Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Lądowej KATEDRA Inżynierii Materiałów Budowlanych
Przedmiot: Materiały budowlane
Temat: Badania wybranych cech mechanicznych materiałów budowlanych.				Zespół: Łukasz Omieciuch Tomasz Olszyński Piotr Szczubełek
R.A. 2005/06	Grupa: 2/I	Semestr: II	Ocena:	Nr Ćwiczenia 5	Prowadzący: mgr inż. Anna Chudan
						Rodzaj Studiów: dzienne

Spis treści:

1.Przedmiot badania 3

2.Charakterystyka badań 3

Wytrzymałość na ściskanie 3

Wytrzymałość na rozciąganie 3

Wytrzymałość na zginanie 3

Twardość metodą Brinella 4

Udarność 4

3.Wyniki badań 5

4.Wnioski 6

1.Przedmiot badania

• belka prostopadłościenna z zaprawy cementowej o wymiarach 40x40x160 mm

• blaszka aluminiowa

• belka z drewna brzozowego o przekroju poprzecznym 236x74 mm

2.Charakterystyka badań

Wytrzymałość na ściskanie:

Jest to największe naprężenie jakie przenosi próbka badanego materiału podczas zgniatania. Wytrzymałość na ściskanie (R_c) oblicza się według wzoru:

[Mpa]=[
],

gdzie:

P_n - to siła statyczna niszcząca próbkę [kN],

F - pole powierzchni ściskanej [cm²].

Oznaczenie przeprowadza się w maszynie wytrzymałościowej do prób statycznych pomiędzy dwiema blaszkami o powierzchni 16 cm². Badanie przeprowadzane było na wyżej opisanej belce z zaprawy cementowej po uprzednim zbadaniu wytrzymałości na zginanie(próbki przełamane).

Wytrzymałość na rozciąganie

Jest to największe naprężenie jakie przenosi próbka badanego materiału podczas rozciągania. Wytrzymałość na rozciąganie (R_r) oblicza się ze wzoru:

,

gdzie:

P_r - siła niszcząca próbkę [kN],

F - pole powierzchni rozciąganej [cm²].

Wytrzymałość na zginanie:

Określa się stosunkiem momentu zginającego próbkę (M) do wskaźnika wytrzymałości przekroju (W). Wytrzymałość na zginanie (R_g) określa się

ze wzoru:

,

gdzie:

M - moment zginający [Nm],

W - wskaźnik wytrzymałości przekroju [m³].

Oznaczenie wytrzymałości na zginanie można wykonać w prasie hydraulicznej na specjalnie do tego typu badania przygotowanej podstawce (w przypadku materiałów o wysokiej wytrzymałości) lub w aparacie Michealisa (dla mniej wytrzymałych materiałów). Badanie przeprowadzane na wyżej opisanej belce z zaprawy cementowej.

Twardość (metoda Brinella)

Jest to odporność materiału na odkształcenie wywołane działaniem skupionego nacisku na powierzchnię ciała. Pomiar polega na wciskaniu wgłębnika kulkowego z hartowanej stali lub węglików spiekanych w badana próbkę metalu. Miarą twardości jest stosunek siły P do pola odcisku powstałego na powierzchni materiału S(N/mm²). Twardość Brinella oblicza się ze wzoru:

Gdzie:

P - siła obciążająca(stała) działająca w określonym czasie, N

D - średnica wgłębnika kulkowego, mm

d - średnica odcisku, mm

Udarność

Jest to odporność materiału na zniszczenie przy uderzeniu. Udarność określa się jako stosunek pracy A potrzebnej do złamania próbki do przekroju pola a·b poprzecznego tej próbki:

,

gdzie:

A - praca zużyta na złamanie próbki [J],

a, b - wymiary poprzeczne próbki [m].

Próbkę badanego drewna umieszcza się na podstawie aparatu Charpy'ego, na dwóch podporach. Środek próbki jest obciążony dynamicznie młotem wahadłowym aż do zniszczenia próbki.

3.Wyniki badań

Lp.	Oznaczenie	Rodzaj materiału	Urządzenie, aparatura	Dane do obliczeń	Obliczenia i wyniki oznaczeń
							Próbka do badań
		1.				Wytrzymałość na ściskanie Rc [MPa]	Zaprawa cementowa	Prasa hydrauliczna	P1=28kN P2=43kN F=16cm^2	Rc1=17,5MPa Rc2=26,875MPa
							Belka 40x40x160
		2.				Wytrzymałość na zginanie Rg [MPa]	Zaprawa cementowa	Aparat Michealisa	l=10cm h=4cm P=125kG	Rg=0,0234*2*P=5,85MPa
							Przełamana belka 160x40x40
		3.				Twardość HB [MPa]	Aluminium	Twardościomierz Brinella	P=1840N D=5mm d=2mm	H­B=561,527 MPa Wytrzymałość na rozciąganie(metoda pośrednia) Rr=0,3*HB=168,5 MPa
							Płytka
		4.				Udarność U [J/m^2]	Brzoza	Młot Charpi'ego	a=2,36cm b=0,74cm A=0,49kGm	U=A/(a*b)*9,81=26800,29 J/m­^2
							Belka o przekroju 236x74 mm

4.Wnioski

Rozbieżność przy badaniu wytrzymałości na ściskanie belki z zaprawy cementowej spowodowana jest rozwarstwieniem materiału co mogło być spowodowane nierównomiernym zagęszczeniem cementu podczas produkcji belki, co nie pozwala uśrednić wyniku i sprawdzić zgodności z normami. Biorąc pod uwagą wytrzymałość na zginanie belka spełnia wymagania normy PN-EN 197-1:2002.

Badana belka z drewna brzozowego charakteryzowała się niską udarności, która jest nie dopuszczalna dla tego rodzaju drewna (udarność brzozy 40000-130000 J/m² )

Twardość badanego aluminium jest niespotykanie wysoka jak dla tego rodzaju materiału.

6

---