POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Zakład Budownictwa Wodnego i Hydrauliki

LABORATORIUM Z PRZEDMIOTU

BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE

SPRAWOZDANIE Nr 1

Temat ćwiczenia: Badanie właściwości fizycznych wybranych materiałów budowlanych

1

Prowadzący: Dr inż. H. Dąbrowski                           

Grupa: ISIW 1

Zespół: 2

Data wykonania ćwiczenia: 28.02.2011

Data oddania sprawozdania: 14.03.2011

Spis treści

1.              Wstęp              2

2.              Cel i zakres ćwiczenia              2

3.              Opis badań i próbek              2

Opis badania i obliczania gęstości              2

Opis badania wilgotności naturalnej              2

Opis badania nasiąkliwości wagowej i objętościowej              2

Nasiąkliwość wagową oblicza się ze wzoru:              2

Opis badania szczelności i porowatości materiałów              2

Kapilarność              2

4.              Wyniki badań              2

5.              Analiza wyników badań:              2

5.1 Analiza wyników badań kapilarności              2

5.2              Analiza wyników badań gęstości objętościowej              2

5.3 Analiza wyników badań wilgotności, nasiąkliwości              2

5.4              Analiza wyników badań gęstości objętościowej metodą bezpośrednią i z wagą hydrostatyczną              2

6              Wnioski              2

1.     Wstęp

Do właściwości fizycznych materiałów budowlanych zaliczamy:

·          gęstość - stosunek masy materiału do objętości bez porów [kg/m3],

·          ciężar właściwy - iloczyn gęstości i przyspieszenia ziemskiego [kN/m3],

·          gęstość objętościowa- stosunek masy materiału do objętości wraz z porami [kg/m3]. Gęstość objętościową bada się dwiema metodami: metodą bezpośrednią i metodą z wagą hydrostatyczną. Badanie metodą bezpośrednia można przeprowadzać tylko na próbkach o regularnych kształtach. Polega ona na dokładnym zmierzeniu próby, obliczeniu jej objętości i następnie zważeniu jej w warunkach wilgotności naturalnej. Z tabel odczytywana jest masa próby po wysuszeniu. Metoda z wagą hydrostatyczną stosowana jest do prób o nieregularnych kształtach. Polega na określeniu masy suchej, masy pod wodą i masy po nasyceniu próbki.

·          gęstość nasypowa- badana w przypadku materiałów sypkich, zależy od rodzaju materiału, kształtu i wielkości ziaren, stopnia zagęszczenia i wilgotności. Własność ta jest badana dla określenia obciążeń od gruntów budowlanych, kruszyw, nasypów itp. Przeprowadza się badanie gęstości nasypowej dla kruszywa luźnego (określamy masę kruszywa znajdującego się w naczyniu o znanej pojemności i masie) i kruszywa w stanie utrzęsionym (kruszywo znajdujące się w naczyniu utrząsa się 3 minuty na stoliku wibracyjnym Ve-Be).

·          podciąganie kapilarne- zdolność materiału do podciągania wody. Badanie polega na określeniu masy początkowej próbki, następnie włożeniu jej do płaskiego naczynia, wlaniu wody na wysokość ok. 1 cm bez moczenia prób i odmierzaniu 15 min. Po tym czasie należy zmierzyć na jaką wysokość wzniosła się woda w próbie.

·          ciężar objętościowy- iloczyn gęstości objętościowej i przyspieszenia ziemskiego [kN/m3], określany na podstawie gęstości objętościowej.

·          nasiąkliwość- zdolność materiału do wchłaniania i utrzymywania wody, rozróżnia się nasiąkliwość wagową i objętościową,

·          wilgotność naturalna- ilość wilgoci, którą materiał posiada w swojej strukturze w warunkach naturalnych. Określa sie przez zważenie próbki w warunkach naturalnych i po wysuszeniu próbki.

·          szczelność- jest to stosunek gęstości do gęstości objętościowej wyrażana w procentach,

·          porowatość- określa udział przestrzeni porowatej w całym ośrodku
(materiale) porowatym.

2.     Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z różnymi rodzajami materiałów budowlanych i doświadczalne określenie ich podstawowych właściwości fizycznych.

Zakres ćwiczenia obejmował:

·         wyznaczenie i porównanie objętości otrzymanych próbek metodą bezpośrednią i metodą z wykorzystaniem wagi hydrostatycznej,

·         wyznaczenie i porównanie gęstości objętościowej otrzymanych próbek,

·         obliczenie i porównanie szczelności i porowatości badanych prób,

·         wyznaczenie i porównanie wilgotności oraz nasiąkliwości wagowej i objętościowej badanych materiałów,

·         ocenę kapilarności wybranych materiałów,

·         oznaczenie wybranych właściwości materiałów sypkich (gęstości nasypowej, objętościowej, szczelności i jamistości).

3.     Opis badań i próbek

Na załączonych zdjęciach widzimy: przykładowe materiały którymi się zajmowaliśmy, ważenie materiałów sypkich (górne) oraz spisywanie zważonych i zmierzonych już materiałów spod wody

(1 dolne).

Natomiast drugie zdjęcie dolne przedstawia stanowisko do badania właściwości materiałów sypkich.

Metoda bezpośrednia

Badanie metodą bezpośrednia można przeprowadzać tylko na próbkach o regularnych kształtach. Polega ona na dokładnym zmierzeniu próby, obliczeniu jej objętości i następnie zważeniu jej w warunkach wilgotności naturalnej. Z tabel odczytywana jest masa próby po wysuszeniu.

Metoda z wagą hydrostatyczną

Metoda z wagą hydrostatyczną stosowana jest do prób o nieregularnych kształtach. Polega na określeniu masy suchej, masy pod wodą i masy po nasyceniu próby.

Opis badania i obliczania gęstości nasypowej

·  Badanie gęstości nasypowej kruszywa w stanie luźnym i przy wilgotności naturalnej:

Określa się masę kruszywa znajdującego się w naczyniu o znanej pojemności i masie, a następnie oblicza ze wzoru gęstość.

mk, n – masa kruszywa z naczyniem, [kg]

mn – masa naczynia, [kg]

Vn – objętość wsypanego kruszywa = pojemności naczynia [m3]

·  Badanie gęstości nasypowej kruszywa w stanie utrzęsionym:

Postępuje się dokładnie tak samo jak przy badaniu gęstości nasypowej kruszywa w stanie luźnym. Dodatkowo naczynie z kruszywem umieszcza się na stoliku wibracyjnym Ve-Be i utrząsa przez 3 minuty. Po zakończeniu ewentualny nadmiar kruszywa usuwa się i określa jego masę wraz z naczyniem (mn,u).

Opis badania wilgotności naturalnej

Wilgotność naturalną próbek obliczana jest ze wzoru:

[%]
 

gdzie:

w – wilgotność naturalna , [%]

mw – masa próbki przechowywanej w warunkach naturalnych , [kg]

ms – masa próbki po wysuszeniu, [kg]

Opis badania nasiąkliwości wagowej i objętościowej

Nasiąkliwość wagową oblicza się ze wzoru:

[%]
 

Gdzie:

nw – nasiąkliwość wagowa , [%]

mm – masa próbki po nasyceniu , ...