Badania techniczne ceramiki budowlanej wykonuje się na podstawie ustalonych norm (tzw. normalizacja). Pierwsza z nich - norma przewodnia zawiera wszystkie dane potrzebne do pobrania próbek, klasyfikacji materiałów, wykonania próbek i badań.
Norma przewodnia jest określona następująco:
gdzie: PN - 70 - polska norma (1970r.),
B - norma budowlana.
Bezpośrednio z normą przewodnią związana jest norma przedmiotowa. Zawiera ona już dane szczegółowe dotyczące poszczególnych materiałów.
Definicje o cegłach budowlanych:
Cegła licowa - cegła do wykonania licowej warstwy muru nie wymagająca tynkowania,
Cegła zwykła - cegła do wykonywania murów, ale wymagająca tynkowania,
Drążenia - są to otwory przelotowe w cegle o regularnym kształcie i rozmieszczeniu, nie przewidziane do zapełnienia zaprawą,
Otwór chwytowy - służy do wsunięcia dłoni do przeniesienia materiału,
Połówka cegły - jest to część pękniętej prostopadle do długości cegły, której objętość wynosi nie mniej niż 50% cegły pełnej,
Powierzchnia boczna - wozówka, główka - jest prostopadła do powierzchni podstawy, pozostałe boczne,
Powierzchnia podstawy - powierzchnia cegły stykająca się w murze z poziomą warstwą zaprawy, ograniczona długością cegły - L oraz szerokością - B
(L×B×H - dla cegły zwykłej 250×120×65, H + zaprawa, podstawa nie zmienia się),
Szczeliny - nazywamy układ drążeń, w którym otwory o kształcie prostokątnym rozmieszczone są w równoległych rzędach, dłuższymi bokami wzdłuż rzędów.
Grupy:
Z - zwykłe
L - licowe
Rodzaje:
M - mrozoodporne
N - niemrozoodporne
Typy:
B - bez otworów
P - pełne
D - drążone
S - szczelinowe
Drążenia (uściślone) - cegły typu B nie powinny mieć żadnych drążeń i otworów, cegły typu P mogą mieć drążenia, ale łączna powierzchnia przekroju poprzecznego nie powinna być większa niż 10% powierzchni podstawy, a powierzchnia pojedynczego otworu nie powinna być większa niż 200 mm2.
Typu D oraz S powinny mieć drążenia, których łączna powierzchnia przekroju poprzecznego, liczone razem z powierzchnią otworów chwytowych, nie powinna być mniejsza niż 10% i nie większa niż 40% powierzchni podstawy, natomiast w cegłach drążonych D, powierzchnia przekroju poprzecznego pojedynczego otworu nie powinna być większa niż 600 mm2, typ S - szczeliny powinny mieć szerokość nie większą niż 15 mm.
Klasa cegieł - wytrzymałość cegły na ściskanie, grupa Z: 3,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; 20; 25 MPa, grupa L: 10 ; 15 ; 20 ; 25 MPa
10) Sortyment cegieł - zależny od gęstości objętościowej, typ B i P: 1 ; 1,2 ; 1,4 ; 1,6;
1,8 ; 2,0, typ D i S: 0,6 ; 0,8 ; 1 ; 1,2 ; 1,4 ; 1,6.
Badanie cech zewnętrznych (u producenta - wymiary, uszkodzenia)
b) Badania laboratoryjne (w laboratorium, które uzyskało uprawnienia):
wytrzymałość na ściskanie (określenie klasy cegły Rc),
badanie nasiąkliwości (wyznaczenie nw, no),
badanie mrozoodporności (określenie rodzaju M lub N),
badanie szkodliwej zawartości zanieczyszczeń węglanowych (margiel),
badanie szkodliwej zawartości soli rozpuszczalnych (domieszka w glinach żelazistych),
badanie stężenia naturalnych pierwiastków promieniotwórczych określonych współczynnikiem kwalifikacyjnym f1, f2
f1 nie więcej niż 1,0 Bq/kg
f2 nie więcej niż 1,85 Bq/kg
(wyznaczenie promieniowania tła β i γ, α - jest nieszkodliwe).
Czynności:
Do laboratorium należy dostarczyć próbki (pobierane przez producenta losowo, raz na 3 m-ce), a następnie sporządzić protokół. Ilość uzależniona jest od danego badania:
8 sztuk do badania wytrzymałości na ściskanie,
6 sztuk do badania nasiąkliwości (potem stosowane są najczęściej do badania mrozoodporności),
6 sztuk do badania mrozoodporności,
5 sztuk do badania szkodliwej zawartości zanieczyszczeń węglanowych,
4 sztuki do badania szkodliwej zawartości soli rozpuszczalnych.
Ad 1)
Do badania wytrzymałości na ściskanie wymagane są próbki kostkowe. Cegła przecięta jest na dwie części, a następnie scalona zaprawą (cement portlandzki 350, 1:1).
Próbki muszą być pielęgnowane, przechowywane w mokrych tkaninach (duża ilość wilgoci do związania cementu (24h)), w temperaturze pokojowej nie mniejszej niż 15°C.
Po 24h wyjmuje się je i przechowuje przez 5 pozostałych dni na wolnym powietrzu.
Klasę cegły określamy ze wzoru:
[MPa] lub [KN/m2]
gdzie:
Pn - wielkość siły niszczącej,
Fśr - powierzchnia średnia (średnia arytmetyczna powierzchni zewnętrznych, na które przekazywana jest siła niszcząca).
[m2]
Na osiem badanych próbek mogą trafić się tylko 3, które mają wytrzymałość mniejszą od wymaganej, ale nie mniejszą niż 0,8 Rc.
Po wyznaczeniu Rc dla każdej próbki wyznaczamy Rc śr (średnia arytmetyczna).
Rc - normowa powinna wynosić:
3,5 - średnia wytrzymałość nie mniej niż 4,3 MPa
5,0 - średnia wytrzymałość nie mniej niż 6,2 MPa
7,5 - średnia wytrzymałość nie mniej niż 7,5 MPa
- średnia wytrzymałość nie mniej niż 12,3 MPa
- średnia wytrzymałość nie mniej niż 18,5 MPa
- średnia wytrzymałość nie mniej niż 24,7 MPa
25 - średnia wytrzymałość nie mniej niż 30,9 MPa
Na podstawie badań laboratoryjnych uzyskaliśmy następujące wyniki:
1°
0,126 × 0,126m P = 328 kN
0,128 × 0,127m
Fśr = 0,016066 m2
2°
0,128 × 0,128m P = 336 kN
0,127 × 0,123m
Fśr = 0,0160025m2
3°
0,124 × 0,121m P = 359 kN
0,126 × 0,125m
Fśr = 0,015377m2
4°
0,126 × 0,119m P = 268 kN
0,127 × 0,129m
Fśr = 0,0156885m2
5°
0,125 × 0,125m P = 349 kN
0,126 × 0,127m
Fśr = 0,0158135m2
6°
0,128 × 0,126m P = 334 kN
0,129 × 0,125m
Fśr = 0,0161265m2
7°
0,125 × 0,124m P = 324 kN
0,123 × 0,121m
Fśr = 0,0151915m2
8°
0,124 × 0,122m P = 360 kN
0,123 × 0,123m
Fśr = 0,0151285m2
Rc śr = 21,22 , cegły są więc klasy 15 MPa .
Ad 2)
Nasiąkliwość powinna także spełniać dopuszczalne wartości zatwierdzone przez Polski Komitet Organizacji.
Dla cegieł Z - 3,5 ; 5 - nie określa się nasiąkliwości
Dla cegieł Z - 7,5 ; 10 ; 15 - od 6 do 22%
Dla cegieł Z - 20 ; 25 - od 6 do 20%
Dla cegieł L - 10 ; 15 - od 4 do 16%
Dla cegieł L - 20 ; 25 - od 4 do 12%
Ad 3)
Odporność na działanie mrozu:
Cegły M - grupy Z typu D i S powinny wytrzymać bez uszkodzeń 20 kolejnych cykli zamrażania i odmrażania.
Cegły M - grupy Z, typu B, P oraz cegły L powinny wytrzymać bez uszkodzeń 25 cykli zamrażania i odmrażania.
Cykl I - zamrażanie (cegła musi być nasiąknięta wodą), w temperaturze -15°C przez 4h - od momentu, gdy chłodnia uzyska daną temperaturę.
Cykl II - odmrażanie - polega na włożeniu cegieł do naczynia z wodą (temp. min. 15°C), na czas nie krótszy niż 4h.
Ad 4)
Zanieczyszczenia węglanowe (margiel) badamy metodą łaźni parowej.
Umieszczamy 5 cegieł w zbiorniku około 8÷10 cm nad powierzchnią wody. Następnie doprowadzamy wodę do wrzenia (istotna jest tu para wodna) i od tego czasu przez następne 2h podgrzewamy wodę. Po 2h można już stwierdzić czy dany wyrób spełnia oczekiwane wymagania.
Ad 5)
Zawartość soli rozpuszczalnych badamy w następujący sposób: umieszczamy cegłę w naczyniu otwartym, w pozycji pionowej, następnie dolewamy wody destylowanej (ok. 5 cm) oraz parafinę (aby opóźnić parowanie wody). Cegła podciąga wodę, która następnie wyparowuje. Całość należy pozostawić na 24h, po których można stwierdzić czy materiał zawiera sole rozpuszczalne (biały nalot).
* * *
Ceramika 2
Dachówki ceramiczne i gąsiory
- norma przewodnia dotycząca samych wyrobów (obecnie PN - 97)
Drugim normatywem są badania techniczne.
- dachówki i gąsiory dachowe
Badania cech zewnętrznych wg
(u producenta)
Należy sprawdzić:
kształt i wymiary,
wichrowatość krawędzi i zwichrzenie powierzchni,
pęknięcia, odbicia, zgniecenie zaczepu,
obcięcie zaczepu (istotny jest tu kąt - max 90°),
jednolitość barwy (gatunek).
Poza tym producent może wykonywać u siebie badanie wskaźnikowe, czyli badanie nasiąkliwości do wskaźnika oceny odporności na działanie mrozu (zmniejsza się dzięki temu częstość badań laboratoryjnych). Przebiega ono w następujący sposób: dachówki nasycamy stopniowo wodą (tak jak i w przypadku cegły) i pozostawiamy je zanurzone w wodzie na 21h. Po upłynięciu tego czasu naczynie doprowadzamy do wrzenia w ciągu 1h i gotujemy przez dalsze 2h. Po zakończeniu procesu gotowania wystudzamy przez kolejne 24h. Łączny czas procesu powinien wynosić 48 godzin. W ten sposób można określić nasiąkliwość nmax.
Nasiąkliwość nie powinna być większa niż 1,5% od największej nasiąkliwości poszczególnych dachówek, które w ostatnich trzech kolejnych badaniach odporności na działanie mrozu wykazywały odporność zgodną z wymaganymi normami.
Badanie mrozoodporności przeprowadza się co 3 m-ce, reszta badań co 6 tygodni.
Badania laboratoryjne (w laboratoriach uprawnionych,):
badanie masy,
badanie wytrzymałości na złamanie (decyduje siła łamiąca),
badanie przesiąkliwości,
badanie odporności na działanie mrozu,
badanie szkodliwych zanieczyszczeń węglanowych (w nowej normie także soli rozpuszczalnych).
Ilość dostarczonych dachówek uzależniona jest od danego badania:
6 sztuk do badania masy,
8 sztuk do badania wytrzymałości na złamanie,
6 sztuk do badania przesiąkliwości,
5 lub 6 sztuk do badania odporności na działanie mrozu (ilość uzależniona jest od typu dachówek),
5 sztuk do badania szkodliwej zawartości zanieczyszczeń węglanowych.
Badanie masy
Dachówkę należy wysuszyć do stałej masy (w temp. 105°C), wynik uzyskamy porównując z normą (np. karpiówka nie więcej niż 1,4 kg).
Badanie wytrzymałości na złamanie
Dachówkę należy odpowiednio przygotować tzn. od spodu i na wierzchniej części odlewamy z gipsu poprzeczne paski, od spodu jeden, po drugiej stronie dwa, w odległości 300 mm (pasek od spodu znajduje się pośrodku - w odległości 150 mm od każdego). Następnie tak przygotowaną dachówkę kładziemy na płytę stalową, która posiada dwie podpory w kształcie walca (w celu punktowego przekazywania siły) i po położeniu stalowych przekładek przykładamy siłę.
Po złamaniu 8 dachówek 2 mogą wykazywać wytrzymałość mniejszą do wymaganej, ale nie mniejszą niż 0,8 Pmin (dla karpiówki 30 kg).
Wyniki z laboratorium:
1° ok. 20 kg
2° ok. 18 kg
Badanie przesiąkliwości
Na zewnętrznej powierzchni dachówki ustawiamy ramkę stalową (wys. 70 mm), którą po bokach uszczelniamy (od spodu znajduje się folia). Wlewamy do niej wody (ok. 50 mm) i pozostawiamy na 3h.
Po 3h oceniamy powierzchnię spodu, jeżeli znajdują się kropelki wody, świadczy to o złym wykonaniu, wniosek - nie spełnia wymagań normy.
Badanie mrozoodporności
Dachówki układamy w pojemniku pod odpowiednim kątem (nie mniejszym niż 30°) i poddajemy kolejnym cyklom: zamrażania -15° min. 4h oraz odmrażania - metodą natrysku wodą przez 4h (temp. wody min. 15°C).
Dachówki muszą wytrzymać bez uszkodzeń 50 cykli.
Badanie zawartości zanieczyszczeń węglanowych
Tak samo jak dla cegły - metodą łaźni parowej.
4