Politechnika Częstochowska Częstochowa 9.01.2015r.
Wydział Budownictwa
Rok akademicki 2014/2015

Laboratorium

Materiałów Budowlanych

Sprawozdanie

Temat: Oznaczenie gęstości właściwej i objętościowej, szczelności, nasiąkliwości oraz

porowatości otwartej i całkowitej badanych próbek materiału kamiennego.

WYKONALI:

Przemysław Zieliński

Patryk Walaszczyk

Michał Szatanik

Zbigniew Trela

Grupa V

Semestr III
Studia Stacjonarne

Badanie nr 1

"Wilgotność próbki "

1. Przebieg badania wg PN-EN 1936

Próbka przed przystąpieniem do badań musi zostać oczyszczona z wszelkich zanieczyszczeń. Następnie zostaje rozdrobniona w moździerzu tak, aby można było ją przesiać przez sito o średnicy oczek 0,063mm i musimy ważymy próbkę na wadze laboratoryjnej. Po zważeniu próbki należy wysuszyć do stałej masy w temperaturze 70 ± 5 ° C. Próbki osiągają stałą masę, jeżeli różnica pomiędzy dwoma ważeniami dokonanymi, co 24 h ± 2, jest nie większa niż 0,1% masy. Po suszeniu próbki umieszcza się w eksykatorze do wystygnięcia do temperatury 20± 5 ° C. Po wysuszeniu próbkę należy zważyć ponownie na wadze laboratoryjnej.

1. Przebieg badania w laboratorium:

Próbka została rozdrobniona w moździerzu tak, aby można było ją przesiać przez sito o średnicy oczek 0,125mm, a następnie zważona na wadze laboratoryjnej. Następnie próbki umieściliśmy w suszarce na 7 dni. Po upływie tego czasu wyjęliśmy próbki z suszarki i ponownie zważyliśmy.

1. Obliczenie wilgotności próbki:

[%]

Gdzie:

w – wilgotność

m₁ – masa próbki wilgotnej

m_1d – masa próbki po wysuszeniu

3.1. Obliczenia :

m₁= 431,7 g

m_1d= 373,5 g

3.2. Obliczenia :

m₁= 385,2 g

m_1d= 333,6 g

3.3 Obliczenie średniej :

w_śr = ( w_I + w_II ) / 2 = ( 13,48% + 13,40%) / 2 = 13,44%

1. Odstępstwa od normy:

- Próbkę przesiano przez sito o średnicy oczek 0,125mm a nie 0,063mm.

Badanie nr 2

"Badanie gęstości pozornej (objętościowej)
przy użyciu metody bezpośredniej i hydrostatycznej"

1. Przebieg badania wg PN-EN 1936 :2001

   1. Przygotowanie próbek:

Do badań należy przygotować co najmniej sześć próbek, które są różne dla badanego materiału. Dla materiałów kamiennych próbki mają kształt walca, sześcianu lub graniastosłupa i powinny być wycięte piłą diamentową. Ich objętość powinna wynosić co najmniej 25cm³. stosunek pola powierzchni do objętości powinien wynosić od 0,1 do 0,2 mm^-1.

1. Przebieg badania wg podanej wyżej normy normy :

Każda próbkę należy wysuszyć do stałej masy w temperaturze 70 ± 5 ⁰C. Stałą masę osiąga się gdy różnica między dwoma ważeniami wykonanymi co 24 h nie jest większa od 0,1% masy próbki. Następnie należy je umieścić w eksykatorze do osiągnięcia temperatury pokojowej. Zważyć każdą próbkę w stanie suchym (m_d) . Umieścić próbki w naczyniu próżniowym i obniżać ciśnienie stopniowo do uzyskania 2,0 ± 0,7 kPa i utrzymywać je przez 24h w celu usunięcia powietrza zawartego w porach. Wprowadzić wodę dejonizowaną o temperaturze 20 ⁰C do naczynia próżniowego w czasie nie dłuższym niż 15 min. zanurzając całkowicie próbki. Przez 24 h utrzymywać obniżone ciśnienie Po 24h przywrócić ciśnienie atmosferyczne i pozostawić próbki zanurzone w wodzie przez kolejne 24 h. Zważyć nasycone wodą próbki na wadze hydrostatycznej (m_h) (zanurzone w wodzie) . Wytrzeć szybko wilgotną ściereczką i zważyć próbkę w stanie nasyconym wodą (m_s)

1. Przebieg badania w laboratorium:

Do badania użyliśmy 2 próbek. Po oczyszczeniu zostały oznaczone i zanurzone w pojemniku z wodą i pozostawione na okres 1 tygodnia w celu nasycenia ich do stałej masy. Kolejno próbki zostały zwarzone na wadze hydrostatycznej a następnie zostały przetarte i zważone na wadze laboratoryjnej

1. Obliczenie gęstości pozornej (objętościowej) materiału:

[g/cm³]

gdzie :

więc :

[g/cm³]

gdzie:

m_d – masa wysuszonej próbki [g]

m_h – masa próbki nasyconej wodą zanurzonej w wodzie [g]

m_s – masa próbki nasyconej wodą warzona w powietrzu [g]

ρ_rh – gęstość wody w temperaturze 20ºC 0.998 [g/cm³]

- objętość próbki [cm]

3.1. Obliczenie gęstości pozornej próbki I (przy użyciu metody hydrostatycznej):

Wymiary próbki I :

m_1d= 373,5g

m_{s =} 431,7g

m_{h =} 218,8

Obliczenie gęstości pozornej :

= = 1,75 [g/cm³]

3.2. Obliczenie gęstości pozornej próbki II (przy użyciu metody hydrostatycznej):

Wymiary próbki II:

m_1d= 333,6g

m_{s =} 385,2g

m_{h =} 197,7g

Obliczenie gęstości pozornej :

= = 1,77[g/cm³]

3.3 Obliczenie średniej gęstości pozornej :

ρ_bśr = ( ρ_bI + ρ_bII ) / 2 = ( 1,75 + 1,77) / 2 = 1,76 [g/cm³]

4. Odstępstwa od normy:

- Próbki zostały zostawione na nasycenie wodą na okres 1 tygodnia a nie zostały stopniowo zanurzane .

- Wykonaliśmy badania na 2 próbkach a nie na 6.

- Próbki nie miały kształtu zgodnego z normą oraz nie były wysuszone do stałej masy .Masa wysuszonej próbki została obliczona na postawie wilgotności .

Badanie nr 3

"Badanie gęstości właściwej w kolbie Le’Chateliera "

1. Przebieg badania wg PN-EN 1936 :2001

Każdą próbkę przed przystąpieniem do badań, należy rozdrobnić oddzielnie tak by przeszła przez sito o otworze oczka 0,063 mm .   Wysuszyć do stałej masy i odważyć około 50 g masę( m_e )z dokładnością do 0,1 g. Wlać dejonizowaną wodę do objętościomierza Le Chateliera do poziomu 0.   Do objętościomierza dodać odważoną próbkę w porcjach po około 10g. Po każdej porcji całość wymieszać w celu dyspersji sproszkowanej próbki. Odczytać z objętościomierza objętość wypartej cieczy V_s, z dokładnością do 0,1 ml.

1. Przebieg badania w laboratorium:

W badaniu wykorzystana została przygotowana , zważona , osuszona i rozdrobniona wcześniej próbka, tak aby przeszła przez sito z oczkami 0.0125 mm. Następnie do kolby Le'chateliera wlewamy wodę destylowaną tak aby osiągnęła na kolbie poziom 0. Kolejnym krokiem było wsypanie powoli do kolby rozdrobnionej próbki i oczytanie wyniku wypartej wody. Tą czynność przeprowadziliśmy na 2 próbkach .

3. Obliczenie gęstości właściwej materiału:

[g/cm³]

gdzie:

m_e – masa próbki w stanie wysuszonym i rozdrobnionym [g]
V_s – objętość próbki rozdrobnionej odczytana z gęstościomierza
Le’Chateliera [cm³]

ρ_rh – gęstość wody w temperaturze 20ºC wynosi 0.998 [g/cm³]

3.1. Obliczenie gęstości właściwej dla próbki I:

m= 50,0 g

V= 18,5 cm

= 0.998 g/cm

ρ_r = = 2,69 [g/cm³]

3.2. Obliczenie gęstości właściwej dla próbki II:

m= 50,0g

V= 18,5 cm

= 0.998 g/cm

ρ_r = = 2,69 [g/cm³]

3.3. Obliczenie średniej gęstości właściwej:

ρ_rśr = ( ρ_rI + ρ_rII ) / 2 = (2,69 + 2,69) / 2 = 2,69 [g/cm³]

4. Odstępstwa od normy:

- W doświadczeniu zostało użyte sito o oczkach 0,0125mm a nie 0,063mm;

Badanie nr 4

"Badanie nasiąkliwości badanej próbki "

Badanie polega na nasyceniu wodą wysuszonej do stałej masy próbki . Nasycenie odbywa się przy ciśnieniu atmosferycznym przez stopniowe zanurzanie w wodzie a następnie pozostawienie próbki całkowicie zanurzonej w wodzie do czasu osiągnięcia stałej masy .

Potrzebna aparatura do wykonani badania :

1. Pojemnik z niekorodującego metalu z płaskim dnem ,

2.Suszarka z wentylacja o możliwości utrzymania temperatury 70 ° C,

3.Waga o dokładności ważenia 0,01 g ,

4. Eksykator.

1. Przebieg badania wg PN – EN 13755

   1. Przygotowanie próbek:

Z partii materiału należy pobrać minimum 6 próbek .

Do badania należy przygotować próbki o kształcie regularnym walca , sześcianu lub graniastosłupa o boku 70±5mm lub 50±5mm powinny być wycięte piłą diamentową lub uzyskane z rdzeni. Objętości próbek do badania powinny wynosić , co najmniej 60cm³, a stosunek powierzchni do obiętości mieścić sie w granicach 0,10÷0.20 mm⁻¹ . Przy braku możliwości uzyskania próbek o kształcie regularnym należy przygotować próbki o kształcie zbliżonym do graniastosłupa lub sześcianu o wymiarach boku 40-60mm. Próbki ze sztucznego materiału kamiennego powinny mieć kształt prostopadłościanu o podstawie kwadratu o boku 100mm i grubości możliwej do uzyskania z wyrobu.

1. Wykonanie oznaczenie:

Każdą przygotowaną próbkę należy oznaczyć i wysuszyć do stałej masy, tzn. aby dwa kolejne ważenie nie różniły się więcej niż 0,2g a następnie zważyć, próbkę ostudzoną w eksykatorze, z dokładnością do 0,1g m_d. Wysuszoną próbkę należy następnie nasycić wodą destylowaną zanurzając ją stopniowo w wodzie. Początkowo zalewamy wodą do 1/2 wysokości przez 1h, następnie do 3/4 wysokości na kolejną godzinę, Po łącznie dwóch godzinach dolewany wody by poziom przekroczył minimum 25mm i pozostawiamy na kolejne 24h. Próbki należy nasycić wodą do stałej masy, dokonując kolejnych ważeń co 24h. Zważyć próbkę z dokładnością do 0,1g m_s.

1. Przebieg badania w laboratorium:

Do badania zostały użyte próbki z poprzedniego badania. PO oczyszczeniu, próbki zostały zważone na wadze laboratoryjnej a następnie zostały nasycone do stałej masy poprzez moczenie ich w naczyniu z wodą przez okres 7 dni . Po tygodniu próbki zostały wyjęte oraz zważone na wadze laboratoryjnej.

1. Obliczenie nasiąkliwości materiału:

[%]

gdzie:

m_s – masa próbki nasyconej [g]
m_d – masa wysuszonej próbki [g]

3.1. Obliczenie nasiąkliwości próbki I:

m_s = 431,7 g
m_d = 373,5 g

% =

3.2. Obliczenie nasiąkliwości próbki II:

m_s =385,2 g
m_d =333,6 g

% =

3.3. Obliczenie średniej nasiąkliwości:

A_bśr.= (A_bI + A_bII) / 2 = (15,59 + 15,38) / 2 = 15,49%

4. Odstępstwa od normy:

• Próbki nie zostały przycięte do regularnego kształtu zgodnego z norma.

• Badanie zostało przeprowadzone na nie na 6 próbkach .

• Próbki zostały nasycone poprzez pozostawienie ich w wodzie na okres 1 tygodnia.

• Próbki nie zostały wysuszone do stałej masy. Masa wysuszonych próbek została obliczona na podstawie wilgotności

Badanie nr 5

Oznaczenie porowatości otwartej i całkowitej

1. Przebieg badania wg PN-EN 1936

Przebiega ono identycznie jak w przypadku badania gęstości pozornej (objętościowej).

1. Przebieg badania w laboratorium:

Próbki I oraz II uzyskane po podzieleniu cegły pełnej zostały oczyszczone oraz oznaczone. Następnie zostały one zważone na wadze laboratoryjnej i zanurzone w wodzie na okres 7 dni w celu nasycenia ich do stałej masy. Po wyjęciu z wody próbki zostały zważone na wadze laboratoryjnej oraz wadze hydrostatycznej.

1. Obliczenie porowatości otwartej materiału:

gdzie:

m_s – masa próbki nasyconej wodą ważonej w powietrzu[g]
m_d – masa wysuszonej próbki [g]

m_h – masa próbki nasyconej wodą zanurzonej w wodzie [g]

3.1. Obliczenie porowatości otwartej próbki I:

m_s = 373,5 g
m_d = 431,7 g

m_h = 218,8 g

p

3.2. Obliczenie porowatości otwartej próbki II:

m_s = 385,2 g
m_d = 333,6 g

m_h = 197,7 g

3.3. Obliczenie średniej porowatości otwartej:

p_ośr.= (p_oI + p_oII) / 2 = (27,34 + 27,52) / 2 = 27,43%

1. Obliczenie porowatości całkowitej materiału:

ρ_{r -} dana została obliczona w badaniu 2 za pomocą gęstości właściwej w kolbie Le’Chateliera _,

- dana została obliczona w pomaca badania 1 czyli badania gęstości pozornej (objętościowej) przy użyciu metody bezpośredniej i hydrostatycznej,

4.1. Obliczenie porowatości całkowitej próbki I:

ρ_r =1,75 g/cm³

=2,69 g/cm³

4.2. Obliczenie porowatości całkowitej próbki II:

ρ_r =1,75 g/cm³

=2,69 g/cm³

3. Obliczenie średniej porowatości całkowitej:

p_śr.= (p_I + p_II) / 2 = (34,94 + 34,94) / 2 = 34,94%

1. Odstępstwa od normy:

• Próbki nie zostały przycięte do regularnego kształtu zgodnego z norma .

• Badanie zostało przeprowadzone na 2 próbkach .

• Próbki zostały nasycone poprzez pozostawienie ich w wodzie na okres 1 tygodnia.

• Próbki nie zostały wysuszone do stałej masy. Masa wysuszonych próbek została obliczona na podstawie wilgotności.

Badanie nr 6

" Obliczenie nasiąkliwości objętościowej "

1. Dane:

ms – masa próbki nasyconej wodą ważonej w powietrzu[g]

md– masa wysuszonej próbki [g]

mh – masa próbki nasyconej wodą zanurzonej w wodzie [g]

ρrh– gęstość wody w temperaturze 20°C: 998 [kg/m3]

1. Obliczenie próbki 1:

md = 373,5g

ms = 431,7g

1. Obliczenie próbki 2:

md=333.6

ms=385.2

1. Średnia:

_.= ( + ) / 2 = (9,98% + 9,98%) / 2 = 9,98%

Badanie nr 7

" Obliczenie absorbcji wody przez cegłę dziurawkę i wytrzymałość na ściskanie cegły pełnej i dziurawki"

1. Wymiary cegły:

Długość: 258mm 257mm średnia długość. 258mm

Szerokość: 125mm 125mm średnia szerokość 125mm

Wysokść:.64mm 64mm średnia wysokość 64mm

1. Dane

ms-masa próbki nasyconej

md- masa próbki suchej

mpw- masa pozorna próbki w wodzie

ms-2565,3g

md- 2366.2g

mpw- 1331.5g

1. Obliczania absorbcji

=

1. Przypisy:

Gęstość brutto w stanie suchym

Została obliczona na podstawie dokonanych wcześniej pomiarów oraz wzorów zawartych w PN-EN 772-16:2006.

1. Obliczenie objętości próbki:

lu –długość elementu [mm]

wu –szerokość elementu [mm]

hu –wysokość elementu [mm]

lu – 258 [mm]

wu – 125[mm]

hu – 65 [mm]

Vg,u = lu * wu * hu

Vg,u = 258mm * 125mm * 65mm = 2096250 mm3

1. Obliczenie objętości wydrążeń:

luw –długość wydrążenia [mm]

wuw –szerokość wydrążenia [mm]

huw –wysokość wydrążenia [mm]

luw – 258 [mm]

wuw – 46 [mm]

huw – 43 [mm]

Vm,u = luw * wuw * huw

Vm,u = 258 mm * 46 mm * 43 mm = 510324 mm

1. Obliczenie objętości cegły dziurawki

Vn,u = lu * wu * hu – 2*( luw * wuw * huw)

Vn,u = 258mm * 125mm * 65mm – 2*(258 mm * 46 mm * 43 mm) = 1075602 mm3

1. Obliczanie gęstości próbki w stanie suchym

ρg,u -gęstość brutto w stanie suchym [kg/m3]

mdry,u -masa próbki w stanie suchym [kg]

Vg,u –objętość brutto w stanie suchym [m3]

Vg,u - 0,00209625 m3

mdry,u - 2,3662 kg

ρg,u = (m dry,u)/(V g,u) [kg/m3]

ρg,u = (2,3662 kg)/( 0,00209625 m3) = 1128,77 [kg/m3] = 1,12877 [g/cm3]

1. Przypisy:

Procentowy udział drążeń (ELEMENT LD) - obliczono na podstawie pomiarów oraz wzorów zawartych w (PN-EN 772-3:2000)

1. Objętość drążeń

Objętość drążeń (Vv,u):

Vv,u= Vg,u- Vn,u gdzie:

Vg,u - objętość brutto w stanie suchym [m3]

Vn,u - objętość netto w stanie suchym [m3]

Procentowy udział drążeń z dokładnością do 0,1%:

V_(v,u)/V_(g,u) *100 %

1075602 mm3 / 2096250 mm3 *100 % = 51,31%

1. Wytrzymałość na ściskanie cegły dziurawki

Rc –wytrzymałość na ściskanie [MPa]

F- maksymalna siła niszcząca [N]

A-pole powierzchni brutto [m2]

Długość próbki 258mm

Szerokość próbki 125 mm

V –mnożnik zależny od sposobu sezonowania

V=1,0 dla stanu powietrzno-suchego oraz dla stanu o wilgotności do 6%,

V=0,8 dla stanu wysuszonego do stałej masy,

V=1,2 dla stanu mokrego (zanurzenie w wodzie)

Rc = F/V*A [MPa]

V=1,0 dla stanu powietrzno-suchego oraz dla stanu o wilgotności do 6%,

F – 146000 N

Rc = 146000N / 1*(0,257m*0,125m) = 4,52713[MPa]

hu wysokość po przygotowaniu powierzchni [mm] - 75

1. Wytrzymałość na ściskanie cegły pełnej

Rc –wytrzymałość na ściskanie [MPa]

F- maksymalna siła niszcząca [N]

A-pole powierzchni brutto [m2]

Długość próbki 258mm

Szerokość próbki 125 mm

Rc = F/V*A [MPa]

V –mnożnik zależny od sposobu sezonowania

V=1,0 dla stanu powietrzno-suchego oraz dla stanu o wilgotności do 6%,

V=0,8 dla stanu wysuszonego do stałej masy,

V=1,2 dla stanu mokrego (zanurzenie w wodzie)

F – 700000 N

Rc = 700000N / 1*(0,257m*0,125m) = 21,78988 [MPa]

hu wysokość po przygotowaniu powierzchni [mm] - 79

Badania na wytrzymałość na ściskanie przez przekrój poprzeczny cegły pełnej i cegły dziurawki zostały wykonane dnia 18 grudnia 2014 roku.