Instrukcja do laboratorium  Materiały budowlane Ćwiczenie 6, 7
IIBZ
ĆWICZENIE 6,7
MATERIAA
Y KAMIENNE
6.1. WPROWADZENIE
Oznaczanie gęstości objętościowej wykonuje się jedną z następujących metod:
·ð ðmetodÄ… bezpoÅ›redniÄ… na próbkach regularnych - gdy uwarstwienie, spÄ™kanie itp. cechy
strukturalne materiału kamiennego nie stanowią przeszkody w uzyskaniu próbki mającej
kształt prostej bryły geometrycznej (sześcianu, walca itp.);
·ð ðmetodÄ… hydrostatycznÄ… - gdy materiaÅ‚ kamienny nie odpowiada postawionym wczeÅ›niej
wymaganiom.
Oznaczanie gęstości (ciężaru właściwego) wykonuje się w zależności od wymaganej
dokładności pomiaru za pomocą:
1. Piknometru.
2. Kolby Le Chateliera.
W tabeli 6.1. podano podstawowe cechy techniczne najczęściej stosowanych w budownictwie
materiałów kamiennych.
Tab. 6.1. Podstawowe cechy techniczne materiałów kamiennych.
Gęstość Wytrzymał Ścieralność Porowato Nasiąkliw
Twardość
pozorna ość na na tarczy ść ość
Rodzaj skały
wg skali
Å›ciskanie Böhmego wagowa
Mohsa
g/cm3 MPa cm % %
Granit, sjenit
2,3¸ð2,75 100¸ð250 0,06¸ð0,23 0,1¸ð1,2 0,1¸ð0,7 6¸ð7
Dioryt, gabro
2,7¸ð3,1 120¸ð250 0,06¸ð0,13 0,1¸ð1,2 0,1¸ð0,5 -
Bazalt, diabaz
2,6¸ð3,2 130¸ð300 0,09¸ð0,19 0,2¸ð0,9 0,1¸ð0,7 6¸ð8
Porfir, melafir 7
2,4¸ð2,8 120¸ð240 0,07¸ð0,15 0,2¸ð1,5 0,1¸ð0,7
Andezyt
2,4¸ð2,9 120¸ð240 0,08¸ð0,22 0,3¸ð1,5 0,1¸ð0,6 6¸ð7
Piaskowiec zbity
7
2,5¸ð2,75 100¸ð300 0,04¸ð0,12 0,5¸ð2 0,1¸ð0,5
(kwarcyt)
Piaskowiec
1,8¸ð2,7 10¸ð150 0,05¸ð2,50 0,5¸ð25 0,2¸ð15 4¸ð7
Wapień porowaty -
1,7¸ð2,6 20¸ð60 0,5¸ð35 0,5¸ð30 2¸ð3
Wapień zbity
2,6¸ð2,8 40¸ð140 0,30¸ð0,40 0,5¸ð2 0,3¸ð2 2¸ð3
Marmur 3
1,9¸ð2,8 80¸ð150 0,20¸ð0,40 0,5¸ð2 0,1¸ð0,5
Dolomit
2,1¸ð2,8 40¸ð160 0,20¸ð1,0 0,5¸ð5 0,2¸ð0,8 2¸ð4
Gnejs
2,65¸ð2,9 160¸ð280 0,10¸ð0,12 0,4¸ð3 0,1¸ð0,6 -
Serpentynit
2,6¸ð2,75 140¸ð250 0,02¸ð0,10 0,3¸ð3 0,1¸ð0,7 -
6.2. OZNACZANIE G
STOÅšCI OBJ
TOÅšCIOWEJ METOD
HYDROSTATYCZN

PrzyrzÄ…dy.
Do oznaczania gęstości objętościowej metodą hydrostatyczną są niezbędne
następujące przyrządy:
·ð ð suszarka pozwalajÄ…ca utrzymać temperaturÄ™ (70 Ä… 5)°C;
·ð ð naczynie próżniowe pozwalajÄ…ce na uzyskanie ciÅ›nienia (2,0 Ä… 0,7)kPa z możliwoÅ›ciÄ… stopniowego
zanurzania zawartych w nim próbek;
·ð ð waga o dokÅ‚adnoÅ›ci ważenia co najmniej 0,01% masy, pozwalajÄ…ca także ważyć próbkÄ™ w wodzie;
·ð ð zlewka o pojemnoÅ›ci 300 ml;
·ð ð eksykator ze Å›rodkiem osuszajÄ…cym.
- 1 -
Instrukcja do laboratorium  Materiały budowlane Ćwiczenie 6, 7
IIBZ
Z każdego elementu, bloku lub odłamka kamienia przeznaczonego do
badań należy przygotować co najmniej sześć próbek w kształcie sześcianów, walców lub
graniastosłupów. Powinny one być wycięte piłą diamentową lub wycięte z rdzenia. Objętość
próbek obliczona na podstawie pomiarów geometrycznych powinna wynosić co najmniej 60
ml. Dodatkowo stosunek pola powierzchni do objętości powinien być zawarty w granicach od
0,08 mm-1 do 0,2 mm-1. Próbki należy ponumerować w sposób trwały.
Rys. 6.1. Zestaw do oznaczania gęstości objętościowej materiałów kamiennych.
Przebieg oznaczania.
1. KażdÄ… próbkÄ™ wysuszyć do staÅ‚ej masy w temperaturze (70 Ä… 5)°C i ostudzić w
eksykatorze (md).
2. Włożyć próbki do naczynia próżniowego i stopniowo obniżać ciśnienie do uzyskania
(2,0 ą 0,7)kPa = (15 ą 5)mmHg. Utrzymywać to ciśnienie przez (2 ą 0,2)h w celu
eliminacji powietrza zawartego w porach otwartych próbek.
3. Wprowadzić powoli zdemineralizowanÄ… wodÄ™ o temperaturze (20 Ä… 5)°C do naczynia
(czas całkowitego wprowadzenia, aż do całkowitego zanurzenia próbek, nie powinien
być krótszy niż 15 min). Podczas wprowadzania wody utrzymywać ciśnienie (2,0 ą
0,7)kPa.
4. Następnie przywrócić w naczyniu ciśnienie atmosferyczne i pozostawić próbki pod
wodą przez następne (24 ą 2)h.
5. Każdą próbkę:
·ð ð zważyć w wodzie i odnotować masÄ™ w wodzie mh;
·ð ð szybko wytrzeć wilgotnÄ… Å›ciereczkÄ… i oznaczać masÄ™ ms próbki nasyconej wodÄ….
Obliczenie wyniku.
Gęstość objętościowa (kg/m3) wyrażona jest przez stosunek masy suchej próbki do jej
objętości, zgodnie ze wzorem:
md
rðb =ð ×ð rðrh
ms -ð mh
- 2 -
Instrukcja do laboratorium  Materiały budowlane Ćwiczenie 6, 7
IIBZ
gdzie: md - masa próbki wysuszonej do stałej masy, g;
ms  masa próbki nasyconej wodą, g;
mh  masa próbki w wodzie, g;
Árh  gÄ™stość wody w badanej temperaturze, g/cm3.
7.1. OZNACZANIE G
STOÅšCI W KOLBIE LE CHATELIERA
Badanie gęstości w kolbie Le Chateliera daje
wystarczającą dokładność pomiaru do celów budowlanych.
Ogólny widok zestawu pomiarowego przedstawiono na rys.
7.1.
Rys. 7.1. Przyrządy do wyznaczania gęstości metodą Le Chateliera.
Rys. 7.2. Kolba Le Chateliera.
PrzyrzÄ…dy:
·ð ðmÅ‚ynek kulowy, moz
dzierz agatowy, moz
dzierz ze stali utwardzonej;
·ð ðsito o wymiarze boku oczka kwadratowego 0,063 mm;
·ð ðsuszarka szafkowa z urzÄ…dzeniem do regulowania temperatury;
·ð ðwaga analityczna;
·ð ðkolba Le Chateliera (rys. 7.2), kalibrowana w temperaturze 20°C;
·ð ðeksykator próżniowy;
·ð ðpompka próżniowa wodna lub olejowa;
·ð ðtermostat pozwalajÄ…cy na utrzymanie staÅ‚ej temperatury 20 Ä…ð ð1°C.
Materiał kamienny należy rozdrobnić w młynku kulowym lub w moz
dzierzu tak, aby
całość przeszła przez sito o wymiarze boku oczka 0,063 mm. W razie zanieczyszczenia
materiału kamiennego cząstkami żelaza należy je usunąć magnesem. Wysuszyć
sproszkowany materiał do stałej masy w temperaturze (70 ą 5)oC i odważyć masę me ok. 50 g
z dokładnością do ą 0,1 g.
Wykonanie oznaczenia.
1. Objętościomierz Le Chateliera napełnić wodą dejonizowaną do poziomu 0.
2. Dodać zważoną sproszkowaną próbkę o masie me do kolby w pięciu porcjach po 10 g
każda. Należy upewnić się, że każda porcja zanurzyła się w cieczy.
- 3 -
Instrukcja do laboratorium  Materiały budowlane Ćwiczenie 6, 7
IIBZ
3. Po wprowadzeniu wszystkich porcji całość wymieszać w celu dyspersji
sproszkowanej próbki w cieczy.
4. Z podziałki należy odczytać objętość Vs cieczy wypartej przez masę me
sproszkowanej próbki w mililitrach z dokładnością do 0,1 ml. Przed ustaleniem
początkowego poziomu i końcowych odczytów objętości sprawdzić, czy temperatura
otaczajÄ…cego powietrza wynosi (20 Ä… 5)oC.
Wynik badania.
GÄ™stość (ciężar wÅ‚aÅ›ciwy) Ár badanego materiaÅ‚u kamiennego wyraża siÄ™ jako
stosunek masy sproszkowanej suchej próbki me do objętości cieczy wypartej przez tę masę
me, zgodnie ze wzorem:
me
rðr =ð ×ð rðrh
Vs
gdzie: me - masa sproszkowanej suchej próbki, wysuszonej do stałej masy, g;
Vs - objętość próbki wsypanej odpowiadająca objętości wypartej przez
niÄ… cieczy (odczyt na kolbie), cm3;
Árh - gÄ™stość wody w temperaturze badania, g/cm3.
Norma nakazuje wykonanie dwóch oznaczeń. Za wynik ostateczny przyjmuje się
średnią arytmetyczną gęstości (ciężarów właściwych) materiału kamiennego obliczoną dla
obu próbek. Dopuszczalna różnica między wynikami dwóch wykonanych oznaczeń wynosi
0,02 g/cm3. W razie jej przekroczenia oznaczanie należy powtórzyć.
7.2. OZNACZANIE POROWATOÅšCI OTWARTEJ I CAA
KOWITEJ
Do obliczenia szczelności i porowatości wykorzystuje się wcześniej przeprowadzone
oznaczanie gęstości objętościowej i gęstości.
Porowatość otwarta [%] jest wyrażona przez stosunek objętości porów otwartych
do objętości próbki, zgodnie ze wzorem:
ms -ð md
p0 = ×ð100
ms -ð mh
gdzie: m - masa próbki wysuszonej do stałej masy, g;
d
m
s  masa próbki nasyconej wodą, g;
m  masa próbki w wodzie, g;
h
Porowatość całkowita [%] można opisać wzorem:
éð Å‚ð
rðb
p= ×ð100
Ä™ð1-ð Å›ð
rðr
ëð ûð
gdzie: Á  gÄ™stość objÄ™toÅ›ciowa próbki, g/cm3;
b
Á  gÄ™stość próbki, g/cm3;
r
Normy przedmiotowe: PN-EN 1936:2010
- 4 -
Instrukcja do laboratorium  Materiały budowlane Ćwiczenie 6, 7
IIBZ
Grupa LP - & & & /zespół & & & Data& & & & &
1. & & & & & & & & & &
2. & & & & & & & & & &
3. & & & & & & & & & &
4. & & & & & & & & & &
Ćwiczenie 6
OZNACZANIE G
STOÅšCI OBJETOÅšCIOWEJ MATERIAA
ÓW BUDOWLANYCH
METOD
HYDROSTATYCZN

Masa Masa
Masa
próbki próbki
próbki Gęstość
Objętość
nasÄ…czonej nasÄ…czonej
suchej objętościowa
Próbk w w wodzie
V
a powietrzu
md rðb
ms mh
g g g cm3 g/cm3
1
2
3
4
5
6
Åšrednia:
Rodzaj badanego materiału: & & & & & & & & & &
Temperatura badania [°C]:
t = & & & & ..
Gęstość wody w temperaturze badania [g/cm3]:
rðrh = & & & & ..
Uwagi końcowe: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
- 5 -
Instrukcja do laboratorium  Materiały budowlane Ćwiczenie 6, 7
IIBZ
Grupa LP - & & & /zespół & & & Data& & & & &
1. & & & & & & & & & &
2. & & & & & & & & & &
3. & & & & & & & & & &
4. & & & & & & & & & &
Ćwiczenie 7
OZNACZANIE G
STOÅšCI MATERIAA
ÓW BUDOWLANYCH
W KOLBIE LE CHATELIERA
ORAZ ICH POROWATOÅšCI
Masa próbki Objętość Gęstość
Próbk
me Vs rðr
a
g cm3 g/cm3
1
2
Åšrednia:
Rodzaj badanego materiału: & & & & & & & & & &
Temperatura badania [°C]:
t = & & & & ..
Gęstość wody w temperaturze badania [g/cm3]:
rðrh = & & & & ..
ms -ð md
Porowatość otwarta [%] p0 = ×ð100 = & & & & ..
ms -ð mh
éð Å‚ð
rðb
Porowatość caÅ‚kowita [%] p= ×ð100 = & & & & ..
Ä™ð1-ð Å›ð
rðr
ëð ûð
Uwagi końcowe: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
- 6 -