 g, cylinder miarowy albo biureta ± 1 ml, mieszarka według PN-EN 196-1, czasomierz ± 1 s, przyrząd pomiarowy ± 0,5 mm.

APARAT VICATA (p. 5.1, rys. 1). Masa części ruchomych (300 ± 1) g, ruch pionowy bez wyczuwalnego tarcia. Trzpień do konsystencji normowej — walec o średnicy (10,00 ± 0,05) mm i długości roboczej co najmniej 45 mm; igła do początku wiązania — średnica (1,13 ± 0,05) mm; igła z nasadką pierścieniową do końca wiązania, z której igła wystaje o (0,5 ± 0,1) mm. Forma z twardej gumy, tworzywa albo mosiądzu, walcowa albo — najlepiej — w kształcie ściętego stożka, o głębokości (40,0 ± 0,2) mm i średnicy wewnętrznej (75 ± 10) mm, na płytce podstawowej grubości co najmniej 2,5 mm z materiału nieprzepuszczalnego, np. szkła. Przy oznaczaniu czasu wiązania forma z zaczynem stoi w pojemniku z wodą, a do końca wiązania odwraca się ją do góry dnem.

KRYTERIA. Konsystencja normowa — trzpień zatrzymuje się (6 ± 2) mm nad płytką podstawową. Początek wiązania — czas od chwili zerowej, po którym igła zatrzymuje się (6 ± 3) mm nad płytką. Próbki do oznaczania czasu wiązania przechowuje się zanurzone w wodzie o temperaturze (20,0 ± 1,0) °C. Koniec wiązania — czas, po którym igła z nasadką zagłębia się w zaczyn już tylko na ok. 0,5 mm, czyli ślad zostawia sama igła, a nie nasadka; wynik potwierdza się w dwóch kolejnych miejscach próbki. Koniec wiązania podaje się w minutach zaokrąglonych do 5 min. Próbki do badania stałości objętości przechowuje się w wilgotności względnej co najmniej 90 %, a oznaczenie wykonuje się jednokrotnie.

WYMAGANIA DLA CEMENTU (PN-EN 197-1:2012, tablica 2). Początek wiązania: co najmniej 75 min dla klasy 32,5, 60 min dla klasy 42,5 i 45 min dla klasy 52,5. Stałość objętości (rozszerzalność): nie więcej niż 10 mm dla wszystkich klas. Dla końca wiązania tablica nie podaje wymagania.

CZEGO TU NIE PODAJEMY. Sposobu napełniania formy, odstępów czasu między kolejnymi opuszczeniami igły, czasu gotowania i sposobu pomiaru w badaniu stałości objętości (p. 5.2.2–7.4) oraz danych precyzji (uwaga do p. 6.2.2) i metody alternatywnej (załącznik A) — znamy tylko tytuły tych punktów. Kryteria podane wyżej pochodzą z listy zmian technicznych normy z 2005 r. i z rysunku 1 obecnego wydania; wydanie z 2016 r. zmieniło wobec poprzedniego powołania normatywne, dodało dane precyzji i zaokrąglanie końca wiązania do 5 min.

Zasada metody

Najpierw ustala się ilość wody dającą zaczyn o konsystencji normowej: 500 g cementu miesza się z wodą mieszarką według stałego programu (łącznie 3 minuty pracy), napełnia formę Vicata i sprawdza zagłębienie trzpienia o średnicy 10 mm — zaczyn ma konsystencję normową, gdy trzpień zatrzymuje się (6 ± 2) mm nad płytką podstawową.

Z zaczynu o konsystencji normowej oznacza się czas wiązania: forma stoi w wodzie o temperaturze (20,0 ± 1,0) °C, a igłę o średnicy 1,13 mm opuszcza się kolejno, aż zatrzyma się (6 ± 3) mm nad płytką — to początek wiązania liczony od chwili zerowej (rozpoczęcia mieszania). Koniec wiązania wyznacza się na odwróconej formie igłą z nasadką pierścieniową: to chwila, od której zaczyn zostaje nakłuty tylko na ok. 0,5 mm i nasadka nie zostawia śladu. Stałość objętości ocenia się przyrządem Le Chateliera — miarą jest rozszerzalność zaczynu pokazana przez wzajemne przesunięcie dwóch wskazówek.

Zastosowania

• Ocena zgodności cementu z jego specyfikacją — dla cementów powszechnego użytku wymagania PN-EN 197-1 (początek wiązania, stałość objętości)
• Cementy i materiały, których normy powołują PN-EN 196-3
• Rozstrzyganie sporów — wyłącznie metodami i aparaturą odniesienia
• Badania rutynowe metodami alternatywnymi (np. aparatem automatycznym) — po wyskalowaniu względem metod odniesienia

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 196-3:2016-12

Tytuł (PL)

Metody badania cementu — Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości

Title (EN)

Methods of testing cement — Part 3: Determination of setting times and soundness

Procedura krok po kroku

1. Warunki badania

   Pomieszczenie (20 ± 2) °C, wilgotność względna co najmniej 50 %; cement, woda i aparatura w (20 ± 2) °C. Temperaturę i wilgotność powietrza oraz temperaturę wody w pojemnikach zapisywać co najmniej raz dziennie (p. 4.1).

   🌡 Temperatura: 20 ± 2 °C

2. Mieszanie zaczynu

   Odważyć 500 g cementu (± 1 g) i wodę, np. 125 g (± 1 g albo ± 1 ml). Wlać wodę i wsypać cement do misy w ciągu 10 s; od razu uruchomić mieszarkę na małej prędkości i zapisać chwilę zerową z dokładnością do minuty. Po 90 s zatrzymać na 30 s i zgarnąć zaczyn ze ścianek i dna na środek misy, potem mieszać jeszcze 90 s na małej prędkości — łącznie 3 min pracy; czasy etapów z dokładnością ± 2 s (p. 5.2.1).

3. Konsystencja normowa

   Zaczynem napełnić formę Vicata i opuścić trzpień o średnicy 10 mm. Zaczyn ma konsystencję normową, gdy trzpień zatrzymuje się (6 ± 2) mm nad płytką podstawową; jeśli nie — powtórzyć z inną ilością wody. Ilość wody ustala się próbami z zaczynami o różnej zawartości wody (rozdz. 3).

4. Początek wiązania

   Formę z zaczynem o konsystencji normowej przechowywać zanurzoną w wodzie o temperaturze (20,0 ± 1,0) °C. Igłę o średnicy (1,13 ± 0,05) mm opuszczać kolejno; początek wiązania to czas od chwili zerowej, po którym igła zatrzymuje się (6 ± 3) mm nad płytką podstawową.

   🌡 Temperatura: 20,0 ± 1,0 °C

5. Koniec wiązania

   Formę odwrócić do góry dnem i zastosować igłę z nasadką pierścieniową. Koniec wiązania to czas od chwili zerowej, po którym igła zagłębia się już tylko na ok. 0,5 mm — ślad zostawia igła, a nie nasadka; wynik potwierdzić w dwóch kolejnych miejscach i podać w minutach zaokrąglonych do 5 min.

6. Stałość objętości

   Przyrządem Le Chateliera z zaczynu o konsystencji normowej; próbki przechowywać w wilgotności względnej co najmniej 90 %, oznaczenie wykonać jednokrotnie. Miarą jest rozszerzalność zaczynu — wzajemne przesunięcie dwóch wskazówek przyrządu, w mm.

7. Ocena i sprawozdanie

   Wyniki porównać ze specyfikacją cementu — dla cementów według PN-EN 197-1: początek wiązania co najmniej 75 min (klasa 32,5), 60 min (42,5) albo 45 min (52,5), stałość objętości nie więcej niż 10 mm.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Norma nie zawiera wymagań bezpieczeństwa — zasady ustala laboratorium na podstawie oceny ryzyka i karty charakterystyki cementu
• Badanie stałości objętości wymaga gotowania próbek — ryzyko oparzenia wrzącą wodą i parą

Najczęstsze pytania