Mateusz Klocko

WILiŚ

Semestr III

Grupa 6

Nr 103999

Gr.lab. środa 14 - 16

SPRAWOZDANIE Z LABOLATORIÓW Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Temat nr 1 : Cechy techniczne materiałów budowlanych

TEORIA

Cechy techniczne materiałów budowlanych zależą od właściwości fizycznych,

chemicznych, termicznych i mechanicznych. Są wytyczną dla odbioru materiałów budowlanych (normy), określają i gwarantują wytrzymałość materiałów konstrukcyjnych w czasie całej eksploatacji.

1. Gęstość właściwa- jest to masa jednostki objętości materiału suchego liczona bez porów i kapilar.

gdzie:

ρw - gęstość

mm - masa w stanie suchym

Va - objętość bez porów i kapilar

→ Objętość bez porów i kapilar Va otrzymujemy korzystając

z kolby Le Chatelier'a.

Aby znaleźć Va należy:

- wysuszyć materiał

- materiał musi być rozkruszony (w młynach)

- przesiać materiał przez gęste sito ( oczko 0.08 mm)

- zważyć materiał

gdzie:

ρw - gęstość

m m - masa w stanie suchym

m k+b+mm - masa kolby, benzenu i materiału

m k+b - masa kolby i benzenu

Va - objętość bez porów i kapilar

2. Gęstość pozorna - jest to masa jednostki objętości materiału suchego wraz z zawartymi w nim porami i kapilarami.

gdzie:

ρ o - gęstość pozorna

m m - masa w stanie suchym

V - objętość z porami i kapilarami

Gęstość właściwa > Gęstość pozorna

Beton zwykły 2600 2200

Beton komorkowy 2800 400-700

Cegła pełna 2700 1800

Niska gestość pozorna - izolatory

Wysoka gestosc pozorna - konstrukcja

Im większa gestosc pozorna tym mniejsza nasiąkliwość i jest mrozoodporny.

3. Nasiąkliwość - jest to zdolność pochłaniania wody przez pory i kapilary materiału w określonych warunkach. Zależy od struktury materiałów (wielkość porów, ilość porów, szczelność, itp.).

Rodzaje nasiąkliwości:

• W zależności od warunków i sposobu wyznaczania

• nasiąkliwość zwykła

• nasiąkliwość po gotowaniu

• nasiąkliwość pod zmniejszonym ciśnieniem

• Ze względu na odniesienie ilości wody w materiale do masy próbki w stanie suchym lub do objętości

• nasiąkliwość wagowa (masowa)

• nasiąkliwość objętościowa

Warunki wyznaczania:

• nasiąkliwość zwykła - normalne ciśnienie atm., temperatura pokojowa

• nasiąkliwość po gotowaniu - normalne ciśnienie atm., próbki poddane gotowaniu w wodzie

• nasiąkliwość pod zmniejszonym ciśnieniem - pod ciśnieniem 20mmHg, temperatura pokojowa

• nasiąkliwość wagowa (masowa) - określona stosunkiem masy wody wchłoniętej przed badany materiał do masy suchej podanej w procentach wagowych

gdzie:

m 1- masa próbki i wchłoniętej wody

m - masa próbki w stanie suchym

• nasiąkliwość objętościowa - określona stosunkiem objętości wody wchłoniętej przed badany materiał do objętości w stanie suchym podanej w procentach objętościowych

gdzie:

m 1- masa próbki i wchłoniętej wody

m - masa próbki w stanie suchym

V - objętość próbki

Sposoby wyznaczania:

• nasiąkliwość zwykła

- losuje się 6 sztuk próbek

- suszy się do stałej masy

- wkłada się do naczynia nie ulegającego korozji tak żeby nie dotykały dna

- zalewa się wodą do połowy wysokości na 2h, po upływie czasu podnosi się poziom do ¾ wysokości na kolejne 2h, następnie zalewa się całkowicie wodą (ok. 5cm ponad próbki) i czeka do stabilizacji

- kontrolne ważenia co 1 dobę

- zanurza się stopniowo, żeby nie uwięzić w porach powietrza

• nasiąkliwość po gotowaniu

- początek taki jak poprzednio

- próbki umieszcza się w naczyniach i całkowicie zalewa wodą, po czym ustawia się nad źródłem ciepła i przez godzinę podgrzewa do temperatury wrzenia wody, następnie przez 4h się gotuje, a po upływie czasu zdejmuje się ze źródła ciepła i pozostawia w tej samej wodzie na 24h

- ważenie próbek

- uzyskuje się zwiększone wartości nasiąkliwości wodą w stosunku do nasiąkliwości zwykłej

• nasiąkliwość pod zmniejszonym ciśnieniem

- początek taki jak poprzednio

- próbki umieszcza się w kolbie próżniowej i zalewa się całkowicie wodą, następnie podłacza się pompę próżniową, którą obniża się ciśnienie w kolbie do 20mmHg

- powoduje to wydostawanie się pęcherzyków powietrza z próbek

- niskie ciśnienie utrzymuje się do chwili zaniknięcia pęcherzyków powietrza, przez następne 2h wyrównuje się ciśnienie

- ważenie próbek

- uzyskuje się maksymalne wartości nasycenia

4. Stopnie nasycenia- stosunek nasiąkliwości zwykłej do nasiąkliwości objętościowej makymalnej (mrozoodporność)

5. Szczelność- oznacza jaką część całkowitej objętości zajmuje masa badanego materiału bez porów i kapilar. Jest to stosunek gęstości pozornej do gęstości właściwej

gdzie:

S- szczelność

ρ o - gęstość pozorna

ρ w - gęstość właściwa

6. Porowatość - oznacza jaka część całkowitej objętości próbki przypada na wolne przestrzenie (pory i kapilary).

S+P=1 P=1-S

7. Przewodność cieplna

Współczynnik przewodności cieplnej ( λ ) materiału - jest to ilość ciepła, która przechodzi w jednostce czasu, przez jednostkę powierzchni płaskiej przegrody danego materiału o grubości 1 jednostki przy ścisłej różnicy temperatury wynoszącej 1 °C.

Współczynnik przewodności cieplnej λ [W/m*K] zależy od:

• Gęstości objętościowej

• Struktury

• Wilgotności

• Temperatury

→ Niektóre próbki badana są za pomocą aparatu Bock'a - próbka ma kształt płytki przez którą przepuszcza się stały strumień ciepła ( trwa to ok. 6-7 godzin)

8. Pojemność cieplna - jest to właściwość materiału polegająca na wchłanianiu energii podczas nagrzewania.

Ciepło właściwe - ciepło jakie należy dostarczyć aby podnieść temperaturę 1 jednostki o 1°C.

9. Ścieralność

gdzie:

Δm - różnica mas próbki przed i po badaniu

f - powierzchnia próbki ( 50 cm3 )

ρ o - gęstość pozorna

→ Stuttgart - niemiecki aparat do mierzenia ścieralności, naśladuje ruch stopy ludzkiej

→ Tarcza Böhmego - kształt próbki to sześcian o krawędzi 7,1 cm i powierzchni jednej ściany F=50 cm² , próbki należy wysuszyć do stałej masy, określić gęstość pozorną w g/cm³, następnie poddać ścieraniu wykonując 440 obrotów tarczą, później zwarzyć próbkę:

22 obroty pięciokrotnie powtarzamy po kazdych 22 obrotach sypiemy proszek a nastepnie obracamy bryłke o 90 stopni wzglęem osi pionowej i znowu 5 razy 22 obroty czyli 110 obrotow i obracamy brylke i tak robimy 4 razy , lacznie 440 obrotow.

BADANIA

1. Badanie gęstości zwykłej - do kolby Le Chatelier'a wypełnionej do pewnej wysokości wodą i zwarzonej dodaliśmy zmieloną, przesianą przez sito próbkę cegły zwykłej, zwarzyliśmy ponownie.

Masa kolby z wodą - 341,8 g

Masa kolby z wodą i próbką - 392,3 g

Objętość bez porów i kapilar - 19,3 cm³

Korzystając ze wzoru na gęstość zwykłą otrzymujemy wynik

ρw = 2,616 g/cm³

2. Badanie gęstości pozornej

a) próbki w kształcie bryły nieregularnej - wysuszoną próbkę cegły o kształcie nieregularnym zwarzyliśmy, następnie powlekliśmy cienką warstwą roztopionej parafiny i wsunęliśmy do menzurki wypełnionej wodą. Zmierzyliśmy różnicę poziomu wody w menzurce.

Masa próbki w stanie suchym - 123 g

Masa próbki z parafiną - 125,3 g

Ilość wody przed zanurzeniem próbki - 300cm³

Ilość wody po zanurzeniu próbki - 370cm³

Gęstość parafiny - 0,93 g/cm³

V= 370 cm³ - 300cm³ = 70 cm³ ← objętość próbki

m_p= 125,3 g - 123 g = 2,3 g ← masa parafiny

V_p = 4,301 cm³ ← objętość parafiny

V_c = 70 cm³ - 4,301 cm³ = 65,699 cm³ ← objętość kawałka cegły zwykłej

Korzystając ze wzoru na gęstość pozorną otrzymujemy wynik

ρ o = 1,872 g/cm³

b) próbki w kształcie brył regularnych - zmierzyliśmy i zwarzyliśmy wszystkie otrzymane próbki materiałów

- beton komórkowy (gazobeton): struktura kapilarno-porowata

- sześcian o srednich wymiarach 9,7 x 9,8 x 9,7 i masie 602,5g

V_bk = 922,082 cm³

- szkło czarne piankowe :

- sześcian o srenich wymiarach 10 x 9,8 x 9,7 i masie 80,2g

V_scp = 950,6 cm³

- beton z kruszywem kamiennym : (struktura mieszana)

- sześcian o wymiarach 6,9 x 6,7 x 6,4 i masie 630,5g

V_bz = 295,872 cm³

Korzystając ze wzoru na gęstość pozorną otrzymujemy wyniki, kolejno dla betonu komórkowego, szkła czarnego piankowego oraz dla betonu zwykłego:

ρbk=0,6534 g/cm³

ρsp=0,0843 g/cm³

ρbz=2,1309 g/cm³

3. Badanie nasiąkliwości zwykłej - badaną cegłę wysuszoną do stałej masy zmierzyliśmy i zważyliśmy, następnie włożyliśmy do naczynia i do połowy zalaliśmy wodą, po 15 minutach dolaliśmy wody do ¾ wysokości cegły i po kolejnych 15 minutach zalaliśmy cegłę całkowicie. Po pewnym czasie cegła została wyciągnięta z wody, przetarta i ponownie zważona.

Wymiary cegły - 25,4 x 12,2 x 6,5 cm

Masa cegły w stanie suchym - 3417 g

Masa cegły po wyjęciu z wody - 4006,89g

V = 2030,73 cm³

Korzystając ze wzoru na nasiąkliwość zwykłą otrzymaliśmy nasiąkliwość badanej cegły, która wynosi 17,26%

4.Badanie nasiąkliwości po gotowaniu:

Zalewamy probki do ½ h na 2 h , po 2 h zalewamy calosc i gotujemy 3h, zalewamy powoli bogybysmy zalaliodrazu to by sie powietrze uwiezilo w kapilarch a musi byc jak najwiecej wody.

6

---