Sprawozdanie z praktyki inżynierskiej

Maciej Ludwig
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
WIMIC Technologia Chemiczna
Termin odbycia praktyki: 21.07 - 29.08.2014
Miejsce odbycia praktyki: Opole
Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych
Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Sprawozdanie

z praktyki inżynierskiej

W dniach od 21 lipca do 29 sierpnia bieżącego roku brałem udział w ramach studiów stacjonarnych pierwszego stopnia na Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie na kierunku Technologia Chemiczna w praktyce technologicznej w Instytucie Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Opolu. Praktyka ta pozwoliła mi na praktyczne zapoznanie się z zagadnieniami dotyczącymi badań i właściwości fizykochemicznych materiałów budowlanych. Zagadnienia te były przeze mnie obserwowane przede wszystkim podczas pracy w sekcji zapraw i betonów. Poniżej przedstawię kilka zagadnień z którymi zetknąłem się podczas moich codziennych zajęć w laboratorium inżynierii materiałowej:

  1. Praca w laboratorium sekcji zapraw i betonów

Podczas pracy w laboratorium w sekcji zapraw i betonów należy pamiętać przede wszystkim o 2 parametrach fizykochemicznych: wilgotności powietrza oraz temperaturze. W zależności od poszczególnych badań wykonywanych w laboratorium każde ze stanowisk do tychże badań może różnić się wartościami obu parametrów. Na przykład:

Wszelakie odstępstwa od tychże parametrów należy zgłaszać kierownikowi technicznemu w trybie natychmiastowym. Aby jak najbardziej zminimalizować ryzyko wystąpienia takiej sytuacji co pewien okres czasu notuje się wartości tychże parametrów w odpowiednich broszurach.

Poza tym każda z próbek materiałów potrzebnych do zarobienia bloczków cementowych powinna być odpowiednio opisana i przetrzymywana w magazynie przez okres przynajmniej 3 miesięcy od przygotowania kształtek. To samo tyczy się samych bloczków które powinny być wyraźnie opisane trudno zmywalnym np. ołówkiem. Wszelakie urządzenia i aparatura używana w laboratorium również posiada 2 numery – jeden z nich oznacza numer zakładu ,a drugi zaś jest normą dopuszczenia. Przed przystąpieniem do pracy w laboratorium należy zapoznać się z zasadami BHP z zakresu sprzętu laboratoryjnego, ogólnych zasad udzielania pierwszej pomocy oraz ogólnych zasad przeciwpożarowych.

  1. Przygotowanie beleczek normowych

W celu przygotowania próbek cementowych należy sporządzić zaprawę normową o następującym składzie:

Cement wraz z wodą należy umieścić w odpowiednio przygotowanej do tego celu misce która przed przystąpieniem do zarabiania powinna być wilgotna ,ale nie mokra aby zaprawa mogła w jak najmniejszym stopniu przylegać do ścianek miski. Piasek wsypuje się do odpowiedniej komory w której po odpowiednim czasie następuje otwarcie zasuwy i wsypanie kruszywa do mieszanki cementu i wody. Mieszanie zaprawy normowej następuje w 2 etapach pomiędzy którymi mamy do czynienia z przerwą technologiczną. Pierwszy etap podzielony jest na trzy podetapy:

Jak widać sumarycznie pierwszy etap trwa 90 sekund. Po tymże etapie następuje przerwa technologiczna trwająca również 90 sekund która polega na manualnym mieszaniu zawartości miski przy pomocy metalowej łopatki celem zapobiegnięcia powstawania złogów materiału na dnie naczynia. Ostatni etap trwający 60 sekund to mieszanie szybkie - 285 $\left\lbrack \frac{\text{obr}}{\min} \right\rbrack.$

Tak przygotowaną zaprawę umieszcza się przy pomocy wcześniej wspomnianej łopatki we wcześniej przygotowanej formie która zawsze zawiera miejsce na 3 beleczki (o wymiarach 40 mm x 40 mm x 160 mm). Tenże proces również przebiega w 2 etapach. W pierwszym nakłada się niewielką ilość zaprawy i wyrównuje przy pomocy przygotowanej do tego celu małej łopatki. W drugim nakłada się resztę materiału. Dla każdej warstwy w celu nadania odpowiedniego kształtu formę umieszcza się we wstrząsarce która generuje po 60 uderzeń na minutę. Ostatnim etapem jest usunięcie nadmiaru materiału i zakrycie tak przygotowanej formy szklaną lub plastykową pokrywką i umieszczenie jej w klimatycznym pomieszczeniu o temperaturze 20 ± 1 oC i wilgotności względnej >90% na okres 24 godzin po których następuje rozformowanie beleczek. Norma wg której przebiega tenże proces to PN-EN 196-1: „Metody badania cementu. Część 1: oznaczanie wytrzymałości” oraz PN-EN 450-1 ,, Popiół lotny do betonu Część 1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności.’’

  1. Wskaźnik aktywności popiołów lotnych

Wskaźnik aktywności popiołów lotnych wg normy PN-EN 196-1 to stosunek w procentach ,wytrzymałości na ściskanie beleczek ze znormalizowanej zaprawy, wykonanych z użyciem mieszaniny 75% masy cementu porównawczego i 25% masy popiołu lotnego ,do wytrzymałości na ściskanie badanych beleczek ze znormalizowanej zaprawy ,będących w tym samym wieku ,wykonanych z użyciem 100% cementu porównawczego.

Wskaźnik ten pozwala nam na stwierdzenie jak bardzo przydatny lub nieprzydatny jest dany cement, a obliczany jest zna stepującej proporcji (obliczenie przykładowe):

100% --------------------------- > 51,3 [MPa]

X ------------------------------ > 42,7 [MPa]

gdzie wartość 51,3 [MPa] odnosi się do cementu porównawczego, a więc gdy:

Przygotowanie zaprawy do wyznaczenia tegoż wskaźnika przebiega dokładnie tak jak opisano to w punkcie 2 niniejszego sprawozdania z tą tylko różnicą ,że zamiast 450 cementu odważa się 337,5 g cementu oraz 112,5 g popiołu.

  1. Oznaczanie czasu wiązania cementu

Oznaczanie czasu wiązania cementu przeprowadza się na podstawie norm: PN-EN 450-1 oraz PN-EN 196-3+A1:2011 ,, Metody badania cementu. Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.’’ Pomiar polega na wyznaczeniu początku jak również końca czasu wiązania za pomocą aparatu Vicata. Badana jest zaprawa normowa ,a ilość wody określa się za pomocą tegoż aparatu. Polega to na tym iż wychylenie wskaźnika aparatu który po swobodnym spadku zanurza się w zaprawie nie powinno być inne niż 6 ± 2 mm patrząc od dołu skali. Kiedy upewnimy się ,że ilość wody użytej do badania jest odpowiednia zaprawę umieszczoną w przygotowanym do tego pierścieniu który jest połączony ze szklaną podkładką przy pomocy parafiny przetrzymujemy w wodzie o temperaturze 20 ± 1 oC do momentu uzyskania początku wiązania zaprawy. Początek wiązania zaprawy to moment w którym igła aparatu zanurzy się na wysokość 6 ± 3 mm.

  1. Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie cementów oraz betonów

Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie cementów oraz betonów przeprowadza się na podstawie normy PN-EN 196-1 oraz PN-EN 12390-3 . Przygotowane i rozformowane po 24 godzinach przebywania w szafie o odpowiedniej wilgotności i temperaturze beleczek o wymiarach 40 mm x 40 mm x 160 mm przetrzymuje się w wodzie o temperaturze 20 ± 1 oC przez pewien okres czasu którym może być: 2 godziny, 2 dni, 7 dni, 28 dni, 56 dni oraz 90 dni. Najczęściej wiek beleczek poddanych badaniu wynosi 28 oraz 90 dni. Kostki betonowe o wymiarach 150 mm x 150 mm x 150 mm również przetrzymuje się przed badaniem w wannach z wodą o temperaturze podanej powyżej najczęściej na okres 28 dni. Ściskanie bloczków cementowych może mieć miejsce na prasie 2 kolumnowej lub 4 kolumnowej. Praca na pierwszej z wymienionych wymaga nadzoru osoby uprawnionej do używania tegoż urządzenia gdyż zostawienie go bez nadzoru groziłoby ciągłym ściskaniem aż do zniszczenia aparatu. Praca na prasie 4 walcowej ma charakter automatyczny – urządzenie przerywa pracę w momencie ściśnięcia materiału jednakowoż dużą wadą aparatów tego typu jest konieczność wykonywania operacji zginania przed przystąpieniem do procesu ściskania. Jak wspomniano wcześniej forma do beleczek cementowych posiada 3 komory i ma to odzwierciedlenie w badaniu wytrzymałości na ściskanie bowiem każdy bloczek jest ściskany po 2 razy dlatego też ostatecznie otrzymujemy 9 pomiarów (3 pomiary zginania i 6 ściskania) jak również interpretację graficzną obu procesów w postaci wykresów zależności obciążenia [kN] od czasu [s]. Dla kostek betonowych wykonywano jedynie badanie wytrzymałości na ściskanie gdyż nie musiało być ono poprzedzone procesem zginania.

  1. Badanie promieniotwórczości naturalnej

Choć nie uczestniczyłem bezpośrednio w badaniach nad promieniotwórczością naturalną udało mi się zaobserwować i zdobyć teoretyczną wiedzę na temat tego zagadnienia. Materiałem badanym był kamień wapienny ,a cały proces pomiarowy wykonuje się na podstawie poradnika ITB 455/2010. Masa próbki do tegoż badania powinna wynosić 2500 g – w naszym przypadku było to 2318 g. Uziarnienie wynosiło < 5 mm. Badanymi składnikami były stężenia potasu, radu i toru wyrażone w $\left\lbrack \frac{\text{Bq}}{\text{kg}} \right\rbrack$. Przed przystąpieniem do pomiaru należało uszczelnić pojemnik z badaną próbką przed stratą radu która to strata zaburzyłaby odczyt. Samą próbę przed pomiarem przetrzymuje się 14 dni. W trakcie pomiaru otrzymujemy wykres w formie dyfraktogramu zależności liczby zderzeń od energii. Jednostkowy pomiar wynosi 2000 s, a wykonuje się ich 12 więc całkowity czas pomiaru wynosi 24000 s. Następnie zliczamy impulsy, szumy i odejmujemy tło. Poza stężeniami poszczególnych składników mierzymy również wskaźniki f1 i f2, które są przydatne w budownictwie.

  1. Oznaczanie w cemencie zawartości chromu (Cr6+) rozpuszczalnego w wodzie

Oznaczanie w cemencie zawartości chromu (Cr6+) rozpuszczalnego w wodzie opiera się na normie PN-EN 196-10 ,,Metody badania cementu. Część 10: Oznaczanie w cemencie zawartości chromu (VI) rozpuszczalnego w wodzie’’. Przygotowanie próbek w ilości 3 odbywa się w laboratorium sekcji zapraw i betonów. W tym celu do odpowiedniej masy mieszaniny cementu z popiołem dodaje się wodę destylowaną lub dejonizowaną o przewodności < 0,5 mS/m. Woda ta jest odczynnikiem o jakości analitycznej. Cement do tego badania musi przebywać w worku do 28 dni. Próbka ma masę ok. 1000 g i musi być zhomogenizowana. Do pomiaru wykorzystywany jest przesącz z powyższej mieszaniny. Zestawy do sączenia muszą być suche. W tymże zestawie który stanowi lejek Buchnera z sączkiem z podłączoną pompą próżniową umieszcza się zaprawę. Zawartość chromu odczytuje się na podstawie wcześniej przyrządzonej krzywej wzorcowej. Powstaje ona poprzez wykreślenie zmierzonych wartości absorbancji od stężenia chromu Cr6+. Aby jednak otrzymać punkt który możemy odczytać na tejże krzywej należy wykonać pomiar absorbancji w odniesieniu do ślepej próby przy długości fali równej 540 nm. Otrzymujemy stężenie chromu w [mg/l]. Warto dodać ,że chrom (VI) rozpuszczalny w wodzie – to chrom w cemencie ,który jako chromian jest rozpuszczalny w wodzie.

  1. Metody badania cementu murarskiego

Powyższe badanie wykonuje się przy pomocy normy PN-EN 413-2 ,,Cement murarski. Metody badania’’. Polega ono na napełnieniu 2 warstwami zaprawy odpowiedniego naczynia przeznaczonego do tego celu. Każda warstwa musi być rozdzielona przez 10 krotne ubijanie ubijakiem do równomiernego napełnienia. Ubijak musi opadać do zaprawy poprzez spadek swobodny czyli bez użycia siły trzymającego go. Nadmiar zaprawy usuwamy używając linijki ruchami tnącymi o kącie 45o i wygładzić powierzchnię. Po upływnie około 170 sekund do zakończenia mieszania należy podnieść z płyty formę. Wymagana wartość zagłębienia wskaźnika wynosi 35 ± 3 mm. Aparatem do pomiaru jest aparat nurnikowy. Badanie powtarza się do uzyskania odpowiedniego zagłębienia nurnika.

  1. Badanie właściwości fizycznych i mechani-cznych mieszanki betonowej

Dodatkami stosowanymi do betonu są najczęściej: żużel, popiół lub pył krzemionkowy. Przed wykonaniem badań przygotowuje się beton wzorcowy który służy jako wzorzec wartości fizykochemicznych. Naczynia do wykonywania badań powinny być zwilżone aby zmniejszyć przyczepność betonu do ścianek. Metoda badania betonu obserwowana przez nas była metodą opadu stożka. Służy ona do badania konsystencji betonów towarowych. Naczyniami do badań są oczywiście jak nazwa wskazuje metalowy stożek oraz podkładka wykonana z tego samego materiału. Kiedy stożek jest uzupełniany należy ubijać każdą warstwę 25 razy metalowym prętem. Parametrami badanymi obserwowanymi przez nas były również gęstość oraz zawartość powietrza. W przygotowanej próbie poprzez uderzanie młotkiem po ściankach naczynia usuwa się nadmiar powietrza. Należy również zapewnić szczelność naczynia pomiarowego. Kiedy spełnimy te wymagania czekamy 30 – 40 sekund na wynik którym jest procentowa zawartość powietrza w próbie. Następnie próbkę należy wyrzucić. Badane na prasie próbki betonu nie przechowuje się tak jak cementowych w pomieszczeniu o wysokiej wilgotności ,a czeka na ich stwardnienie i wstawia do wody na odpowiednio długi okres czasu (np. 28 dni). Bloczki cementowe zaś wstawiane są do pomieszczenia klimatycznego celem zajścia procesów hydratacji.

Przykładowe oznaczenie betonu: C25/30 S3 XO. Poszczególne numery oznaczają:

Do badań przygotowano również beton składający się z następujących komponentów:

Po dodaniu dodatku chemicznego zawartość powietrza w betonie spadła.

  1. Wyznaczanie gęstości nasypowej

Gęstość nasypową wyznacza się według PN-EN 1097-3:2000 ,, Badanie mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw. Oznaczanie gęstości nasypowej i jamistości’’. Do badania tejże wartości fizykochemicznej należy sporządzić 3 próbki ,które następnie są poddawane suszeniu temperaturze 105 ± 5 oC. Stosuje się nadmiar materiału tj. od 120% do 150%. Gęstość w stanie suchym liczymy ze wzoru:


$$\mathbf{\rho}\mathrm{0}\mathbf{= \ }\frac{\mathbf{m}\mathrm{2}\mathbf{-}\mathbf{m}\mathrm{1}}{\mathbf{V}}$$

gdzie:

ρ0 - gęstość nasypowa $\left\lbrack \frac{\text{Mg}}{m\mathrm{3}} \right\rbrack$

m2 – masa pojemnika i próbki [kg]

m1 – masa pustego pojemnika [kg]

V – objętość pojemnika [l] .Dla kruszywa o średnicy ziaren do 4 [mm] stosuje się pojemniki o objętości V = 1[l].

  1. Badanie odporności betonu na działanie mrozu

Wykonuje się na podstawie normy PN-B-06250:1998 ,,Badanie odporności betonu na działanie mrozu’’. W badaniu tym przygotowuje się 12 kostek betonowych o wymiarach 150 x 150 x 150 mm o odpowiednim składzie. 6 z nich zostaje zamrożonych ,a pozostałe są tzw. ,,świadkami’’. Kostki te ulegają na zmianę zamrożeniu i odmrażaniu do ustalonej temperatury w określonej liczbie cykli która w naszym badaniu wyniosła 150 dni (1 doba = 3,5 cyklu). Kostki należy zważyć przed schłodzeniem. Po zakończeniu wszystkich cykli należy je odmrozić i ponownie zważyć ,a następnie poddać procesowi ściskania. W doświadczeniu liczony jest ubytek masy oraz wytrzymałości . Temperatura w której kostki są mrożone wynosi T = - 18 ± 2 oC, a temperatura którą osiągają po ogrzaniu T = 18 ± 2 oC. Kryterium którym jest ubytek masy nie powinien być mniejszy niż 5%. W doświadczeniu wykonanym przez zespół pracowników laboratorium instytutu dla pierwszych 6 kostek wykazano bardzo wysokie wytrzymałości na ściskanie rzędu 1800 [kN] (typowe badane przez nas kostki miały co najwyżej 800 [kN]), a dla kolejnych zdecydowany spadek wytrzymałości wynoszący do 800 [kN]. Domniemano iż wpływ na to miały siatki spękań powstałe prawie na wszystkich 6 badanych próbach.

  1. Wskaźnik aktywności z użyciem pyłu krzemionkowego oraz określenie konsystencji świeżej zaprawy za pomocą stolika rozpływu

Aby wyznaczyć wskaźnik aktywności z użyciem pyłu krzemionkowego należy sporządzić zaprawę składającą się z 90 % z cementu i 10 % (45 g) pyłu krzemionkowego. Przed zarabianiem tejże zaprawy dodaje się 4 g plastyfikatora którego ilość jest regulowana oraz 225 ml wody destylowanej. Zarabiamy tylko jedną formę ,a beleczki przetrzymujemy w wodzie przez 28 dni. Wcześniej jednak badamy zaprawę przy użyciu stolika rozpływu na którym umieszczamy okrągłą formę pustą w środku do której nakładamy zaprawę w 2 warstwach ,a każdą z nich ubijamy ubijakiem po 10 razy (uderzenia ubijaka powinny być reprezentowane przez spadek swobodny czyli bez użycia siły trzymającego go). Następnie zdejmujemy formę i kręcimy rączką stolika wykonując 15 uderzeń polegających na jego powolnym unoszeniu i nagłym spadku co sekundę. Przy pomocy precyzyjnej suwmiarki mierzony jest tak zwany rozpływ czyli szerokość wyrażoną w [mm] zaprawy która rozpłynęła się pod wpływem uderzeń. Cement wzorcowy w naszym badaniu posiadał rozpływ równy 175 [mm] ,a poprawny wynik uzyskuje się kiedy nasz pomiar znajduje się w ± 10 [mm] od rozpływu tegoż cementu. Jeżeli nasz wynik odbiega od powyższego zakresu należy zmodyfikować ilość plastyfikatora – skok w takim wypadku wynosi 0,5 g. Warto również wspomnieć o tym iż pył krzemionkowy zwiększa wytrzymałość na ściskanie kształtek cementowych jak i również uszczelnia beton. Użyta norma PN-EN 13263-1+A1 ,,Pył krzemionkowy do betonu. Część 1: Definicje, wymagania i kryteria zgodności’’ oraz PN-EN 1015-3 ,,Metody badań zapraw do murów. Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą stolika rozpływu)’’

  1. Wyznaczenie miałkości próbek

Aby wyznaczyć miałkość próbki w pierwszej kolejności wykorzystuje się sito o boku oczka równym 0,45 mm oraz sito natryskowe z otworami o średnicy wynoszącej 0,5 mm. Następnie waży się masą sita i dodaj 1 g naważki którą może być chociażby popiół. Sito przelewamy 50 cm3 wody i przemywamy jego zawartość strumieniem wody pod ciśnieniem wynoszącym 80 MPa przez okres 60 sekund obracając sitkiem natryskowym. Kolejny krok to przepłukanie 50 cm3 wody i wstawienie na 90 sekund do suszarki o temperaturze 105 oC. Tutaj próbkę suszymy do stałej masy. Po tymże procesie sitka wkładamy do eksykatora aby ostygły do pokojowej temperatury. Wynik pomiaru stanowi różnica masy próbki przed i po wykonanym oznaczeniu. Użyta norma PN-EN 451-2 ,,Metoda badania popiołu lotnego. Oznaczanie miałkości przez przesiewanie na mokro’’

  1. Oznaczenie gęstości ziaren

W pierwszej kolejności waży się piknometr z korkiem i dodaje 10 g próbki ,a następnie zalewa naftą tak aby całkowicie zalać próbkę jednakowoż poniżej wylotu kapilary. W dalszej kolejności umieszcza się piknometr w pompie próżniowej na 30 minut celem pozbycia się powietrza z próbki. Po wyciągnięciu piknometru z pompy próżniowej umieszczamy piknometr w łaźni wodnej aby obniżyć jego temperaturę do 25 oC ponieważ właśnie dla tejże temperatury określa się gęstość nafty. Po ochłodzeniu wkłada się korek i waży ponownie. Wynik pomiaru oblicza się według wzoru umieszczonego w normie PN-EN 1097-7 ,,Badanie mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – część 7: Oznaczanie gęstości wypełniacza – metoda piknometryczna’’

SPIS NORM:


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
sprawozdanie z praktyk, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok II sem
sprawozdanie z praktyki
pwsz ioś kalisz moje sprawozdanie PEHAMETRIA, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz io
sprawozdanie4, Energetyka - inżynier, Fizyka, fizyka
Sprawozdanie z praktyk przemysłowych
Sprawozdanie z praktyk Gimnazjum
sprawozdanie z praktyki
sprawozdanie cw 1!(1), Inzynieria Materiałowa, I semestr, Elektrotechnika
moje sprawozdanie-Seweryn, Inzynieria Materiałowa, I semestr, Elektrotechnika, elektrotechnika, 3.0
Sprawozdanie z praktyk
Sprawozdanie z praktyki -drugi rok, Sprawozdanie z praktyki po drugim roku studiów
sprawozdanie z praktyk
sprawozdanie z praktyk w placówce resocjalizayjnej
sprawozdanie z praktyk, Rolnictwo - mix
118 Sprawozdanie z praktyk, ETI SUM, sem 1
sprawozdanie z praktyk
Praktyka, Sprawozdanie z praktyki kierunkowej, Sprawozdanie z praktyki kierunkowej
Sprawozdanie z praktyki studenckiej , Sprawozdanie z praktyki studenckiej po semestrze II kierunku

więcej podobnych podstron