Politechnika Częstochowska Częstochowa 11.01.2012r.
Wydział Budownictwa
Rok akademicki 2011/2012

Laboratorium

Materiałów Budowlanych

Sprawozdanie

Temat: Oznaczenie gęstości właściwej i objętościowej, nasiąkliwości wagowej
i objętościowej oraz porowatości otwartej i całkowitej badanych próbek materiału kamiennego.

Bartosz Zimierski
Grupa VI Semestr III
Studia: dzienne

Badanie nr 1

Oznaczenie wilgotności próbki

1. Przebieg badania:

Przygotowanie kilku nieregularnych kawałków z cegły pełnej, jeden z nich rozdrobniono około 50g 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

1. Obliczenie wilgotności materiału:

Wilgotność próbki została policzona z poniższego wzoru:

gdzie:

m_n – masa próbki w stanie naturalnym (rozdrobnionym) [g]

m_s – masa próbki wysuszonej do stałej masy [g]

3. Data badania: 30.10.2008 r.

Badanie nr 2

Badanie gęstości właściwej za pomocą kolby
L’Chateliera

1. Przebieg badania wg PN-EN 1936:2001:

Próbka przed przystąpieniem do badań musi zostać oczyszczona
z wszelkich zanieczyszczeń. Następnie zostaje rozdrobniona w moździerzu tak, aby można było ja przesiać przez sito o średnicy oczek 0,063mm. Później suszymy ja w suszarce do stałej masy. Z tak przygotowanej próbki należy odważyć masę m_e około 50g z dokładnością do ±0,1g.
Objętościomierz L’Chateliera należy napełnić wodą dejonizowaną do poziomu „0”. Następnie dodać odważoną próbkę w porcjach po około 10g, upewniając się, że każda porcja zanurzyła się w cieczy. Po wprowadzeniu każdej porcji całość wymieszać w celu dyspersji sproszkowanej próbki. Odczytać z podziałki objętość V_s cieczy wypartej przez masę m_e rozdrobnionej próbki, z dokładnością do 0,1ml.

1. Przebieg badania w laboratorium:

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 50 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.

3. Obliczenie gęstości właściwej materiału:

[g/cm³]

gdzie:

m_e – masa próbki w stanie wysuszonym i rozdrobnionym [g]
V_s – objętość próbki rozdrobnionej odczytana z gęstościomierza
L’Chateliera [cm³]

ρ_rh – gęstość wody w temperaturze 20ºC 0.998 [g/cm³]

3.1. Obliczenie gęstości właściwej dla próbki I:

ρ_rI = = 2,61 [g/cm³]

3.2. Obliczenie gęstości właściwej dla próbki II:

Ρ_rII = = 2,53 [g/cm³]

3. Obliczenie średniej gęstości właściwej badanego materiału:
   
   ρ_rśr = ( ρ_rI + ρ_rII ) / 2 = ( 2,61 + 2,53 ) / 2 = 2,57 [g/cm³]

3. Odstępstwa od normy:

- Wykorzystana została próbka z cegły pełnej

- Próbka została przesiana przez sito o oczkach średnicy 0.125mm

3. Data badania: 30.10.2008 r.

Badanie nr 3

Badanie gęstości pozornej (objętościowej)
przy użyciu wagi hydrostatycznej

1. Przebieg badania wg PN-EN 1936:2001:

   1. Przygotowanie próbek:

Do badań należy przygotować co najmniej sześć próbek, które są reprezentatywne dla badanego materiału. Próbki mają postać walców, sześcianów lub graniastosłupów i powinny być wycięte piłą diamentową. Ich objętość powinna wynosić co najmniej 25cm³. stosunek pola powierzchni do objętości powinien wynosić od 0,1 do 0,2 mm^-1.

1. Wykonanie oznaczenia:

Każdą próbkę wysuszyć do stałej masy w temperaturze 70±5ºC. Stałą masę osiąga się gdy różnica miedzy dwoma ważeniami wykonanymi co 24 h nie jest większa od 0,1% masy próbki. Następnie należy je umieścić w eksykatorze do osiągnięcia temperatury pokojowej. Każdą próbkę należy zważyć w stanie suchym m_d. Po umieszczeniu próbek w naczyniu próżniowym należy stopniowo obniżać ciśnienie do uzyskania 2,0±0,7kPa
i utrzymywać je przez 24h w celu usunięcia powietrza zawartego w porach. Kolejno wprowadzamy wodę dejonizowaną
o temperaturze 20ºC do naczynia próżniowego w czasie nie dłuższym niż 15 min. zanurzając całkowicie próbki oraz przez okres następnych 24h utrzymujemy obniżone ciśnienie. Po tym czasie należy przywrócić ciśnienie atmosferyczne i pozostawić próbki zanurzone w wodzie przez kolejne 24h. Na wadze hydrostatycznej ważymy próbki nasycone wodą m_h. Po tym ważeniu należy je szybko wytrzeć wilgotną ściereczką i zważyć w stanie nasyconym wodą m_s.

1. Przebieg badania w laboratorium:

Spreparowana opisana próbka o nieregularnym kształcie przypominającym prostopadłościan zważono na wadze elektrycznej z dokładnością do 0,1g po czym zanurzono w wodzie i pozostawiono na okres siedmiu dni. Po upłynięciu tego czasu wyjęto próbki z wody i zważono na wadze hydrostatycznej tak aby była cała zanurzona w wodzie i nie dotykała ścianki zlewki wypełnionej wodą. Odczytano wagę próbki.

1. Obliczenie gęstości objętościowej materiału:

[g/cm³]

gdzie:

m_d – masa wysuszonej próbki [g]

m_h – masa próbki nasyconej wodą zanurzonej w wodzie [g]

m_s – masa próbki nasyconej wodą [g]

ρ_rh – gęstość wody w temperaturze 20ºC 0.998 [g/cm³]

1. Obliczenie gęstości pozornej próbki I:

m_d1 = m_pocz1 – W · m_pocz1= m_pocz1 ·( 1 - W )= 445,4 ( 100% - 0,65% ) = 442,5[g]

ρ_bI = = 1,84 [g/cm³]

1. Obliczenie gęstości pozornej próbki II:

m_dI1 = m_poczI1 – W · m_poczI1= m_poczI1 ·( 1 - W )= 415.49 ( 100% - 0,65% ) = 412.79[g]

ρ_bII = = 1,84 [g/cm³]

1. Obliczenie średniej gęstości pozornej badanego materiału:

ρ_bśr = ( ρ_bI + ρ_bII ) / 2 = ( 1,84 + 1,84) / 2 = 1,84 [g/cm³]

3. Odstępstwa od normy:

- Nasycenie zostało dokonane przez zanurzenie próbek w naczyniu
z wodą na okres 1 tygodnia.

- Badanie zostało przeprowadzone na 2 próbkach

- Próbki nie zostały przycięte do kształtu zgodnego z normą.

- Próbki nie zostały wysuszone w suszarce do stałej masy. Ich masy zostały
obliczone przy wykorzystaniu wilgotności próbki materiału znajdującej
się w stanie rozdrobnionym.

3. Data badania: 30.10.2008 r.

Badanie nr 4

Badanie nasiąkliwości wagowej i objętościowej

1. Przebieg badania wg PN-85/B-04101:

   1. Przygotowanie próbek:

Do oznaczania należy przygotować 3 próbki z materiału jednorodnego lub 5 próbek z materiału kamiennego niejednorodnego o kształcie sześcianu o boku 50±3mm lub walca
o wykoci równej jego średnicy. Przy braku możliwości uzyskania próbek o kształcie regularnym należy przygotować próbki
o kształcie zbliżonym do graniastosłupa lub sześcianu
o wymiarach boku 40-60mm. Próbki ze sztucznego materiału kamiennego powinny mieć kształt prostopadłościanu o podstawie kwadratu o boku 100mm i grubości możliwej do uzyskania
z wyrobu.

1. Wykonanie oznaczenie:

Każdą przygotowaną próbkę należy oznaczyć i wysuszyć
w temperaturze 105-110ºC do stałej masy, tzn. aby dwa kolejne ważenie nie różniły się więcej niż 0,2g a następnie zważyć,
próbkę ostudzoną w eksykatorze, z dokładnością do 0,1g m_d. Wysuszoną próbkę należy następnie nasycić wodą destylowaną zanurzając ją stopniowo w wodzie. Początkowo zalewamy wodą do ¼ wysokości na 2h, następnie do ½ wysokości na 3h,
dalej do ¾ wysokości i pozostawiać na 19h (łącznie 24h). Po tym czasie zalewamy próbki całkowicie 2cm powyżej górnej powierzchni i pozostawiamy na kolejne 24h. Próbki należy nasycić wodą do stałej masy, dokonując kolejnych ważeń co 24h. Zważyć próbkę z dokładnością do 0,1g m_s.

1. Przebieg badania w laboratorium:

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.

1. Obliczenie nasiąkliwości wagowej materiału:

[%]

Gdzie:

m- masa wysuszonej próbki [g]

m₁- masa próbki nasyconej wodą [g]

3.1. Obliczenie nasiąkliwości wagowej próbki I:

3.2. Obliczenie nasiąkliwości wagowej próbki II:

3.3. Obliczenie średniej nasiąkliwości wagowej badanego materiału:

n_wśr = ( n_wI + n_wII ) / 2 = ( 15,34 + 15,24 ) / 2 = 15,29%

1. Obliczenie nasiąkliwości objętościowej materiału:

n_o = n_w · ρ_b

gdzie:

ρ_b – gęstość objętościowa badanego materiału

1. Obliczenie nasiąkliwości objętościowej próbki I:

n_oI = n_wI · ρ_bI = 15,34 · 1,84 = 28,23%

1. Obliczenie nasiąkliwości objętościowej próbki II:

n_oII = n_wII · ρ_bII = 15,24 · 1,84 = 28,04%

1. Obliczenie średniej nasiąkliwości objętościowej badanego materiału:

n_ośr = ( n_oI + n_oII ) / 2 = ( 28,23 + 28,04 ) / 2 = 28,14%

Uwaga: W powyższych obliczeniach wykorzystano wyniki uzyskane na
próbkach I i II służących do oznaczenia gęstości pozornej badanego
materiału.

4. Odstępstwa od normy:

- Nasycenie zostało dokonane przez zanurzenie w wodzie na okres 7 dni

- Badanie zostało przeprowadzone na 2 próbkach

- Próbki nie zostały przycięte do kształtu wymaganego w normie.

- Próbki nie zostały wysuszone w suszarce do stałej masy. Ich masy zostały
obliczone przy wykorzystaniu wilgotności próbki materiału znajdującej
się w stanie rozdrobnionym.

6. Data badanie: 30.10.2008 r.

Badanie nr 5

Oznaczenie porowatości otwartej i całkowitej

1. Przebieg badania wg PN-EN 1936:2001:

Przebiega ono identycznie jak w przypadku badania gęstości pozornej (objętościowej)

Do badania została użyta cegła pełna przedzielona na dwie oczyszczone próbki I oraz II. Następnie zważyliśmy je na wadze laboratoryjnej i nasyciliśmy do stałej masy poprzez moczenie ich w wodzie przez tydzień. Po zakończeniu moczenia próbki zostały wyjęte i zważone na wadze laboratoryjnej oraz na wadze hydrostatycznej

1. Obliczenie porowatości otwartej materiału:

Gdzie:

m- masa próbki nasyconej wodą [g]

m₁- masa wysuszonej próbki [g]

m_h- masa próbki nasyconej wodą zanurzonej w wodzie [g]

3.1. Obliczenie porowatości otwartej próbki I:

2. Obliczenie porowatości otwartej próbki II:

1. Obliczenie porowatości otwartej badanego materiału:

p_ośr = ( p_oI + p_oII ) / 2 = ( 28.31 + 28,04 ) / 2 = 28,18%

1. Obliczenie porowatości całkowitej materiału:

Gdzie:

ρ_b - gęstość objętościowa badanego materiału

- Obliczenie gęstości właściwej materiału

1. Obliczenie porowatości całkowitej próbki I:

4.2. Obliczenie porowatości całkowitej próbki II:

4.3. Obliczenie średniej porowatości całkowitej badanego materiału:

p_śr = ( p_I + p_II ) / 2 = ( 20,8 + 21,5 ) / 2 = 28,39%

4. Odstępstwa od normy:

Takie same jak w przypadku badania nr 2 i 3

6. Data badania: 30.10.2008 r.