POLITECHNIKA WARSZAWSKA - WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ
KATEDRA INŻYNIERII MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH |
|||||||
Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: „Materiały budowlane - I” |
|||||||
Temat: Badania wybranych cech technicznych wyrobów ze szkła budowlanego. |
Zespół nr 4: 1. Duliński Andrzej 2. Grzegrzółka Karol 3. Głąb Marcin 4. Góralski Michał |
||||||
R.A. 2007/08 |
Sem. II |
Grupa 1/1 |
Data: 10.03.08 r. |
Nr ćwiczenia: 2 |
Prowadząca: |
Ocena:
|
|
Spis treści
1. Przedmiot badania i jego charakterystyka.
Przedmiotem badania są wyroby ze szkła budowlanego. Szkło ma szerokie zastosowanie w budownictwie. Szkło budowlane dzieli się na: płaskie walcowane i ciągnione, zespolone, hartowane, barwne nieprzejrzyste, piankowe. Szkła budowlane są zazwyczaj szkłami sodowo-wapniowo-potasowo-krzemianowymi.
Przedmiotem badania są dwa rodzaje wyrobów ze szkła budowlanego.
Pierwszym z nich jest szkło płaskie ciągnione. Jest ono produkowane metodą maszynowego ciągnienia masy szklanej; jest najtańsze, ale może zawierać pęcherze i odpryski, a wskutek minimalnych różnic grubości powstają zniekształcenia obrazu. Szkło płaskie stosuje się do szklenia okien, drzwi, szklarni i wszędzie tam, gdzie niewielkie zniekształcenia optyczne nie mają istotnego znaczenia.
Drugim z nich jest pustak szklany. Pustaki szklane są to kształtki z pustką powietrzną w środku, wykonane z dwóch identycznych elementów połączonych trwale w procesie termicznego spawania. Mają znacznie lepsze niż luksfery właściwości cieplne
i akustyczne. Dostępne są pustaki bezbarwne i barwne. Wykorzystuje się je głównie do budowy ścianek działowych, których rolą jest doświetlenie pomieszczeń.
2. Zakres badań
A. Szkło płaskie ciągnione
Dla szkła płaskiego ciągnionego badania objęły pomiar:
grubości
wad optycznych
wad widocznych.
Badania wykonano zgodnie z normą PN-EN 572-4 ze stycznia 1999 r.
B. Pustak szklany
Dla pustaka szklanego określono:
wymiary
zdolność rozpraszania światła
wady widoczne
kolor
Pomiar rozmiarów został dokonany za pomocą linijki o dokładności 1 mm, jednak wyniki zostały porównane do obowiązującej obecnie normy PN-EN 1051-1 z kwietnia 2005 r, gdyż norma PN-75/B13070 została wycofana i jest nieaktualna. Pomiar zdolności rozpraszania dokonano zgodnie z normą PN-74/B-13070.
C. Wytrzymałość na zmiany temperatury.
Ze względu na ograniczone możliwości czasowe przedstawiono tylko istotę badani odporności wyrobów szklanych na nagłe zmiany temperatury wg PN-86/B-13113.
3. Opis wykonywanych badań.
A. Szkło płaskie ciągnione (wg PN-EN 572-4)
a) grubość
Pomiaru grubości dokonano w czterech punkach znajdujących się w połowie długości każdego z boków szyby z dokładnością do 0.01 mm przy użyciu mikrometru szczękowego.
b) wady optyczne
Badania wad optycznych dokonano na tle matowoszarego ekranu z siecią linii o grubości 10mm imitującą ścianę z cegieł o wymiarach 200 mm na 70 mm. Ekran oświetlono naturalnym światłem rozproszonym. Szkło płaskie ciągnione ustawiono w odległości 3 m od ekranu tak, że tworzyło z ekranem kąt 45o. Obserwator znajdował się w odległości 1 m od szyby starając się dostrzec wszelkie zakłócania obrazu ekranu.
c) wady widoczne
Wady liniowe obserwowano ustawiając szybę na tle matowego czarnego ekranu równolegle do niego i obserwując ją z odległości 2m. Zaobserwowane wady punktowe należy zmierzyć (długość lub średnicę) z dokładnością do dziesiątych części milimetra. W czasie oględzin zanotowano występujące wady powodujące zakłócenia wizualne.
B. Pustaki szklane
a) wymiary
Sprawdzenia długości, szerokości powierzchni czołowych i wysokości pustaka szklanego dokonano za pomocą linijki z dokładnością do 1 mm przy czterech narożach. Pustaki szklane klasyfikuje się wg ich tolerancji wymiarowych. Pustaki zalicza się do danej klasy zgodnie z tolerancja wymiarową (patrz tabela).
Klasa |
Tolerancje [mm] |
I |
+/- 1.0 |
II |
+/- 1.5 |
III |
+/- 2.0 |
b) barwa
Barwę zaobserwowano intuicyjnie.
c) zdolność rozpraszania światła
Cechę tę sprawdzono umieszczając pustak szklany w odległości 30 cm od świecącej żarówki o mocy 60W. Obserwator stojąc 1m od pustaka ocenia czy jest widoczny poprzez szkło drucik wewnątrz świecącej żarówki. Niemożność dostrzeżenia drucika świadczy o dużej zdolności do rozpraszania światła przez szkło.
d) wady zewnętrzne
Oceny wad zewnętrznych dokonano obserwując pustak szklany z pewnej odległości nieuzbrojonym okiem. Wszelkie zmiany są niedopuszczalne i należy je zanotować podając ich wymiary. Należy zwrócić na te cechę szczególną uwagę, gdyż zmiany wpływają na zmniejszenie wytrzymałości wyrobu.
C. Istota badania wytrzymałości wyrobów szklanych na nagłe zmiany temperatury.
W zależności od tego w jaki sposób próbka jest nagrzewana oraz jakie SA wymagania w stosunku do termicznej odporności wyrobów rozróżnia się następujące metody badania:
metoda A - jednokrotne ogrzewanie próbki w wodzie (dla różnic temperatury do 90oC.)
metoda B - jednokrotne ogrzewanie próbki w piecu (dla różnic temperatury do 90oC.)
metoda C - wielokrotne ogrzewanie próbki w piecu.
We wszystkich z wymienionych powyżej metod bez względu na to czy ogrzewanie następuje w wodzie czy też w gorącym powietrzu w piecu najważniejsze jest stworzenie warunków do dużej zmiany temperatury i nagrzania próbki ze szkła.
W metodzie A próbka jest zanurzona w wodzie. Zbiornik powinien być tak zbudowany aby próbka nie dotykała elementów grzewczych a objętość wody w zbiorniku powinna przewyższać ogólną objętość badanych jednorazowo wyrobów nie mniej niż dwukrotnie.
Do metody B potrzebny jest piec elektryczny z cyrkulacją powietrza posiadający zdolność utrzymania temperatury nie gorszą niż 5oC i nie więcej niż +/- 1% w czasie trwania badania.
Do badania wybiera się wyroby nie uszkodzone, które nie były uprzednio poddawane próbom termicznym bądź też wytrzymałościowym. Przed rozpoczęciem badania próbki należy przetrzymywać przez co najmniej 30 min w pomieszczeniu o temp. Min 18oC.
W metodzie A bardzo ważne jest aby woda otaczała cały produkt. Czas przetrzymywania próbki w wodzie zależy od grubości próbki lecz nie może być mniejsza niż 10 min a dla opakowań 5 min. Po ogrzaniu szkło należy ostudzić w zimnej wodzie. Końcowe oględziny obejmują obserwację powstałych pęknięć i wszelkich innych uszkodzeń.
Metoda B jest bardzo podobna. Podobnie czas ogrzewania zależy od grubości materiału a po ostudzeniu w wodzie należy dokonać oględzin.
W metodzie C przy wielokrotnym ogrzewaniu zaczynamy od temperatur od ok. 30-40 oC niższych niż wymagane i przy kolejnych ogrzewaniach różnicę temperatur zwiększamy o 5-10oC.
Czynność podgrzewania powtarzamy do czasu pojawienia się uszkodzeń na badanym materiale.
Wynikiem badania są wyniki dla poszczególnych prób:
temperaturę nagrzewania, chłodzenia, różnicę temperatur, liczbę uszkodzonych wyrobów lub procent w stosunku do liczności próbki.
W wyborze metody badania i kryterium wymagań duże znaczenie ma przeznaczenie badanego materiału.
4. Wyniki badań.
A. Szkło płaskie ciągnione.
a) grubość
Poszczególne pomiary [mm]:
5.72
5.73
5.72
5.71
średnia grubość=(5.72+5.73+5.72+5.71)/4=5.72
Średnia grubość mieści się w nominalnej grubości 6mm (wg PN-EN 572-4).
b) wady optyczne
W wyniku obserwacji nie dostrzeżono żadnych wad optycznych badanego materiału.
c) wady widoczne
W wyniku obserwacji nie dostrzeżono żadnych wad punktowych badanego materiału.
Wśród wad liniowych dostrzeżono kilka zarysowań podłużnych o długościach:
40mm, 1.4mm, 33mm.
Dostrzeżono wytrącenie na krawędzi szyby o powierzchni ok. 12mm2.
Brak pęcherzyków powietrza.
Zestawienie wyników z oznaczeń (pomiarów) próbki szkła płaskiego ciągnionego z wymaganiami normy PN-EN 572-4
KLASYFIKACJA I OZNACZENIA |
||||
RODZAJ |
Szkło płaskie ciągnione |
KLASA |
|
|
BARWA |
Bezbarwne |
DŁUGOŚĆ |
-------------------------- |
|
GRUBOŚĆ |
6 [mm] |
SZEROKOŚĆ |
-------------------------- |
|
BADANIA SZKŁA |
||||
Lp. |
Rodzaj badania |
Wynik badania |
Wymagania normowe |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
SPRAWDZENIA WYMIARÓW |
||||
1. |
Sprawdzenie grubości, w mm |
5.72 |
6 +/-0.3 Zgodnie z normą |
|
SPRAWDZENIA I OBSERWACJE WAD |
||||
2. |
Sprawdzenie wad optycznych |
brak |
Zgodnie z normą |
|
3. |
Sprawdzenie wad widocznych: |
|
|
|
|
- wtrącenia gazowe<= 1mm |
brak |
Zgodnie z normą |
|
|
- wtrącenia gazowe > 1mm |
brak |
Zgodnie z normą |
|
|
-skupienie, c |
0 |
Zgodnie z normą |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
-inne wady |
Wytrącenie na krawędzi o pow. 12 mm2 |
Niegodnie z normą |
|
|
|
40mm, 1.4mm, 33mm |
Niezgodnie z normą |
|
OCENA JAKOŚCI WYROBU: Wybór spełnia wymagania jakościowe w zakresie grubości, wad punktowych, optycznych, pęcherzyków. Niestety wytrącenie na krawędzi szyby oraz wady liniowe dyskwalifikują ten wyrób jako przydatny w budownictwie zgodnie z normami. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B. Pustak szklany
a) wymiary
długość: 194mm
szerokość: 194mm
wysokość: 9.9 mm
b) barwa
Zaobserwowano barwę brązową
c) zdolność rozpraszania światła
Pustak skutecznie rozprasza światło, gdyż w wyniku obserwacji ni można było dostrzec drucika wewnątrz żarówki.
d) wady zewnętrzne
W wyniku obserwacji dostrzeżono wytrącenie (szczerb muszlowy) na krawędzi pustaka szklanego o wymiarach 15mm na 15 mm dające powierzchnię ok. 225mm2. Poza tym brak było uszkodzeń na połączeniu oraz innych wad widocznych.
Zestawienie wyników z oznaczeń (pomiarów) kształtki szklanej- pustaka szklanego.
DANE IDENTYFIKACYJNE |
||||
Liczność partii z której pochodzi wyrób: 1 szt. |
||||
KLASYFIKACJA I OZNACZENIA |
||||
RODZAJ |
Pustak syklany |
|
|
|
BADANIA SZKŁA |
||||
Lp. |
Rodzaj badania |
Wynik badania |
Wymagania normowe |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1. |
Sprawdzenie barwy |
Brązowa |
|
|
2. |
Sprawdzenie wad: |
|
|
|
|
|
brak |
Zgodnie z normą PN-EN 1051-1 |
|
|
|
brak |
Zgodnie z normą PN-EN 1051-1 |
|
|
|
brak |
Zgodnie z normą PN-EN 1051-1 |
|
|
|
brak |
Zgodnie z normą PN-EN 1051-1 |
|
|
|
brak |
Zgodnie z normą PN-EN 1051-1 |
|
|
|
brak |
Zgodnie z normą PN-EN 1051-1 |
|
|
|
brak |
Zgodnie z normą PN-EN 1051-1 |
|
BADANIA KSZTAŁTKI |
||||
SPRAWDZENIA CECH ZEWNĘTRZNYCH |
||||
1. |
Sprawdzenie wymiarów |
Dł. 194 mm Szer. 194 mm Wys. 99 mm |
Dł. 190(+/- 2)mm Szer. 190(+/-2)mm Wys. 100(+/-2)mm Niezgodnie z normą PN-EN 1051-1 w zakresie tolerancji wymiarów podstawowych pustaków szklanych. |
|
2. |
Sprawdzenie dopuszczalnych wad: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Niezgodnie z normą |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BADANIA CECH FIZYCZNYCH |
||||
1. |
Badanie zdolności rozpraszania światła |
Drucik w żarówce niewidoczny. |
Pustak rozprasza światło (wg. PN-74/B-13070) |
|
OCENA WYROBU: Wyrób nie spełnia wymogów wymiarów według najnowszej normy. Ponadto wyrób posiada szczerb muszlowy. Obie te cechy dyskwalifikują go z użytku w budownictwie. |
||||
|
|
|
|
|
5. Ocena wyników badań.
Badania szkła płaskiego ciągnionego wykazały że ma ono właściwą grubość zgodną z normami. Brak jest także wad punktowych i optycznych. Gdyby nie liczne wady liniowe szkło to byłoby dobrym materiałem, który można zastosować w budownictwie.
Pustak szklany ma wymiary niezgodne z najnowszymi normami. Ponadto występuje w nim szczerb muszlowy. Te wady dyskwalifikują ten pustak z użytku. Także zdolność rozpraszania światła powoduje, że nawet przy założeniu, że ma on wystarczającą wytrzymałość na zmiany temperatury oraz na ciśnienie nie może być on używany jako substytut okna, gdyż zbyt mało światła docierałoby do pomieszczeń mieszkalnych. Mógłby być on użyty w miejscach gdzie chce się zachować intymność, np. ścianka działowa w łazience.
1