Numer ćwiczenia 1	Temat ćwiczenia Badania wybranych cech technicznych materiałów budowlanych.
Grupa 6	Zespół 3	Data wykonania ćw. 16.03.2010r.
Skład zespołu		Podpis	Zal. ćwiczeń
Iga Szołucha Paulina Zięba Agnieszka Kapusta

SPIS TREŚCI

1. Przedmiot badania………………………………………………………….

2. Zakres badań………………………………………………………………..

3. Opis wykonywanych badań dla betonu komórkowego……………..

3.1 Gęstość betonu zmielonego (kolba Le Chateliera)………………..

3.2 Gęstość pozorna próbki o regularnym kształcie…………………..

3.3 Gęstość pozorna próbki o nieregularnym kształcie ……………...

3.4 Gęstość nasypowa piasku w stanie luźno usypanym ……………

3.5 Szczelność………………………………………………………………..

3.6 Porowatość………………………………………………………….........

3.7 Nasiąkliwość masowa…………………………………………………..

3.8 Nasiąkliwość objętościowa…………………………………………….

3.9 Gęstość pozorna…………………………………………………………

3.10 Inne Właściwości betonu komórkowego……………………………

4. Wyniki i obliczenia………………………………………………………….

5. Zestawienie wyników………………………………………………………

6. Zestawienie porównawcze………………………………………………..

7. Wnioski……………………………………………………………………….

1.Przedmiot badania

Przedmiotem badania ćwiczenia jest beton komórkowy. Podczas badań zostanie wykorzystany beton komórkowy stwardniały oraz zmielony.

Beton komórkowy - materiał budowlany, rodzaj lekkiego betonu otrzymywanego poprzez wprowadzenie gazu, zwykle powietrza pod odpowiednim ciśnieniem do plastycznej mieszanki cementowej, w wyniku czego powstają w nim jednorodne pory, zwane komórkami.

Istnieją dwie metody wprowadzania powietrza: przez reakcję chemiczną - najczęściej proszek aluminiowy wprowadzony do cementu (gazobeton) lub przez dodanie do mieszanki czynnika pianotwórczego, który wprowadza pęcherzyki podczas mieszania przy dużej prędkości (pianobeton). Beton komórkowy wykazuje wysoką odkształcalność cieplną i wilgotnościową oraz wysoki skurcz (zmiana objętości).

Beton komórkowy stosowany jest najczęściej ze względu na jego niską przewodność cieplną w przegrodach. Materiał ten zapewnia dobrą ognioodporność. Poddaje się piłowaniu i utrzymuje gwoździe. Ma dobrą odporność na działanie mrozu. Zbrojenie w betonie komórkowym szybko ulega korozji, dlatego musi być zabezpieczone.

Zalety

* dobra izolacyjność termiczna

* łatwość obróbki

* niewielka masa

* przystępna cena

Wady

* duża nasiąkliwość

* kruchość

* niezbyt duża wytrzymałość na ściskanie

Do wykonania oznaczenia gęstości nasypowej zostanie wykorzystany żwir przygotowany przez pracowników laboratorium.

2.Zakres badań

Badania oraz obliczenia wykonywane zgodnie z instrukcją (kolejność wykonywania):

• Badania wykonywane doświadczalnie.

• Gęstość zaprawy zmielonej (badanie wykonane z wykorzystaniem kolby Le Chateliera)

• Gęstość pozorna próbki o regularnym kształcie

• Gęstość pozorna próbki o nieregularnym kształcie

• Gęstość nasypowa piasku w stanie luźno usypanym

• Obliczenia z wykorzystaniem wyników z powyższych badań

• Szczelności

• Porowatości

• Nasiąkliwości masowej

• Nasiąkliwości objętościowej

• Gęstości pozornej

3. Opis wykonywanych badań.

(Próbki materiałów wykorzystanych w badaniach uznajemy za przygotowane w sposób normowy do poszczególnych oznaczeń przez pracowników laboratorium.)

3.1 Gęstość betonu komórkowego zmielonego (badanie wykonane z wykorzystaniem kolby Le Chateliera)

Def. Gęstość - stosunek masy substancji w stanie sproszkowanym do objętości. Jednostka: g/cm³, kg/dm³ , t/m³.

Symbol: r (ro).

Wzór r=m/V ,gdzie m to masa badanej próbki a V to objętość.

W celu zbadania gęstości wykonujemy następujące czynności:

• Napełniamy kolbę Le Chateliera denaturatem do poziomu zerowego wskazanego na naczyniu.

• Przygotowujemy próbkę ok. 100g zmielonego betonu komórkowego.

• Zaczynamy wsypywać niewielkimi ilościami (staramy się poniżej 1g) sproszkowany materiał do kolby, kończymy w momencie kiedy poziom cieczy podniesie się do poziomu z zaznaczoną objętością 18 cm³ . Uważamy aby substancja nie rozsypywała się poza kolbę i zlewkę. Wsypujemy tak aby próbka nie osiadała na ściankach naczynia, w przypadku kiedy się tak dzieje, łapiemy kolbę i w powietrzu obracamy ją dookoła osi pionowej, aby spoiwo spłynęło do środka naczynia.

• Na koniec określamy masę próbki pozostałej po wsypaniu do kolby.

Kolba Le Chateliera

3.2 Gęstość pozorna próbki o regularnym kształcie

Def. Gęstość pozorna- stosunek masy próbki (suchej) w stanie naturalnym (z porami) do objętości.

Jednostka: g/cm³, kg/dm³ , t/m³.

Symbol: r_p (ro).

Wzór r_p=m/V ,gdzie m to masa badanej próbki a V to objętość.

W celu zbadania gęstości pozornej próbki o regularnym kształcie mierzymy krawędzie próbki przy pomocy linijki, miarki oraz ważymy próbkę.

3.3 Gęstość pozorna próbki o nieregularnym kształcie

Def. Gęstość pozorna- stosunek masy próbki (suchej) w stanie naturalnym (z porami) do objętości.

Jednostka: g/cm³, kg/dm³ , t/m³.

Symbol: r_p (ro)

Wzór r_p=m/V ,gdzie m to masa badanej próbki a V to objętość.

Aby obliczyć gęstość pozorną próbki nieregularnej korzystamy z następującej metody, polegającej na:

• Zważeniu próbki suchej ( dla badanej bryły pomiar został wykonany wcześniej przez pracowników laboratorium, masa suchej bryły m=27,68g)

• Następnie próbka została poddana przez pracowników laboratorium nasycaniu woda do stałej masy ( to znaczy została wsadzona do zlewki którą zalano wodą w taki sposób, aby bryła znajdowała się w całości pod powierzchnią wody i przechowywano przez odpowiedni czas, który pozwolił na określenie, że próbka znajduje się w stanie nasycenia wodą).

• Ostatnią czynnością jest zbadanie objętości. Podczas badania wykorzystana została zlewka o pojemności 500 cm³ z naniesiona podziałka co 10 cm³.Naczynie zostało uzupełnione woda do poziomu 400 cm³ po czym do naczynia włożona została bryła badanej próbki. Po włożeniu poziom wody podniósł się do 440 cm³.Różnica poziomów jest objętością badanej próbki.

3.4 Gęstość nasypowa piasku w stanie luźno usypanym

Def. Gęstość nasypowa- stosunek masy materiału w stanie luźnym lub zagęszczonym (utrzęsionym) do objętości.

Jednostka: g/cm³, kg/dm³ , t/m³.

Symbol: r_n (ro).

Wzór r_n=m/V ,gdzie m to masa badanej próbki a V to objętość.

W celu wykonania oznaczenia wykonujemy następujące czynności;

• Przygotowujemy odpowiednie naczynie (o znanej masie i objętości) do którego będziemy przesypywać oznaczany materiał ( podczas padania został wykorzystany pojemnik metalowy w kształcie walca o pojemności 1 litra i masie 724g).

• Naczynie ustawiamy centralnie pod stabilnie ustawionym lejkiem dostosowanym do przesypywania materiałów sypkich.

• Zaczynamy powoli przesypywać piasek przez lejek do momentu, kiedy poziom ziaren zrówna się z górną krawędzią naczynia.

• Następnie przeciągamy delikatnie linijką po górnej krawędzi puszki, aby wyrównać i sprawdzić czy poziom piasku jest odpowiedni ( piach wypełnia całą puszkę i nie wystaje za płaszczyznę poziomą górnej podstawy pojemnika).

• Podczas przesypywania nie przestawiamy naczynia aby nie powodować zgęszczania się piasku.

• Po wyrównaniu poziomu ważymy puszkę wraz z piaskiem.

3.5 Szczelność

Def. Szczelność - jest to stosunek gęstości pozornej do gęstości materiału(suchego).Inaczej jest to właściwość fizyczna materiałów budowlanych, która określa jaka część objętości badanego materiału zajmuje materiał bez porów.

Szczelność wyraża się w procentach.

Symbol: S.

Wzór S=r_p/r

3.6 Porowatość

Def. Porowatość- oznacza jaką cześć zajmują pory w całkowitej objętości materiału.

Wyraża się w procentach.

Symbol: P.

Wzór P=(1-S)*100% , gdzie S to szczelność.

3.7 Nasiąkliwość masowa

Def. Nasiąkliwość masowa- jest to zdolność maksymalnego wchłaniania wody przez dany materiał. Można przedstawić jako stosunek masy pochłoniętej wody przez materiał do masy materiału w stanie suchym.

Wyraża się w procentach.

Symbol: n_m.

Wzór n_m=[(m_n - m_s )/ m_s ]*100 ,gdzie m_s-masa próbki w stanie suchym, m_n-masa próbki w stanie nasycenia wodą.

Do zbadania nasiąkliwości wykorzystujemy podczas badań próbkę betonu komórkowego, wykorzystanegp w punkcie 3.3 podczas padania gęstości próbki pozornej o nieregularnym kształcie. Masa substancji suchej została już podana ( 27,68g). Aby poznać masę nasyconej wodą próbki należy chwile po wyjęciu materiału z zlewki zalanej wodą zważyć ją przy pomocy wagi.

3.8 Nasiąkliwości objętościowej

Def. Nasiąkliwość objętościowa- jest to zdolność maksymalnego wchłaniania wody przez dany materiał. Można przedstawić jako stosunek masy pochłoniętej wody przez materiał do objętości materiału.

Wyraża się w procentach.

Symbol: n_o.

Wzór n_o=[(m_n - m_s )/ V ]*100 ,gdzie m_s- masa próbki w stanie suchym, m_n- masa próbki w stanie nasycenia wodą, V- objętość próbki.

Podczas obliczania tej cechy wykorzystujemy wielkości z wcześniej wykonanych oznaczeń.

3.9 Gęstości pozornej

Def. Gęstość pozorna stosunek nasiąkliwości objętościowej do nasiąkliwości masowej.

Wyraża się w: g/cm³, kg/dm³ , t/m³.

Symbol: r_p (ro).

Wzór r_p = n_o / n_m

3.10 Inne właściwości i cechy betonu komórkowego.

• Współczynnik rozmiękania-jest to stosunek wytrzymałości materiału nasyconego wodą (R_n) do wytrzymałości materiału suchego (R_s).(nie posiada jednostki)

Symbol: W_R. Wzór: W_R=R_n /R_s

• Wilgotność- stosunek zawartości wody w materiale podczas badania do masy materiału w stanie suchym. Wyraża się w procentach .Symbol: W.

Wzór W=[(m_n - m_s )/ m_s ]*100 ,gdzie m_n -masa materiału podczas badań,

m_s- masa materiału suchego.

• Przesiąkliwość- podatność do przepuszczania wody pod ciśnieniem, wyrażona ilością wody w gramach, przepływającej przez określony materiał w ciągu 1h przez powierzchnię 1cm² pod stałym ciśnieniem. Często wielkość podawana jako nacisk słupa wody na materiał, w czasie którym przesiąkliwość nie występuje (np. Przesiąkliwość przy działaniu słupa wody o wysokości 500mm w ciągu 100h -niedopuszczalna)

• Mrozoodporność-właściwość polegająca na przeciwstawianiu się całkowicie nasyconego wodą materiału niszczącemu działaniu zamarzającej wody, znajdującej się wewnątrz materiału po wielokrotnych zamarzaniach i odmrażaniach (podaniu materiału ciągłym przejść miedzy temperaturami -20⁰C i +20⁰C).Przy ocenie mrozoodporności uwzględnia się:

- opis makroskopowy- obecność rys, spękań, rozwarstwień lub zaokrągleń, krawędzi i naroży

- straty masy które ustala się procentowo w stosunku do suchej masy przed badaniem

- współczynnik odporności na zamrażanie W_z :

gdzie R- wytrzymałość na ściskanie przed zamrażaniem, R_z- wytrzymałość na ściskanie po ostatnim cyklu.

Wielkość podawana w ilościach cykli przejść materiału pomiędzy temperaturami po których nie zauważono zniszczenia substancji (Ocena mrozoodporności).

• Kapilarność- Zdolność podciągania wody przez kapilary ku górze (najczęściej w materiałach sypkich lub z mikroskopijnymi porami).

4. Wyniki i obliczenia.

m₁= 47,18 g -masa zużytego zmielonego betonu komórkowego podczas badania gęstości przy pomocy kolby Le Chateliera (masa naczynia z próbką minus masa naczynia z pozostałą po badaniu próbką: 141,56g-94,38g=47,18 g )(punktu 3.1).

V₁=18 cm³ -objętość masy pierwszej (m₁) (punkt 3.1).

m₂= 414,98 g -masa próbki o regularnym kształcie (punkt 3.2).

V₂=627,26 cm³ -objętość próbki o regularnym kształcie ( wymiary próbki 9,90 cm na 9,90 cm na 6,40 cm V₂=9,90*9,90*6,40=414,98 (cm³))(punktu 3.2).

m₃^S= 27,68 g -masa próbki suchej o kształcie nieregularnym (punktu 3.3).

V₃=40 cm³ -objętość próbki o kształcie nieregularnym (różnica poziomów 440 cm³ i 400 cm³ zlewki)(punktu 3.3).

m_L= 1581,20 g - masa żwiru zużytego potrzebna do obliczenia gęstości nasypowej (luźnej) żwiru (punkt 3.4)

m_L'= 1653,40 g - utrzęsiona masa żwiru

V_L=996,95 cm³ -Objętość piasku (punkt 3.4)

m₃ⁿ =54,02 g -masa próbki nasyconej wodą (punkt 3.7)

1. Gęstość betonu komórkowego (badanie wykonane z wykorzystaniem kolby

Le Chateliera)

r= m₁/ V₁=45,00 g /18cm³=2,50 g/cm³

b) Gęstość pozorna próbki o regularnym kształcie

r_p = m₂/ V₂=414,98 g /627,26cm³=0,66 g/cm³

c) Gęstość pozorna próbki o nieregularnym kształcie

r_p = m₃^S/ V₃=27,68 g /40 cm³=0,69 g/cm³

d) Gęstość nasypowa piasku w stanie luźno usypanym

rn= m_L/ V_L=1581,20 g /996,95cm³=1,586 g/ cm³

e) Gęstość nasypowa piasku w stanie zagęszczonym

rn= m_L'/ V_L=1653,40 g /99,95 cm³=1,66 g / cm³

5. Szczelności

Dla próbki o regularnym kształcie:

S=r_p/r=[0,66 g/cm³ ]/ [2,5 g/cm³ ]=0,264=26,40 %

Dla próbki o nieregularnym kształcie:

S=r_p/r=[0,69 g/cm³ ]/ [2,50 g/cm³ ]=0,276=27,60 %

f) Porowatości

Dla próbki o regularnym kształcie:

P=(1-S)*100% =(1-0,264)*100%=0,736*100%=73,60%

Dla próbki o nieregularnym kształcie:

P=(1-S)*100% =(1-0,276)*100%=0,724*100%=72,40%

g) Nasiąkliwości masowej

N_m=[( m₃ⁿ - m₃^S )/ m₃^S ]*100=[( 54,02 g - 27,68 g)/ 27,68g]*100=95,16 %

h) Nasiąkliwości objętościowej

N_o=[( m₃ⁿ - m₃^S )/ V₃]*100= [(54,02 g - 27,68 g)/ 40 cm³]*100=65,85 %

i) Gęstości pozornej

r_p = N_o / N_m=(95,16 %) /(65,85 %)=1,445

5. Zestawienie wyników cech fizycznych materiału budowlanego: Zaprawa cementowa mielono

L.p.	Oznaczenie		Jednostka	Obliczenia i wyniki oznaczeń	Dane materiału budowlanego do obliczeń
1	Gęstość (r) w kolbie Le'Chateliera		g/cm^3	2,50	masa: m1= 45 g objętość: V1= 18 cm^3
2	Gęstość pozorna (rp)	Próbka o regularnym kształcie	g/cm^3	0,66	masa: m2= 414,98 g objętość: V2=627,26 cm^3
					Próbka o nieregularnym kształcie		0,69	masa: m3^S= 27,68 g objętość: V3=40 cm^3
	3	Szczelność (S)		%	26,40	dane z oznaczeń 1i 2
							27,60	dane z oznaczeń 1i 7
	4			Porowatość (P)		%	73,60	dane z oznaczeń 1i 2
							72,40	dane z oznaczeń 1i 7
5	Nasiąkliwość masowa (nm)		%	95,16	masa próbki suchej m3^S= 62,94 g masa próbki nasyconej wodą m3^n =71,49 g
6	Nasiąkliwość objętościowa (no)		%	65,85	masy jak w punkcie 5 objętość V3=35 cm^3
7	Gęstość pozorna (rp)		g/cm^3	1,445	nm=13,58 no=24,43
8	Gęstość nasypowa (rn) dla piasku	Luźna	kg/dm^3	1,586	masa próbki: mL= 1,58 kg objętość próbki: VL=0,997 dm^3
					Utrzęsiona		1,660	masa próbki: mL'= 1,65 kg objętość próbki: Vu=0,997 dm^3

6. Zestawienie porównawcze wyników cech fizycznych badanego materiału budowlanego cechami fizycznymi innych materiałów budowlanych

L.p.	Oznaczenie	Jednostka	Materiał badany (gazobeton)	Materiały porównawcze
								zaprawa cementowa	piaskowiec	ceramika
1	Gęstość (r) w kolbie Le'Chateliera	g/cm^3	2,50	3,05-3,15	2,63	2,7
2	Gęstość pozorna (rp)	kg/m^3	1,445		1,96	1,8-1,95
3	Szczelność (S)	%	27,00
4	Porowatość (P)	%	73,00
5	Nasiąkliwość masowa (nm)	%	95,16

7.Wnioski

Pory tworzą w betonie oraz betonie komórkowym sieć kanalików, które umożliwiają przenikanie wody. Aby zabezpieczyć beton przed wodą, należy izolować elementy betonowe od podłoża.

Cegła odznacza się większą nasiąkliwością niż beton komórkowy. Cegła klinkierowa wykazuje większe podciąganie kapilarne niż zaprawa cementowa. Ponieważ cegły mają pory i nasiąkają wodą, należy je chronić przed wodą, stosując np. zaprawy cementowe, co poprawia również izolację termiczną.

9

250

0 cm3

18 cm3

24 cm3

---