🧱 Wytrzymałość cementu

Budownictwo PN-EN 196-1

Przegląd

STATUS (stan na 02.11.2026). PN-EN 196-1:2016-07 — wersja polska, opublikowana 12.01.2018, wprowadza EN 196-1:2016 [IDT]; zastąpiła PN-EN 196-1:2006. Karta nie ma adnotacji o wycofaniu — norma aktualna; w katalogu norm europejskich (iTeh) EN 196-1:2016 ma etap 90.92 — po przeglądzie zdecydowano o nowelizacji. Wydanie 2016 zmieniło wobec wydania 2005 powołania normatywne, dane precyzji wytrzymałości na ściskanie (powtarzalność i odtwarzalność także po 2 i 7 dniach) i program mieszania (wskazanie najdłuższego czasu dodawania składników do misy).

ZAKRES (rozdz. 1). Norma opisuje oznaczanie wytrzymałości zaprawy cementowej na ściskanie i opcjonalnie na zginanie. Dotyczy cementów powszechnego użytku oraz innych cementów i materiałów, których normy ją powołują; może nie nadawać się do niektórych cementów, np. o bardzo krótkim początku wiązania. Metodą ocenia się zgodność wytrzymałości cementu na ściskanie z jego specyfikacją, a także waliduje piasek normowy CEN i alternatywne urządzenia do zagęszczania. Norma opisuje urządzenia i procedurę odniesienia; alternatywne wolno stosować po walidacji według jej postanowień, ale w sporze stosuje się tylko odniesienia.

ZASADA (rozdz. 3). Beleczki 40 mm × 40 mm × 160 mm formuje się z plastycznej zaprawy z jednej części masowej cementu, trzech części masowych piasku normowego CEN i pół części wody (w/c 0,50). Piasek normowy CEN z różnych źródeł i krajów wolno stosować, jeśli daje wyniki nieróżniące się istotnie od wyników z piaskiem odniesienia CEN (rozdz. 11). W procedurze odniesienia zaprawę miesza się mechanicznie i zagęszcza w formie na wstrząsarce. Próbki leżą w formie w wilgotnym powietrzu przez 24 h, a po rozformowaniu — w wodzie aż do badania. W wymaganym wieku beleczki łamie się przez zginanie (wyznaczając wytrzymałość na zginanie, jeśli jest wymagana) albo innym sposobem, który nie szkodzi połówkom, a każdą połówkę bada się na ściskanie.

LABORATORIUM (p. 4.1). Pomieszczenie do przygotowania próbek: (20 ± 2) °C, wilgotność względna co najmniej 50 %. Komora wilgotna albo duża szafa do przechowywania próbek w formach: (20,0 ± 1,0) °C, wilgotność co najmniej 90 %. Woda w zbiornikach do pielęgnacji: (20,0 ± 1,0) °C, zbiorniki i ruszty z materiału niereagującego z cementem. Temperaturę i wilgotność powietrza w laboratorium oraz temperaturę wody zapisuje się co najmniej raz dziennie w godzinach pracy, a temperaturę i wilgotność w komorze wilgotnej — co najmniej co 4 h. Cement, piasek, woda i aparatura mają temperaturę (20 ± 2) °C.

APARATURA (p. 4.3–4.5; pozostałe urządzenia — według instrukcji laboratoryjnej Politechniki Rzeszowskiej). Sita z tkaniny drucianej o oczkach 2,00; 1,60; 1,00; 0,50; 0,16 i 0,08 mm. Mieszarka z misą ze stali nierdzewnej o pojemności ok. 5 l i mieszadłem w ruchu planetarnym, ze szczeliną (3 ± 1) mm między mieszadłem a misą; prędkości: mała — (140 ± 5) min⁻¹ obrotu i (62 ± 5) min⁻¹ ruchu planetarnego, duża — (285 ± 10) i (125 ± 10) min⁻¹. Forma stalowa z trzema przegrodami, o wymiarach wnętrza przegrody: długość (160 ± 1) mm, szerokość (40,0 ± 0,2) mm, głębokość (40,1 ± 0,1) mm, ściany wewnętrzne o twardości co najmniej HV 200 (zalecana HV 400), z płytą podstawy, nasadką oraz dwoma rozgarniaczami i liniałem; zewnętrzne styki formy uszczelnia się, a ścianki wewnętrzne pokrywa cienką warstwą oleju do form (odpowiednie okazały się oleje mineralne). Według instrukcji Politechniki Rzeszowskiej wstrząsarka daje 1 wstrząs na sekundę i 60 wstrząsów na warstwę przy wysokości podnoszenia (15 ± 0,3) mm, przyrząd do zginania ma podpory w rozstawie (100 ± 0,5) mm, a prasa do ściskania — przystawkę z płytkami 40 mm × 40 mm; siłę mierzy się z błędem nie większym niż 1 %, masy waży z dokładnością do 1 g, a wodę odmierza z dokładnością do 1 ml.

ZAPRAWA I BELECZKI (według instrukcji Politechniki Rzeszowskiej). Na jedną formę: (450 ± 2) g cementu, (1350 ± 5) g piasku normowego (zwykle w workach po 1350 g) i (225 ± 1) ml wody. Do misy wlewa się wodę, wsypuje cement i miesza 30 s na małej prędkości, przez kolejne 30 s dodaje piasek, miesza 30 s na dużej prędkości, w czasie 90 s przerwy zgarnia zaprawę ze ścianek do środka misy i miesza jeszcze 60 s na dużej prędkości. Formę z nasadką mocuje się do wstrząsarki, napełnia dwiema warstwami (pierwsza — ok. 300 g na przegrodę), każdą zagęszcza 60 wstrząsami, zdejmuje nadmiar liniałem ruchem piłującym i wyrównuje powierzchnię. Formę przykrytą płytką szklaną albo stalową przechowuje się poziomo w komorze wilgotnej; beleczki rozformowuje się po 20–24 h (do badania po 24 h — najwyżej 20 min przed badaniem), oznacza i układa na ruszcie w wodzie o temperaturze (20,0 ± 1,0) °C, z odstępami między beleczkami, od ścian i od lustra wody większymi niż 5 mm.

BADANIE I WYNIK (według instrukcji Politechniki Rzeszowskiej). Beleczkę wyjętą z wody i osuszoną kładzie się bokiem na podporach i obciąża w środku rozpiętości przyrostem siły (50 ± 10) N/s do złamania; Rf = 1,5 · Ff · l / b³ (l — rozstaw podpór, b — bok przekroju). Połówki ściska się między płytkami 40 mm × 40 mm przyrostem siły (2400 ± 200) N/s do zniszczenia; Rc = Fc / 1600 (Fc w N, wynik w MPa). Wynikiem jest średnia z sześciu wartości wytrzymałości na ściskanie z trzech beleczek; jeśli jedna z nich różni się od średniej o więcej niż 10 %, odrzuca się ją i liczy średnią z pięciu, a gdy z tych pięciu znów jedna różni się o więcej niż 10 % — odrzuca się cały wynik. Wyniki podaje się z dokładnością do 0,1 MPa.

WYMAGANIA DLA CEMENTU (PN-EN 197-1:2012 — według opracowania producenta cementu). Wytrzymałość normowa po 28 dniach: klasa 32,5 — od 32,5 MPa do 52,5 MPa, klasa 42,5 — od 42,5 MPa do 62,5 MPa, klasa 52,5 — co najmniej 52,5 MPa. Wytrzymałość wczesna (co najmniej): 32,5 L — 12,0 MPa po 7 dniach, 32,5 N — 16,0 MPa po 7 dniach, 32,5 R — 10,0 MPa po 2 dniach; 42,5 L — 16,0 MPa po 7 dniach, 42,5 N — 10,0 MPa po 2 dniach, 42,5 R — 20,0 MPa po 2 dniach; 52,5 L — 10,0 MPa po 2 dniach, 52,5 N — 20,0 MPa po 2 dniach, 52,5 R — 30,0 MPa po 2 dniach. Litera L (niska wytrzymałość wczesna) dotyczy tylko cementu hutniczego CEM III, N — normalnej, R — wysokiej. PN-EN 197-1:2012 (wersja polska, opublikowana 14.10.2013, wprowadza EN 197-1:2011) — karta bez adnotacji o wycofaniu.

CZEGO TU NIE PODAJEMY. Wymagań normy dla wstrząsarki, przyrządu do zginania, maszyny do ściskania z przystawką, wagi i czasomierza (p. 4.6–4.11), wymagań dla piasku normowego CEN, cementu i wody (rozdz. 5), tolerancji wieku próbek (p. 8.4), danych precyzji (p. 10.2.3) oraz walidacji piasku i urządzeń alternatywnych (rozdz. 11) — dostępny tekst normy kończy się na p. 4.5; przebieg mieszania, formowania i badania podaliśmy według instrukcji uczelnianej opartej na tej normie.

Zasada metody

Z zaprawy normowej (450 g cementu, 1350 g piasku normowego CEN, 225 g wody; w/c 0,50), mieszanej mechanicznie według stałego programu i zagęszczanej na wstrząsarce w formie z trzema przegrodami, wykonuje się trzy beleczki 40 mm × 40 mm × 160 mm. Przez 24 h leżą one w formie w wilgotnym powietrzu (20,0 ± 1,0) °C, a po rozformowaniu — w wodzie (20,0 ± 1,0) °C. W wymaganym wieku łamie się je przez zginanie na podporach w rozstawie 100 mm (przyrost siły (50 ± 10) N/s; Rf = 1,5 · Ff · l / b³), a połówki ściska między płytkami 40 mm × 40 mm (przyrost siły (2400 ± 200) N/s; Rc = Fc / 1600). Wynikiem jest średnia z sześciu wartości wytrzymałości na ściskanie.

Zastosowania

• Ocena zgodności wytrzymałości cementu na ściskanie z jego specyfikacją (zakres normy)
• Cementy powszechnego użytku według PN-EN 197-1 — klasy 32,5, 42,5 i 52,5 z wytrzymałością wczesną L, N albo R
• Inne cementy i materiały, których normy powołują PN-EN 196-1
• Walidacja piasku normowego CEN i alternatywnych urządzeń do zagęszczania (rozdz. 11)
• Spory — rozstrzygane wyłącznie urządzeniami i procedurą odniesienia

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 196-1:2016-07

Tytuł (PL)

Metody badania cementu — Część 1: Oznaczanie wytrzymałości

Title (EN)

Methods of testing cement — Part 1: Determination of strength

Procedura krok po kroku

1. Warunki i materiały

   Laboratorium (20 ± 2) °C, wilgotność co najmniej 50 %; cement, piasek, woda i aparatura w (20 ± 2) °C. Odważyć (450 ± 2) g cementu i (1350 ± 5) g piasku, odmierzyć (225 ± 1) ml wody (p. 4.1; instrukcja uczelniana).

   🌡 Temperatura: 20 ± 2 °C

2. Przygotowanie formy

   Oczyścić formę, zmontować z płytą podstawy, uszczelnić zewnętrzne styki, ścianki wewnętrzne pokryć cienką warstwą oleju do form; formę z nasadką zamocować do wstrząsarki (p. 4.5; instrukcja uczelniana).

3. Mieszanie

   Wlać wodę, wsypać cement; mieszać 30 s na małej prędkości, przez kolejne 30 s dodawać piasek, mieszać 30 s na dużej prędkości, w czasie 90 s przerwy zgarnąć zaprawę ze ścianek do środka misy, mieszać 60 s na dużej prędkości (instrukcja uczelniana; mieszarka — p. 4.4).

4. Formowanie

   Napełnić przegrody pierwszą warstwą (ok. 300 g na przegrodę), rozgarnąć i zagęścić 60 wstrząsami; nałożyć drugą warstwę i znów zagęścić 60 wstrząsami. Zdjąć nasadkę, nadmiar zdjąć liniałem ruchem piłującym, wyrównać powierzchnię (instrukcja uczelniana).

5. Przechowywanie w formie

   Formę przykrytą płytką szklaną albo stalową przechowywać poziomo w komorze wilgotnej o temperaturze (20,0 ± 1,0) °C i wilgotności co najmniej 90 % (p. 4.1, rozdz. 3; instrukcja uczelniana).

   🌡 Temperatura: 20,0 ± 1,0 °C

6. Rozformowanie

   Rozformować po 20–24 h (beleczki do badania po 24 h — najwyżej 20 min przed badaniem) i trwale oznaczyć (instrukcja uczelniana).

7. Pielęgnacja w wodzie

   Ułożyć beleczki na ruszcie w wodzie o temperaturze (20,0 ± 1,0) °C, z odstępami między beleczkami, od ścian i od lustra wody większymi niż 5 mm; trzymać w wodzie do badania (p. 4.1; instrukcja uczelniana).

   🌡 Temperatura: 20,0 ± 1,0 °C

8. Zginanie

   W wymaganym wieku wyjąć beleczkę, osuszyć, położyć bokiem na podporach w rozstawie 100 mm i obciążać w środku rozpiętości przyrostem siły (50 ± 10) N/s do złamania; Rf = 1,5 · Ff · l / b³ (instrukcja uczelniana).

9. Ściskanie

   Połówki umieścić między płytkami 40 mm × 40 mm (powierzchnia wyrównywana liniałem — pionowo) i ściskać przyrostem siły (2400 ± 200) N/s do zniszczenia; Rc = Fc / 1600 (instrukcja uczelniana).

10. Wynik

    Średnia z sześciu wartości wytrzymałości na ściskanie; wartość różniącą się od średniej o ponad 10 % odrzucić i liczyć średnią z pięciu, a przy drugiej takiej wartości odrzucić cały wynik. Wyniki podawać z dokładnością do 0,1 MPa (instrukcja uczelniana).

11. Ocena

    Porównać wynik ze specyfikacją cementu — dla PN-EN 197-1 z wytrzymałością normową po 28 dniach i wczesną po 2 albo 7 dniach według klasy (32,5 / 42,5 / 52,5 z literą L, N albo R).

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• W dostępnym tekście normy nie ma wymagań bezpieczeństwa — zasady pracy z cementem (według jego karty charakterystyki) i z prasą ustala laboratorium na podstawie oceny ryzyka

Najczęstsze pytania