ODPOWIEDZI DO PYTAŃ Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Ad.1.

1. Gęstość- jest to masa jednostki objętości suchego materiału w stanie sproszkowanym, tj. samego materiału, bez porów. Gęstość zależy od składu chemicznego i mineralogicznego materiału.

[g/cm³, kg/dm³, t/m³]

m - masa materiału bez porów; V-objętość materiału.

Oznaczanie:

Pobieramy średnią próbkę materiału (200g), suszymy do stałej masy w temperaturze nie powodującej zmian składu chemicznego i strukturalnego materiału, rozcieramy na proszek poniżej 0,5mm, kwartujemy i przesiewamy przez sito 0,08mm.

Metody pomiaru objętości sproszkowanego materiału:

- w piknometrze (pomiar dokładny)

• w kolbie Le Chateliera (pomiar przybliżony)

Kolbę napełniamy spirytusem do poziomu „zero”. Następnie odważamy sproszkowaną próbkę (100-120 g) i wsypujemy stopniowo do kolby. Poziom spirytusu podnosi się i przerywamy napełnianie kolby z chwilą uzyskania odczytu objętości V_a, np. 20 cm³.

b) Gęstość pozorna(objętościowa)- jest to masa jednostki objętości suchego materiału łącznie z porami. Gęstość objętościowa zależy od struktury materiału.

[g/cm³, kg/dm³, t/m³]

Oznaczanie:

Gęstość pozorną możemy badać dla próbek zarówno o kształcie regularnym, jak i nieregularnym. W przypadku określania gęstości pozornej próbek o kształcie regularnym objętość oblicza się rachunkowo:

1.Mierzy się odpowiednie krawędzie próbki i oblicza dzięki temu objętość.

2.Następnie należy zważyć próbkę.

3. Otrzymaną masę i objętość należy podstawić do podanego wcześniej wzoru.

W przypadku próbki o kształcie nieforemnym- objętość oblicza się metoda nasycenia woda (metoda hydrostatyczna). Próbkę nasyca się do stałej masy a następnie waży się ją na powietrzu (masa m₁) i w wodzie (masa m₂). Szukana objętość wynosi:

V = m₁ - m₂ (gęstość wody wynosi 1g/cm³)

Mniej dokładną metodą jest określenie objętości próbek nieregularnych w menzurce wypełnionej np. w połowie wodą. Objetość V materiału odczytujemy z różnicy poziomów cieczy.

c) Gęstość nasypowa- Badana jest dla materiałów sypkich takich jak piasek czy cement. Jest to stosunek masy próbki do objętości, w stanie luźnym lub zagęszczonym (utrzęsionym)

ρ_nl = m/V, ρ_nu = m_u/V. [kg/m³]

Oznaczanie: ważymy próbkę (np. odpowiednią ilość piasku, cementu, itp.). Wsypujemy ją do danego naczynia. Obliczamy objętość naczynia (tzn. objętość którą zajmuje próbka w naczyniu). W zależności od tego czy szukamy objętości nasypowej w stanie luźnym czy w stanie utrzęsionym odpowiednio szukamy objętości probki luźno usypanej bądź utrzęsionej. Gęstość nasypowa liczymy ze wzoru.

d) Porowatość - określa nam jaką część całkowitej objętości zajmują pory. Porowatość możemy wyliczyć ze wzoru:

P= (1-S)x100 [%]

gdzie:

S - szczelność

Gdy dysponujemy szczelnością wyrażoną w % to korzystamy ze wzoru

P=100% - S

Porowatość i szczelność materiałów mają ogromne znaczenie, gdyż wpływają w dużym stopniu na inne właściwości, np. wytrzymałość materiału, jego nasiąkliwość, odporność na zamrażanie, właściwości izolacyjne.

Oznaczanie:

Najpierw należy oznaczyć gęstość oraz gęstość objętościową (pozorną).(Sposób oznaczania gęstości opisano powyżej). Gdy znamy te dwie wielkości możemy policzyć szczelność gdzie szczelność- stosunek gęstości pozornej do gęstości materiału w stanie suchym. I wówczas z powyżej podanego wzoru bez problemu możemy obliczyć porowatość.

e) Szczelność - Jest to stosunek gęstości pozornej do gęstości materiału suchego. Oznacza nam jaką część całkowitej objętości zajmuje masa badanego materiału (bez porów). Oblicza się ją za pomocą dowolnego z poniższych wzorów, jeden z nich podaje nam szczelność w %.

[%]

Oznaczanie:

Nie można bezpośrednio oznaczyć szczelności. W tym celu należy najpierw oznaczyć gęstośc materiału w stanie suchym oraz gęstość pozorną (objętościową) materiału budowlanego i szczelność policzyć z powyższego wzoru.

f) Nasiąkliwość - definiowana jest jako zdolność wchłaniania wody przez dany materiał, czyli nasiąkliwość jest miarą możliwości maksymalnego nasycenia wodą danego materiału, jeśli materiał łatwo nasyca się dużą ilością wody to wtedy nasiąkliwość jest duża. Wyróżniamy nasiąkliwość wagową (N_w) oraz objętościową (N_o).

Nasiąkliwość wagowa- Jest to stosunek masy pochłoniętej wody do masy próbki w stanie suchym. Wyrażana jest wzorem

[%]

m_s - masa próbki w stanie suchym

m_n - masa próbki w stanie nasyconym wodą

Nasiąkliwość objętościowa- Wyrażana jest jako stosunek masy pochłoniętej wody do objętości próbki. Obliczana jest ze wzoru:

[%]

Stosunek nasiąkliwości objętościowej (N_o) do wagowej (N_w) daje nam gęstość pozorną materiału ρ_p, czyli

Oznaczanie:

Należy zważyć próbkę badanego materiału w stanie suchym. Następnie nasycić ją wodą i zważyć ją w takim stanie. Nasiąkliwość wagową można policzyć ze wzoru mając masy próbek w odpowiednich stanach. W celu oznaczenia nasiąkliwości objętościowej potrzebujemy jeszcze objętości próbki, której znajdowanie zostało opisane przy oznaczaniu objętości.

Metody nasycania materiału:

• Moczenie (stopniowe zalewanie materiału aż do zupełnego zanurzenia)

• Gotowanie

• Poddawanie podciśnieniu (odciąganie powietrza z materiału zanurzonego w wodzie)

• Poddawanie działaniu ciśnienia (wtłaczanie wody w materiał z jednoczesnym pozbawianiem go powietrza zawartego w porach)

g) Wilgotnością - nazywa się procentową zawartość wody w materiale (w danej chwili). Określa się ją wzorem

W=
100, [ %]

gdzie:

-masa próbki materiału w stanie wilgotnym (w danej chwili), kg

-masa próbki materiału w stanie suchym (kiedy kolejne ważenia w odstępach dobowych nie wykazują różnic), kg

Oznaczanie: jak przy nasiąkliwości.

Temperatura suszenia większości materiałów wynosi 100-150
C, wyrobów gipsowych 70
C, a niektórych tworzyw sztucznych termoplastycznych poniżej 50
C. Wilgotność ma ogromny wpływ na przewodność cieplną materiału, która znacznie wzrasta w miarę wzrostu wilgotności.

h) Przesiąkliwość- to zawilgocenie materiału pod wpływem wody pod ciśnieniem. Wyraża się ją ilością wody w gramach, która w ciągu jednej 1 godziny przenika przez 1 cm² powierzchni próbki materiału, przy stałym ciśnieniu.

Cecha ta zależy od szczelności i budowy wewnętrznej materiału. Materiały szczelne jak np. szkło, bitumy, stal, są nieprzesiąkliwe, jak również materiały o porach zamkniętych, np. spieniony polichlorek winylu, szkło piankowe.

Przesiąkliwość jest cechą szczególnie ważną dla materiałów hydroizolacyjnych i pokryć dachowych.

i) Mrozoodporność - to przeciwstawianie się materiału nasyconego wodą zniszczeniu jego struktury przy wielokrotnych naprzemiennych cyklach zamrażania i odmrażania. Podczas zamrażania woda w porach materiału zwiększa swoją objętość o ok. 10%,wywołując tym samym naprężenia mogące zniszczyć strukturę materiału. Wzrost objętości wody w czasie zamrażania zależy głównie od temperatury. Na rozmiar tego zjawiska ma wpływ wielkość porów, ich połączenie między sobą oraz stopień wypełnienia wodą.

Badanie mrozoodporności wykonuje się, poddając próbkę materiału nasyconego wodą wielokrotnemu zamrażaniu do temperatury -15^oC lub -20
C i następnie rozmrożeniu do temperatury ok. 20
C. Ilość cykli jest bardzo różna i wynosi od 15 do kilkuset, w zależności od warunków w jakich będzie zanjdować się dany wbudowany materiał.

Oznaczenie mrozoodporności polega na:

- stwierdzeniu, czy nie nastąpiły w próbce wykruszenia, pęknięcia, odłupania, rozwarstwienia, rysy, uszkodzenia naroży i krawędzi;

-określaniu procentowej straty masy, zgodnie ze wzorem

s =
100, [%]

m
-masa próbki materiału w stanie nasycenia wodą przed badaniem, kg

m
- masa próbki materiału w stanie nasycenia wodą po badaniu, kg

m
- masa próbki materiału w stanie suchym, kg

-określeniu współczynnika odporności na zamrażanie, zgodnie ze wzorem

W
=

R
-wytrzymałość na ściskanie próbki materiału w stanie nasycenia wodą przed badaniem, Mpa

R
-wytrzymałość na ściskanie próbki materiału w stanie nasycenia wodą po badaniu, Mpa,

j) Kapilarność- zdolność podciągania wody przez włoskowate kanaliki materiału pozostającego w zetknięciu z wodą.

Taka cecha jak kapilarność nie ma wzoru ani jednostki, można wymienić za to np. taką cechę jak wysokość podciągania kapilarnego.

Oznaczanie:

W naczyniu z woda umieścić rurkę napełnioną badanym materiałem (np. piaskiem). Mierzyć na jaką wysokość rurki podciągnie się woda. (czyli do jakiej wysokości od podstawy naczynia piasek uległ zamoczeniu).

Ad. 2.

Współczynnik rozmiękania- jest to stosunek wytrzymałości materiału nasyconego woda(R_n) do wytrzymałości materiału suchego (R_s). Współczynnik ten charakteryzuje materiał pod względem jego przydatności w miejscach narażonych na zawilgocenie.

Ad. 3.

1. Wytrzymałość na ściskanie- jest to największe naprężenie jakie przenosi próbka badanego materiału podczas zgniatania.

R_c = P_n/F [MPa]=[N/mm²]

P_n - siła statyczna niszcząca próbkę, (w kN),

F - pole powierzchni ściskanej, (w cm²).

Oznaczanie:

Badanie prowadzi się w maszynach wytrzymałościowych do prób statycznych. Do badania stosuje się próbki różnego kształtu (kostki, walce, graniastosłupy, całe wyroby) i wielkości zależne od rodzaju materiału budowlanego.

2. Wytrzymałość na zginanie - jest to stosunek momentu zginającego próbkę (M) do wskaźnika wytrzymałości przekroju (W). Wytrzymałość na zginanie R_g w MPa określa się ze wzoru:

R_g = M/W

gdzie: M - moment zginający, [Nm]

W - wskaźnik wytrzymałości przekroju, m³

Oznaczanie: (to jest pokazane na rysunku w kserówkach do ćwiczenia 5 na stronie 4 ,punkt 3)

3. Wytrzymałość na rozciąganie- jest to największe naprężenie jakie przenosi próbka badanego materiału podczas rozciągania. Wytrzymałość na rozciąganie (R_r) w MPa wyraża się wzorem:

R_r = P_r/F [MPa]

Gdzie: P_r - siła niszcząca próbkę, kN

F - pole powierzchni rozciąganej, cm²

Oznaczanie:

Pomiar wytrzymałości na rozciąganie przeprowadza się przykładając siłę ciągnienia (przy stałej prędkości), która rośnie dopóty dopóki nie dojdzie do zerwania materiału. Odnotowuje się wytrzymałość na rozciąganie (czyli naprężenie, przy którym próbka uległa zerwaniu) oraz miejsce, w którym próbka została przerwana.

4. Sprężystość- jest to zdolność materiału do przyjmowania pierwotnej postaci po usunięciu siły zewnętrznej, pod wpływem której próbka materiału zmieniła swój kształt. Sprężyste właściwości materiału charakteryzuje współczynnik sprężystości E.

δ=ε*E, stąd E=δ/ε

gdzie:

δ=P/F; ε=Δl/l

δ- naprężenie powstające przy rozciąganiu (lub ściskaniu) siłą P[N] próbki o przekroju F[mm²]

ε- odkształcenie sprężyste

Oznaczanie:

W celu oznaczenia sprężystości należy znaleźć naprężenie powstające przy rozciąganiu oraz odkształcenie sprężyste. (naprężenia i odkształcenia szukamy z powyższych wzorów).

5. Kruchość- jest to stosunek wytrzymałości na rozciąganie do wytrzymałości na ściskanie. Gdy jest on mniejszy niż 0,125 to mamy do czynienia z materiałem kruchym.

k=Rr/Rc < 0,125

Oznaczanie:

Należy oznaczyć wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na ściskanie. Mając wyznaczone te dwie wielkości można już policzyć kruchość.

6. Twardość- jest to odporność materiału na odkształcenie wywołane działaniem skupionego nacisku na powierzchnię ciała. Odkształcenia tego rodzaju powstają przy wciskaniu w powierzchnię materiału wgłębnika z innego materiału.

H_B = 2P/[πD ( D - √ (D² - d²)) ] [Mpa]

Oznaczanie:

1) Metoda Brinella.

Metoda Brinella (do badania twardości metali i tworzyw sztucznych) - Pomiar polega na wciskaniu wgłębnika kulkowego z hartowanej stali w badana próbkę metalu. Miarą twardości jest stosunek siły P do pola odcisku powstałego na powierzchni materiału (S[N/mm²). Twardość Brinella oznaczamy przez H_B i obliczamy ze wzoru:

H_B = P/A_cz­=P/ πDh

h = ½ *[D-√(D² - d ²) ]

A_cz = (πD / 2) *[ D-√(D² - d ²) ]

H_B = 2P/[πD ( D - √ (D² - d²)) ]

Gdzie: P - siła obciążająca (stała) działająca w określonym czasie, N

D - średnica wgłębnika kulkowego, mm

d - średnica odcisku, mm

2) Metoda Janki- dla drewna. Polega na wciskaniu w badaną próbkę drewna stalowej kulki o powierzchni przekroju średnicowego 1cm². Miarą twardości jest wielkość siły zagłębiającej kulkę na głębokość jej promienia.

3) Metoda Mosha- (skala Mosha); do badania głównie minerałów. 10 minerałów uszeregowanych wg wzrastającej twardości. Próba polega na zarysowaniu powierzchni badanego materiału jednym z kolejnych minerałów a twardość określa się stopniem minerału poprzedzającego ten, który zarysował próbkę.

7. Ścieralność- jest to podatność materiału na ścieranie. Rozróżnia się ścieralność statyczna i dynamiczną. Badanie ścieralności statycznej dotyczy naturalnych i sztucznych materiałów kamiennych, płytek ceramicznych oraz drewna i materiałów drewnopochodnych, które podczas eksploatacji są narażone na ścieranie (posadzki, powierzchnie drogowe).

Oznaczanie:

Do oznaczania stosuje się próbki kształtu sześcianu o krawędzi ok. 7 cm (powierzchnia ścieralna wynosi ok. 50 cm²). W płytkach ceramicznych wymiar płaszczyzny ścieralnej stanowi powierzchnia płytki a wysokość należy uzupełnić zaprawą cementową do 7 cm. Probki drewna mają powierzchnię ścieralną kwadratową (49cm²) grubości 1 cm. Oznaczenie to wykonuje się w maszynie Alpha. Do badania ścieralności statycznej materiałów kamiennych oraz próbek ceramicznych stosuje się urządzenia z tarczą Boehmego.

Badanie polega na ścieraniu górnej powierzchni próbki za pomocą materiału ściernego w znormalizowanych warunkach. Maszyna do ścierania składa się zasadniczo z szerokiej tarczy ściernej, zbiornika zasypowego z jednym lub dwoma zaworami do regulacji przepływu materiału ściernego, podajnika, wózka z uchwytem mocującym oraz przeciwwagi. Średnica tarczy to (200 +/- 1) mm, szerokość (70 +/- 1) mm. Napęd powinien zapewniać wykonanie 75 obrotów koła w ciągu (60 +/- 3) sekund. Ruchomy wózek z uchwytem mocującym jest zamocowany na łożyskach. Jego ruch w kierunku tarczy wymusza przeciwwaga o masie (14 +/- 0,01) kg. Granice powstałego rowka rysujemy twardym ołówkiem i mierzymy go za pomocą lupy i suwmiarki na jego środku. Dla każdej próbki wynik jest skorygowany o współczynnik wzorcowania, zaokrąglony następnie do 0,5 mm.

Ścieralność dynamiczną określa się dla kruszywa kamiennego (w bębnie Devala i bębnie kulowym Los Angeles).

8. Udarność - jest to odporność materiału na pęknięcie przy uderzeniu; jest wielkością umowną umożliwiającą porównanie różnych materiałów. Udarność określa się jako iloraz energii zużytej na złamanie próbki (odpowiednio pociętej) i pola przekroju poprzecznego w miejscu osłabionym podcięciem. Udarność materiałów kruchych jest mała, a materiałów plastycznych- duża.

U = A/(a*b) [J/m²]

Gdzie: A - praca zużyta na złamanie próbki, J

a,b - wymiary poprzeczne próbki, m

Oznaczanie:

Próbkę o przekroju kwadratowym, prostokątnym lub okrągłym umieszcza się na podstawie aparatu Charpy'ego, na dwóch podporach. Środek próbki jest obciążony dynamicznie młotem wahadłowym aż do zniszczenia próbki.

Ad. 4.

Cechy techniczne skał:

1. gęstość

2. gęstość pozorna

3. szczelność

4. porowatość

5. nasiąkliwość

6. mrozoodporność

7. ścieralność

8. wytrzymałość na ściskanie

9. twardość

10. możliwość uzyskania poleru

11. odporność na niszczące działanie atmosfery przemysłowej

Ad. 5.

Tekstura skały - jest to przestrzenne rozmieszczenie (ułożenie) oraz sposób wypełnienia przez składniki skałotwórcze masy skalnej. Rozróżnia się między innymi teksturę:

• zbitą

• porowatą (np. mikroporowatą, komórkową, jamistą, pęcherzykową, gąbczastą)

• migdałowcową

• bezładną

• uporządkowaną (np. warstwową, łupkową, kulistą).

Ad. 6.

Bezspornie cechami technicznymi skał decydującymi o możliwości zastosowania ich do budowy chodników ulicznych jest wytrzymałość na ściskanie, mrozoodporność, twardość i ścieralność.

Logicznym jest fakt, że nikt nie będzie budował krawężników ze skał przenoszących minimalne naprężenia czy ulegającym ścieraniu przy minimalnym obciążeniu. Byłoby to najzwyczajniej niepraktyczne. Wymagałoby ogromnego nakładu pracy. Chodniki musiałyby być remontowane niedługo po oddaniu do użytku. Nie mówiąc już o tym, że koszty kupna materiałów i opłacenia robotników byłyby kolosalne. Dlatego też nikt nie buduje chodników ulicznych z piaskowców o bardzo niskiej wytrzymałości na ściskanie.

Skałami najlepiej nadającymi się do budowy chodników są natomiast: granit, granodioryt, porfir, andezyt, keratofir, piaskowce o średniej wytrzymałości na ściskanie, magmatyt, kwarcyt.

Ad. 7.

Metoda badania ścieralności materiałów kamiennych

Oznaczenie ścieralności materiałów kamiennych przeprowadza się na tarczy Boehmego.

Z bryły kamienia wycina się próbki sześcienne o wymiarze boku 71+/-1mm, a następnie suszy się w temperaturze 105 stopni Celsjusza. Każda wysuszona próbka jest mierzona z dokładnością do 0,01 g.

Próbkę umocować w uchwycie maszyny i obciążyć siłą 300 N.

Powierzchnię tarczy na całej długości pasa ścierania pokryć równomiernie proszkiem elektrokorundowym w ilości 20g. Po wsypaniu proszku należy uruchomić tarczę. W czasie ruchu tarczy proszek należy zgarniać na pas ścierania. Po każdych 22 obrotach należy zatrzymać i zmieść stary materiał wraz z proszkiem. Następnie nasypać ponownie 20g proszku ściernego na tarczę w pasie ścierania próbki i uruchomić tarczę. Po każdych 110 obrotach tarczy próbkę należy wyjąć z uchwytu i obrócić 90stopni wokół osi pionowej w stosunku do poprzedniego położenia. Po 440 obrotach tarczy należy zmierzyć wysokość próbki suwmiarką z dokładnością do 0,1 mm i zważyć próbkę z dokładnością do 0,01 g.

Jeśli skała ma bardzo dużą ścieralność, należy po starciu się do 10mm próbki zastosować nakładki, w celu utrzymania początkowej wysokości kostki.

Obliczanie wyników oznaczania ścieralności:

1. na podstawie straty wysokości ścieralność materiału kamiennego S należy obliczyć w mm z dokładnością do 0,1 mm jako różnicę przed badaniem i po badaniu średniej wysokości próbki, wyliczonej ze średniej arytmetycznej wysokości mierzonych w mm ze wzoru:

S=(k₁+k₂+k₃+k₄)/4

W którym: k₁, k₂, k₃, k₄ - różnice wysokości próbki, mierzone wzdłuż prostych prostopadłych do przyjętej postawy

2. na postawie straty masy. Ścieralność materiału kamiennego S należy obliczyć w mm z dokładnością do 0,1 mm wg wzoru:

S=(M/F)*ρ^-1

W którym:

M - strata masy próbki po 440 obrotach tarczy, [g],

F - pow. Próbki poddana ścieraniu, [mm^2],

ρ - gęstość pozorna próbki,[g/mm^3]

Metoda badania twardości materiałów kamiennych.

Twardość materiałów kamiennych podaje się w skali Mohsa. Jest to skala dziesięciostopniowa, przy czym twardość poszczególnych minerałów nie jest ułożona proporcjonalnie pod względem twardości. Każdy minerał może zarysować minerał poprzedzający go na skali- bardziej miękki, i może być porysowany przez następujący po nim- twardszy. Jest to jedynie skala orientacyjna, a klasyfikacja polega na tym, że jeśli badany materiał będzie w stanie zarysować powierzchnię materiału wzorcowego, będzie zaklasyfikowany z jego twardością. Np. jeżeli minerał badany zarysuje powierzchnię kwarcu, będąc jednocześnie rysowanym przez niego, będzie miał taką twardość. Minerały są ustawione od najmniej do najbardziej twardego.

Skala Mohsa:

1. talk

2. gips

3. kalcyt

4. fluoryt

5. apatyt

6. ortoklaz

7. kwarc

8. topaz

9. korund

10. diament

Ad. 8.

Wady optyczne szkła - są to wady, które powodują zniekształcenie obrazu przedmiotów oglądanych przez szkło.

Aby ocenić czy dana próbka szkła płaskiego ciągnionego posiada wady optyczne należy przez badaną szybę obserwować ekran z siecią linii.

Ekran powinien mieć w przybliżeniu te same wymiary co badana szyba. Jego tło powinno być matowoszare (współczynnik odbicia między 0,2 a 0,4) z siecią linii o grubości 10 mm w kolorze zdecydowanie kontrastującym z tłem. Sieć linii powinna obrazować ścianę cegieł, o wymiarach 200mm x 70 mm, przy czym każda linia poprzeczna powinna być przesunięta o 100 mm od linii górnych i dolnych. Ekran powinien być oświetlony naturalnym światłem rozproszonym lub sztucznym odpowiadającym dziennemu oświetleniu.

Badaną szybę należy ustawić pionowo w odległości 3 m od ekranu. Punkt obserwacji powinien być umieszczony w odległości 1 m od szyby, a kierunek obserwacji powinien być prostopadły do ekranu. Szybę należy tak ustawić, aby tworzyła z ekranem kąt 45⁰.

Ekran obserwuje się przez szybę i notuje wszystkie zakłócenia obrazu ekranu (są to właśnie wady optyczne szkła płaskiego ciągnionego).

Ad. 9.

Wady widoczne szkła - są to wady, które zmieniają jakość szkła ocenianą wizualnie. Do wad widocznych zalicza się: wady punktowe (m. in. wtrącenia gazowe, zatarcia, przylegające cząstki), wady liniowe/wydłużone (np. wtrącenia, zatarcia, zadrapania).

Ad. 10.

Rodzaje kształtek szklanych:

• pustaki szklane:

1. pustak szklany bezbarwny- Bz,

2. pustak szklany barwiony w masie- Bm,

3. pustak szklany barwiony powierzchniowo- Bp.

• luksfery;

Podstawowe badania wykonywane dla kształtek:

• sprawdzenie kształtu, wymiarów i masy;

• sprawdzenie odporności chemicznej na działanie wody;

• sprawdzenie wad szkła;

• badanie odporności na nagłe zmiany temperatury;

• badanie wytrzymałości na ściskanie;

• badanie zdolności rozpraszania światła;

Ad. 11.

Oznaczanie zdolności rozpraszania światła przez pustak szklany polega na obserwacji przez badaną kształtkę skrętki świecącej żarówki o mocy 60W. Obserwator powinien znajdować się w odległości 70cm. od pustaka natomiast odległość kształtki od żarówki powinna wynosić 30cm. Stwierdzamy że pustak rozprasza światło gdy obserwator nie widzi dokładnie żarówki. Jeśli dokładnie można zobaczyć żarówkę tzn. że pustak nie ma zdolności rozpraszających światło.

Ad. 12.

Odporność na nagłe zmiany temperatury- jest to zdolność wytrzymywania gwałtownej zmiany temperatury od temperatury nagrzania t₁ do temperatury chłodzenia t₂. Odporność termiczną szkła określa się jako różnicę temperatur jaką wytrzymują próbki bez pękania. Badanie, w zależności od sposobu nagrzewania próbki i wymagań w stosunku do odporności termicznej wyrobów, można przeprowadzić jedną z trzech metod:

1. Metoda A- jednorazowe nagrzewanie próbki w wodzie; metodę tę stosuje się do oznaczania odporności termicznej wyrobów przy różnicy temperatur nie przekraczającej 90^oC.

2. Metoda B- jednorazowe nagrzewanie próbki w piecu; metodę tę stosuje się do oznaczania odporności termicznej wyrobów przy różnicy temperatur przekraczającej 90^oC.

3. Metoda C- wielokrotne nagrzewanie próbki w wodzie lub w piecu; metodę tę stosuje się jako badanie uzupełniające przy ustalaniu odporności termicznej wyrobów.

Do badań należy pobierać wyroby nieuszkodzone, które nie były uprzednio poddawane badaniom związanym z oddziaływaniem mechanicznym i termicznym. Przed rozpoczęciem badania wyroby należy przetrzymywać co najmniej 30 min. w pomieszczeniu o temperaturze nie wyższej niż 18^oC. Mokre wyroby przed badaniem należy osuszyć. Po zakończeniu badania wyroby należy wyjąć, osuszyć, i poddać oględzinom nieuzbrojonym okiem. Ustala się liczbę wyrobów, w których powstały pęknięcia, odpryski lub stłuczenia. Do wyrobów uszkodzonych należy doliczyć te, które uległy uszkodzeniom w czasie umieszczania lub nagrzewania w piecu lub w wodzie.

Badanie metodami A, B, C przeprowadza się analogicznie, z tą różnicą, iż przy metodzie C nagrzewanie i ochładzanie powtarza się wielokrotnie każdorazowo podwyższając temperaturę nagrzewania, aż do momentu uszkodzenia wszystkich próbek natomiast przy metodzie A i B nagrzewanie i ochładzanie przeprowadza się jednorazowo. Za wynik badania należy podać: temperaturę nagrzewania t₁, temperaturę chłodzenia t₂, różnice temperatur t₁-t₂, oraz liczbę uszkodzonych wyrobów lub procent w stosunku do liczności próbki.

Ad. 13.

Podstawowe badania sprawdzające właściwości asfaltów:

1) Oznaczanie penetracji.

Polega na tym, że mierzy się głębokość na jaką zanurzy się w badanym asfalcie igła penetracyjna średnicy 1 mm pod obciążeniem 100 g w temperaturze 25^oC w ciągu 5 s. Jednostką penetracji jest liczba niemianowana, odpowiadająca zagłębieniu 0,1 mm igły penetracyjnej. Do pomiaru wielkości penetracji używa się penetrometru. Za wynik przyjmuje się średnią arytmetyczną co najmniej trzech pomiarów z dokładnością do jedności.

2) Oznaczanie temperatury mięknienia asfaltów

Oznaczenia dokonujemy metodą „pierścienia i kuli”. Polega ona na ogrzewaniu badanego asfaltu do temperatury, w której mięknący asfalt pod ciężarem stalowej kulki przesunie się i dotknie podstawy aparatu. Temperaturę tę przyjmuje się jako temperaturę mięknienia badanego asfaltu. Oznaczenie wykonuje się przez napełnienie pierścieni badanym asfaltem, na którym układa się normowe metalowe kulki. Następnie cały zestaw podgrzewa się tak, że szybkość przyrostu temperatury wynosi około 5^oC/min. Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników co najmniej dwóch oznaczeń.

3) Oznaczanie ciągliwości asfaltów.

Badanie polega na określeniu maksymalnej długości, w centymetrach, do jakiej da się bez zerwania wyciągnąć próbkę w duktylometrze. Próbka asfaltowa uformowana w postaci zbliżonej do ósemek jest rozciągana w wodzie (w duktylometrze) o temperaturze 25^oC z szybkością 5 cm/min. Kąpiel tę preparuje się tak, by jej gęstość była równa gęstości asfaltu. Jeżeli badany asfalt ma gęstość większą od wody, to do wody należy w duktylometrze należy dodać chlorku sodowego lub gliceryny. Jeżeli jest odwrotnie, to do wody należy dodać alkoholu etylowego. Obserwując próbkę asfaltu, należy zanotować położenie wskazówki duktylometru w chwili rozerwania próbki asfaltu. Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników co najmniej trzech pomiarów.

4) Pomiar temperatury łamliwości asfaltów.

Badanie polega na oziębieniu w aparacie Frassa płytki stalowej z naniesiona warstwą badanego asfaltu i przeprowadzeniu prób zginania. Początkowa temperatura jest o 10^oC wyższa od przewidywanej temperatury łamliwości. Następnie temperatura obniża się i płytkę stalową przegina aż do uzyskania temperatury, w której zauważy się pierwszą rysę lub pęknięcie warstwy badanego asfaltu. Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną co najmniej trzech wyników pomiarów. Wyniki należy podawać z dokładnością do 1^oC.

Ad. 14.

Podstawowe badania sprawdzające właściwości pap:

1) Sprawdzenie giętkości papy.

Badanie przeprowadza się na klockach (wzornikach o ustalonych wymiarach) lub na pręcie o równoważnej średnicy. Przeznaczone do sprawdzenie giętkości próbki jednostkowe w liczbie 4 sztuk (dla każdej temperratury przewidzianej w normie przedmiotowej) należy przechowywać wraz z klockami lub prętami o podanych średnicach w następujący sposób:

1. w wodzie o temp. 20^oC przez 10-15 min.

2. w wodzie o temp. 4^oC przez około 30 min.

3. w wodzie z lodem o temp. 0^oC przez około 30 min.

Czas pomiaru od chwili wyjęcia próbek z wody nie powinien być dłuższy niż 15 sekund. Próbkę po wyjęciu z wody należy wygiąć jednokrotnie dookoła półobwodu pręta lub klocka i dokonać okiem nieuzbrojonym obserwacji powierzchni wierzchniej. W przypadku badania papy z wierzchnia warstwą z folii należy obserwować powierzchnię spodnią próbki. Wynik badania należy uznać za dodatni jeżeli co najmniej trzy badane próbki nie wykazały widocznych rys i pęknięć.

2) Badanie przesiąkliwości.

Badanie przeprowadza się aparatem do oznaczania przesiąkliwości papy. Należy sprawdzić czy próbka papy nie przepuszcza wody. Sprawdzenie wykonujemy następująco: próbki jednostkowe w liczbie trzech sztuk umieszcza się oddzielnie między gumowymi uszczelkami przyrządu. Od spodu próbki, umieszcza się, przed założeniem uszczelki, krążek bibuły do sączenia tak, aby przylegał szczelnie do papy. Po włożeniu do przyrządu próbki wraz z uszczelkami zaciska się ją równomiernie trzema śrubami dla uzyskania dobrej szczelności, lecz nie za silnie, tylko tak, aby nie uszkodzić badanej próbki. Do rury przyrządu ostrożnie nalewa się wodę do wysokości określonej w odpowiedniej normie przedmiotowej. Po upływie czasu określonego w odpowiedniej normie przedmiotowej obserwuje się, czy badana papa wykazała przeciek, widoczny w postaci plam występujących na bibule. Wynik należy uznać za dodatni, jeżeli wszystkie badane próbki spełniają wymagania.

3) Sprawdzanie odporności na działanie podwyższonej temperatury.

Badanie przeprowadza się na sześciu próbkach jednostkowych (3 z kierunku podłużnego i 3 z kierunku poprzecznego), które należy swobodnie zawiesić w kierunku dłuższej krawędzi w suszarce ogrzanej do stałej temp. (podanej w normie). Po upływie dwóch godzin próbki należy wyjąć z suszarki i po ostygnięciu opisać ewentualne zmiany wyglądu zewnętrznego papy (spływanie masy powłokowej, pęcherze, zgrubienia, itp.) Jeżeli 5 z 6 badanych próbek nie wykaże w wyglądzie zewnętrznym ujemnych zmian, określonych w normach przedmiotowych, wynik sprawdzenia należy uznać za dodatni.

4) Sprawdzenie wytrzymałości na rozerwanie.

Badanie przeprowadza się na próbkach w ilości 10 sztuk (5 z kierunku poprzecznego i 5 z kierunku podłużnego). Próbki należy poddać czterogodzinnej klimatyzacji w temp. 20^oC. Przy badaniu pap izolacyjnych wilgotność względna w czasie klimatyzacji próbek powinna wynosić około 65%. Przy zakładaniu próbek do aparatu zrywającego, należy pasek papy umocować w uchwytach szczękowych tak, aby odstęp szczęk wynosił 200 mm. Obciążenie sprawdzanej próbki przy rozrywaniu powinno wzrastać równomiernie; szybkośc rozciągania powinna wynosić 40mm/min. W przypadku rozerwania się próbki w odległości mniejszej lub równej 2 cm od zacisku należy dokonać ponownego pomiaru na nowej próbce. Wartość wytrzymałości na rozerwanie należy obliczyć w kiloniutonach jako średnią arytmetyczną oddzielnie dla próbek z kierunku podłużnego i oddzielnie dla próbek z kierunku poprzecznego.

5) Sprawdzanie wydłużenia przy rozerwaniu.

Badanie należy przeprowadzić podczas sprawdzania obciążenia zrywającego w chwili rozerwania się lub naderwania paska (cofnięcie wskazówki dynamometru), odczytując na skali przyrost długości próbki ΔL. Wydłużenie jednostkowe ε należy obliczyć ze wzoru:

ε=(ΔL/L)*100 [%]

Gdzie: ΔL-przyrost długości w chwili rozerwania się lub naderwania paska [mm],

L-pierwotna długość próbki między zaciskami maszyny [mm]

Wydłużenie należy obliczyć jako średnią arytmetyczną oddzielnie dla próbek z kierunku podłużnego i poprzecznego.

Ad. 15.

Symbol 20/30 - oznacza gatunek asfaltu drogowego. Pierwsza liczba określa dolną granicę stopnia penetracji dla tego asfaltu zaś druga liczba górną granicę stopnia penetracji dla asfaltu.

Symbol P/400/600 -

Ad. 16.

Rodzaje badań przeprowadzanych dla polistyrenu ekspandowanego:

1. gęstość pozorna [kg/m³]

2. naprężenie ściskające przy 10% odkształceniu względnym [MPa]

3. nasiąkliwość po 24 godz. zanurzenia w wodzie [% obj.]

4. współczynnik przewodności cieplnej [W/(m*K)]

5. wytrzymałość na rozrywanie siłą prostopadłą do powierzchni [MPa]

6. zdolność samogaśnięcia

7. zakres granicznych temperatur stosowania [^oC]

Ad. 17.

Rodzaje badań wykonywanych dla powłok malarskich:

1. oznaczanie czasu wypływu w kubku Forda.

2. oznaczanie krycia metodą jakościową oraz ilościową.

3. badanie odporności na uderzenie wyschniętych powłok malarskich za pomocą aparatu Du Ponta.

4. badanie odporności powłok malarskich na zarysowanie.

5. oznaczanie ścieralności powłok lakierowych.

Ad. 18.

Do badania lepkości umownej stosowana jest metoda, która polega na pomiarze czasu wypływu badanego materiału przy użyciu określonego naczynia pomiarowego. Pomiar czasu wypływu jest często stosowany do sprawdzania konsystencji farb, lakierów, itp. materiałów.

Czas wypływu to czas, jaki upływa od momentu, gdy badany produkt zaczyna wypływać z otworu pełnego kubka, do momentu, gdy wypływający strumień produktów przestaje być ciągły przy otworze. Wstępne sprawdzenie wykonuje się w celu określenia zdolności produktu do przeprowadzenia badania, tzn. czy zachowuje się on jak ciecz newtonowska lub prawie newtonowska . W tym celu należy dobrze ujednorodnić produkt, napełnić nim kubek i po upływie 5s od napełnienia kubka usunąć palec z otworu zatykającego. Następnie należy powtórzyć pomiar pozostawiając produkt w kubku przez 60 s przed usunięciem palca. Jeśli drugi wynik różni się od pierwszego o więcej niż 10% produkt ten powinien być uznany za nie newtonowski, a więc nieodpowiedni do kontroli konsystencji przez pomiar. Bardzo ważny jest wpływ temperatury na czas wypływu. Generalnie do badań przyjmuje się temperaturę 23^oC chociaż w przypadku uzgodnienia można przeprowadzić badanie w innej temperaturze. W żadnym przypadku natomiast wahania temperatury w czasie badania nie mogą być większe niż 0,5^oC. Czas wypływu należy mierzyć z dokładnością do 0,5s do pierwszego przerwania strumienia wypływającej próbki. Wynikiem jest średnia z dwóch pomiarów nie różniących się o więcej niż 5% od ich średniej. Czas wypływu to cecha bezpośrednio związana z lepkością.

Z kolei dzięki zbadaniu lepkości możemy określić jaka metoda nanoszenia farby będzie lepsza, możemy dostosować odpowiedniejszą technikę nanoszenia farby na powierzchnię malowaną (metoda ręczna lub mechaniczna).

Ad. 19.

Cechy techniczne drewna:

1. wytrzymałość na ściskanie.

Próbka (o wymiarach 20x20x30) jest poddawana ściskaniu w maszynie probierczej, ze stałą prędkością, dobraną tak, aby zniszczenie próbki nastąpiło w czasie 60-120 s od chwili rozpoczęcia obciążenia. Bezpośrednio po badaniu określa się wilgotność próbki. Wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien oblicza się z dokładnością 0,5 MPa wg wzoru:

R_cW=P_max/(a*b) [Mpa]

Gdzie:

P_max- siła użyta do zniszczenia próbki [N],

1. wymiar próbki w kierunku promieniowym [mm],

2. wymiar próbki w kierunku stycznym [mm];

2. wytrzymałość na ścinanie.

Próbka (o określonych w normie wymiarach) jest umieszczana w maszynie probierczej w uchwycie. Po badaniu należy określić wilgotność próbki. Wytrzymałość na ścinanie przy wilgotności W, w chwili badania określa się z dokładnością do 0,1 MPa wg wzoru:

R_tW = P_max/(l*b) [MPa]

Gdzie:

P_max- siła użyta do ścięcia próbki [N],

l,b- długość i szerokość powierzchni ścinania [mm];

Wytrzymałość tę jednak przelicza się na wytrzymałość przy wilgotności 12% wg wzoru:

R_t12=R_tW[1+α(W-12)]

Gdzie:

α- współczynnik, α=0,03,

W- wilgotność próbki w chwili badania [%]

3. wytrzymałość na rozciąganie

Po określeniu wymiarów z dokładnością 0,1 mm próbka jest poddawana rozciąganiu w maszynie probierczej, tak by zniszczenie nastąpiło w czasie 90-120 s. Bezpośrednio po badaniu określa się wilgotność próbki. Wytrzymałość na rozciąganie oblicza się g wzoru:

R_rW=P_max/A [MPa]

Gdzie:

P_max- siła niszcząca [N],

A- pole przekroju zrywanej części próbki (przewężonej części próbki) [mm²]

4. moduł sprężystości przy zginaniu statycznym.

Po określeniu wymiarów z dokładnością 0,1 mm próbka jest poddawana zginaniu statycznemu. Próbka jest obciążana w sposób ciągły, przy tak dobranej stałej prędkości obciążenia, by maksymalne dopuszczalne naprężenie w próbce wystąpiło w czasie 2-5 min. W równych przedziałach przyrostu obciążenia (wynoszących około 1/10 maksymalnej wartości obciążenia) wykonuje się pomiar ugięcia próbki. Badanie próbki prowadzi się do osiągnięcia maksymalnej wartości obciążenia [N], określanej wg wzoru:

P_max=(2bh²σ)/3l [N]

Gdzie:

b, h- szerokość i grubość próbki [mm],

l- odległość między podporami [mm],

σ= max- naprężenie [MPa]

Po badaniu określa się wilgotność drewna. Moduł sprężystości obliczamy ze wzoru:

E=(ΔFll₁²)/(4*10³*b*h³*Δf) [GPa]

Gdzie:

ΔF- przyrost obciążenia [N],

l- odległość między podporami [mm],

l₁- odległość między punktami zamocowania przyrządu [mm],

b, h- szerokość i grubość próbki [mm],

Δf- przyrost ugięcia [mm];

e) Twardość statyczna drewna.

Próbkę o przekroju poprzecznym 50x50 mm i długości wzdłuż włókien nie mniejszej niż 50 mm umieszcza się w urządzeniu do badania twardości statycznej drewna, w taki sposób, aby końcówka stempla była wgniatana w drewno w miejscu przecięcia powierzchni próbki przekątnymi. Głębokość wgniatania powinna wynosić 5,64 mm, a w przypadku rozłupywania się próbki- 2,82 mm . Próbkę należy obciążać ze stała prędkością, tak dobraną, aby uzyskanie żądanej głębokości wgniotu nastąpiło w ciągu 1-2 min, i odczytać wartość siły obciążającej z dokładnością do 1%. Twardość statyczna H próbki oblicza się z dokładnością do 1[N], wg wzoru:

H_stW=KP [N]

Gdzie:

P- siła obciążająca przy wgniataniu stempla w próbkę [N],

K- współczynnik równy 1 (w przypadku wgniatania stempla na głębokość 5,64 mm; powierzchnia wgniotu równa 100 mm²) lub równy 43 (w przypadku wgniatania stempla na głębokość 2,82 mm);

Twardość statyczna próbki H_st12 o wilgotności 12% oblicza się, z dokładnością do 1[N], wg wzoru:

H _st12=H_stW[1+α(W-12)] [N]

Gdzie:

α- współczynnik, α=0,03,

W- wilgotność próbki w chwili badania [%]

Ad. 20.

Cechy fizykomechaniczne sprawdzane dla elementów murowych:

1. wytrzymałość na ściskanie

2. trwałość

3. absorpcja wody

4. reakcja na ogień

5. właściwości cieplne

6. rozszerzalność pod wpływem wilgoci

7. przepuszczalność pary wodnej

8. wytrzymałość spoiny

Ad. 21.

Klasa wytrzymałości na ściskanie dla elementu murowego równa np. 15 oznacza tyle, że ten element ma wytrzymałość na ściskanie NIE MNIEJSZĄ niż 15 [N/mm²].

Ad. 22.

Gęstość brutto w stanie suchym to iloraz masy do objętości brutto po wysuszeniu elementu do stałej masy.

Gęstość netto w stanie suchym- iloraz masy do objętości netto po wysuszeniu elementu do stałej masy.

Widzimy że gęstość netto i gęstość brutto różnią się tylko tym, że do liczenia gęstości netto potrzebujemy objętości netto elementu (objętość samego elementu murowego, nie doliczając objętości drążeń czy otworów) a do liczenia gęstości brutto potrzebujemy objętości brutto (objętość elementu liczona na podstawie wymiarów elementu łącznie z objętością drążeń, otworów, wgłębień itp.)

Ad. 23.

Symbol D2 w odniesieniu do elementów murowych oznacza, że średnia wartość gęstości (brutto i netto) określona zgodnie z normą nie powinna się różnić od deklarowanej przez producenta w stanie suchym więcej niż o 5%.

Ad. 24.

Rodzaje badań wykonywanych do oceny ceramicznych elementów stropowych:

1. sprawdzenie cech zewnętrznych

1. sprawdzenie wymiarów i kształtu

2. sprawdzenie dopuszczalnych wad

2. sprawdzenie cech fizycznych:

1. badanie masy

2. badanie odporności na działanie siły zgniatającej

3. badanie nasiąkliwości

4. badanie obecności szkodliwej zawartości marglu

5. badania stężenia pierwiastków promieniotwórczych

6. badanie mrozoodporności

6

6

---