BUDOWNICTWO I INŻYNIERIA
CECHY FIZYCZNE
WYBRANE CECHY
FIZYKO-MECHANICZNE
MATERIAA
ÓW BUDOWLANYCH
1. G
STOŚĆ
stosunek masy próbki do jej objętości absolutnej (bez porów)
Przeprowadzenie badania:
m g kg
[ , ]
Á
1 - kalibracja przyrzÄ…du - kolby Le Chatelier a:
V 3 3
- wlewamy denaturat lub benzen tak, aby ciecz - osiągnęła
cm m
m - masa próbki [g, kg]
poziom 0 cm3.
V - objętość próbki w [cm3, m3 ]
2 - wsypanie sproszkowanego materiału:
- wsypujemy materiał do osiągnięcia przez ciecz poziomu
Aby obliczyć gęstość materiału
20 cm3.
należy pozbyć się porów i kapilar
(bardzo cienkich porów o D=0,01-0,001 mm), - całość mieszamy w celu dyspersji sproszkowanej próbki
w cieczy
a następnie policzyć objętość jego  pełnej masy.
4 - określenie masy wsypanego materiału.
Przygotowanie próbki materiału:
5 - określenie gęstości badanego materiału.
- wynikiem badania będzie średnia arytmetyczna z dwóch
1  rozdrobnienie materiału w młynku kulowym
oznaczeń,
lub w moz
dzierzu,
- różnica między wynikami dwóch oznaczeń nie może
2  przesianie materiału przez sito o boku
przekraczać 0,02 g/cm3.
oczka 0,063 mm,
3  wysuszenie sproszkowanego materiału
do staÅ‚ej masy w temp. ~105°C przez 2h.
4  zważenie wysuszonego materiału
Przykład obliczeniowy:
2. G
STOŚĆ POZORNA = OBJ
TOÅšCIOWA
masa sproszkowanej probki:
mc := 89.8g
stosunek masy próbki do jej objętości łącznie z porami
masa niewsypanej probki: m g kg
mpn := 35.6g
[ , ]
Á
Vo 3 3
masa probki wsypanej:
mpw := mc - mpn = 54.2g cm m
3
m - masa próbki [g, kg]
objetosc absolutna kolby Le Chatelier a:
Va := 20cm
Vo - objętość próbki łącznie z porami w [cm3, m3 ]
mpw g
gestosc probki:
Á := = 2.71
Va 3
cm
kg
Gestosc badanego materialu wynosi: Przeprowadzenie badania:
Á = 2710
3
m
1 - wysuszenie próbki materiału do stałej masy
Rodzaj materiału Gęstość [kg/m3]
w temp. ~105°C przez 2h i jej zwa żenie.
STAL 7800 2  zanurzenie zważonej próbki w naczyniu z wodą
przez 24h.
DREWNO SOSNOWE 1600
3  wykonanie ważeń nasączonej próbki:
SZKA
O OKIENNE 2600
- w wodzie (ważenie hydrostatyczne),
BETON ZWYKA
Y 2600
- w powietrzu (przed ważeniem przecieramy
próbkę wilgotną szmatką).
CERAMIKA 2700
BETON KOMÓRKOWY 2800
1
Przykład obliczeniowy:
Od gęstości pozornej zależy:
masa probki suchej:
ms := 284g
Im materiał bardziej porowaty,
1) wytrzymałość na ściskanie materiału:
tym gęstość pozorna jest
masa probki nasaczonej wazonej w powietrzu:
mnp := 324g - im większa gęstość pozorna, tym większa wytrzymałość mechaniczna.
mniejsza.
masa probki nasaczonej wazonej w wodzie:
mnw := 163g
2) współczynnik przewodzenia ciepła (
):


g
- im większa gęstość pozorna, tym większa przewodność cieplna (materiał ma
gestosc wody:
Áw := 1
3
gorszą izolacyjność).
cm
mnp - mnw 3 Rodzaj materiału Gęstość [kg/m3] Gęstość pozorna [kg/m3]
objetosc probki lacznie z porami:
Vo := = 161Å"cm
w STAL 7800 7800
Áw
ms g
DREWNO SOSNOWE 1600 550
m
gestosc objetosciowa probki:
Áo := = 1.764Å"
Vo 3
SZKA
O OKIENNE 2600 2600
cm
BETON ZWYKA
Y 2600 1800-2400
kg
Gestosc objetosciowa badanej próbki wynosi:
Áo = 1763.98
Å"
CERAMIKA 2700 1700-2200
3
m
BETON KOMÓRKOWY 2800 400-750
Rodzaj materiału Gęstość pozorna [kg/m3]
STYROPIAN 1100 30
STAL 7800
3. G
STOŚĆ NASYPOWA
DREWNO SOSNOWE 550
BETON ZWYKA
Y 1800-2400 stosunek masy próbki do jej objętości
CERAMIKA 1700-2200
- dotyczy materiałów ziarnistych  kruszyw,
BETON KOMÓRKOWY 400-750
- uwzględnia porowatość ziaren oraz występowanie przestrzeni międzyziarnowych.
Przykład obliczeniowy:
4. SZCZELNOŚĆ
g
stosunek gęstości pozornej do gęstości gestosc objetosciowa probki:
Áo = 1.764
3
cm
- określa jaką część próbki zajmuje sama masa materiału bez porów i kapilar.
g
gestosc probki:
Á = 2.71
3
Áo
cm
[%]
S Å"100
Áo
szczelnosc materialu:
Á S := = 65Å"%
Á
Szczelnosc badanego materialu wynosi:
S = 65Å"%
Á - gÄ™stość [g/cm3, kg/m3]
Áo - gÄ™stość objÄ™toÅ›ciowa [g/cm3, kg/m3]
porowatosc materialu:
P := (1 - S) = 35Å"%
Porowatosc badanego materialu wynosi:
P = 35Å"%
5. POROWATOŚĆ
Rodzaj materiału Porowatość [%]
określa jaką część próbki zajmują  wolne przestrzenie .
STAL 0
ALUMINIUM 0
BETON ZWYKA
Y 11
[%]
P 100 - S
CERAMIKA 33  37
BETON KOMÓRKOWY 74
S - szczelność [%]
STYROPIAN 97
7. WILGOTNOŚĆ
6. PRZEWODNOŚĆ CIEPLNA
ilość ciepła przechodząca przez powierzchnię 1m2 przegrody o grubości 1m
stosunek masy wody zawartej w próbce do masy materiału suchego
w ciągu 1 s przy różnicy temperatur po obu stronach równej 1 K.
Q d W
mw - ms
[ ]
 Å"
w Å"100 [%]
t SÅ""T mÅ"K
ms
Q - ilość ciepła przepływającego przez ciało [J]
t - czas przepływu [s]
ms - masa próbki suchej [g]
d - grubość przegrody [m]
mw - masa próbki wilgotnej (w danej chwili) [g]
S - pole przekroju przez który przepływa ciepło [m2]
"T - różnica temperatur w kierunku przewodzenia [K]
Przykład obliczeniowy:
masa probki suchej:
ms = 284g
masa probki wilgotnej:
mw := 288.5g
mw - ms
wilgotnosc probki:
w := = 1.6Å"%
ms
Wilgotnosc badanego materialu wynosi:
w = 1.6Å"%
Im jego wartość jest niższa, tym dany materiał
gorzej przewodzi ciepło - lepiej izoluje przed stratami ciepła .
2
8. NASI
KLIWOŚĆ
Skąd się bierze wilgoć w materiale?
zdolność wchłaniania przez materiał wody przy ciśnieniu atmosferycznym.
- jest wnoszona do materiału w czasie produkcji i budowy (technologie mokre),
- zależy od struktury materiału  ilości i wielkości porów oraz ich charakteru,
- jest związana z materiałem na drodze sorpcji - pochłaniania pary wodnej z powietrza
- rozróżniamy nasiąkliwość masową, objętościową i względną,
(adsorpcja  pochłanianie powierzchniowe, absorpcja  pochłanianie całą objętością)
- świadczy o przydatności materiału do budowy.
- pojawia się w wyniku błędów ludzkich  wykonawczych i użytkowych.
Wpływ nasiąkliwości na cechy materiału:
- zmniejsza wytrzymałość na ściskanie,
- zmniejsza odporność na działanie mrozu,
- zwiększa masę,
- znacznie zwiększa wartość współczynnika przewodzenia ciepła
8.1. NASI
KLIWOŚĆ MASOWA (WAGOWA)
Przykład obliczeniowy:
stosunek masy wody w nasiąkniętej próbce do masy próbki w stanie suchym.
masa probki suchej:
ms = 284Å"g
mn - ms
masa probki nasaczonej wazonej w powietrzu:
mnp = 324Å"g
ms - masa próbki suchej [g]
[%]
nm Å"100
mn - masa próbki w stanie nasycenia [g]
mnp - ms
ms
nasiakliwosc masowa probki:
nm := = 14.1Å"%
ms
Przeprowadzenie badania nasiąkliwości zwykłej: Nasiakliwosc masowa badanego materialu wynosi:
nm = 14.1Å"%
1 - wysuszenie badanej próbki do stałej masy i jej zważenie,
2 - umieszczenie próbki w nierdzewnym naczyniu, Rodzaj materiału n [%]
- do naczynia wlewamy wodÄ™ do ½ wysokoÅ›ci próbki i pozostawiamy na 2h,
BETON ZWYKA
Y do 5
- dolewamy wodÄ™ do ¾ wysokoÅ›ci próbki i pozostawiamy na 2h,
- dolewamy wodę 2-5cm ponad wysokość próbki i pozostawiamy na 2h,
SILIKATY 10-16
3 - wyjęcie próbki z naczynia, przetarcie jej wilgotną szmatką i zważenie.
CERAMIKA 8-26
BETON KOMÓRKOWY 30-50
KERAMZYTOBETON 15-20
8.3. NASI
KLIWOŚĆ OBJ
TOÅšCIOWA PO GOTOWANIU
8.2. NASI
KLIWOŚĆ OBJ
TOÅšCIOWA
stosunek masy wody w nasiąkniętej próbce do objętości tej próbki. stosunek masy wody w nasiąkniętej próbce do objętości tej próbki po gotowaniu.
Przeprowadzenie badania:
3
mn - ms
cm
[%] no := nmÅ"ÁoÅ"
no Å"100
1 - wysuszenie badanej próbki do stałej masy i jej zważenie,
Vo g
2 - umieszczenie próbki w nierdzewnym naczyniu,
- do naczynia wlewamy wodę 2-5cm ponad wysokość próbki,
ms - masa próbki suchej [g]
- przez 1h podgrzewamy naczynie z zanurzonÄ… próbkÄ… do temp. 100°C,
mn - masa próbki w stanie nasycenia [g]
- zanurzoną próbkę gotujemy przez 4h,
Vo - objętość próbki [cm3]
- zanurzoną próbkę pozostawiamy w wodzie na okres 24h,
Przykład obliczeniowy:
3 - wyjęcie próbki z naczynia, przetarcie jej wilgotną szmatką i zważenie.
masa probki suchej:
ms = 284Å"g
8.4. NASI
KLIWOŚĆ WZGL
DNA
masa probki nasaczonej wazonej w powietrzu:
mnp = 324Å"g
stosunek nasiąkliwości objętościowej po gotowaniu do porowatości materiału.
3
objetosc probki lacznie z porami:
Vo = 161Å"cm
nog
[%]
nwz Å"100
3
mnp - ms ëÅ‚ öÅ‚
cm
P
nasiakliwosc objetosciowa probki: ìÅ‚ ÷Å‚
no := Å" = 24.8Å"%
Vo g
íÅ‚ Å‚Å‚
nog - nasiąkliwość objętościowa po gotowaniu [%]
P - porowatość [%]
Nasiakliwosc objetosciowa badanego materialu wynosi:
no = 24.8Å"%
3
9. STOPIEC
NASYCENIA 11. MROZOODPORNOŚĆ
stosunek nasiąkliwości objętościowej do nasiąkliwości po gotowaniu.
odporność nasyconego wodą materiału na niszczące działanie zamarzającej
no
w jego porach wody po określonej ilości cykli zamrażania i rozmrażania.
[-]
·
nog
Na mrozoodporność wpływa struktura materiału  liczba porów,
ich wielkość i rodzaj.
no - nasiąkliwość objętościowa [%]
nog - nasiąkliwość objętościowa po gotowaniu [%]
JeÅ›li · > 0,85, to można przypuszczać, że materiaÅ‚ nie jest mrozoodporny.
10. WSPÓA
CZYNNIK ROZMI
KANIA
stosunek wytrzymałości na ściskanie materiału nasączonego wodą i suchego.
Przeprowadzenie badania mrozoodporności:
Rn
[-]
kr
1 - wysuszenie badanej próbki do stałej masy i jej zważenie,
Rs
2 - nasączenie próbki wodą,
Rn - wytrzymałość na ściskanie materiału nasyconego wodą [MPa, kN/m2]
3 - umieszczenie nasÄ…czonej próbki w chÅ‚odziarce w temperaturze -15°C na 4h,
Rs - wytrzymałość na ściskanie materiału suchego [MPa, kN/m2]
4 - wyciągnięcie próbki z chłodziarki i rozmrażanie jej w naczyniu z wodą (2-5cm ponad
wysokość próbki) w temperaturze pokojowej przez 4h,
Jeśli kr < 0,8, to materiał nie może być stosowany w miejscach narażonych
5  powtórzenie punktów 3-4 wymaganą ilość razy.
na zawilgocenie oraz działanie mrozu.
Miary mrozoodporności:
12. KAPILARNOŚĆ  KAPILARNE PODCI
GANIE WODY
zdolność wznoszenia wody
- strata masy po pełnej ilości cykli badania [%],
w kapilarach materiału
w wyniku działania sił kapilarnych.
[%]
"m ms - mz
ms - masa materiału suchego przed badaniem [g, kg]
Kapilary
mz - masa materiału suchego po wszystkich cyklach badań [g, kg]
sieci naczyń włosowatych
- spadek wytrzymałości na ściskanie [%],
(bardzo cienkich porów)
Rcz
o średnicy 0,01-0,001 mm.
[%]
Wz
Rcs
h mm
[ ]
k
Rcs - wytrzymałość na ściskanie materiału suchego przed badaniem [MPa, kN/m2]
t min
Rcz - wytrzymałość na ściskanie materiału suchego po wszystkich cyklach badań
[MPa, kN/m2]
h - wysokość na jaką została
- zmiany w wyglądzie zewnętrznym (zniszczenia, spękania, złuszczenia),
podciągnięta woda [m, cm, mm]
t - czas podciÄ…gania [h, min, s]
W Polsce wszystkie materiały budowlane stosowane
do elementów zewnętrznych muszą mieć potwierdzoną mrozoodporność.
Wysokość podciągania wody:
13. ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA
ł - napięcie powierzchniowe
zmiana wymiarów (długości, względnie objętości)
2Å"Å‚ Å"cos ¸ ¸ - kÄ…t zwilżania
pod wpływem zmian temperatury.
h
r - promień kapilarny
rÅ"ÁÅ"g
Á - gÄ™stość cieczy
średni przyrost długości przypadający na jednostkę pierwotnej długości
g - siła grawitacji
na 1 K ogrzania:
zależy wprost proporcjonalnie od rodzaju cieczy (kąt zwilżania)
i odwrotnie proporcjonalnie od średnicy kapilar (wielkości porów otwartych).
"l 1
Ä… [ ]
l0Å""t K
Rodzaj materiału ą [1/K]
Ä…
Ä…
Ä…
STAL
1,1·10-5
"l - przyrost długości próbki [mm, cm]
ALUMINIUM
l0 - pierwotna długość próbki [mm, cm]
2,5·10-5
"t - przyrost temperatury [K]
BETON ZWYKA
Y
vt - objÄ™tość próbki przy ogrzaniu o "t [mm2, cm2] 1,0·10-5
v - objętość pierwotna próbki [mm2, cm2]
CERAMIKA
0,5·10-5
STYROPIAN
5 - 7·10-5
4
14. NIEKTÓRE INNE CECHY FIZYCZNE MATERIAA
ÓW
- higroskopijność  zdolność do pochłonięcia przez materiał pary wodnej
z powietrza przy określonej temperaturze i wilgotności
względnej powietrza ~97%,
- przesiąkliwość  zdolność do przepuszczania wody przenikającej
przez materiał pod określonym ciśnieniem,
- paroprzepuszczalność  zdolność do przepuszczania pary wodnej ,
CECHY MECHANICZNE
- infiltracja  zdolność do przepuszczania powietrza,
- pojemność cieplna  zdolność do pochłaniania i kumulowania ciepła
w czasie ogrzewania,
.
.
.
Przeprowadzenie badania:
1. WYTRZYMAA
OŚĆ NA ŚCISKANIE
PN-EN 206-1 Beton - Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność
największe naprężenie, jakie wytrzymuje materiał podczas ściskania
1 - przygotowanie normowej próbki materiału
do momentu jej skruszenia.
2 - obliczenie powierzchni, na którą będzie działać siła ściskająca,
3 - umieszczenie próbki w maszynie wytrzymałościowej (prasie hydraulicznej),
Pc kN
4 - poddanie próbki ściskaniu,
[MPa, ]
Rc 5 - odczytanie siły powodującej zniszczenie materiału,
A 2 6  obliczenie wytrzymałości na ściskanie próbki,
m
Pc - siła niszcząca działająca prostopadle
do powierzchni próbki [N]
A - powierzchnia ściskana [m2 ]
Wartość liczbowa wytrzymałości:
iloraz siły ściskającej, która spowodowała
zniszczenie struktury materiału do
powierzchni, na którą działa siła ściskająca.
Przykład obliczeniowy: Wytrzymałości na ściskanie materiałów budowlanych:
2 2
pole powierzchni gornej:
Ag := Ä„ Å"(7.5cm) = 0.018m
2 2
pole powierzchni dolnej:
Ad := Ä„ Å"(7.55cm) = 0.018m
Ag + Ad 2
Wytrzymałość
srednie pole powierzchni sciskanej:
As := = 0.018m
Materiał
2
na ściskanie [MPa]
sila niszczaca:
Pc := 218.4kN
Å»eliwo 590 ÷ 980
Pc
Stal budowlana zwykÅ‚a 294 ÷ 440
wytrzymalosc na sciskanie:
Rc := = 12.277MPa
As
SzkÅ‚o 340 ÷ 980
Ceramika porowata 4,9 ÷24,5
Drewno 39,2 ÷ 59,0
(wzdłuż włókien)
Granit 118 ÷ 236
Beton zwykÅ‚y 8,8 ÷ 59,0
Tworzywa sztuczne 5,9 ÷ 480
. . .
. . .
. . .
5
Próbki do badania:
2. WYTRZYMAA
OŚĆ NA ROZCI
GANIE
największe naprężenie, jakie wytrzymuje materiał podczas rozciągania.
w zależności od materiału mają różny kształt  zapewniający rozerwanie próbki
w miejscu o najmniejszym i mierzalnym przekroju:
- stal  pręty,
- drewno, blacha  wiosełka,
Pr kN
- beton  beleczka 100mm x 100mm x 200mm lub 150mm x 150mm x 300mm.
[MPa, ]
Rr
A 2
m
Pr - siła niszcząca - rozrywająca [N]
A - przekrój poprzeczny próbki [m2 ]
Wartość liczbowa wytrzymałości:
iloraz siły rozciągającej powodującej
rozerwanie materiału i powierzchni przekroju
poprzecznego, na którą działa siła.
Wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie materiałów budowlanych:
3. WYTRZYMAA
OŚĆ NA ZGINANIE
największe naprężenie, jakie wytrzymuje materiał podczas zginania
do momentu jej złamania.
M kN
Wytrzymałość Wytrzymałość
[MPa, ]
Materiał Rz
na ściskanie [MPa] na rozciąganie [MPa]
W 2
m
Å»eliwo 590 ÷ 980 137 ÷ 176
Stal budowlana zwykÅ‚a 294 ÷ 440 294 ÷ 490
M - moment zginajÄ…cy [N·m]
SzkÅ‚o 340 ÷ 980 9,8 ÷ 77,5
Ceramika porowata 4,9 ÷24,5 0,2 ÷ 1,96
W - wskaz
nik wytrzymałości przekroju [m3]
Drewno 39,2 ÷ 59,0 77,5 ÷ 147
(wzdłuż włókien)
Granit 118 ÷ 236 4,4 ÷ 7,75
Wartość liczbowa wytrzymałości:
Beton zwykÅ‚y 8,8 ÷ 59,0 0,78 ÷ 4,90
Tworzywa sztuczne 5,9 ÷ 480 88 ÷ 775
iloraz niszczÄ…cego momentu zginajÄ…cego
do wskaz
nika wytrzymałości przekroju
elementu zginanego.
Moment zginajÄ…cy:
Wskaz
nik wytrzymałości przekroju przy zginaniu:
Wartość momentu zginającego zależy od sposobu obciążenia belki:
iloraz momentu bezwładności przekroju względem osi obojętnej
(przechodzącej przez środek ciężkości przekroju)
przez odległość od tej osi najdalszego punktu, należącego do przekroju.
zginanie próbki obciążonej
siłą (P) w środku:
PÅ"l0 Iz 3 3
[N·m] [cm ,m ]
[cm
Mmax Wz
4 ymax
Iz - moment bezwładności względem osi z
zginanie próbki obciążonej
dwoma siłami (P/2)
ymax - odległość najdalszego punktu przekroju
poprzecznego figury od jej osi głównej z
(osi obojętnej).
PÅ"l2
[N·m]
Mmax
2
6
Zniszczenie materiałów zwykle zaczyna się w dolnej rozciąganej strefie
Wskaz
niki wytrzymałości przekroju przy zginaniu wybranych figur:
gdyż w większości materiałów (poza stalą i drewnem)
wytrzymałość na ściskanie jest większa niż wytrzymałość na rozciąganie.
PÅ"l0
Mmax [N·m]
4
3 4 4 2
2
(D ) [cm [cm
Ä„ Å"D Ä„ Å" - d bÅ"h
bÅ"h
Wz Wz
Wz [cm Wz [cm
32 32Å"D 24
6
3 3
[cm ,m ]
4. TWARDOŚĆ
Dla materiałów kamiennych stosuje się np. skalę Mohsa.
odporność materiału na odkształcenie trwałe, wywołane wciskaniem
Każdy minerał może zarysować minerał poprzedzający go na skali
w jego powierzchnię innego materiału o większej twardości.
(bardziej miękki) i może zostać zarysowany przez następujący w skali po nim
(twardszy).
Cecha ta związana jest z budową wewnętrzną ciała
o wielkości twardości decyduje charakter wiązania, typ struktury i mikrostruktury
materiału.
Nie ma prostej zależności między wytrzymałością a twardością
materiały o różnych wytrzymałościach mogą mieć mniej więcej jednakową twardość.
Im większa jest twardość, tym materiał jest:
- trudniejszy w obróbce,
- odporniejszy na zarysowania powierzchni,
- odporniejszy na zużycie pod wpływem działań mechanicznych.
Sposób oznaczenia twardości zależy od rodzaju materiału.
Dla drewna stosuje siÄ™ metodÄ™ Janki.
Dla metali i tworzyw sztucznych stosujemy metodÄ™ Brinella.
Metoda polega na mierzeniu siły, jaka jest potrzebna do osadzenia w próbce kulki
W próbkę materiału wciska się kulkę ze stali hartowanej
o średnicy 11.28 mm (0.44 cala) do połowy jej średnicy.
lub z węglików spiekanych.
KLASA TWARDOŚĆ ZAKRES ZAKRES GATUNKI
[kG/cm2]* [MPa]
DREWNA
I BARDZO <350 <34,3 balsa, osika, topola, wierzba, świerk,
Od rodzaju materiału i grubości próbki materiału zależy:
MI
KKIE jodła, limba
II MI
KKKIE 350-500 34,3-49,0 lipa, sosna, modrzew, brzoza - średnica zastosowanej kulki
(1, 2,5, 5 lub 10 mm),
III ŚREDNIO 500-650 49,0-63,7 dąb szypułkowy, sosna czarna, wiąz,
- czas trwania obciążenia
TWARDE orzech
(od 10 s dla stali do 60 s miękkich stopów),
IV TWARDE 650-1000 63,7-98,1 jesion, jatoba, teak, majau
V BARDZO 1000-1500 98,1-147,1 grab, grochodrzew (robinia), palisander,
- siła docisku
TWARDE cis
(od 1 do 3000 kG*),
VI TWARDE >1500 >147,1 quebracho, heban, kokos, gwajak
JAK KOŚĆ
*kG (kilogram-siła) - siła z jaką Ziemia przyciąga masę 1 kg z przyspieszeniem
ziemskim wynoszÄ…cym 9,80665 m/s2.
1 kG = 9,80665 N *1 kG = 9,80665 N
7
Twardość HB oblicza się z zależności: 5. ŚCIERALNOŚĆ
podatność materiału do zmniejszenia objętości lub masy
pod wpływem działania sił ścierających.
2F N
[ ]
HB 0.102Å"
2
2 2
îÅ‚D
(D )Å‚Å‚
mm
Ä„ Å"DÅ" - - d
ðÅ‚ ûÅ‚
F - siła docisku [N]
D - średnica kulki [mm]
Twardość
d - średnica odcisku [mm]
Materiał Brinella
HB
cyna, ołów, 3.2 - 20
aluminium, 8 - 50
Tarcza Boehmego Bęben Los Angeles
miedz
, magnez, cynk, 16 - 100
Określamy: Określamy:
żeliwo, stopy miedzi, 32 - 200
- ubytek wysokości próbki lub masy - ubytek masy przy ścieraniu ziaren
stopy aluminium, nikiel
przy ścieraniu jednej płaskiej na całej ich powierzchni (kruszywa).
stal, żeliwo 96 - 600
powierzchni (materiały posadzkowe,
drogowe, kamienne, betony),
6. KRUCHOŚĆ 7. NIEKTÓRE INNE CECHY MECHANICZNE MATERIAA
ÓW
stosunek wytrzymałości na rozciąganie (Rr) do wytrzymałości na ściskanie (Rc).
- sprężystość  zdolność do powracania do pierwotnej postaci
po usunięciu siły zewnętrznej, która spowodowała
Rr
odkształcenie materiału,
[-]
k
Rc
- plastyczność  zdolność do ulegania nieodwracalnym
odkształceniom pod wpływem sił zewnętrznych
Rr - wytrzymałość na rozciąganie [MPa, kN/m2]
działających na materiał,
Rc - wytrzymałość na ściskanie [MPa, kN/m2]
- udarność  zdolność przeciwstawienia się nagłym siłom
uderzeniowym,
Mamy do czynienia
Wytrzymałość Wytrzymałość
Materiał na ściskanie na rozciąganie z materiałem kruchym, gdy
- pełzanie  powolna zmiana kształtu materiału (odkształcenie)
[MPa] [MPa] k < 1/8.
wskutek działania stałych, długotrwałych obciążeń,
Å»eliwo 590 ÷ 980 137 ÷ 176
mniejszych od granicy sprężystości materiału,
Stal budowlana 294 ÷ 440 294 ÷ 490 Do materiałów kruchych
zwykła zaliczamy:
SzkÅ‚o 340 ÷ 980 9,8 ÷ 77,5 - wytrzymaÅ‚ość na Å›cinanie - odksztaÅ‚cenie ciaÅ‚a spowodowane naprężeniem
Ceramika porowata 4,9 ÷24,5 0,2 ÷ 1,96
stycznym do jego powierzchni,
- żeliwo,
Drewno 39,2 ÷ 59,0 77,5 ÷ 147
- szkło,
(wzdłuż włókien)
- skały,
Granit 118 ÷ 236 4,4 ÷ 7,75
.
- beton zwykły,
Beton zwykÅ‚y 8,8 ÷ 59,0 0,78 ÷ 4,90
.
- ceramikÄ™.
Tworzywa sztuczne 5,9 ÷ 480 88 ÷ 775
.
8