POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA
LABORATORIUM Z PRZEDMIOTU
BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE
SPRAWOZDANIE Nr 1
Temat ćwiczenia: Badanie właściwości fizycznych wybranych materiałów budowlanych
Prowadzący: Wykonał Zespół COWIG4-2
dr inż. Barbara Matlak w składzie:
Dagmara Chrzan
Dorota Kuszner
Magdalena Kolos
Mateusz Grundo
Piotr Kupidura
Radosław Stajniak
Michał Okniński
Mateusz Stępień
Marcin Śliwowski
Adrian Solmiński
Andrzej Wiktorzak
Mateusz Zawadzki
Data wykonania ćwiczenia 01.03.11
Data oddania sprawozdania 15.03.11
1. Wstęp
Materiały budowlane są to różnego rodzaju materiały stosowane do wykonywania budynków lub ich elementów. Wyróżniamy materiały budowlane naturalne (kamień naturalny, drewno, torf, korek), a także sztuczne wytwarzane przez człowieka z materiałów naturalnych (szkło, zaprawy, tworzywa sztuczne itp.)
W zależności od pochodzenia wyróżniamy materiały:
- mineralne,
- metale i ich stopy,
- organiczne.
W zależności od przeznaczenia dzielimy je na:
- konstrukcyjne,
- izolacyjne,
- instalacyjne.
W zależności od stopnia przetworzenia wyróżniamy:
- surowce,
- półfabrykaty,
- wyroby gotowe.
Główne właściwości fizyczne materiałów wykorzystywane w budownictwie to:
1. Gęstość objętościowa i związany z nią ciężar objętościowy mówiący nam o tym jakie obciążenia może przenieść dany materiał.
2. Gęstość nasypowa dotycząca kruszyw i materiałów sypkich.
3. Szczelność (określa jaka część objętości badanego materiału zajmuje materiał bez porów).
4. Porowatość (zawartość wolnych przestrzeni (porów) w materiale, wyrażana w procentach).
5. Nasiąkliwość (zdolność do utrzymywania wody przez materiał).
6. Wilgotność.
7. Kapilarność (podciąganie wody).
8. Przesiąkliwość.
9. Mrozoodporność, którą sprawdza się reakcje materiału na długotrwałe zamrażanie i rozmrażanie materiału, poprzez ocenę jego wszelkich pęknięć na zewnątrz materiału, ubytki masy i spadek wytrzymałości.
10. Przewodność ciepła.
11. Pojemność cieplna.
12. Ogniotrwałość (czyli jak zmienia się kształt materiału pod wpływem wysokich temperatur).
13. Ognioodporność (wytrzymałość materiału na niszczący wpływ ognia podczas pożaru).
14. Palność.
Wszystkie te właściwości bada się, w celu sprawdzenia materiałów pod względem bezpieczeństwa dla ludzi, otoczenia, a także wykorzystania w określonych warunkach
2. Cel i zakres ćwiczenia.
Celem przeprowadzonych przez nas ćwiczeń laboratoryjnych było zapoznanie się z różnymi materiałami budowlanymi, a także doświadczalne wyznaczenie:
- gęstości objętościowej metodą bezpośrednią,
- gęstości objętościowej przy użyciu wagi hydrostatycznej,
- wilgotności,
- nasiąkliwości wagowej oraz objętościowej,
- gęstości nasypowej w stanie luźno usypanym i utrzęsionym,
- podciągania kapilarnego.
3. Opis badań.
3.1 Opis próbek i urządzeń.
Do badań wykorzystywaliśmy następujące próbki:
a) cegła pełna:
b) cegła szamotowa (jasna):
c) cegła klinkierowa:
d) beton zwykły:
e) beton komórkowy szary i biały:
f) zaprawa cementowa:
g) szkło piankowe:
h) kamień naturalny:
i) drewno sosnowe:
j) drewno dębowe:
k) drewno bukowe:
l) drewno świerkowe:
ł) styropian:
m) wełna mineralna
Jako kruszyw używaliśmy piasku kopalnego i kruszywa bazaltowego. Natomiast kapilarność badaliśmy na zaprawie cementowej, gipsie, cegle i cegle szamotowej. Do pomierzenia objętości danych próbek wykorzystywaliśmy suwmiarkę oraz miarkę taśmową. Określając wagę próbek korzystaliśmy z wagi zwyczajnej lub hydrostatycznej do próbek o nieregularnym kształcie. Do pomiarów gęstości nasypowej kruszywa wykorzystywaliśmy metalowych pojemników o znanej objętości.
3.2 Opis wykonania badań.
3.2.1 Pomiar gęstości objętościowej metodą bezpośrednią.
Badanie to przeprowadzaliśmy tylko na próbkach o regularnym kształcie. Suwmiarką mierzyliśmy poszczególne wymiary każdej z próbek, by potem obliczyć ich objętość. Następnie spisaliśmy z tablic masy próbek po wysuszeniu. W końcowym etapie tej metody obliczyliśmy gęstość i ciężar objętościowy korzystając z odpowiednich wzorów:
ρ0=msV , gdzie:
- ρ0 – gęstość objętościowa [g/cm3],
- ms – masa próbki po wysuszeniu [g],
- V – objętość próbki [cm3],
γ0=ρ0×g, gdzie:
- γ0- ciężar objętościowy [kN/m3],
- g – przyspieszenie ziemskie [m/s2].
3.2.2 Pomiar gęstości objętościowej za pomocą wagi hydrostatycznej.
W tej metodzie określaliśmy gęstość objętościową dla próbek o nieregularnych kształtach. Polegało to na pomierzeniu masy każdej próbki pod wodą przy użyciu wagi hydrostatycznej, a także masy po nasyceniu. Korzystając z tablic spisaliśmy masy próbek po wysuszeniu. Na koniec obliczyliśmy objętości próbek, gęstości i ciężary objętościowe korzystając z poniższych wzorów:
V=mm-mmwρw , gdzie:
- mm - masa próbki po nasyceniu [g],
- mmw – masa próbki po nasyceniu w wodzie [g],
- ρw- gęstość wody [g/cm3],
ρo=msV ,gdzie:
-ρo – gęstość objętościowa [g/cm3],
γ0=ρo×g, gdzie:
Masę po nasyceniu próbek mierzyliśmy za pomocą wagi elektronicznej:
natomiast masę pod wodą wagą hydrostatyczną:
3.2.3 Pomiar gęstości nasypowej.
Metodą w stanie luźnym pobraliśmy badane kruszywo do naczynia i zmierzyliśmy jego masę wraz z naczyniem. Znając także jego objętość obliczyliśmy gęstość korzystając z odpowiedniego wzoru:
, gdzie:
- ρn,1 – gęstość nasypowa [kg/m3],
- mk,n – masa kruszywa z naczyniem [kg],
- mn – masa naczynia [kg],
- Vn – objętość pobranego kruszywa równa objętości naczynia [m3].
Natomiast w metodzie w stanie utrzęsionym pobraliśmy kruszywa z nadmiarem i utrząsaliśmy (za pomocą ciężarka, bądź uderzając o stół). Po skończeniu utrząsania usunęliśmy nadmiar kruszywa i pomierzyliśmy masę po utrząsaniu wraz z naczyniem. Objętość była taka sama jak w poprzedniej metodzie. Do obliczenia szukanej wartości posłużyliśmy się tym samym wzorem, z którego korzystaliśmy w poprzedniej metodzie.
3.2.4 Podciąganie kapilarne.
...
mala18mi