OPIS PETROGRAFICZNY WYBRANYCH SKAŁ.
Opis wykonujemy na podstawie
PN-EN 12407 Metody badań kamienia naturalnego. Badania
petrograficzne.
Opis petrograficzny kamienia naturalnego jest ważny nie tylko na potrzeby klasyfikacji petrograficznej, ale także w celu określenia właściwości, które mają wpływ na jego zachowanie pod względem chemicznym, fizycznym i mechanicznym, oraz określenie jego pochodzenia. Z tego względu konieczna jest charakterystyka kamieni naturalnych nie tylko z punktu widzenia ich składu mineralnego, tekstury i struktury, ale także innych cech: barwa, obecność żyłek, skamieniałości, nieciągłości struktury itp.
Skała nr 1
- skała pochodzenia wulkanicznego;
- barwa brunatno - czarna
- struktura krystaliczna
- tekstura ziarnista - mocno zbita
- wysoka twardość
- dość ciężki
GRANIT - skała magmowa kwaśna( ok. 65% krzemionki), drobno lub gruboziarnista. Składa się z kwarcu, ortoklazu, plagioklazów i składników ciemnych ( np. miki ). Tekstura zbita, bezładna. Zabarwienie od jasnego do ciemnoszarego również czerwone lub żółtawe.
Jedna z najbardziej rozpowszechnionych skał magmowych o bardzo szerokim zastosowaniu, ze względu na niezbyt trudną obróbkę, małą porowatość i ścieralność oraz łatwość polerowania.
W Polsce granity występuje głównie w Tatrach i na Dolnym Śląsku.
Skała nr 2
- skała pochodzenia osadowego;
- barwa jasnoszara
- struktura drobno krystaliczna
- tekstura ziarnista - niezbyt mocno zbita
- dość niska twardość
- lekki
PIASKOWIEC - skała osadowa pochodzenia mechanicznego o barwie od jasnoszarej do ciemnozielonej. Struktura drobno lub średnioziarnista. Zbudowana głównie z piasku ( ziarna kwarcu) scementowanego lepiszczem ( krzemionkowym, wapiennym, żelazistym) od którego w znacznym stopniu zależy odporność.
W Polsce występują w rejonie Gór Świętokrzyskich, Sudetach, w rejonie Karpat orza na Dolnym Śląsku.
Skała nr 3
- skała pochodzenia osadowego;
- barwa brunatna
- struktura krystaliczna
- tekstura średnio ziarnista - niezbyt mocno zbita
- dość niska twardość
- lekki
PIASKOWIEC - skała osadowa pochodzenia mechanicznego o barwie od jasnoszarej do ciemnozielonej. Struktura drobno lub średnioziarnista. Zbudowana głównie z piasku ( ziarna kwarcu) scementowanego lepiszczem ( krzemionkowym, wapiennym, żelazistym) od którego w znacznym stopniu zależy odporność.
W Polsce występują w rejonie Gór Świętokrzyskich, Sudetach, w rejonie Karpat oraz na Dolnym Śląsku.
OZNACZANIE GĘSTOŚCI METODĄ KOLBY LE CHATELIER'A.
Badanie wykonujemy na podstawie
PN - EN 1936 Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczanie
gęstości i gęstości obj oraz całkowitej i otwartej porowatości.
Do badania użyty zostanie : sproszkowany piaskowiec
Potrzebny sprzęt:
- moździerz
- sito 0,063 mm
- suszarka
- waga laboratoryjna
- kolba Le Chateliera 0 - 24 ml
- termometr
- parownica
- zlewka
- eksykator
Przygotowanie próbek
Próbka jest rozdrabniana aż do przejścia całej masy przez sito o boku 0,063mm.
Następnie należy próbkę wysuszyć do stałej masy i odważyć masę ok. 50 g z dokładnością +/- 0,1g. Wlać dejonizowaną wodę do kolby do poziomu 0. Następnie dodać zważoną próbkę , w 5 porcjach, upewniając się, że każda porcja zanurzyła się w cieczy. Po wprowadzeniu każdej porcji całość wymieszać. Odczytać z podziałki objętość V cieczy wypartej przez masę m.
Badanie wykonywać w temperaturze otoczenia 20°C +/- 5.
2.2.1 Obliczanie wyników:
ρw = ms/V
2.2.2. Wyniki badań:
m kolby z materiałem = 652 g
m kolby pustej = 599 g
V = 22 cm3
ρ = 53/22 = 2,409 g/cm3
OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ NA BRYŁACH NIEREGULARNYCH.
Badanie wykonujemy na podstawie
PN - EN 1936 Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczanie
gęstości i gęstości obj oraz całkowitej i otwartej porowatości.
Gęstość objętościowa - stosunek masy wysuszonej próbki do badania do jej objętości.
ρ = m/V [ cm3]
3.1.1. Do badania użyty zostanie : sproszkowany piaskowiec
3.1.2. Potrzebny sprzęt:
- suszarka
- waga laboratoryjna
- termometr
- zlewka
- eksykator
Przygotowanie próbek
Próbki do badania powinny ważyć ok. 250 g i być zbliżone kształtem do
graniastosłupów lub sześcianów.
Próbki należy wysuszyć do stałej masy w temperaturze 105 - 110°C. Ostudzić w
eksykatorze. Następnie nasycić do stałej masy.
Metoda badania
Nasączyć przygotowane próbki wodą, zważyć na wadze hydrostatycznej w powietrzu, po czym zważyć całkowicie zanurzoną w wodzie.
3.2.1 Wyniki badań
|
Próbka nr 1 |
Próbka nr 2 |
P ( axb) [mm]
|
2361,87 |
2756 |
h [ mm]
|
50,2 |
50,5 |
m [ g]
|
344 |
351 |
ρ [g/cm3]
|
2,901 |
2,522 |
Wartość średnia ρo [g/cm3]
|
2,712 [g/cm3] |
OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ NA BRYŁACH REGULARNYCH
Badanie wykonujemy na podstawie
PN - EN 1936 Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczanie
gęstości i gęstości obj. oraz całkowitej i otwartej porowatości.
Gęstość objętościowa - stosunek masy wysuszonej próbki do badania do jej objętości.
4.1.1. Do badania użyty zostanie : sproszkowany piaskowiec
4.1.2. Potrzebny sprzęt:
- suszarka
- suwmiarka
- waga laboratoryjna
- termometr
- zlewka
- eksykator
Przygotowanie próbek
Próbki do badania mają postać walców, sześcianów o boku 50 +/- 3mm i powinny
być wycięte piłą diamentową.
Ich gęstość oblicza się na podstawie pomiarów geometrycznych i powinna wynosić
co najmniej 25 ml.
Próbki należy wysuszyć do stałej masy w temperaturze 105 - 110 °C . Ostudzić w
eksykatorze.
4.2. Metoda badania
Zważyć próbki, nasączyć przygotowane próbki wodą do stałej masy, wytrzeć wilgotną ściereczką i ponownie zważyć.
4.2.1 Obliczanie wyników:
ρ = m s/V [ cm3] gdzie V = m n - m H / 1,00
4.2.3 Wyniki badań
|
Próbka nr 1 |
Próbka nr 2 |
m s [g]
|
284 |
282 |
m n [g]
|
309 |
305 |
m H [ g]
|
164 |
162,5 |
ρo [g/cm3]
|
1,959 |
1,979 |
Wartość średnia ρo [g/cm3]
|
1,969 [g/cm3] |
OBLICZANIE SZCZELNOŚCI I POROWATOŚCI BADANEGO KAMIENIA.
Badanie wykonujemy na podstawie
PN - B - 06714 arkusz 08
arkusz 09
Kruszywa mineralne. Badania. Oznaczanie szczelności.
Oznaczanie porowatości.
Metoda badania:
Badanie szczelności - polega na obliczeniu stosunki objętości materiału szczelnego (
objętości absolutnej) do całkowitej objętości próbki kruszywa.
5.2.1 Do badania użyty zostanie piaskowiec
5.2.2. Wykonanie badania:
W celu przeprowadzenia oznaczenia szczelności badanego materiału, oznaczamy gęstość pozorną , a następnie na podstawie wyników obliczamy szczelność kruszywa.
Oznaczenia przeprowadzamy na próbkach analitycznych z tej samej średniej próbki laboratoryjnej.
5.2. Obliczanie wyników:
S = ρp /ρ x 100 %
ρp - gęstość pozorna kruszywa [g/cm3]
ρ - gęstość kruszywa [g/cm3]
5.2.1 Wyniki obliczeń:
S = 81,3 %
5.3 Metoda badania:
Badanie porowatości - polega na obliczeniu objętości stosunku porów ziarn kruszywa do całkowitej objętości próbki kruszywa.
5.3.1 Do badanie zostanie użyty piaskowiec
5.3.2 Wykonanie badania:
W celu przeprowadzenia oznaczenia porowatości badanego materiału należy oznaczyć gęstość, gęstość pozorną oraz szczelność a następnie na podstawie uzyskanych wyników oznaczyć porowatość badanego kruszywa.
Oznaczenie należy przeprowadzić na próbkach pobranych z tej samej średniej próbki laboratoryjnej.
5.3.3 Obliczanie wyników:
P = 100 - S
P - porowatość [%]
S - szczelność [%]
5.3.4 Wyniki obliczeń:
P = 18,7 %
6. OZNACZENIE NASIĄKLIWOŚCI MASOWEJ I OBJĘTOŚCIOWEJ
Badanie wykonujemy na podstawie
PN - EN 13755 Metody badań kamienia naturalnego.
Oznaczanie nasiąkliwości przy ciśnieniu atmosferycznym.
Nasiąkliwość - zdolność materiału do wchłaniania wody w określonych warunkach..
6.1.1. Do badania użyty zostanie : piaskowiec
6.1.2. Potrzebny sprzęt:
- suszarka
- waga laboratoryjna
- eksykator
Przygotowanie próbek
Próbki powinny mieć kształt walca lub sześcianu o boku 70 lub 50 +/- 5mm i powinny być wycięte piła diamentową lub uzyskane z rdzeni. Objętość obliczona na podstawie pomiarów geometrycznych powinna wynosić co najmniej 60 ml.
6.2. Metoda badania
Próbki wysuszyć do stałej masy w temp 70 +/- 5 °C. Ostudzić w eksykatorze do temp pokojowej. Następnie zważyć. Próbki umieścić w pojemniku na podkładkach. Dodać wodę wodociągową o temp 20°C. do połowy wysokości próbek. Po upływie 60 minut dodać wodę do poziomu ¾ wysokości. Po czasie 120 min dodać wodę do całkowitego zanurzenia próbek pod wodą na głębokość 25 mm.
Po czasie 48 godzin wyjąć próbki z wody, szybko wytrzeć wilgotną ściereczką, a następnie zważyć w ciągu (1 min). Następnie ponownie zanurzyć próbki i kontynuować badanie. Po każdych 24 h próbki wyjmować, wycierać i ważyć. Prowadzić badanie aż do osiągnięcia stałej masy próbki.
6.2.1. Obliczanie wyników:
mn - ms
Nm = nasiąkliwość masowa
ms
mn - ms
N obj = nasiąkliwość objętościowa
mn - mH x 1
6.2.3. Wyniki badań
|
Próbka nr 1 |
Próbka nr 2 |
||
m s [g]
|
284 |
282 |
||
m n [g]
|
309 |
305 |
||
m H [ g]
|
164 |
162,5 |
||
Nm [%] |
|
|
|
|
N obj [%] |
|
|
|
|
OZNACZENIE WYTRZYMAŁOŚCI NA ŚCISKANIE
Badanie wykonujemy na podstawie
PN - EN 1926 Metody badań kamienia naturalnego.
Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie.
Wytrzymałość na ściskanie - to największe naprężenie jakie wytrzymuje próbka badanego materiału podczas ściskania do momentu jej zniszczenia.
7.1.1. Do badania użyty zostanie : piaskowiec
7.1.2. Potrzebny sprzęt:
- suwmiarka
- maszyna wytrzymałościowa o odpowiednim nacisku
Przygotowanie próbek
Próbki powinny mieć kształt walca lub sześcianu o boku 70 lub 50 +/- 5mm i powinny być wycięte piła diamentową o bokach równoległych do siebie , płaskich, oszlifowanych.
7.2. Wykonanie badania:
Próbkę umieścić osiowo jedną z gładkich powierzchni na płycie maszyny wytrzymałościowej. Obciążenie powinno wzrastać w sposób ciągły, ze stałą prędkością wzrostu naprężeń ściskających.
7.2.1. Obliczanie wyników:
R = F/A [ MPa]
F - siła niszcząca
A - powierzchnia przekroju
7.2.2. Wyniki badań
R = 156 / 2809
R = 5,55 MPa
OZNACZENIE ŚCIERALNOŚĆI NA TARCZY BOHMEGO.
8.1. Badanie wykonujemy na podstawie
PN - EN 14157 Kamień naturalny.
Oznaczanie odporności na ścieranie.
Ścieranie - to podatność materiału do zmiany swojej objętości lub masy pod wpływem
działania siły ścierającej.
8.1.1. Do badania użyty zostanie : piaskowiec
8.1.2. Potrzebny sprzęt:
- suwmiarka
- tarcza Boehmego
- waga laboratoryjna
- proszek elektrokorundowy
Przygotowanie próbek
Próbki powinny mieć kształt sześcianu o boku 71 +/- 1,5 mm. Z jednej partii należy pobrać co najmniej 6 próbek. Wysuszyć do stałej masy w temp 70 +/- 5°C. Zmierzyć wysokość próbek.
8.2. Wykonanie badania:
Próbkę zważyć, określić gęstość objętościową, umieścić próbkę na tarczy Boehmego. Obciążyć próbkę ( 294 N). Równomiernie rozsypać proszek i wykonać 16 cykli ścierania po 22 obrotu każdy. Obracać próbkę zawsze w tym samym kierunku o 90°. Po każdym cyklu wsypać na tor 20 g ścierniwa.
8.2.1. Obliczanie wyników:
Δm
ΔV =
F x ρo
ΔV - zmniejszenie objętości po 16 cyklach
Δm - ubytek masy
Ρo - gęstość objętościowa próbki
F - pole powierzchni
8.2.3. Wyniki badań
axb = 69,4 x 68,8 = 4774,72
h = 70,4 mm
m = 823 g
mk = 816 g ( po 22 obr x 20 ) = 140 g
ΔV = 0,21 cm
9. OZNACZENIE ODPORNOŚCI NA UDERZENIA.
9.1. Badanie wykonujemy na podstawie
PN - B - 04115 Materiały kamienne.
Oznaczanie wytrzymałości na uderzenia.
Odporność na uderzenia - to zdolność przeciwstawiania się nagłym siłom
uderzeniowym.
9.1.1. Do badania użyty zostanie : piaskowiec
9.1.2. Potrzebny sprzęt:
- aparat udarowy Page'a ( 2 kg młot ; 1 kg podkładka
- suszarka
- waga laboratoryjna
Przygotowanie próbek
Próbki powinny mieć kształt sześcianu o boku 25 +/- 1, mm. Z jednej partii należy pobrać co najmniej 3-5 próbek. Wysuszyć do stałej masy w temp 110 +/- 5°C.
9.2 Wykonanie badania:
Próbkę umieścić na kowadle aparatu Paeg'a w taki sposób aby po opuszczeniu podkładki pkt. zetknięcia się zaokrąglonej części podkładki z powierzchnią próbki znajdował się dokładnie w środku górnej powierzchni tej próbki. Następnie uruchomić młotek, tak aby spadając uderzał w próbkę za pośrednictwem podkładki kolejno z wysokości : 1cm, 2 cm, 3 cm itd., aż do momentu zniszczenia próbki, tj do je pierwszego pęknięcia.
9.2.1 Wynik badania:
Powierzchnia próbki spękała po upuszczeniu ciężarka z wysokości:
9 cm
10. PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ MATERIAŁÓW KAMIENNYCH
W BUDOWNICTWIE.
MELAFIR - należy do starszych skał wylewnych. Poddany w ciągu długiego okresu swego istnienia działaniu roztworów zawierających związki żelaza i krzemionkę zmienił swoją pierwotną barwę na czerwonawą. Struktura melafiru jest skrytokrystaliczna.
Występują na Dolnym Śląsku ( kotlina Kłodzka, Góry Kaczawskie - kopalnia Świerki , Rybnica Leśna, Czarny Las), a także w okolicach Krzeszowic.
Odznaczają się dużą wytrzymałością i wskutek tego mają zastosowanie jako kamień drogowy i tłuczeń. Na potrzeby drogownictwa może być stosowany do wszystkich warstw bitumicznych, ( po dodaniu środka adhezyjnego , ze względu na słabą przyczepność lepiszcza).