Semestr I 28.10.11

rok akademicki 2011/2012

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Laboratorium materiałów budowlanych

Tytuł laboratorium

Drewno

Doświadczenia przeprowadzili:

Próbki wysuszone do stałej masy (próbki suche)

Próbka 1

1. Zmierzyliśmy próbkę z dokładnością do 0,1 mm przy pomocy suwmiarki. Jej wymiary przekroju poprzecznego 2,90 cm, 2,82 cm, a wysokość 3,00 cm.

2. Wyznaczyliśmy objętość próbki i wyniosła ona 24,5 cm.

3. Zważyliśmy próbkę i odczytaliśmy wynik 8,66 g.

4. Obliczyliśmy gęstość pozorną próbki ze wzoru:

ρ= m/V= 8,66/24,5= 0,35 g/cm³

gdzie:

ρ- gęstość pozorna próbki

m- masa próbki

V-objętość próbki

5. Następnie umieściliśmy próbkę w urządzeniu obciążającym. Próbka była obciążana ze stałą prędkością. Maksymalna przyłożona siła niszcząca wyniosła 41,9 KN.

6. Obliczyliśmy wytrzymałość na ściskanie ze wzoru:

f_c,0=F_max/A=41900/817,8=51,2 MPa

gdzie:

f_c,0- wytrzymałość na ściskanie

F_max- siła niszcząca

A-pole przekroju poprzecznego

Próbka 2

(Wykonane czynności analogicznie do próbki 1)

1. Zmierzyliśmy próbkę z dokładnością do 0,1 mm przy pomocy suwmiarki. Jej wymiary przekroju poprzecznego 2,84 cm, 2,80 cm, a wysokość 3,01 cm. 2.

2. Wyznaczyliśmy objętość próbki i wyniosła ona 23,9 cm.

3. Zważyliśmy próbkę i odczytaliśmy wynik 11,05 g.

4. Obliczyliśmy gęstość pozorną próbki ze wzoru:

ρ= m/V= 11,05/23,9= 0,46 g/cm³

5. Następnie umieściliśmy próbkę w urządzeniu obciążającym. Próbka była obciążana ze stałą prędkością. Maksymalna przyłożona siła niszcząca wyniosła 65,4 kN.

6. Obliczyliśmy wytrzymałość na ściskanie ze wzoru:

f_c,0=F_max/A=65400/795,2=82,2 MPa

1. Wyznaczyliśmy średnią gęstość pozorną dla próbek suchych, która wynosiła 0,41g/cm³

2. Obliczyliśmy średnią wytrzymałość na ściskanie dla próbek suchych. Była ona równa 66,7 MPa.

Próbki przechowywane w otoczeniu o wilgotności 50%

Próbka 3

1. Zmierzyliśmy próbkę z dokładnością do 0,1 mm przy pomocy suwmiarki. Jej wymiary przekroju poprzecznego 2,9 cm, 2,92 cm, a wysokość 3,0 cm.

2. Wyznaczyliśmy objętość próbki i wyniosła ona 25,4 cm.

3. Zważyliśmy próbkę wilgotną i odczytaliśmy wynik 10,32 g.

4. Odczytaliśmy masę próbki suchej 9,38 g.

5. Obliczyliśmy gęstość pozorną próbki ze wzoru:

ρ= m_s/V= 9,38/25,4= 0,37 g/cm³

6. Obliczyliśmy wilgotność próbki ze wzoru:

w=[(m_w-m_s)/ m_s] ∙100%=[(10,32-9,38)/ 9,38] ∙100%=10%

gdzie:

m_w- masa próbki wilgotnej

m_s- masa próbki suchej

7. Następnie umieściliśmy próbkę w urządzeniu obciążającym. Próbka była obciążana ze stałą prędkością. Maksymalna siła niszcząca wyniosła 33 kN.

8. Obliczyliśmy wytrzymałość na ściskanie ze wzoru:

f_c,0=F_max/A=33000/846,8=39 MPa

Próbka 4

1. Zmierzyliśmy próbkę z dokładnością do 0,1 mm przy pomocy suwmiarki. Jej wymiary przekroju poprzecznego 2,94 cm, 2,9 cm, a wysokość 3,05 cm.

2. Wyznaczyliśmy objętość próbki i wyniosła ona 26,0 cm.

3. Zważyliśmy próbkę wilgotną i odczytaliśmy wynik 10,63 g.

4. Odczytaliśmy masę próbki suchej 9,68 g.

5. Obliczyliśmy gęstość pozorną próbki ze wzoru:

ρ= m_s/V= 9,68/26,0= 0,37 g/cm³

6. Obliczyliśmy wilgotność próbki ze wzoru:

w=[(m_w-m_s)/ m_s] ∙100%=[(10,63-9,68)/ 9,68] ∙100%=10%

7. Następnie umieściliśmy próbkę w urządzeniu obciążającym. Próbka była obciążana ze stałą prędkością. Maksymalna siła niszcząca wyniosła 35,2 kN.

8. Obliczyliśmy wytrzymałość na ściskanie ze wzoru:

f_c,0=F_max/A=35200/852,6= 41,3 MPa

1. Wyznaczyliśmy średnią gęstość pozorną dla próbek suchych, która wynosiła 0,37g/cm³.

2. Policzyliśmy średnią wilgotność próbek przechowywanych w otoczeniu o wilgotności 50% i wyniosła 10%.

3. Obliczyliśmy średnią wytrzymałość na ściskanie dla próbek suchych. Była ona równa 40,15 MPa.

Próbki przechowywane w otoczeniu o wilgotności 100%

Próbka 5

1. Zmierzyliśmy próbkę z dokładnością do 0,1 mm przy pomocy suwmiarki. Jej wymiary przekroju poprzecznego 2,98 cm, 2,98 cm, a wysokość 3,04 cm.

2. Wyznaczyliśmy objętość próbki i wyniosła ona 27,0 cm.

3. Zważyliśmy próbkę wilgotną i odczytaliśmy wynik 13,39 g.

4. Odczytaliśmy masę próbki suchej 11,10 g.

5. Obliczyliśmy gęstość pozorną próbki ze wzoru:

ρ= m_s/V= 11,10/27,0= 0,41 g/cm³

6. Obliczyliśmy wilgotność próbki ze wzoru:

w=[(m_w-m_s)/ m_s] ∙100%=[(13,39-11,10)/ 11,10] ∙100%=21%

7. Następnie umieściliśmy próbkę w urządzeniu obciążającym. Próbka była obciążana ze stałą prędkością. Maksymalna siła niszcząca wyniosła 23,4 kN.

8. Obliczyliśmy wytrzymałość na ściskanie ze wzoru:

f_c,0=F_max/A=23400/888,04=26,4 MPa

Próbka 6

1. Zmierzyliśmy próbkę z dokładnością do 0,1 mm przy pomocy suwmiarki. Jej wymiary przekroju poprzecznego 2,96 cm, 2,95 cm, a wysokość 3,04 cm.

2. Wyznaczyliśmy objętość próbki i wyniosła ona 26,5 cm.

3. Zważyliśmy próbkę wilgotną i odczytaliśmy wynik 13,38 g.

4. Odczytaliśmy masę próbki suchej 11,08 g.

5. Obliczyliśmy gęstość pozorną próbki ze wzoru:

ρ= m_s/V= 11,08/26,5= 0,42 g/cm³

6. Obliczyliśmy wilgotność próbki ze wzoru:

w=[(m_w-m_s)/ m_s] ∙100%=[(13,38-11,08)/ 11,08] ∙100%=21%

7. Następnie umieściliśmy próbkę w urządzeniu obciążającym. Próbka była obciążana ze stałą prędkością. Maksymalna siła niszcząca wyniosła 25,7 kN.

8. Obliczyliśmy wytrzymałość na ściskanie ze wzoru:

f_c,0=F_max/A=25700/873,2= 29,4 MPa

1. Wyznaczyliśmy średnią gęstość pozorną dla próbek suchych, która wynosiła 0,42g/cm³.

2. Policzyliśmy średnią wilgotność próbek przechowywanych w otoczeniu o wilgotności 100% i wyniosła 21%.

3. Obliczyliśmy średnią wytrzymałość na ściskanie dla próbek suchych. Była ona równa 27,9 MPa.

Wyznaczenie twardości statycznej próbek

Wyznaczyliśmy również twardość statyczną próbki drewna. Próbka była obciążana siła równą 8,4 kN. Głębokość wgniatania wynosiła 5,64mm. Twardość obliczyliśmy ze wzoru:

H_stw=kP=1∙8400=8400 N

P- siła obciążająca przy wgniataniu, k- współczynnik równy 1 (w przypadku wgniatania stempla na głębokość 5,64 mm)

Wnioski

Próbki suche (nr 1 i 2), czyli o wilgotności 0% miały większą wytrzymałość na ściskanie niż próbki o wilgotności średniej 10% (nr 3 i 4). Te drugie z kolei miały większą wytrzymałość na ściskanie od próbek nr 5 i 6 o wilgotności średniej 21%. Wymiary przekroju poprzecznego wszystkich próbek były w przybliżeniu takie same, więc nie wpływały one na wartość wytrzymałości na ściskanie. %. Na podstawie tych danych doszliśmy do wniosku, że wraz ze wzrostem wilgotności próbek, maleje ich wytrzymałość na ściskanie.

Warto zauważyć, że wartość maksymalnej siły obciążającej przyłożonej do próbki nr 2 przy której uległa ona zniszczeniu jest o ponad 50% większa niż w przypadku próbki nr 1. Próbki te miały wymiary przekroju poprzecznego w przybliżeniu równe oraz były wykonane z drewna o podobnej gęstości pozornej. Mając na uwadze wyżej wymienione właściwości próbek drewnianych oraz znaczną różnicę w wartości siły możemy stwierdzić, że do pomiarów wkradł się błąd wynikający z niedokładności czynnika ludzkiego. Sądzimy, że obciążenie mogło być przykładane ze zbyt dużą prędkością.

Porównując średnie masy próbek możemy w znacznym przybliżeniu stwierdzić, że próbki nr 5 i 6 były wykonane z drewna cięższego od pozostałych próbek (wskazuje na to większa masa średnia tych próbek)

Gęstość pozorna według informacji zamieszczonych w materiałach przygotowawczych do ćwiczeń laboratoryjnych ma również wpływ na wytrzymałość na ściskanie (obok wilgotności opisanej wcześniej). Owa zależność uwidacznia się na podstawie dwóch pierwszych rodzajów próbek. Próbki 1 i 2 średniej gęstości pozornej 0,41 g/cm³ mają większa wytrzymałość niż próbki 3 i 4, których gęstość pozorna wynosi 0,37 g/cm³. Zależność ta pokazuje, że wytrzymałość na ściskanie wzrasta wraz ze wzrostem gęstości pozornej. Tej zależności przeczą parametry zestawu próbek 5 i 6. Owe odstępstwo od tej zależności może wynikać z większej masy próbek (cięższe drewno)

5

---