MATERIAŁY BUDOWLANE
NR ĆWICZENIA: 5 TEMAT: Badania wybranych cech mechanicznych materiałów budowlanych		ZESPÓŁ NR 8 1. Rafał Kuśmierz 2. Michał Pawłowski 3. Kamil Osiak
Rok	Grupa	Semestr	Ocena
2004/2005	4	II

BADANIE WYTRZYMAŁOŚCI NA ŚCISKANIE:

Wytrzymałość na ściskanie to największe naprężenie, jakie przenosi próbka badanego materiału podczas zgniatania. Wytrzymałość na ściskanie (R_C) w MPa (N/mm²), oblicza się wg wzoru:

w którym: P_n- siła statyczna niszcząca próbkę, kN

F - pole powierzchni ściskanej, cm²

Badanie prowadzi się w maszynach wytrzymałościowych do prób statycznych. Jedną z takich maszyn jest prasa hydrauliczna. Do badania stosuje się próbki różnego kształtu (kostki, walce, graniastosłup, całe wyroby) i wielkości zależne od rodzaju materiału budowlanego.

Wyniki oznaczeń zawarte w Tablicy 1

BADANIE WYTRZYMAŁOŚCI NA ROZCIAGANIE

Wytrzymałość na rozciąganie to największe naprężenie jakie przenosi próbka badanego materiału podczas rozciągania. Wytrzymałość na rozciąganie (R_R)

w MPa (N/mm²) oblicza się ze wzoru:

P_r - siła niszcząca próbkę, kN

F - pole powierzchni rozciąganej, cm²

BADANIE WYTRZYMAŁOŚCI NA ZGINANIE

Wytrzymałość na zginanie określa się stosunkiem momentu zginającego próbkę (M) do wskaźnika wytrzymałości przekroju (W). Wytrzymałość na zginanie (R_g) w MPa (N/mm²) określa się ze wzoru:

M - moment zginający, Nm

W - wskaźnik wytrzymałości przekroju, m³

Wyniki oznaczeń zawarte w Tablicy 1

BADANIE SPRĘŻYSTOŚCI

Sprężystością materiału nazywamy 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 obliczany ze wzoru:

(MPa)

gdzie:

- naprężenie powstające przy rozciąganiu (lub ściskaniu) siła P (N) próbki o przekroju F(mm²)

- odkształcenie sprężyste

BADANIE KRUCHOŚCI

Przez kruchość (k) rozumie się stosunek wytrzymałości na rozciąganie (R_r) do wytrzymałości na ściskanie (R_C). Gdy jest on mniejszy od 0,125 (1:8) to mamy do czynienia z materiałem kruchym.

BADANIE TWARDOŚCI

Twardość 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.

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

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

D - średnica wgłębnika kulkowego, mm

d - średnica odcisku, mm

Wyniki oznaczeń zawarte w Tablicy 1

BADANIE ŚCIERALNOŚCI

Ścieralność jest to podatność materiału na ścierania. Rozróżnia się ścieralność statyczną 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, nawierzchnie drogowe). Do oznaczania stosuje się próbki kształtu sześcianu o krawędzi 7 cm (pow. ścieralna wynosi ok. 50 cm²). W płytkach ceramicznych wymiar płaszczyzny ścieralnej stanowi powierzchnia płytki a wysokość należy uzupełnić zaprawą cementową do 7 cm. Próbki drewna mają powierzchnię ścieralną kwadratową (49 cm²) grubości 1 cm. Oznaczenie to wykonuje się urządzeniem z tarczą Boehmego.

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

BADANIE UDARNOŚCI

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. Udarność (U) w J/m² oblicza się ze wzoru:

A - praca zużyta na złamanie próbki, J

a;b - wymiary poprzeczne próbki, m

Wyniki oznaczeń zawarte w Tablicy 1

Tablica 1

Zestawienie wyników oznaczeń cech mechanicznych materiałów budowlanych.

Lp	Oznaczenie	Rodzaj materiału	Urządzenie, aparatura	Dane do obliczeń	Obliczenia i wyniki z oznaczeń
							Próbka do badań
		1		Wytrzymałość na ściskanie RC, [MPa]	Belka betonowa	Prasa hydrauliczna	P1 = 13,6 kN F1 = 16 cm^2	R1 = 8,5 MPa
								P2 = 23,6 kN F2 = 16 cm^2	R2 = 14,5 MPa
2	Wytrzymałość na zginanie Rg, [MPa]	Belka betonowa	Prasa hydrauliczna	P1 = 3,2 kN	Rg=7,488 MPa
3	Twardość HB, [MPa]	Metal (aluminium)	Twardościomierz Brinella	P = 1840 N D = 5 mm D = 1,8 mm	HB= 689,14MPa
4	Udarność U, [J/m^2]	Drewno (brzoza)	Młot Charpiego	A=0,53 kGm A = 1,82 cm B = 0,86 cm	U = 33218,12 J/m^2

P_n

P_n

F

D

P

d

h