🧱 Zementdruck- und Biegezugfestigkeit
Bestimmung der Druck- und Biegezugfestigkeit von Normzementmörtel. Grundlegende Prüfung zur Qualifizierung von Zement in Festigkeitsklasse (32,5 / 42,5 / 52,5).
Übersicht
Die Zementdruckfestigkeit ist der wichtigste Klassifizierungsparameter für gewöhnliche Zemente nach PN-EN 197-1. Die Prüfung besteht in der Herstellung von Normmörtelprismen (Zement : CEN-Normsand : Wasser = 1 : 3 : 0,5), Reifung in Wasser und Prüfung der Biegezugfestigkeit (3-Punkt) und Druckfestigkeit an Prismenhälften.
Zementfestigkeitsklassen nach 28 Tagen: 32,5 (≥32,5 MPa), 42,5 (≥42,5 MPa), 52,5 (≥52,5 MPa). Unterklassen R (rapid) und N (normal) unterscheiden Frühfestigkeit (2 Tage).
Norm PN-EN 196-1 ist grundlegend für Zementqualitätskontrolle — jedes Werk führt diese Prüfung routinemäßig durch. Ergebnisse bilden die Grundlage der Leistungserklärung (DoP) und CE-Kennzeichnung von Zement.
Prinzip der Methode
Normmörtel: 450 g Zement + 1350 g CEN-Normsand (Normensand) + 225 g Wasser, gemischt in Normmischer (90 s langsam + 30 s Pause + 60 s schnell). Formen in 3-fach-Formen 40×40×160 mm auf Rütteltisch (60 Stöße). Reifung: Form 24 h bei RH ≥90%, dann in Wasser 20±1°C bis zur Prüfung.
Biegezugprüfung: 3-Punkt-Belastung, Stützweite 100 mm, Geschwindigkeit 50±10 N/s → Biegekraft Rf. Druckprüfung: Prismenhälften auf 40×40-mm-Platten gedrückt, Geschwindigkeit 2400±200 N/s → Kraft Rc.
Anwendungen
- Qualitätskontrolle der Zementproduktion (werkseigene Produktionskontrolle)
- Typzertifizierung von Zement (Typprüfung nach PN-EN 197-1)
- Qualifizierung von Zementchargen auf Baustellen
- Früh- (2 Tage) und Spätfestigkeitsprüfungen (28, 90 Tage)
- Vergleichende Prüfungen von Zementen verschiedener Hersteller
- Kontrolle von Zement für Spezialbetone (Fertigteile, HSC)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Prismenabmessungen | 40 × 40 × 160 mm |
| Mörtelverhältnis | C : S : W = 1 : 3 : 0,5 |
| Druckgeschwindigkeit | 2400 ± 200 N/s |
| Biegegeschwindigkeit | 50 ± 10 N/s |
| Prüfalter | 2 Tage (R) und 28 Tage (Standard) |
| Klassen | 32,5 N/R / 42,5 N/R / 52,5 N/R [MPa] |
Norm
- Normnummer
- PN-EN 196-1:2016
- Titel (PL)
- Metody badania cementu — Część 1: Oznaczanie wytrzymałości
- Title (EN)
- Methods of testing cement — Part 1: Determination of strength
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Bestandteile wiegen
450±2 g Zement, 1350±5 g CEN-Normsand und 225±1 g Wasser wiegen (W/C = 0,50).
2. Mörtelmischung
Zement + Wasser → 30 s langsam mischen (140 U/min). Sand innerhalb 30 s zugeben. 30 s langsam mischen. Pause 90 s (Mörtel abschaben). 60 s schnell mischen (285 U/min).
3. Formen
3-fach-Form in 2 Schichten füllen. Jede Schicht auf Rütteltisch verdichten (60 Stöße). Oberfläche mit Kelle abziehen.
4. Reifung I (Form)
Form in Feuchtekammer (RH ≥90%, T=20±1°C) 24±1 h stellen. Mit Glasplatte abdecken.
5. Ausschalen
Nach 24 h Prismen ausschalen. Mit Datum und Nummer kennzeichnen. In Wasser 20±1°C stellen.
6. Reifung II (Wasser)
In Wasser 20±1°C bis zum Prüftag lagern. Wasser muss Probekörper mind. 5 mm bedecken.
7. Biegezugprüfung
Prisma auf Stützen (Abstand 100 mm) setzen. Mittig mit Geschwindigkeit 50±10 N/s bis zum Bruch belasten. Kraft Ff notieren.
8. Druckprüfung
Prismenhälften zwischen Druckplatten 40×40 mm setzen. Mit Geschwindigkeit 2400±200 N/s bis zum Versagen belasten. Fc notieren.
9. Berechnungen
Rf = 1,5×Ff×l / b³ [MPa]. Rc = Fc / 1600 [MPa]. Mittelwert aus 6 Druckergebnissen (Ausreißer >±10% verwerfen).
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Normmischer | Controls 65-L0006, Toni Technik ToniMIX | 15.000–30.000 PLN |
| Rütteltisch (jolting table) | Controls 65-L0050, 60 Stöße/Zyklus | 10.000–25.000 PLN |
| 3-fach-Formen 40×40×160 | Stahl, PN-EN 196-1, Controls 65-L0060 | 1.000–2.500 PLN/Stk. |
| Zementpresse | Controls Automax Multitest, Toni Technik ToniNORM | 80.000–150.000 PLN |
| Feuchtekammer | RH ≥90%, T=20±1°C, zur Formlagerung 24 h | 10.000–25.000 PLN |
| Laborwaage ±1 g | Radwag PS 4500 | 2.000–4.000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| CEN-Normsand (Normensand) | — | Quarzsand aus Beckum (Deutschland), SN EN 196-1, Packungen 1350 g |
| Destilliertes/deionisiertes Wasser | — | Zur Mörtelherstellung, 225 g pro Ansatz |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Zement — stark alkalisch (pH >12), reizt Haut und Augen, Handschuhe Pflicht
- Zementstaub — FFP2-Maske verwenden, mit Belüftung arbeiten
- Presse — Quetschgefahr, keine Hände in Prüfzone einführen
- Rütteltisch — Lärm >85 dB, Gehörschutz