SPRAWOZDANIE NR 3

TEMAT: Oznaczenie wybranych cech technicznych drewna i materiałów izolacyjnych.

A) Drewna:

1. Oznaczenie wilgotności drewna (metodą suszarkową oraz przyrządem).

2. Ozn. wytrzymałości drewna na ściskanie wzdłuż włókien (definicja, krótki opis, szkic).

3. Oznaczenie wytrzymałości drewna na zginanie statyczne (definicja, krótki opis. szkic).

4. Oznaczenie twardości drewna metodą Janki (definicja, krótki opis, szkic).

5. Asortymenty drewna tartacznego i przykłady ich zastosowania w budownictwie (praca domowa).

B) Materiałów przeciwwilgociowych:

6. Oznaczenie temperatury mięknienia asfaltu metodą "PiK" (opis oraz szkic oznaczenia).

7. Oznaczenie penetracji asfaltu (opis oraz szkic oznaczenia).

8. Oznaczenie ciągliwości asfaltu (opis oraz szkic oznaczenia).

9. Oznaczenie przesiąkliwości papy (opis oraz szkic oznaczenia).

10. Sprawdzenie giętkości papy (opis oraz szkic oznaczenia).

C) Materiałów do izolacji termicznej:

11. Oznaczenie gęstości objętościowej wybranych materiałów izolacyjnych (PGS, szkło piankowe, płyty z wełny mineralnej, styropian, płyty pilśniowe) oraz wyliczenie cięża­ru 1 m² płyty izolacyjnej gr. 10 cm w/g oznaczeń j.w. (w kg/m²).

12. Oznaczenie nasiąkliwości wagowej i objętościowej po l godz. nasycania w wodzie materiałów izolacyjnych: styropianu, płyty pilśniowej porowatej, wełny mineralnej, trocinobetonu.

13. Oznaczenie palności płyty pilśniowej metodą małej rury ogniowej (opis oraz wyniki oznaczenia, szkic).

14. Oznaczenie współczynnika przewodności cieplnej λ (opis oraz zasada pomiaru).

PROWADZĄCY: Data ćwiczeń laboratoryjnych: 27.11.2000r.

dr Maciejończyk Data przyjęcia: ...............................

Ad. 1

Wilgotnością materiału nazywamy procentową zawartość wody w materiale. Oznaczając wilgotność materiału, należy określić masę próbki wilgotnej m_w oraz masę próbki po wysuszeniu m_s .

Próbki prostopadłościenne - przekrój po­przeczny 20 x 20 mm i długości wzdłuż włó­kien 25±5 mm . Zaleca się określenie wilgot­ności na próbkach pobranych do innych badań lub wycinanie z nich próbek do oznaczenia wilgotności. Dopuszcza się próbki innego kształtu i wymiarów o objętości 10±2 cm³. Próbki waży się z dokładnością 0,01 g, suszy w temp. 103±2°C do stanu całkowicie suchego (ważenia kontrolne co 2 godz.) i po ostudzeniu w 20±2°C waży powtórnie.

Ad. 2

Wytrzymałość na ściskanie to naprężenia ściskające, które powstały w materiale pod wpływem obciążenia. Określamy według wzoru:

gdzie:

P- siła niszcząca próbkę [N]

F- pole powierzchni ściskanej próbki [mm²]

Badanie przeprowadza się na próbkach prostopadłościennych o wymiarach krawędzi

20 x 20 x 30 mm. Ściskanie prowadzi się w maszynie wytrzymałościowej, bez miękkich podkładek. Kierunek siły ściskającej pokrywa się z osią próbki i jest równoległy do włókien próbki. Bezpośrednio po badaniu określa się wilgotność próbki. Wytrzymałość przy danej wilgotności W(R_cw) przelicza się na wytrzymałość przy wilgotności 12 %(R_c12).

R_c12 = R_cw[1 + α (W - 12)] [MPa]

gdzie:

α - współczynnik zmian wytrzymałości;

W - wilgotność próbki.

Wyniki badania:

Próbka nr.1 20,3x20,7x26,1 P = 21,2 kN

Próbka nr.2 20,6x20,5x25,1 P = 23,6 kN

Przy powyższym doświadczaniu nie została zmierzona wilgotność próbki.

Ad. 3

Wytrzymałość na zginanie to opór stawiany przez materiał zniszczenia jego struktury pod działaniem obciążenia siły zginającej. Wytrzymałość na zginanie określamy ze wzoru:

gdzie:

P - siła niszcząca próbkę [N]

l - rozstaw podpór [mm]

b - szerokość próbki [mm]

h - wysokość próbki [mm]

Badanie przeprowadza się na próbkach o wymiarach krawędzi 20 x 20 x 300 mm. Zginanie prowadzi się w maszynie wytrzymałościowej. Kierunek działania siły zginającej musi byś prostopadły do przekroju próbki. Bezpośrednio po badaniu określa się wilgotność próbki. Wytrzymałość przy danej wilgotności W(R_zw) przelicza się na wytrzymałość przy wilgotności 12 %(R_z12).

R_z12 = R_zw[1 + α (W - 12)] [MPa]

gdzie:

α - współczynnik zmian wytrzymałości;

W - wilgotność próbki.

R_z12 = 102,6[1 + 0,04 (8 - 12)]

R_z12 = 86,2 MPa

Po przeliczeniu wytrzymałość przy wilgotności W = 8% na wytrzymałość przy wilgotności 12 % R_Z = 86,2 MPa.

Ad. 4

Twardość jest cechą charakteryzującą odporność badanego materiału na odkształcenia trwałe przy wciskaniu w niego ciała bardziej twardego. Im twardość jest większa, tym materiał jest trudniejszy w obróbce i tym odporniejszy na zarysowanie się, na zużycie od ścierania, chodzenia itp. Twardość drewna określa się metodą Janki.

Metoda Janki:

W próbkę drewna o wymiarach 50
50
50mm wciska się stalową kulkę o przekroju średnicowym 1cm² na głębokość promienia 5,64mm² . Badanie to przeprowadza się w ciągu 1-2 min na uniwersalnej maszynie do badań drewna. Twardość drewna określa się na podstawie siły, potrzebnej do wciśnięcia kulki. Bezpośrednio po badaniu określa się wilgotność próbki. Twardość przy danej wilgotności W przelicza się na twardość przy wilgotności 12 %.

H₁₂ = H_w[1 + α (W - 12)] [N]

gdzie:

α - współczynnik przeliczeniowy;

W - wilgotność próbki.

Wyniki badania przy promieniu wgniatania 5,64 mm :

Dąb: H_w = 7,15 kN; Sosna: H_w = 4,15 kN.

Przy powyższym doświadczaniu nie została zmierzona wilgotność próbki.

Ad. 5

• Drewno okrągłe

• Drewno tartaczne iglaste

- kłody

- wyrzynki

- żerdzie

- szczapy

• Tarcica nie obrzynana do stolarki bud.

- tarcica długa

- tarcica krótka

• Tarcica obrzynana

- deski

- bale

- listwy

- łaty

• Tarcica podłogowa

- sklejki

- podłogi dębowe

- okleiny

Ad. 6

Temperatura mięknienia charakteryzuje topliwość i plastyczność materiałów.

Jest to najniższa temperatura, przy której substancja mięknie w znormalizowanych warunkach badania.

Przebieg badania:

Badanym materiałem (asfaltem) napełnia się znormalizowanym pierścieniem metalowym. Następnie na powierzchni badanego materiału umieszcza się metalową kulkę i całość zanurza się w wodzie ogrzewa się, równocześnie mierząc temperaturę.

Za temperaturę mięknienia uważa się tą temperaturę (t) przy której nastąpi dotknięcie jednej z kulek spodniej płyty aparatu wywołanego ciężarem kulki.

Wynik badania:

t = 55^oC

Ad.7

Badanie polega na określeniu głębokości zanurzenia się, w badany asfalt, igły penetra­cyjnej w temperaturze 25°C w czasie 5 s. Jednostka penetracji jest liczbą niemianowa­ną, odpowiadającą zanurzeniu się igły w ba­danej próbce. Badanie to wykonuje się przy użyciu urządzenia zwa­nego penetrometrem. Penetracja wyraża stopień twardości asfaltu i jest podstawą klasyfikacji asfaltów drogowych.

Wynik badania:

Po 5s igła zanurzyła się na głębokość 12,5 mm.

Ad. 8

Badanie polega na określeniu długości (w centymetrach), do której badana próbka asfaltu daje się rozciągnąć bez zerwania w duktometrze. Badanie wykonuje się w wodzie o temperaturze 25°C. Ciągliwość jest cechą charakteryzującą w pe­wien (przybliżony) sposób plastyczność asfal­tu. Określa ona jego zdolność do przeciwsta­wiania się odkształceniom spowodowanym zmianami temperatury i działaniem ruchu drogowego.

Wynik Badania:

Próbka zerwała się po rozciągnięciu do 36 cm .

Ad. 9

Z badanej rolki papy wycina się próbkę o kształcie krążka o średnicy 80mm

i oddzielając go gumowymi uszczelkami umieszczonymi pomiędzy wypolerowanymi powierzchniami pierścieni aparatu pomiarowego, jednocześnie umieszczając od spodu krążek bibuły filtracyjnej o takiej samej średnicy jak próbka i całość równomiernie zaciska się nakrętkami tak, aby nie przeciąć i uszkodzić próbki. Do rury przyrządu pomiarowego nalewa się ostrożnie wodę kontrolując jej poziom w rurce wskaźnikowej. Po upływie czasu określonego normą obserwuje się, czy badana papa wykazuje zawilgocenie.

Pozytywny wynik badania co najmniej 3 próbek badanej papy wykazuje jej odporność na przesiąkanie.

Ad. 10

Z rolki papy przeznaczonej do badania wycina się 4 paski (w poprzek i wzdłuż) o wymiarach 20cm
5cm do badania giętkości na klockach o średnicy do 80 mm lub 40cm
5cm do badania giętkości na klockach o średnicy pow. 80 mm . Paski przechowuje się w wodzie o temp. 0^oC lub 24^oC (w zależności od potrzeb). Giętkość papy oznaczamy przez przeciąganie pasków na wałkach o różnej średnicy (od1cm do 25cm). Badanie przeprowadzamy natychmiast po wyjęciu papy z wody.

Ad. 11

Gęstość objętościowa jest to masa jednostki objętości badanego materiału wraz ze znajdującymi się w nim porami.

gdzie:

m - masa próbki suchej

V - objętość z porami

Wyniki doświadczenia:

	Wymiary (a x b x h), [cm]	Masa (m), [g]	Objętość (V), [cm^3]	Gęstość pozorna (ρp),[g/cm3]	Ciężar 1 m^2 i 10 cm gr. izolacji
Styropian	10 x 9,6 x 9,6	24,5	921,6	0,027	2,7 kg
Wełna Min.	9,3 x 8,3 x 7,8	147,8	602,1	0,25	25 kg
PGS	10 x 11,5 x 9,3	641,4	1069,5	0,6	60 kg
Pianka Poliuretanowa	10 x 10,2 x 9,5	46,5	969	0,048	4,8 kg
Płyta pilśniowa	9,9 x 9,9 x 13	27,5	1274,1	0,022	2,2 kg
Trocinobeton	18,8 x 10,4 x 47	502,6	9189,4	0,055	5,5 kg

Ad. 12

Nasiąkliwość wagowa jest to stosunek masy wody pochłoniętej przez próbkę materiału do masy próbki w stanie suchym. Nasiąkliwość wagową w % oznaczamy wg wzoru:

m_n - masa próbki nasyconej;

m_s - masa próbki wysuszonej do stałej masy.

Nasiąkliwość na znaczący wpływ na przewodność cieplną materiału.

Nasiąkliwość objętościowa jest to stosunek objętości wody pobranej przez badany materiał do objętości tego materiału w stanie suchym. Nasiąkliwość objętościową w % oznacza się wg wzoru:

m_n - masa próbki nasyconej wodą;

m_s - masa próbki wysuszonej do stałej masy;

V - objętość próbki.

Wyniki badań nasiąkliwości objętościowej po 1 godz.:

	Styropian	Wełna min.	PGS	Pianka Poliuretanowa	Płyta Pilśniowa	Trocinobeton
Wymiary pr.1 (a x b x h), [cm]	10 x 9,6 x 9,6	9,3 x 8,3 x 7,8	10 x 11,5 x 9,3	10 x 10,2 x 9,5	9,9 x 9,9 x 13	18,8 x 10,4 x 47
Masa sucha pr.1(ms), [g]	24,5	147,8	641,4	46,5	27,5	502,6
Masa wilgotna pr.1(mw),[g]	31	168	1146	53,2	37,3	910,5
Objętość pr.1(V),[cm^3]	921,6	602,1	1069,5	969	1274,1	9189,4
Nasiąkliwość pr.1(no), [%]	0,7	3,4	47,2	0,7	0,77	4,4
Wymiary pr.2 (a x b x h), [cm]	9,5 x 9,8 x 10	9,5 x 10 x 7,6	9,5 x 8,7 x 13
Masa sucha pr.2 (ms),[g]	25,7	143,5	762,4
Masa wilgotna pr.2 (mw), [g]	36	164	1014
Objętość pr.2 (V), [cm^3]	931	722	1074,5
Nasiąkliwość pr.2 (no), [%]	1,1	2,8	23,4

Wyniki badań nasiąkliwości wagowej po 1 godz.:

	Styropian	Wełna min.	PGS	Pianka Poliuretanowa	Płyta Pilśniowa	Trocinobeton
Masa sucha pr.1(ms), [g]	24,5	147,8	641,4	46,5	27,5	502,6
Masa wilgotna pr.1(mw),[g]	31	168	1146	53,2	37,3	910,5
Nasiąkliwość pr.1(no), [%]	26,5	13,7	78,7	14,4	35,6	81,2
Masa sucha pr.2 (ms),[g]	25,7	143,5	762,4
Masa wilgotna pr.2 (mw), [g]	36	164	1014
Nasiąkliwość pr.2 (no), [%]	40,1	14,3	33

Ad. 13

Próbkę należy umieścić w uchwycie przyrządu. Następnie w czasie 2 min. Należy poddać ją działaniu płomienia palnika Bunsena o temp. 900^oC. Po odcięciu źródła ognia należy w lusterku przyrządu obserwować i mierzyć czas palenia i żarzenia próbki.

Obliczanie ubytku masy:

m - masa próbki przed badaniem [g]

m₁ - masa próbki po badaniu [g]

Próba palenia płyty pilśniowej :

Ubytek masy wyniósł 88,3%.

Ad. 14

Przewodność cieplna jest cechą charakteryzującą zdolność badanego materiału do przewodzenia ciepła od jednej powierzchni do drugiej. Wartość współczynnika
określa ilość ciepła przechodzącą przez powierzchnię 1m² przegrody 1m w ciągu 1godz., w założeniu różnicy temp. obu powierzchni ściany równej 1^oC. Współczynnik
zależny jest od wilgotności, temp., porowatości, struktury materiału i składu chemicznego. Próbki o wymiarach 25
25cm należy w ten sposób przygotować aby miały równoległe, dokładnie oszlifowane powierzchnie. Oznaczenie
przeprowadza się na aparacie Bocha. Badanie należy przeprowadzić w takich warunkach, aby różnica temp. po stronie grzejnej i chłodzonej wynosiła 10^oC. Próbki należy klimatyzować przez 48godz. w temp. 10^oC i wilgotności powietrza 65%.

---