Podstawowe właściwości fizyczne, Materiały budowlane
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Politechnika
Opolska
Wydział
Budownictwa
Edyta Janota
Grupa
Laboratoryjna: 4
Semestr II letni
2007/2008 r.
Data:
17.03.2008r.
Podstawowewłaściwościfizyczne,mechanicznei
chemiczne materiałówbudowlanych.
Oznaczaniegęstościigęstościobjętościowej
materiałów
1.
Wstępteoretyczny
Materiały budowlane
sązłożonezbardzoskomplikowanychzwiązków
chemicznychktórepowinnymiećodpowiedniewłaściwościtechniczne
decydująceokonkretnymzastosowaniuwbudownictwie
Każdymateriałposiadacechyfizyczne, mechaniczne oraz chemiczne.
a)
WŁAŚCIWOŚCIFIZYCZNE
Gęstośćigęstośćobjętościowa:
Jednązpodstawowychinformacjiomaterialejestgęstość,określanajakostosunekmasy
kgiobjętościm
3
].
Gęstośćobjętościowanatomiasttomasajednostkiobjętościm
3
materiałuwrazz
zawartymi w nim porami.
Porowatość
JesttozawartośćporówpowietrznychwmaterialePorywewnątrzmateriałumogąbyć
całkowiciesuche,wypełnionewodączęściowolubcałkowicieMatowięcwpływna
rzeczywistąmasęmateriałuprzyróżnychstopniachzawilgoceniaiinnewłaściwości
fizyczne.
Wyróżniasięporyotwarteizamknięte
Wilgotność
PoziomwilgotnościzależyodwarunkówwjakimznajdujesiędanymateriałW
warunkach normalnych (stan powietrzno-suchy)przyjmujesię,żepoziomwilgotności
materiałówjest ustabilizowany i wynosi ok. 16%.
Nasiąkliwość
ZdolnośćpochłanianiawodyprzezmateriałprzyciśnieniuZależyodszczelności
materiału,rodzajuporóworazichwielkościImwiększaszczelnośćiwięcejzamkniętych
porów,tymbardziejmateriałjestodpornynadziałanieczynnikówatmosferycznych
Rozróżniasięnasiąkliwośćwagową,objętościową,względną
Higroskopijność
Podatnośćniektórychsubstancjinaprzyciąganiewilgocilubnawetwiązaniesięzwodą
Higroskopijnośćwystępujewtedy,gdywodaprzenikazmiejscakontaktuzmateriałemdo
jegosąsiednichobszarówwgłąb
Kapilarność
Zdolnośćpodciąganiawodyprzezmateriałydoichwnętrza
Przesiąkliwość
Łatwośćprzesiąkaniairozmakaniamateriałówbudowlanych
Przepuszczalnośćparywodnej
Współczynniktenodpowiadailościwilgoci,wpostaciparywodnej,jakadyfundujeprzez
warstwęmateriałuogrubości1miprzekrojuA=1m
2
,przyróżnicyciśnieńparywodnej
po obydwu stronach warstwy p=1 Pa i w czasie t=1 h.
Mrozoodporność
Tookreślenieodpornościmateriałunacyklicznezamrażanieiodmrażanie
StopieńmrozoodpornościprzyjmujesięnapodstawiewskaźnikaN,oznaczającegoliczbę
cyklizamrażaniairozmrażania
Ognioodporność
Zdolnośćmateriałudoprzeciwstawieniasięniszczącejsileciepła,działającegonajego
strukturęwwysokiejlubpodwyższonejtemperaturze
Żaroodporność iżarowytrzymałość
Żaroodporność- odpornośćmateriałunadziałaniewysokichlubpodwyższonych
temperaturpowtarzającychsięokresowo
Żarowytrzymałość- cechamateriałucharakteryzującasiętym,żezachowujeon
pierwotneswewłaściwościwwysokichlubpodwyższonychtemperaturach
Rozszerzalnośćcieplna
Właściwośćfizycznaciałpolegającanazwiększaniusięichdługościlubobjętościwmiarę
wzrostu temperatury.
Przewodnośćcieplna
Przewodzenieciepłainformujeoilościciepła,którajestprzewodzonaprzezwarstwę
materiałuogrubości1miprzekrojuA=1m
2
wwarunkachróżnicytemperaturT=1Kiw
czasie t = 1 s.
Pojemnośćcieplna
Właściwośćmateriałupolegającanazdolnościpochłanianiamniejszejlubwiększejilości
ciepłaprzyjegonagrzaniu
b)
WŁAŚCIWOŚCIMECHANICZNE
Wytrzymałość
Wytrzymałośćzajmujesięobserwowaniemzachowaniasięciałapoddanegosiłom
zewnętrznympodkatemodpowiadającymim(wywołanychprzeznie)siłwewnętrznychi
odpowiadającychimnaprężeńorazwywołanychprzeznieodkształceń
o
Narozciąganie(Jesttonaprężenieodpowiadającenajwiększejsileniszczącej
F
m
uzyskanejwczasieprowadzeniapróbyrozciągania,odniesionejdopierwotnego
przekrojupoprzecznegotejpróbki)
o
Naściskanie(Rodzajobciążeniaciała(elementukonstrukcyjnego),naktóre
składająsiędwieprzeciwniedziałającesiłyF,powodująceściśnięcieciaław
kierunkuliniidziałaniatychsił)
o
Nazginanie(Stanobciążeniamateriału,wktórymnamateriałdziałamoment gnący,
pochodzącyodparysiłdziałającychwpłaszczyźnieprzekrojuwzdłużnego
materiału)
Kruchość
Cechapolegającanapękaniuikruszeniusięmateriałupod
wpływemsiły,którananiegodziała
Twardość
Odpornośćmateriałunaodkształceniawywołanedziałaniem
skupionego nacisku na jego powierzchnię
Najczęściejstosowanajest10-stopniowaskalatwardościciał
stałych(SkalaMohsa)Jeślibadaneciałorysujeprzypotarciu
minerałotwardościn-1,zaśminerałotwardościn+1dajerysę
nabadanymciele,tomaonotwardośćrównąnCiałao
twardoścido2dająsięrysowaćpaznokciem,otwardoścido5-
ostrzemnoża,ciałazaśotwardości6lubwięcej- rysująszkło
Sprężystość
Właściwośćciałmaterialnychodzyskiwaniapierwotnegokształtuiwymiarówpo
usunięciusiłzewnętrznychwywołującychzniekształcenie
Ciągliwość
:
Określeniestosowanedoocenyjakościowejpodatnościmateriałówdoodkształceń
trwałychbeznaruszeniaspójnościmateriału
Ścieralność
:
Jesttoodpornośćnaścieranie,określanazmniejszeniemmasy,objętości,wysokościlub
grubościpodwpływemczynnikówścierających
Pełzanie
Powolne,ciągłeplastycznewydłużaniesięmateriałupodstałymobciążeniemiprzystałej
temperaturze.
Wprzypadkubetonupełzaniejestzależneodklasybetonu,wiekubetonuwchwili
obciążenia,wilgotnościśrodowiska,miarodajnegowymiaruelementu
Relaksacja
Zmniejszeniebądźspadeknaprężeńwczasieprzystałychodkształceniachwskutek
płynięciamateriału
c)
WŁAŚCIWOŚCICHEMICZNE:
Składchemiczny,jakościowyiilościowy
Odpornośćnakorozję
zdolnośćmateriałudoprzeciwstawieniasięniszczącemudziałaniuokreślonego
środowiskakorozyjnego
Niezmiennośćskładuchemicznegomateriałuwczasie
2.
Określeniegęstościigęstościobjętościowej (PN-EN 1936:2007)
ZASADA METODY:
Powysuszeniupróbkidostałejmasy,wwynikupróżniowegonasyceniazanurzonychw
wodziepróbek,oznaczanesągęstośćobjętościowąiporowatośćotwartąpróbek
Oznaczaniegęstościiporowatościcałkowitejwymagasproszkowaniapróbki
DEFINICJE:
Gęstośćobjętościowaρ
0
: stosunek masywysuszonejpróbkidobadaniadojej
objętości
Objętośćobjętośćograniczonazewnętrznąpowierzchniąpróbkidobadania,z
uwzględnieniemwszystkichpustychprzestrzeni
Objętośćczęścistałejróżnicapomiędzyobjętościąpustejpróbkidobadania,a
objętościąpustychprzestrzeni(otwartychizamkniętychporów)
Gęstość(ρ
r
)stosunekmasywysuszonejpróbkidobadaniaiobjętościczęścistałej
SYMBOLE
m
d
masawysuszonejpróbki,wgramach
m
h
masapróbkizanurzonejwwodzie,wgramach
m
s
masanasyconejpróbki,wgramach
m
e
masapróbkisproszkowanej(dobadańzużyciempiknometrulubobjętościomierza),w
gramach
m
1
masapiknometruwypełnionegowodąisproszkowanąpróbką,wgramach
m
2
masapiknometruwypełnionegowodą,wgramach
V
b
objętość próbki,wmililitrach
V
s
objętośćwypartejcieczyprzezpróbkęwstaniesproszkowanymm
e
(badanie
objętościomierzem)
ρ
b
gęstośćobjętościowapróbki,wkilogramachnametrsześcienny
ρ
r
gęstośćpróbki,wkilogramachnametrsześcienny
ρ
m
gęstośćwody,wkilogramachnametrsześcienny
APARATURA
Suszarkazwentylacjąpozwalającautrzymaćtemperaturę(70±5˚C)
Naczyniepróżniowepozwalającenauzyskanieciśnienie(2,0±0,7)kPa=(15±5)
mmHgzmożliwościąstopniowegozanurzaniazawartychwnimpróbek
Wagaodokładnościważeniaconajmniej0,01%masy,pozwalającatakżeważyć
próbkęwwodzie
Urządzeniedopomiaruliniowegozdokładnością0,1mm
Piknometrtypu3wgISO/DIS3507onominalnejpojemności50ml
ObjętościomierztypuLeChatelierskładającysięzkolbypłaskodennejzszyjką
wycechowanąod0mldo24mlzpodziałkąco0,1ml
Sito o boku otworu 0,063 mm.
Eksykatorześrodkiemosuszającym
PRZYGOTOWANIEPRÓBEKDOBADANIA
1)
Pobieranie próbek
Należypobraćdobadańconajmniejsześćpróbek
2)
Próbki do badania
Próbkidobadaniamająpostaćwalców,sześcianówlubIchobjętośćobliczonana
podstawiepomiarówgeometrycznychpowinnawynosićconajmniej25ml
Dodatkowo,stosunekpolapowierzchnidoobjętościpowinienbyćzawartywgranicach
0,1 mm
-1
do 0,2 mm
-1
3)
Suszenie próbek
Próbkinależywysuszyćdostałejmasyotemperaturze(70±5˚C)Stałąmasęosiągasię
wtedy,gdyróżnicamiędzydwomakolejnymiwrażeniamiwykonywanymiwczasie
(24±2)hniejestwiększaod0,1%masypróbkiPróbkipowinnybyćprzechowywane w
eksykatorzeażdoosiągnięciatemperaturypokojowej
METODA BADANIA
1)
Gęstość objętościowa
Zważyćkażdąpróbkę
m
d
,następniewłożyćpróbkidonaczyniapróżniowegoistopniowo
obniżaćciśnieniedouzyskania(2,0±0,7)kPa=(15±5)mmHg
Utrzymywaćtociśnienieprzez(24±2)hwcelueliminacjipowietrzazawartegowporach
otwartychpróbek
Wprowadzićpowolidejonizowanąwodęotemperaturze(20±5)˚Cdonaczynia(czas
całkowitegozanurzeniapróbekniepowinienbyćwiększyniż15min)
Podczas wprowadzaniawodyinastępnieprzez(24±2)hutrzymywaćciśnienie
(2,0±0,7)kPa
Potymczasieprzywrócićwnaczyniuciśnienieatmosferyczneipozostawićpróbkii
pozostawićpodwodąprzeznastępne(24±2)h
Następniekażdąpróbkę
- zważyćwwodzieiodnotowaćmasęwwodzie
m
h
;
- szybkowytrzećwilgotnąściereczkąioznaczyćmasę
m
s
próbkinasyconejwodą
2)
Gęstość
a)
Metoda A (piknometr)
Każdąpróbkę,pooznaczeniugęstościobjętościowejiporowatościotwartej,rozdrobnić
oddzielnieażdoprzejściacałościprzezsito 0,063mm.
Wysuszyćsproszkowanąpróbkędostałejmasy,zważyćmasę
m
e
,wilościwprzybliżeniu
25g,zdokładnościądo±0,01g
Wlaćdejonizowanąwodędopiknometruinapełnićgowprzybliżeniudopołowy
Następniedodaćsproszkowanązważonąpróbkęomasie
m
e
icałośćwymieszać,wcelu
dyspergowaniaciałastałegoPiknometrpoddaćdziałaniupróżnipodciśnieniem
(2,0±0,7)kPadomomentu,ażniebędątworzyćsiępęcherzyki,wtedywypełnićpiknometr
dejonizowanąwodąprawiedopełnaipozostawićażwodaponadsproszkowanąpróbką
będzieprzezroczysta
Ostrożniedopełnićpiknometrwodądejonizowaną,zamknąćkorkiemiostrożniewytrzeć
Następniezważyćpiknometrzdokładnościądo±0,01g(
m
1
).
Pustyiumytypiknometrzalaćsamądejonizowanąwodęizważyćzdokładnościądo
±0,01g(
m
2
)Przedkażdymważeniemsprawdzić,czytemperaturaotaczającegopowietrza
wynosi(20±5)˚C
b)
MetodaB(objętościomierzLeChateliera)
[ Pobierz całość w formacie PDF ]