Laboratorium 6,7,8

Temat: Właściwości mechaniczne materiałów jako podstawa do oceny jakości ich klasyfikacji.

Cel: Metody oznaczenia właściwości mechanicznych:

próba klasyfikacji materiałów oraz na tej podstawie wyciągnięcie wniosków co do zastosowania poszczególnych materiałów.

Wykonali:

Aleksandra Pedziwiatr

Aleksandra Mądry

Sylwia Baran

Bartłomiej Nowomiński

1.Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie .

Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie betonu próbka o wymiarze 15*15*15

F = 225cm²

P_c= 89000daN

R_c = P_c/F=39,6MPa

2.Oznaczenie wytrzymałości na osiowe rozciąganie .

Wytrzymałość stali na rozciąganie:

Długość pręta l=20cm l= 20cm

Średnica pręta d=4,2mm=0,42cm d=4mm=0,4cm

P=955daN P=957daN

R_r=682,1MPa Rr=736,1MPa

F₁=0,14cm² F₂=0,13cm²

R_r=708Mpa

3.Oznaczenie wytrzymałości na rozciąganie przez rozłupywanie.

Oznaczenie wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu gipsu:

Próbka o wymiarze 16*16

F=(∏*16)/4=201,1cm²

P_c=8600dNa

Rc=4,28Mpa

4.Oznaczenie twardości drewna- metoda Janki.

	Próbki dębowe		Próbki sosnowe
		wzdłuż daN	w poprzek daN	wzdłuż włókien	w poprzek włókien
1	636	695	285	278
2	726	612	318	293
3	680	606	330	246
średnia	6,81kN	6,38kN	3,11kN	2,72kN

Z przeprowadzonych doświadczeń wynika następujący podział według twardości:

Drewno dębowe wzdłuż włókien - IV klasa drewno twarde

Drewno dębowe w poprzek włókien - III klasa drewno średnio twarde

Drewno sosnowe wzdłuż włókien - I klasa drewno bardzo miękkie

Drewno sosnowe w poprzek włókien - I klasa drewno bardzo miękkie

5. Oznaczenie ścieralności minerału naturalnego.

Próbki o wymiarach 70,0*71,0*66,5 poddano oznaczeniu na tarczy Boehmego.

Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie cegły (oznaczenie klasy cegły)

P_c=138*200daN

F=12*12,6cm

12*12,4cm

F_śr=12*12,5=150cm²

R_c= 2760/150=18,4MPa

Mat	Rc Mpa	Rr MPa	Rg MPa	Twardość[kN]		Ścieralność[mm]
								wzdłuż	w poprzek	wzdłuż	w poprzek
Beton	39,6	2,1
Zap. Cem.	34,6		5,23
Gips bud.	15,8		3,51
Drewno sos.	60,8		40,5	3,11	2,72
Drewno dębo.	80,5			6,81	6,38
Cegła
Kamień						0,83	0,727
Stal		70,8

Wnioski:

Z przeprowadzonych oznaczeń wynika, że drzewo jak i beton ma dużą wytrzymałość na ściskanie, dlatego też jest dobrym materiałem konstrukcyjnym. Niestety w dużym stopniu jest nieodporny na wilgoć i szkodniki. Drewno posiada też dużą wytrzymałość na zginanie, znacznie większą od zaprawy czy gipsu, ponadto jest materiałem o dużej twardości. Dlatego podobnie jak kamienie mineralne nadaje się na okładziny zarówno podłogowe jak i ścienne. Po ułożeniu trzeba powlec lakierem co zabezpieczy go przed czynnikami zewnętrznymi (właśnie w tym kamień znacznie przewyższa właściwości drewna, gdyż ma on dodatkowo małą podatność na ścieranie. Stal ze względu na bardzo dużą wytrzymałość na rozciąganie stosuje się jako materiał zbrojeniowy, czyli drugorzędny, mający na celu zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie belki.

Oznaczenie klasyfikacji cegły, cementu i gipsu:

Materiał	Podst. klasyfikacji	Wynik	Wymag. Normy	Klasyfikacja	Zastosowanie
Cement	Wytrzymałość na ściskanie [MPa]	34,6	32,5; 42,5 52,5	32,5	Do konstrukcji: beton i żelbet., do cienkościennych konstrukcji, do konstrukcji żelbet.
Gips	Wytrzymałość na ściskanie [MPa]	15,8	8;6	6B-4	Do ozdób architektonicznych, do produkcji elementów prefabrykowanych, gipsobetonów
Cegła	Wytrzymałość na ściskanie [MPa]	18,4	3,5; 5; 7,5; 10;15; 20	15	Do ścian nośnych wewnętrznych , zewnętrznych, wypełniających

Oznaczenie kruchości:

Beton[daN]		Zapr.cement. [daN]		Gips [daN]		Drewno {daN]
rozciągające	ściskająca	rozciągające	ściskająca	rozciągające	ściskająca	rozciągające	ściskająca
	85000	220	9600	160	3900		3120 dębo.
		240	8000	140	4000		3420
		210	8800	150	4400	110	3120
			8000		3700	70	2230 sosn.
			8600		4200		2500
			8800		3500		2570
		223	8633	150	3950

K=R_r/R_c

K_cem=1,93/34,6=0.04

K_gips=0,94/15,8=0,059

K_Ds=7/60,8=0,115

K_bet=2,1/39,6=0,53

Wskaźnik kruchości: beton, drzewo sosnowe.

Materiał	Wskaźnik Współczynnik	Wynik	Wartość gran.	Klasyfikacja	Zastosowanie
Drewno sosnowe	ozn. Twardości	3,11		<3,5 kN drewno bardzo miękkie	Mat. Stosunkowo miękki o dużej wytrzymałości i sprężystości. Służy do wyrobu stolarki budowlanej
		ozn. kruchości	0,115
	Drewno dębowe	ozn. twardości	6,8		6,5 do 10kN drewno twarde	Jako elementy konstrukcyjne, mat. podłogowe, okładziny ścienne
		ozn. kruchości	0,135
		ozn. ścieralności	0,727	<=0,8		Do okładzin podłogowych ściennych

Oznaczenie ścieralności:

	Przed ścieraniem	Po ścieraniu
	Długości ścianki (mm)	Długość ścianki (mm)
L1	66,1	65,0
L2	66,5	66,0
L3	66,5	66,0
L4	66,2	65,0
Masa(g)	862,62	854,30
F(mm^2)	71,0*70,0	71,0*70,0

Oznaczenie ścieralności na podstawie straty wysokości:

K₁=1,1

K₂=0,5

K₃=0,5

K₄=1,2

S =0,83

Oznaczenie ścieralności na podstawie straty masy:

S =Δ/(F*ρ₀)

δ=0,727

ρ₀=862,62/328020=0,0026(g/mm²)

Δm=8,32(g)

F=66,3*66,3=4399(mm²)

Oznaczenie klasy wytrzymałości cementu:

Siła ściskania Pc[daN]

9600

8000

8800

8600

8663

R=34,6Mpa

F=4*6,25cm²=25cm²

Oznaczenie klasy wytrzymałości gipsu:

Siła ściskania Pc[daN]

3900

4000

3700

3500

4200

3950

R=15,8 Mpa

F=25cm²

Oznaczenie współczynnika rozmiękania cementu i gipsu:

r =R_cn/R_cs

Ściskanie gipsu [daN]		Ściskanie cementu [daN]
suchego	wilgotnego	suchego	wilgotnego
700	170	1900	2140
800	200	4230	1980
850	310	3220	2400
783	227	3117	2173

r =0,29 r=0,70

Wniosek:

Z obliczeń przeprowadzonych po doświadczeniu wynika, że gips ze względu na bardzo małą wytrzymałość materiału wilgotnego nie może nie może być stosowany w środowisku agresywnym, czyli gdzie materiał jest poddawany pod działanie wody. Oznaczenie rozmiękania cementu ze względu na błąd wyszło niewłaściwe, gdyż zaprawę cemętową można stosować w środowisku w którym działa woda.

---