Przedmiot: Materiały Budowlane
Temat: Badanie cech technicznych kruszyw do betonu lekkiego		Zespół 1. Katarzyna Michalska 2. Jakub Opaliński 3. Mariusz Chmielewski
Grupa 4	Semestr III		Rok 2006/2007	Ocena:

Spis treści:

• Przedmiot badania

• Metody badania

- Oznaczenie gęstości pozornej

- Oznaczenie kształtu ziaren

- Oznaczenie składu ziarnowego

- Oznaczenie wytrzymałości kruszywa na miażdżenie

- Inne oznaczenia

• Wyniki badań

• Wnioski

Przedmiot badania

Wnaszych badaniach zajmować się będziemy keramzytem. Jest on lekkim, sztucznym kruszywem budowlanym, wypalanym z gliny ilastej w temperaturze ok. 1150°C. Do jego produkcji używa się glin pęczniejących. Po wstępnym rozdrobnieniu i uplastycznieniu materiał kieruje się do pieców obrotowych. W procesie wypalania uzyskuje się materiał w kształcie okrągłych lub owalnych brył o zróżnicowanych frakcjach. Glina podczas spiekania znacznie powiększa swoją objętość. Każda z porowatych wewnątrz "kulek" pokryta jest twardą osłoną ceramiczną. Materiał, po sortowaniu dostępny jest w następujących frakcjach:

• keramzyt frakcja - 0-4 mm; ciężar objętościowy - 425-575 kg/mł

• keramzyt frakcja - 2-4 mm; ciężar objętościowy - 332-449 kg/mł

• keramzyt frakcja - 4-8 mm; ciężar objętościowy - 280-380 kg/mł

• keramzyt frakcja - 4-10 mm; ciężar objętościowy - 270-370 kg/mł

• keramzyt frakcja - 8-20 mm; ciężar objętościowy - 230-310 kg/mł

• keramzyt frakcja - 10-20 mm; ciężar objętościowy - 230-310 kg/mł

Otrzymane kruszywo należy do materiałów niepalnych, obojętnych chemicznie, odpornych na wilgoć, działanie pleśni i grzybów i gryzoni. Posiada dobre parametry izolacji cieplnej. Używany jest do produkcji lekkich betonów, zapraw ciepłochronnych, wyrobu pustaków ściennych i stropowych oraz innych elementów wielko i drobnowymiarowych (prefabrykowane domy keramzytowe) , jako materiał izolacyjny (izolacje cieplne) oraz do wykonywania drenaży.

Metody badania

Oznaczanie gęstości pozornej

Badanie to polega na oznaczeniu stosunku masy do objętości badanego kruszywa w stanie luźno usypanym bądź utrzęsionym na stoliku wybracyjnym. Wielkość próbki analitycznej oraz cylindra do określenia objętości badanego kruszywa zależy od wymiarów maksymalnego ziarna. Do oznaczania gęstości nasypowej stosuje się kruszywo w stanie powietrznosuchym.

Próbkę kruszywa wsypuje się do wcześniej zważonego cylindra pomiarowego. Cylinder należy napełnić kruszywem do momentu utworzenia się stożka ponad poziomem jego krawędzi. Nadmiar kruszywa należy usunąć za pomocą liniału i całość zważyć.

Gęstość nasypową w stanie luźnym obliczamy za pomocą wzoru:

gdzie:

m₁ – masa cylindra pustego

m₂ – masa cylindra z kruszywem

V – objętość cylindra pomiarowego

Oznaczanie kształtu ziarn

Wskaźnik kształtu wg PN-EN 933-4

Oznaczenie kształtu ziaren polega na określeniu wyrażonego w procentach udziału masy ziaren nieforemnych. Do badania stosujemy próbki wysuszone do stałej masy. Próbkę należy pomniejszyć zgodnie z wymaganiami w zależności od górnego (D) i dolnego (d) wymiaru kruszywa. Pomiary przeprowadza się pojedyńczo na wszystkich ziarnach frakcji 4÷8 mm, 8÷16 mm, 16÷32 mm oraz 32÷63 mm. Masa badanej próbki zależy od mierzonej frakcji.

Pomiar przeprowadza się za pomocą suwmiarki Schultza. Każde ziarno kruszywa z wyznaczonej próbki umieszcza się między ramieniem suwmiarki tak, aby rozstaw ramion odpowiadał długości ziarna, po czym wyjmuje się ziarno i przesuwa między ukośnymi ramionami suwmiarki uwzględniając najmniejszy wymiar. Jeżeli ziarno przechodzi między ramionami ukośnymi jest ono uznane za nieforemne. Po sprawdzeniu wszystkich ziaren należy ziarna nieforemne zważyć. Zawartość ziaren nieforemnych w kruszywie oblicza się wg wzoru

S= (M₂/M₁) x 100 [%]

Gdzie

M₁ – suma zawartości ziaren poszczególnych frakcji w średniej próbce laboratoryjnej,

M₂ - suma zawartości ziaren nieforemnych w pojedynczych frakcjach.

Oznaczenie składu ziarnowego

Według normy PN-EB 993-1:2000

Badanie składu ziarnowego polega na rozdzieleniu materiału, za pomocą zestawu sit na kilka frakcji: 0,063; 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 16,0; 31,5; 63,0; 125 mm. Masa ziaren pozostałych na danym sicie jest odnoszona do masy materiału wyjsciowego. Suma uzyskanych wartości odsiewu jest wskaźnikiem uziarnienia. Najmniejsza masa próbki jest zależna od wymiaru największych ziaren badanego kruszywa. Próbny przesiew kruszywa jest prowadzony na sucho lub mokro. Sita ustawia się jedno na drugim ustawiając je w kolejności tak, aby na górze było sito o największych otworach, a na dole sito o otworach najmniejszych. Próbkę kruszywa umieszcza się w górnym sicie, przykrywa i wstrząsa za pomocą wstrzasarki mechanicznej. Przesiewanie uwarza się za zakończone gdy po jednej minucie wstrząsania ubytek masy kruszywa jest mniejszy niż 0,1% masy próbki analitycznej.

Po zakończonym przesiewaniu oblicza się procentowy udział masy każdej frakcji w masie całej próbki.

Procentowy udział ziaren mniejszych niż 0,063 mm oblicza się przez odjęcie od liczby 100 sumy udziałów mas wszystkich frakcji. Wynik uważa się za poprawny, gdy suma poszczególonych frakcji kruszywa nie jest mniejsza niż 99%.

Próbki do badań:

do 0.5mm - najmniejsza masa probki 0,1kg
do 2.0mm-najmniejsza masa probki 0,4kg
do 4.0mm - (analogicznie) 0,8kg
do8.0mm-1,6kg
16.0mm-3,2kg
31,5mm-6,3kg
63mm-12,6kg
63mm-20,0kg

Oznaczenie wytrzymałości kruszywa na miażdżenie

Oznaczenie wytrzymałości na miażdżenie polega na oznaczeniu procentowego ubytku masy ziarn kruszywa w wyniku miażdżenia określona siłą próbki kruszywa umieszczonego w stałym naczyniu cylindrycznym.

Oznaczenie przeprowadza się na poszczególnych frakcjach kruszywa. W przypadku kruszywa jedno frakcyjnego odsiewa się ze średniej próbki nadziarno i podziarno. Z frakcji pobiera się próbkę analityczną o objętości 1,8 l. Próbki suszy się do stałej masy w temperaturze 105°-110° C i waży z dokładnością do 0,1g. Próbkę analityczną wsypuje się do stalowego cylindra, wyrównuje powierzchnię, przykrywa stalowym tłokiem, cylinder wstawia między płyty prasy miażdżącej i ściska równomiernie siłą 50 kN (200 kN kruszywo ciężkie). Przyrost nacisku powinien wynosić od 1 do 1.5 kN na sekundę. Po zakończeniu nacisku przesiewa się zawartość cylindra na sitach odpowiednio:

Frakcja [mm] Sito o otworach [mm]

4.0-8.0 1

8.0-16.0 2

16.0-31.5 4

Pozostałości na sitach warzy się z dokładnością do 0.1 g.

Miarą wytrzymałości na miażdżenie pojedyńczej frakcji jest wskaźnik rozkruszenia X_r.

Xr=(m-m_l)*100/m

Gdzie:

m – masa próbki analitycznej przed badaniem,

m_l – masa próbki po badaniu,

X_r – wskaźnik rozkruszenia

Wskaźnik rozkruszenia kruszywa wielofrakcyjnego oblicza się jako średnią ważoną poszczególnych frakcji.

X_rsr=(X_r1f₁ + X_r2f₂ + … +X_r3f₃)/(f1 + f2 + … + f3)

Gdzie:

X_r1, X_r2, …,X_r3 – wskaźnik rozkruszenia poszczególnych frakcji kruszywa.

f1, f2, …, f3 – procentowy udział badanej frakcji w masie próbki labolatoryjnej.

Inne oznaczenia

Badania właściwości fizycznych

• Gęstość ziarna

• Pyły

• Nasiąkliwość

• Wilgotność

• Odporność na rozpad

• Mrozoodporność

Badania właściwości chemicznych

• Zawartość chlorków

• Zawartość siarki

• Straty przy prażeniu

• Zanieczyszczenia chemiczne

• Alkalia

Wyniki badań

Oznaczenie gęstości nasypowej

	Frakcja 8-16
Objętość cylindra	0,005 [m^3]
Masa kruszywa usypanego	5,849 [kg]
Gęstość nasypowa	1169,8 [kg/ m^3]
Masa kruszywa utrzęsionego	6,161[kg]
Gęstość nasypowa (kr. utrzęsione)	1232,2 [kg/ m^3]

Oznaczenie składu ziarnowego

Frakcja 8-16
Masa próbki = 1000 g
Masa nadziarna	4,4 g	Zawartość [%]	0,4 %
Masa podziarna	81,0 g	Zawartość [%]	8,1 %

Oznaczenie wskaźnika kształtu ziaren

Frakcja	Masa próbki	Masa ziarn nieforemnych	Wskaźnik kształtu
8-16	500 g	0,0 g	0,0 %

Oznaczenie wskaźnika rozkruszenia

Frakcja	Masa próbki	Masa pozostałości	Wskaźnik rozkruszenia
8-16	1129,0 g	1068,0 g	5,40 %

Wnioski

Uzyskany podczas badania wskaźnik rozkruszenia kruszywa frakcji 8-16 spełnia wymogi normy, gdyż maksymalny przewidywany wskaźnik wynosi 16%.

Brak ziaren nieforemnych w badanej próbce jest bardzo korzystny, gdyż zmniejszy on ilość potencjalnych pustych przestrzeni w strukturze betonu, a tym samym wpłynie dodatnio na jego wytrzymałość.

Podobnie, znikomy udział nadziaren w badanej próbce świadczy o jej odpowiednim przygotowaniu. Udział podziaren mieści się w normie.