Sprawozdanie

Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Lądowej Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych
PRZEDMIOT: Materiały budowlane
TEMAT: Badania wybranych cech fizycznych materiałów budowlanych				Zespół 2 1. 2. 3. 4.
Rok 2005/2006	Grupa 6/I	Semestr II	Ocena:	Nr ćwiczenia 1	Prowadzący: Mgr inż. Anna Chudan
						Studia dzienne

Spis treści

Przedmiot badania

Zaprawy cementowe

Zaprawy cementowe należą do najczęściej stosowanych na budowie, zarówno do murowania fundamentów i ścian budynków, wykonywania obrzutek i warstw zewnętrznych tynków, jak i podłoży pod posadzki i samych posadzek.

Zaprawy te są mieszaninami cementu, piasku i wody. Do zapraw cementowych stosowane są również dodatki uplastyczniające, uszczelniające, barwiące bądź dodatki zmniejszające ścieralność. Skurcz zapraw cementowych nie powinien przekraczać 0,1%.

Czas zużycia zaprawy od chwili jej przygotowania nie powinien w zwykłych warunkach przekraczać 2 godzin i nie więcej niż 0,5 godziny, gdy temperatura otoczenia przekracza 25^oC.

Piaski

Piaski są produktem wietrzenia skał, stanowią one ziarna minerałów o wymiarach do 2 mm. W polskich warunkach głównym składnikiem piasku jest kwarc, którego zawartość wynosi na ogół powyżej 70% a w wielu odmianach przekracza 90%. Piaski te pochodzą głównie z granitów, w którym skalenie i mika pod wpływem wody i dwutlenku węgla ulegają rozkładowi, a najtrwalszy kwarc pozostaje w postaci ziaren krystalicznych.

W zależności od pochodzenia rozróżnia się: piaski rzeczne, z jezior, morskie, kopalniane, wydmowe, górskie, piasek do badania wytrzymałości cementu (98% czysty kwarc).

Pod względem zastosowania rozróżnia się piasek do zapraw budowlanych oraz piasek do betonu zwykłego, jako jeden z asortymentów kruszywa mineralnego.

Wybrane cechy fizyczne materiałów budowlanych oraz metody ich badania

Gęstość

Jest to stosunek masy suchego materiału w stanie sproszkowanym do jego objętości. Gęstość wyznaczamy za pomocą wzoru

ρ = m/V_a (g/cm³, kg/dm³, t/m³)

W celu wyliczenia gęstości wyróżniamy dwie metody oznaczania objętości materiału w stanie sproszkowanym - „absolutnej” w zależności od wymaganej dokładności oznaczenia:

- w piknometrze (pomiar dokładny)

- w kolbie Le Chateliera (pomiar przybliżony) - rys. 1

rys. 1

Objętościomerz Le Chateliera

Kolbę napełniamy spirytusem do poziomu „zero”. Następnie odważamy sproszkowaną próbkę (100-120 g) i wsypujemy stopniowo do kolby. Poziom spirytusu podnosi się aż do momentu osiągnięcia objętości V_a np. 20 cm³. Masa wsypanego materiału (m) przez jego objętość (V_a) daje nam gęstość.

Gęstość pozorna (objętościowa)

Jest to stosunek masy suchego materiału łącznie z porami do jego objętości. Gęstość pozorną wyznaczamy za pomocą wzoru

ρ_p = m/V (g/cm³, kg/dm³, t/m³)

Gęstość pozorną możemy badać dla próbek zarówno o kształcie regularnym, jak i nieregularnym. W przypadku określania gęstości pozornej próbek o kształcie regularnym objętość oblicza się rachunkowo. W przypadku próbek o kształcie nieregularnym objętość oblicza się metodą hydrostatyczną. W naszym badaniu określaliśmy objętość próbki w menzurce. Polega ona na odczytaniu różnicy poziomu wody w menzurce przed i po włożeniu próbki.

Szczelność

Jest to stosunek gęstości pozornej do gęstości materiału suchego. Oznacza nam jaką część całkowitej objętości zajmuje masa badanego materiału (bez porów). Określa się ją ze wzoru

S = ρ_p/ρ * 100 [%]

Porowatość

Określa nam jaką część całkowitej objętości zajmują pory. Porowatość możemy wyliczyć ze wzoru

P= (1-S) * 100 [%]

Nasiąkliwość

Definiowana jest jako zdolność wchłaniania wody przez dany materiał, czyli jest to możliwość maksymalnego nasycenia wodą danego materiału. Wyróżniamy nasiąkliwość wagową (N_w) oraz objętościową (N_o).

Nasiąkliwość wagowa

Jest to stosunek masy pochłoniętej wody do masy próbki w stanie suchym. Wyrażana jest wzorem

N_w=(m_n - m_s)/m_s * 100 [%]

m_s - masa próbki w stanie suchym

m_n - masa próbki w stanie nasyconym wodą

Nasiąkliwość objętościowa

Wyrażana jest jako stosunek masy pochłoniętej wody do objętości próbki. Obliczana jest ze wzoru

N_o=(m_n - m_s)/V * 100 [%]

Stosunek nasiąkliwości objętościowej (N_o) do wagowej (N_w) daje nam gęstość pozorną materiału ρ_p, czyli

N_o/N_w = ρ_p

Gęstość nasypowa

Badana jest dla materiałów sypkich takich jak piasek. Jest to stosunek masy próbki do objętości, w stanie luźnym lub zagęszczonym (utrzęsionym)

ρ_nl = m/V, ρ_nu = m_u/V.

Wyniki badań

L.p.	Oznaczenie		Jednostka	Obliczenia i wyniki badań	Dane materiału budowlanego do obliczeń
1.	Gęstość (ρ) w kolbie Le'Chateliera		g/cm^3	ρ = 44,06 / 20 ρ = 2,20	Masa: m1 = 44,06 g Objętość: V1 = 20 cm^3
2.	Gęstość pozorna (ρp)	Próbka o regularnym kształcie	g/cm^3	ρp = 540,4 / 256 ρp = 2,11	Masa: m2 = 540,4 g Objętość: V2 = 256 cm^3
					Próbka o nieregularnym kształcie		ρp = 202,07 / 100 ρp = 2,02	Masa: m3^s= 202,07 g Objętość: V3 = 100 cm^3
	3.	Szczelność (S)		%	S = (2,02 / 2,2)*100 S = 92	Dane z oznaczeń 1 i 2
							S = (2,02 / 2,2)*100 S = 92	Dane z oznaczeń 1 i 7
	4.			Porowatość (P)		%	P = (1 - 0,92)*100 P = 8	Dane z oznaczeń 1 i 2
							P = (1 - 0,92)*100 P = 8	Dane z oznaczeń 1 i 7
5.	Nasiąkliwość wagowa (nw)		%	nw=100*(214,7-202,07)/ 202,07 nw = 6,25	Masa próbki suchej m3^s= 202,07 g masa próbki nasyconej wodą m3^n= 214,7 g
6.	Nasiąkliwość objętościowa (no)		%	no=100*(214,7-202,07)/ 100 no = 12,63	Masy jak w punkcie 5 Objętość V3 = 100 cm^3
7.	Gęstość pozorna (ρp)		g/cm^3	ρp = 12,63 / 6,25 ρp = 2,02	nw = 6,25 % no = 12,63 %
8.	Gęstość nasypowa luźna (ρn) dla piasku		kg/m^3	ρn = 1,413 / 0,001 ρn = 1413	Masa próbki mL = 1,413 kg Objętość VL = 0,001 m^3

Wnioski

• Z badania gęstości oraz gęstości pozornej zaprawy cementowej wynika, że ma ona stosunkowo małą szczelność i dużą porowatość. Szczelność i porowatość materiałów mają duże znaczenie, gdyż wpływają w dużym stopniu na inne właściwości np. wytrzymałość materiału, jego nasiąkliwość, odporność na zamarzanie, właściwości izolacyjne.

• Gęstość nasypowa piasku jest duża, dlatego należy zwracać uwagę na tonaż pojazdu przewożącego duże ilości tego materiału.

2

---