SPRAWOZDANIE Z PRZEPROWADZONEGO BADANIA CEGŁY KRATÓWKI K3 (O WYMIARACH: 250x120x220 mm) WEDŁUG WYMAGAŃ PN-EN 771-1:2006

Zamawiający:

Dr inż. Tomasz Tracz

Zespół:

Kamil Morawski

Paweł Maciejko

Ireneusz Ojer

Kamil Miazga

1. Przedmiot, cel i zakres sprawozdania:

• Przedmiotem przeprowadzonych badań jest ceramiczny element murowy jakim jest cegła kratówka typu K3 o wymiarach nominalnych 250/120/220.

• Celem jest opisanie badań typu przedmiotowego elementu murowego zgodnie

z wytycznymi PN 771-1 z 2006r. “Wymagania dotyczące elementów murowych”, oraz sprawdzenie czy właściwości wyrobów są zgodne z wymaganiami znajdującymi się

w normie.

• Zakres sprawozdania został przyjęty na podstawie wyżej wymienionej normy

i obejmuje:

2. Podstawy sprawozdania:

• Podstawami sprawozdania są normy i wyniki badań przeprowadzonych w trakcie zajęć.

3.Ogólna charakterystyka badanych elementów:

Wyrób ścienny - cegła kratówka typ K-3

otwory w kształcie rąbów stanowią 27% powierzchni podstawy cegły.

podstawowe właściwości:

typ K3 o wymiarach nominalnych [mm]: 250/120/220

klasy: 3,5; 5; 7,5; 10; 15; 20

współczynnik przewodzenia ciepła lambda [W/m*K]: 0,28-0,56

zastosowanie:

konstrukcyjne i działowe ściany wewnętrzne, ściany wypełniające, nośne warstwy ścian warstwowych, elementy osłonowe ścian zewnętrznych warstwowych, materiał uzupełniający w ścianach z pustaków ściennych, stropy Kleina.

4. Metody badań i wyniki:

4.1. Określenie wymiarów.

Badanie przeprowadzono zgodnie z wytycznymi zawartymi w normie PN-EN 772-16 z sierpnia 2006 r, Metody badań elementów murowych, Część 16 Określenie wymiarów. W normie tej ustalono metodę określenia wymiarów zewnętrznych, grubości ścianek zewnętrznych, wewnętrznych, grubości łącznej, głębokości drążeń i równoległości powierzchni kładzenia wspornych elementów murowych. Próbki do badań były pobierane losowo. W przypadku badania wymiarów liczba próbek wynosi 10. Do badań powinny być użyte przyrządy, które spełniają wymagania dotyczące dokładności pomiaru podane w tabeli 1.

Odchyłki wymiaru mierzonego według odpowiedniej części normy powołanej prEN771	Maksymalny błąd pomiaru mm
≤ 1	0,2
› 1	0,5

Przed mierzeniem usunięto wszystkie zbędne przylegające do elementu części materiału, wynikające z procesu wytwarzania. Badanie przeprowadzono za pomocą suwmiarki. Norma określa, że poszczególnym wymiarom należy przypisać następujące symbole:

l_u- długość elementu murowego (mm)

w_u - szerokość elementu murowego (mm)

h_u- wysokość elementu murowego (mm)

Wymiary określamy stosując jeden z dwóch sposobów:

1. Dwa pomiary wykonane blisko krawędzi każdej próbki

2. Jeden pomiar wykonany w przybliżeniu w środku każdej próbki.

Badanie przeprowadzono metodą a). Zgodnie z przepisami normy obliczono długość, szerokość i wysokość każdej próbki jako średnią arytmetyczną dwóch pomiarów, wyrażoną z dokładnością do 0,5 mm. Długość, szerokość i wysokość badanej próbki obliczono jako średnią wartości obliczonych dla poszczególnych próbek. Wynik przedstawia się z dokładnością do 0,5 mm, jeżeli maksymalny dopuszczalny błąd pomiaru wynosi 0,2 mm i z dokładnością do 1 mm, jeżeli maksymalny dopuszczalny błąd pomiaru wynosi 0,5 mm.

Zgodnie z wytycznymi normy pn-EN 771-1 Wymagania dotyczące elementów murowych, Część 1 Elementy murowe ceramiczne producent powinien deklarować także, które z kategorii wartości średnich odchyłek od wymiarów nominalnych spełniają elementy murowe ceramiczne. Różnica dla wszystkich wymiarów między wartością deklarowaną, a wartością średnią określoną na podstawie pomiarów badanej próbki nie powinna być większa niż jedna z wymienionych niżej deklarowanych kategorii, obliczona wartość powinna być zaokrąglona do 1mm.

T1: ⁺_-0,40√(wymiar nominalny) mm lub 3mm, przyjmuje się tę wartość, która jest większa

T1+: ⁺_-0,40 √( wymiar nominalny) mm lub 3mm dla długości lub szerokości, przyjmuje się tę wartość, która jest większa oraz

⁺_-0,05 √(wymiar nominalny) mm lub1mm dla wysokości przyjmuje się tę wartość, która jest większa

T2 ⁺_- 0,25 √(wymiar nominalny) mm lub 2mm,przyjmuje się tę wartość, która jest większa

T2+ ⁺_-0,25 √(wymiar nominalny) mm lub 2 mm dla długości i szerokości przyjmuje się tę wartość, która jest większa

⁺_-0,05 √(wymiar nominalny) mm lub 1mm dla wysokości, przyjmuje się tę wartość, która jest większa

Cecha	Wyniki pomiaru
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
lu Długość [mm]	247,8	246,6	247,55	247,2	247,4	247,2	247,6	247,4	247	247,1
Wartości średnia[mm]	247,3
Wymiar nominalny[mm]	250
Odchyłka wym. od wym. Nominalnego[mm]	6,6
wu Szerokość [mm]	119	119,2	118,8	118,4	118,9	119,3	118,5	118,6	119,1	118,5
Wartość średnia[mm]	118,8
Wymiar nominalny[mm]	120
Odchyłka wym. od wym. Nominalnego[mm]	1,6
hu Wysokość [mm]	214,15	215,1	215,8	215,5	215,4	214,4	214,3	214,9	215,2	216
Wartość średnia[mm]	215,3
Wymiar nominalny[mm]	220
Odchyłka wym. od wym. Nominalnego[mm]	5,85
Kategoria odchyłki wymiarów	Tm

4.4 Oznaczenie kształtu i budowy.

Według normy PN-EN 772-16 do oznaczenia kształtu i budowy potrzebne jest wyznaczenie grubości ścianek zewnętrznych i wewnętrznych. Mierzymy grubość ścianek zewnętrznych każdej próbki(mm), wartość średnią dla10 próbek (mm) a także grubość ścianek wewnętrznych i wartość średnią dla 10 próbek. Ponadto producent deklaruje wartość nominalną dla grubości ścianek zewnętrznych i wewnętrznych oraz określa odchyłki od tych wartości.

Cecha	Wyniki pomiarów
		1	2	3		4		5		6		7	8	9		10
Grubość ścianek zewnętrznych [mm]	12,8	10,4	12,05		11,4		12,3		11,5		10,8	11,7	10,9		12,1
Wartość średnia[mm]	11,6
Wymiar nominalny[mm]	12
Odchyłka wym. od wym. Nominalnego[mm]	1,6
Grubość ścianek wewnętrznych [mm]	8,9	8,5		8,45		8,4		8,6		8,7	8,4	8,9		8,5	8,8
Wartość średnia[mm]	8,6
Wymiar nominalny[mm]	8
Odchyłka wym. od wym. Nominalnego[mm]	0,9

Cecha	Wyniki pomiaru
		1	2	3	4	5	6	7	8		9	10
Vv,u Objętość drążeń [m^3]	0,003	0,003	0,0032	0,0032	0,0031	0,003	0,0029	0,0029		0,0032	0,003
Średnia objętość drążeń [m^3]	3,1
Vv,u/ Vg,u Udział drążeń [%]	47,6	46,9	50	50	49,2	47,6	46		46	50,8	47,6
Średni udział drążeń [%]	48,2

4.5 Określenie gęstości brutto i gęstości netto w stanie suchym.

Badania przeprowadzono zgodnie z normą PN-EN 772-13 Metody badań elementów murowych, Część 13 Określenie gęstości netto i gęstości brutto elementów murowych w stanie suchym( z wyjątkiem kamienia naturalnego).

Gęstość brutto w stanie suchym to iloraz masy do objętości brutto po wysuszeniu elementu do stałej masy- ρ_g,u.

Gęstość netto w stanie suchym- iloraz masy do objętości netto po wysuszeniu elementu do stałej masy- ρ_n,u

Minimalna liczba próbek do badania powinna wynosić 6.

Przebieg badania.

Próbki wysuszono do stałej masy m_dry,u w suszarce z cyrkulacją powietrza w temperaturze 105^◦ C ⁺_- 5^◦C. Stała masa jest osiągnięta jeżeli podczas procesu suszenia w dwóch kolejnych ważeniach wykonanych w odstępach 24h a strata masy nie jest większa niż 0,2% masy całkowitej.

Następnie określono objętość netto metodą wagi hydrostatycznej - według wzoru:

V_n,u=(M_a,u-M_w,u)/ρ_w

M_a,u- masa próbki nasyconej wodą w powietrzu(kg)

M_w,u- masa pozorna próbki w wodzie (kg);

ρ_w- gęstość wody (kg/m³)

Przebieg badania:

Metoda dotyczy próbek o zwartym, dowolnym kształcie nieregularnym. Nie stosuje się jej do tworzyw w postaci proszków. Pomiar polega na zważeniu próbek w powietrzu uprzednio nasączonych wodą (górna szalka wagi).Następnie zanurzeniu próbki w cieczy immersyjnej, np. H2O starowanie wagi i zważeniu próbki w wodzie (dolna szalka wagi).

Obliczono gęstość netto dla każdej próbki z dokładnością do 10 kg/m³ dla gęstości powyżej 1000kg/m³.Obliczono także wartość średnią gęstości netto dla wszystkich próbek dla wszystkich

Gęstość pozorną natomiast obliczono wg wzoru:

ρ_n,u= m_dry,u / V_n,u

Do obliczenia gęstości brutto w stanie suchym ρ_g,u potrzebne jest obliczenie objętości brutto V_g,u.

Objętość brutto określamy wg wzoru V_g,,u=l_u*w_u*h_u

h_u- wysokość elementu (mm)

w_u - szerokość elementu (mm)

l_u- długość elementu

W celu określenia gęstości brutto w stanie suchym dzielimy masę w stanie suchym m_dry,u przez objętość brutto.

Przedstawiono gęstość brutto w stanie suchym dla każdej próbki z dokładnością do 5kg/m³ dla gęstości do 1000kg/m³. Obliczono także wartość średnią gęstości brutto w stanie suchym próbki badawczej.

Cecha	Wyniki pomiaru
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
mdry,u Masa próbki w stanie suchym	5,1168	5,0251	5,0513	5,0924	5,0382	5,0491	5,1121	5,0382	5,0919	5,05
lu Długość [mm]	247,8	246,6	247,5	247,2	247,4	247,2	247,6	247,4	247	247,1
wu Szerokość [mm]	119	119,2	118,8	118,4	118,9	119,3	118,5	118,6	119,1	118,5
hu Wysokość [mm]	214,15	217,1	215,8	215,5	215,4	214,4	214,3	214,9	215,2	216
Vg,u Objętość brutto w stanie suchym [m^3]	0,0063	0,0064	0,0064	0,0064	0,0063	0,0063	0,0063	0,0063	0,0063	0,0063
ρg,u Gęstość brutto w stanie suchym [kg/m^3]	812,2	785,2	789,2	795,6	799,7	801,4	811,4	799,7	808,1	801,6
ρg,u,śr Średnia gęstość brutto w stanie suchym [kg/m^3]	800,41
Gęstość brutto deklarowana[kg/m^3]	800
Kategoria odchyłki gęstości brutto	D1
(D1^+-5%;D2^+-10%;Dm odchyłka deklarowana przez producenta)

Cecha	Wyniki pomiaru
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
mdry,u Masa próbki w stanie suchym [kg]	5,1336	5,0102	5,0455	5,0692	5,1142	5,0784	5,0929	5,1042	5,0881	5,0202
Ma,u Masa próbki nasyconej wodą w powietrzu [kg]	6,3658	6,2778	6,236	6,2016	6,2124	6,3052	6,44	6,3212	6,0991	6,2345
Mw,u Masa pozorna próbki w wodzie [kg]	3,0233	2,9164	2,9863	2,9522	3,0021	2,9745	2,9834	2,945	3,0291	2,94321
Vn,u Objętość netto w stanie suchym [m^3]	0,0033	0,0034	0,0032	0,0032	0,0032	0,0033	0,0034	0,0034	0,0031	0,0033
ρn,u Gęstość netto w stanie suchym [kg/m^3]	1555,6	1473,6	1576,7	1584,1	1598,2	1538,9	1497,7	1501,2	1641,3	1521,3
ρn,u Średnia gęstość netto w stanie suchym [kg/m^3]	1548
Gęstość netto deklarowana[kg/m^3]	1550
Kategoria odchyłki gęstości netto (D1+-5%;D2+-10%;Dm odchyłka deklarowana przez producenta)	D2

4.6 Badanie wytrzymałości na ściskanie.

Badanie przeprowadzono w oparciu o przepisy normy PN_EN 772-1 Metody badań elementów murowych, Część 1: Określenie wytrzymałości na ściskanie.

Urządzenie badawcze użyte do badania powinno spełniać następujące wymagania:

- maksymalne dopuszczalne odchylenie powtarzalności wskazań siły, wyrażone w procentach rejestrowanej siły wynosi 2%

- maksymalny dopuszczalny średni błąd wskazań siły, wyrażony w procentach rejestrowanej siły +- 2%

-maksymalny dopuszczalny błąd wskazań punktu zerowego wyrażony w procentach maksymalnego zakresu wskazań siły +- 4%. Maszyna miała ustawiony odpowiedni zakres wywieranej siły, aby możliwe było zniszczenie wszystkich próbek, o takiej skali odczytu aby obciążenie niszczące próbkę przekraczało jedną piątą całej skali. Ponadto jest ona wyposażona w dwie stalowe płyty przenoszące obciążenie. Sztywność płyt dociskowych i sposób przenoszenia obciążenia są takie, że wygięcie powierzchni płyt dociskowych przy obciążeniu niszczącym nie jest większe niż 0,1mm, mierzone na długości 250mm. Powierzchnie badawcze płyt mają twardość w skali Vickersa co najmniej 600 HV. Jedna płyta dociskowa ma możliwość swobodnej zmiany położenia w celu zapewnienia dobrego kontaktu z próbkami, jest zabezpieczona przed przemieszczaniem się podczas obciążania poprzez wykorzystanie sił tarcia. Druga natomiast stanowi płaski, nie przemieszczający się blok. Powierzchnie obydwu płyt są większe niż wymiar największej płytki przeznaczonej do badania. Powierzchnie płyt dociskowych przenoszących obciążenie nie mają odchyleń od płaszczyzny większych niż 0,05mm.

Przygotowanie próbek.

Minimalna liczba próbek do badania wynosi 6. Próbki pobierane są losowo. Minimalna ich liczba wynosi 6. Powierzchnie próbek są płaskie w granicach tolerancji 0,1mm na każde 100mm, a powierzchnia górna leży między dwiema płaszczyznami, równoległymi do powierzchni podstawy, w granicach dopuszczalnej odchyłki od równoległości nie większej niż 1mm od siebie na każdych 100mm.Przed przeprowadzeniem badania wyrównano próbki stosując zaprawę cementowo- piaskową, która powinna mieć minimalną wytrzymałość na ściskanie równą 30N/mm². Każdą próbkę kładziono powierzchnią podstawy na równej, sztywnej i wypoziomowanej płycie szklanej ze stali nierdzewnej. Płyta była przykryta arkuszem cienkiego papieru w celu zapobieżenia przywieraniu zaprawy do płyty. Następnie nałożono na płytę równomierną warstwę zaprawy o grubości około 5mm, około 25 mm dłuższą niż element i około 10mm szerszą od elementu. Próbkę położono i mocno dociśnięto jedną powierzchnią kładzenia do warstwy zaprawy, tak że pionowa oś próbki była prostopadła do płaszczyzny płyty. Gdy zaprawa wystarczająco stwardniała sprawdzono warstwę zaprawy, była ona wolna od uszkodzeń takich jak: brak zagęszczenia, brak przyczepności do elementu murowego i brak pęknięć dlatego też nałożono drugą warstwę zaprawy w ten sam sposób jak pierwszą, używając zaprawy wykonanej w ten sam sposób używając zaprawy wykonanej w ten sam sposób jak za pierwszym razem. Próbki przechowywane są pod workami utrzymującymi wilgoć podczas okresu twardnienia zaprawy lup przechowywać w komorze klimatyzacyjnej przy wilgotności względnej większej niż 90%. Zgodnie z zasadami normy próbki powinny być sezonowane poprzez przechowywanie w ustalonych warunkach wilgotnościowych lub przez spełnienie warunku stałej wilgotności, do wyboru.

Stan powietrzno suchy został osiągnięty przez przechowywanie przez 14 dni w laboratorium przy temperaturze ≥ 15^◦ i wilgotności względnej ≤ 65%.

Sezonowanie można osiągnąć także poprzez sezonowanie do stałej masy, sezonowanie do wilgotności 6% i sezonowanie przez zanurzenie w wodzie.

Przed przeprowadzeniem badania obliczono także pole obciążonej powierzchni brutto otrzymane przez pomnożenie wymiarów długości i szerokości każdej badanej próbki. Podane jest w mm². Jeżeli siła ściskająca działa inaczej niż prostopadle do powierzchni kładzenia wówczas pole powierzchni obliczone jest z uwzględnieniem wymiarów szerokości i wysokości lub długości i wysokości.

Przeprowadzenie badania.

Powierzchnie płyt maszyny badawczej przenoszące obciążenie zostały wytarte do czysta. Próbkę ustawiono współosiowo ze środkiem przegubu płyty dociskowej, tak aby zapewnione było jej stabilne położenie Przyrost obciążenia zależy od oczekiwanej wytrzymałości na ściskanie. Dla naszego badania przyjęliśmy, że oczekiwana wytrzymałość na ściskanie zawiera się w przedziale od 21 do 40 N/mm². Na początku przyłożono zwykle stosowany przyrost obciążenia, a gdy osiągnie około połowę oczekiwanego maksymalnego obciążenia wyregulowano jego przyrost, tak aby maksymalne obciążenie zostało osiągnięte w czasie nie krótszym niż około 1 min.

Zarejestrowano maksymalne obciążenie jakie zostało osiągnięte. Wynosiło ono:

Obliczono wytrzymałość każdej próbki przez podzielenie maksymalnego osiągniętego obciążenia przez pole obciążonej powierzchni. Wynik podano z dokładnością do 0,1 N/mm²

Cecha	Wyniki
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
lu Długość [mm]	243,2	249,2	249,4	248,9	249,1	248,4	249,1	249,5	248,9	249
wu Szerokość[mm]	118,05	118,2	118,3	117,9	118,2	118,1	118,3	118,2	118,1	118,3
S brutto Pole powierzchni brutto [mm^2]	28709	29455	29504	29345	29443,6	29336	29468	29491	29395	29457
F Maksymalna siła niszcząca [N]	532000	521000	540000	536000	524000	532000	528000	543000	529000	531000
fc Wytrzymałość na ściskanie [MPa]	18,53	17,69	18,3	18,28	170008	18,13	17,92	18,41	18	18,03
fc,śr Średnia wytrzymałość na ściskanie [MPa]	18,11
α Mnożnik zależny od sposobu sezonowania	1
hu * Wysokość po przygotowaniu powierzchni [mm]	231,2	227,7	228,4	227,2	230,4	229,4	229,5	230,1	231	228,9
δ Współczynnik kształtu	1,37
fb Znormalizowana wytrzymałość na ściskanie [MPa]	24,81

Klasa wytrzymałości na ściskanie naszego wyrobu wynosi 25.

4.7 Badanie oporu cieplnego.

Badanie to przeprowadzono na podstawie normy PN_EN 1745 Mury i wyroby murowe Metody określania obliczeniowych wartości cieplnych. Opór cieplny zależy od gęstości netto materiału. Z tabeli z załącznika A - Elementy murowe ceramiczne z wyżej wymienionej normy odczytano wartość oporu cieplnego dla średniej gęstości badanych próbek.

Wynosi ona: 0,37W/m*k

4.8 Określenie zawartości aktywnych soli rozpuszczalnych.

Zgodnie z normą PN-EN771-1 Wymagania dotyczące elementów murowych, Część 1: Elementy murowe ceramiczne jeżeli według zamierzonego sposobu zastosowania wyrobu przewiduje się jedynie częściowe zabezpieczenie ( np. zaprawa cienkowarstwowa, zawartość aktywnych soli rozpuszczalnych jest deklarowana wg kategorii wymienionych w tablicy 1 Kategorie zawartości aktywnych soli rozpuszczalnych w wodzie

Kategoria	Całkowita zawartość w % masy, nie więcej niż
		Na^+ + K^+	Mg^2+
S0	Nie wymaga się	Nie wymaga się
S1	0,17	0,08
S2	0,06	0,03

4.9 Określenie odporności na ogień.

Zgodnie z normą PN-EN771-1 Wymagania dotyczące elementów murowych, Część 1: Elementy murowe ceramiczne: w przypadku elementów, które zawierają ≤ 1% masy lub objętości jednolicie rozmieszczonych materiałów organicznych deklarować można klasę A1 bez konieczności badania.

4.10 Określenie wytrzymałości spoiny.

Zgodnie z normą PN_EN 998-2 Wymagania dotyczące zapraw do murów, Część 2: Zaprawa murarska wytrzymałość zapraw murarskich na ścinanie według projektu w połączeniu z elementami murowymi z EN 771 powinna być następująca:

- 0,15 N/mm² dla zapraw ogólnego stosowania i zapraw lekkich

- 0,3 N/mm² dla zapraw do cienkich spoin

5. Podsumowanie :

Cegła kratówka typu K-3

Wartość średnia długości [mm] wynosi 547,3, wymiar nominalny [mm] - 250, odchyłka. Wym. od wym. nominalnego [mm] +/- 6,6.
Wartość średnia szerokości [mm] wynosi 118,8, wymiar nominalny [mm] - 120,0, odchyłka wym. od wym. nominalnego [mm] +/- 1,6.

Wartość średnia wysokości [mm] wynosi 215,3, wymiar nominalny [mm] - 220,0, odchyłka wym. od wym. nominalnego [mm] +/- 5,85.

Wartości te klasyfikują cegłę do kategorii odchyłek Tm.

Wytrzymałość na ściskanie 25

Gęstość brutto 800 [kg/m³]
Gęstość Netto 1550 [kg/m³]

11

---