Państwowa Szkoła Wyższa im. Papieża Jana Pawła II

w Białej Podlaskiej

Instytut Budownictwa

Protokoły badań z ćwiczeń:

Materiały budowlane i technologia betonu.

Rok akademicki 2011/2012

Grupa:

Andrzejczuk Bartosz (A1)

Bielecki Piotr (A1)

Czeczot Łukasz (A1)

Gromysz Jowita (A2)

Michaluk Magdalena (A2)

Badanie ceramiki budowlanej

1. Ocena wymiarów geometrycznych cegły ceramicznej

Etap ten polega na zmierzeniu wymiarów cegły ceramicznej oraz ocenie czy próbka jest prostopadłościanem. Cegła ma wymiary geometrycznie równe, wtedy gdy jest pozbawiona skręceń, wybrzuszeń, pęknięć , ubytków materiału. Wszystkie wymiary na całej długości płaszczyzny muszą być sobie równe. Standardowa cegła ceramiczna powinna cechować się wymiarami

Podczas mierzenia zauważono pewne różnice w wartościach długości i grubości próbki. Okazało się że tylko szerokość cegły jest stała i niezmienna w trzech miejscach pomiaru. Świadczy to że cegła nie jest geometrycznie równa. W związku z tym, pomiary objętościowe dla prostopadłościanu będą niedokładne, a wytrzymałość na ściskanie będzie zmniejszona. Podczas ściskania wygiętej cegły, siły przyłożone w prasie będą oddziaływać na materiał jak podczas łamania co skutkuje niewiarygodnym wynikiem pomiaru. Jako narzędzie pomiarowe służyła nam suwmiarka.

Pomiar wymiarów próbki cegły:

$$a = \frac{a_{1} + a_{2} + a_{3}}{3}$$

$$b = \frac{b_{1} + b_{2} + b_{3}}{3}$$

$$\mathbf{c =}\frac{c_{1} + c_{2} + c_{3}}{3}$$

Wyniki pomiarów:

Pomiar	Długość [mm]	Szerokość [mm]	Grubość [mm]
1	248	121	60
2	251	121	62
3	250	121	60
Średnia (mm)	249,6	121	60,6

Ze wzoru na objętość próbki sześciennej (prostopadłościennej):

∖nV =  a * b * c

Wynika że objętość próbki V jest równa ok. 1830216,96mm³ = 1830,21cm³ = 0,00183m³

1. Oznaczanie gęstości objętościowej

Cegłę zważono na wadze laboratoryjnej. Wynik wynosił 3,2288 kg

Gęstość objętościową oblicza się ze wzoru:

Q =  m/V

Gdzie:

Q- gęstość objętościowa [kg/m³]

m- masa próbki [kg]

V- objętość próbki [m³]

Q= 3,2288 / 0,00183 = 1764,371~ 1764,37 kg/m³

Gęstość objętościowa badanej cegły wynosi 1764,37 kg/m³

1. Ocena wytrzymałości na ściskanie

Próbka poddana wytrzymałości na ściskanie w prasie hydraulicznej, przy powierzchni styku 7332,6 mm² i szybkości ściskania 5000 N/s wykazała się wynikami:

Siła niszcząca potrzebna do zniszczenia cegły – 510 kN

Wytrzymałość cegły na ściskanie – 69,55 MPa

4. Podsumowanie

Podczas wykonywania ćwiczenia badania powtórzono dla 6 próbek, które były zbliżone do siebie rozmiarami i wagą. Próbki nr 4 oraz 6 były wadliwe, ponieważ zostały złamane podczas ściskania na skutek zbyt dużego wygięcia.

Nr próbki	Wymiary [mm]	Gęstość [kg/m^3]	Wytrzymałość na ściskanie [N/mm^2]
	Dł.	Szer.	Gr.
1	249,6	121	60,6
2	249,8	123,8	61,5
3	244	119,6	59,22
4	243	120	60,00
5	249,5	121	61,27
6	246	121	60,30
Średnia	246,98	121,07	60,48

* - Przy obliczaniu średniej wytrzymałości pominięto próbki wadliwe.

Wzór na wytrzymałość charakterystyczną:

$$f_{\text{ck}} = f_{\text{cm}} - 1,65\frac{s}{\sqrt{n}}$$

Gdzie:

f_cm- wytrzymałość średnia

S – odchylenie standardowe, 5 MPa

N – ilość próbek

$$f_{\text{ck}} = 68,07 - 1,65\frac{5}{\sqrt{4}}$$

f_ck = 63, 945 [MPa]

Badanie wapna

1. Badanie gęstości nasypowej wapna budowlanego:

Gęstość nasypowa wapna budowlanego - stosunek masy wapna budowlanego do jego objętości:

$$P = \frac{m}{V},\ \left\lbrack \frac{\text{kg}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$

gdzie:

m – masa wapna [kg]

V – objętość [d m³]

$$P = \frac{0,459}{1} = 0,459\ \lbrack\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$$

1. Badanie wytrzymałości na ściskanie wapna budowlanego.

Sporządzamy zaprawę z:

• 450g wapna hydraulicznego,

• 3x450g=1350g piasku normowego,

• 450gx0,6=270g wody – ilość wody wynika z iloczynu zużytego wapna, oraz wskaźnika wapna hydraulicznego, które wynosi 0,6 dla wapna o gęstości nasypowej poniżej 0,60 kg/dm³.

Mieszamy zaprawę w kolejności woda-wapno-piasek, a następnie zagęszczamy ją na wibratorze laboratoryjnym przez 120 sekund. Dojrzewające beleczki trzeba przechowywać w temperaturze 20°C, utrzymując wilgotność względną powietrza powyżej 90%.

Próba nr.1 – nieudana, ponieważ otrzymaliśmy za rzadką konsystencje (stosunek wody do wapna wyniósł 1,09).

Próba nr.2 – nieudana, ponieważ otrzymaliśmy za rzadką konsystencje

(stosunek wody do wapna wyniósł 0,8).

Próba nr.3 – udana (stosunek wody do wapna wyniósł 0,7).

Z otrzymanej zaprawy formujemy beleczki o wymiarach 40×40×160 mm.

Po związaniu wapna, beleczki poddajemy badaniu na zginanie, oraz ściskanie za pomocą maszyny wytrzymałościowej.

Wytrzymałość na zginanie PF oblicz się według wzoru:

$$P_{f} = 0,00234P\lbrack\frac{N}{\text{mm}^{2}}\rbrack$$

gdzie:

P-siła potrzebna do złamania próbki [N].

Nr. próbki	Siła naprężania [Mpa]	Siła niszcząca [kN]
1	0,63	0,270
2	0,14	0,061
3	0,17	0,074
4	0,62	0,624

Wytrzymałość na ściskanie (fc) oblicz się według wzoru:

$$f_{c} = \frac{F_{c}}{1600}\lbrack MPa\rbrack$$

gdzie:

Fc – maksymalna siła niszcząca [kN],

W mianowniku wpisujemy pole powierzchni ściskania (w naszym przypadku jest to 1600 mm²).

Nr. próbki	Siła naprężania [Mpa]	Siła niszcząca [kN]
1	0,48	0,48
2	0,37	0,35
3	0,36	0,43
4	0,41	0,40

Badanie drewna

1. Wprowadzenie

Drewno jest naturalnym materiałem wykorzystywanym w budownictwie. Wykazuje różne wartości tej samej cechy w zależności od kierunku badania. Wynika to z jego budowy wewnętrznej, właściwość ta nazywana jest anizotropią. Badaniu głównie podlegają własności wytrzymałościowe tego materiału. Wpływ na wyniki ma, oprócz budowy wewnętrznej, wilgotność. Wraz z jej wzrostem rezultaty coraz bardziej odbiegają od pożądanych (w przypadkach badania cech wytrzymałościowych). Tak więc chcąc porównać właściwości różnych gatunków drzew należy przeprowadzać badania na próbkach o tej samej wilgotności. Zgadnie z normą PN-77/D-04100 wartość ta powinna wynosić 12%.

1. Oznaczenie gęstości drewna metodą wagową:

Oznaczenie tej cechy wyznacza się w badaniu 5 próbek o wymiarach 160x20x20 ± 2 [mm]. Wartość cechy oblicza się ze wzoru:

$\rho_{0} = \frac{m}{V_{0}}$ $\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

gdzie:

ρ₀ - gęstość objętościowa,

m - masa próbki w stanie suchym z dokładnością do 0,01]g],

V₀ - objętość wraz porami z dokładnością do 0,001 [mm³].

1. M₁=43,77g, g₁=0,68

2. M₂=39,80g, g₂=0,62

3. M₃=30,73g, g₃=0,48

4. M₄=33,21g, g₄=0,52

5. M₅=43,38g, g₅=0,68

1. Identyfikacja (opis obiektów badań na wytrzymałość na zginanie statyczne).
   1. Sosna: 160x20x20 [mm]
   2. Sosna: 160x20x20 [mm]
   3. Topola: 160x20x20 [mm]
   4. Świerk: 160x20x20 [mm]

5. Sosna: 160x20x20 [mm]

1.  Oznaczenie wytrzymałości na zginanie statyczne. 

Badanie polega na określeniu maksymalnej wartości naprężenia, jakie jest zdolny przenieść materiał w próbie zginania. Aby to zrobić określana jest wielkość momentu zginającego niszczącego próbkę i jej przekrój poprzeczny.

Badaniu podlega 5 próbek z drewna o kształcie beleczek o wymiarach 160x20x20 [mm] ustawione na podporach odległych od siebie o 100[mm].

Wytrzymałość na zginanie:
L.p.
1.
2.
3.
4.
5.

1. Identyfikacja (opis obiektów badań na wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien).

1. Sosna: 20x20x20 [mm]

2. Świerk: 20x20x20 [mm]

3. Topola: 20x20x20 [mm]

4. Mahoń: 20x20x20 [mm]

1. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien.

Drewno wykazuje największą wytrzymałość na ściskanie, gdy siły ściskające działają równolegle do włókien. Dla

gatunków drzew europejskich wartości tej cechy wahają się od 40 do 60 MPa.

Badanie polega na określeniu wartości siły ściskającej próbkę w kierunku równoległym do przebiegu włókien. Oznaczenie dokonuje się na 4 próbkach o kształcie sześcianu o wymiarach 20x20x20[mm].

Próbki wykonane są z drewna wolnego od wad i są gładko obrobione. Próbki w celu wyznaczenia wytrzymałości na ściskanie ustawia się na płycie maszyny wytrzymałościowej tak, aby kierunek działania siły był równoległy do podłużnej osi próbki. Próbkę obciążamy równomiernie. Wytrzymałość drewna na ściskanie wzdłuż włókien  na danych próbkach wynosi:

Wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien:
L.p.
1.
2.
3.
4.