Opracowano według:

PN-EN 1936:2001 „Metody badań kamienia naturalnego -- Oznaczanie gęstości i gęstości objętościowej oraz całkowitej i otwartej porowatości”

Cel pracy:

celem pracy było sprawdzenie gęstości, porowatości i nasiąkliwości materiałów ceramicznych.

Materiał:

Trzy odpowiednio przygotowane próbki z materiału ceramicznego (cegła pełna)

1. Dwie próbki o zbliżonym kształcie do prostopadłościanu.

2. Jedna próbka rozdrobniona

Wykonane czynności:

Spreparowanie trzech próbek oraz oznaczenie ich, pozostawienie ich w odpowiednich warunkach na 7 dni.

Badanie wilgotności

Cel badania: oznaczenie wilgotności materiałów ceramicznych

Materiał: Jedna próbka z cegły pełnej

Przebieg badania:

Przygotowanie kilku nieregularnych kawałków z cegły pełnej, jeden z nich rozdrobniono około 120g w moździerzu tak aby przeszedł przez sito o oczku 0,125mm . Próbkę ważymy na wadze elektrycznej z dokładnością do 0,1g a następnie umieszczamy w suszarce na okres 7 dni, poczym ponownie ważymy próbkę na wadze elektrycznej z dokładnością 0,1g

Obliczenie wilgotności próbki:

W = $\frac{m_{n} - m_{e}}{m_{e}}$ * 100 [%]

Gdzie:

M_n- masa próbki w stanie naturalnym

M_e – masa próbki w stanie wysuszonym

Próbka :

M_n – 134,6 g

M_e – 134,2 g

W = $\frac{134,6 - 134,2}{134,2}$ * 100 = 0,30 [%]

Wnioski:

Badany materiał ceramiczny ma niewielką wilgotność.

Badanie gęstości objętościowej

Przebieg badania:

Spreparowane opisane dwie próbki o nieregularnym kształcie przypominającym prostopadłościan zważono na wadze elektrycznej z dokładnością do 0,1g poczym zanurzono w wodzie i pozostawiono na okres siedmiu dni. Po upłynięciu tego czasu wyjęto próbki z wody i zamocowano za pomocą nitki na wadze hydrostatycznej tak aby była cała zanurzona w wodzie i nie dotykała ścianki zlewki wypełnionej wodą. Odczytano wagę próbki poczym zwarzono na wadze elektrycznej masę nitki. Tą samą czynność powtórzono z drugą próbką. Wyniki zapisano.

Odstępstwa od normowego przebiegu badania:

-badanie zamiast na 6 to przeprowadzono na 2 próbkach

-kształt próbek był nieregularny a nie wycięty piłą diamentową

-próbki niebyły wysuszone do stałej masy, masę wysuszonych próbek obliczono uwzględniając wcześniej określoną wilgotność

-próbki zanurzono bez naczynia próżniowego, na okres 7 dni

Obliczenie objętości próbki

Vb $= \frac{m_{s} - m_{h}}{p_{\text{rh}}}$ * 1000 [mm³]

Gdzie:

m_s -masa próbki nasyconej wodą w gramach

m_h - masa próbki nasyconej wodą zanurzonej w wodzie w gramach

p_rh - gęstość wody w temperaturze 20°C

V_b – objętość próbki w mm³

Obliczenie gęstości objętościowej

p_b = $\frac{m_{d}}{V_{b}}$ [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

p_b- gęstość objętościowa badanej próbki

M_d – masa próbki wysuszonej w gramach

V_b – objętość próbki w mm³

Próbka A:

m_n = 134,8g

m_s = 157,3g

m_h = 75,9g

p_rh- 998 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

Masa próbki suchej

m_d = m_n − w = 134, 8 − (134,8*0,30%) = 134, 39g

Vb $= \frac{157,3 - 75,9}{998}$*1000000 = 81563,12 [mm³]

p_b = $\frac{134,39}{81563,12\ }$ = 0,00165 [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

Próbka B:

m_n = 139,4 g

m_s = 162,7 g

m_h = 78,62 g

p_rh- 998 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

Masa próbki suchej

m_d = m_n − w = 139, 4 − (139,4*0,30%) = 138, 98g

Vb $= \frac{162,7 - 78,62}{998}$ * 1000000 = 84248,49 [mm³]

p_b = $\frac{138,98}{84248,49\ \ }$ = 0,0016 [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

Wnioski:

Przeprowadzone badanie ze względu na ograniczony czas zajęć laboratoryjnych nie jest w pełni zgodne z normowym przebiegiem tego badania, dla tego może posiadać pewne niedokładności. Po wykonaniu badania i opracowaniu wyników średnia gęstość objętościowa wynosi : 0,0016 [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

Określenie gęstości właściwej

Przebieg badania

Przygotowano próbkę o w tym celu z różnych miejsc danego materiału odłupano kawałki (okruchy) Całą próbkę roztarto na proszek za pomocą moździerza i przesiano przez sito o wymiarze boku oczka 0,063 mm. Zważono próbkę na wadze elektrycznej z dokładnością do 0,1 g minimalna masa próbki to 120 g. Po tych czynnościach wsadzono do suszarki laboratoryjnej na okres 7 dni. Po wysuszeniu proszek rozdziela się na dwie próbki mniej więcej o równej masie. Próbke wsypuje się małymi porcjami do objętościomierza Le Chateliera napełnionego wodą destylowaną. Ciecz przed wsypaniem proszku powinna sięgać poziomu zerowego. Proszek wsypuje się małymi porcjami tak długo, aż ciecz osiągnie mniej więcej poziom 18 cm³.Odczytuje się wynik z objętości omierza. Pozostałość proszku się waży i z różnicy mas określa się ilość proszku wsypanego do objętościomierza. Tak samo postępujemy z drugą próbką.

Odstępstwa od normowego przebiegu badania:

-masę próbki wypartą obliczono za pomocą różnicy masy próbki przygotowanej do badania a masy próbki która nie została wsypana

-oczko sita w którym przesiewano materiał powinno mieć 0,063mm a miało 0,125mm

-nie zmierzono temperatury powietrza w pomieszczeniu w którym przeprowadzono badanie

Obliczenie gęstości właściwej za pomocą kolby Lechateliera

p_r = $\frac{m_{e}}{\text{Vs}}$ * p_rh [g/mm³]

Gdzie:

p_rh - gęstość wody w temperaturze 20°C

p_r- gęstość właściwa

M_e- masa próbki wysuszonej w gramach

V_s – objętość wypartej cieczy przez próbkę

Próbka 1:

M_e = 70,1 g – 23g = 47,1 g

V_s = 18,4 cm³

p_rh= 998 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

p_r = $\frac{47,1}{18,4}*0,998$ = 2,55 [g/cm³]

Próbka 1:

M_e =60,2 g – 13,2g = 47g

V_s = 18,5 cm³

p_rh- 998 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

p_r = $\frac{47}{18,4}*0,998$ = 2,54 [g/cm³]

Wnioski:

Przeprowadzone badanie ze względu na ograniczony czas zajęć laboratoryjnych nie jest w pełni zgodne z normowym przebiegiem tego badania, dla tego może posiadać pewne niedokładności. Po wykonaniu badania i opracowaniu wyników gęstość właściwa dla próbki wynosi 2,55 [g/cm³]

Określenie nasiąkliwości wagowej i objętościowej

Opis badania nasiąkliwości:

Badanie przeprowadzono na tych samych dwóch próbkach z cegły pełnej które były użyte do badania gęstości objętościowej. Nie zostały one jednak wysuszone do stałej masy, masę próbki wysuszonej obliczono za pomocą wcześniej ustalonej wilgotności. Próbki umieszczono w wodzie na okres 7 dni po tym czasie próbki wyjęto i zaważono na wadze elektrycznej z dokładnością do 0,1 g.

Odstępstwa od normowego przebiegu badania:

-badanie przeprowadzono na 2 a nie na 3 próbkach

-próbki pozostawiono w wodzie na 7 nie zanurzając ich stopniowo

-próbki niebyły wysuszone do stałej masy

Nasiąkliwość wagową próbki określamy według wzoru:

N_w = $\frac{m_{1} - m}{m}$ * 100 [%]

Gdzie:

N_w – nasiąkliwość wagowa

M₁ – masa próbki nasyconej wodą

M – masa próbki w stanie suchym

Nasiąkliwość objętościową próbki możemy obliczyć z dwóch wzorów

N₀ = n_{w *} p_b [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

Gdzie:

N_w- nasiąkliwość wagowa

p_b – gęstość objętościowa próbki

Próbka A.

M_d = 134,8 g

M_s = 157,3 g

p_b = 0,00165 [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

N_w = $\frac{157,3 - 134,8}{134,8}$ * 100 = 16,69 [%]

N₀ = 16,69 _* 0, 00165  = 0, 0275 [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

Próbka B.

M_d = 139,4 g

M_s = 162,7 g

p_b = 0,0016 [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

N_w = $\frac{162,7 - 139,4}{139,4}$ * 100 = 16,71 [%]

N₀ = 16,71 _* 0, 0016   = 0, 0267[$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

Średnia nasiąkliwość wagowa dla badanego materiału 16,7 %

Średnia nasiąkliwość objętościowa dla badanego materiału 0,0271 [$\frac{g}{\text{mm}^{3}}$]

Określenie porowatości całkowitej

Porowatość całkowita obliczona jest według wzoru:

p$\ = \frac{\frac{1}{p_{b}}\ - \text{\ \ }\frac{1}{p_{r}}\ }{\frac{1}{p_{b}}}$ * 100 = [1 - $\frac{p_{b}\ }{p_{r}}$ ] * 100 [%]

gdzie:

p – porowatość całkowita wyrażona w %

p_b - gęstość objętościowa zadanej próbki

p_r - gęstość właściwa próbki w stanie rozdrobnionym w mm³

Dane

p_b – 0,00163 [g/mm³]

p_r – 2,55 [g/cm³] =0,00255 [g/mm³]

p = [1 – $\frac{0,00163\ }{0,00255}$ ] * 100 = 36,08 [%]

Wnioski:

Przeprowadzone badanie ze względu na ograniczony czas zajęć laboratoryjnych nie jest w pełni zgodne z normowym przebiegiem tego badania, dla tego może posiadać pewne niedokładności. Po wykonaniu badania i opracowaniu wyników porowatość całkowita próbek wynosi 36,08 [%]