ĆWICZENIE 6,7 MATERIAŁY KAMIENNE

Transkrypt

1 ĆWICZENIE 6,7 MATERIAŁY KAMIENNE 6.1. WPROWADZENIE Oznaczanie gętości objętościowej wykonuje ię jedną z natępujących metod: metodą bezpośrednią na próbkach regularnych - gdy uwartwienie, pękanie itp. cechy trukturalne materiału kamiennego nie tanowią przezkody w uzykaniu próbki mającej kztałt protej bryły geometrycznej (ześcianu, walca itp.); metodą hydrotatyczną - gdy materiał kamienny nie odpowiada potawionym wcześniej wymaganiom. Oznaczanie gętości (ciężaru właściwego) wykonuje ię w zależności od wymaganej dokładności pomiaru za pomocą: 1. Piknometru. 2. Kolby Le Chateliera. W tabeli 6.1. podano podtawowe cechy techniczne najczęściej toowanych w budownictwie materiałów kamiennych. Rodzaj kały Tab Podtawowe cechy techniczne materiałów kamiennych. Gętość pozorna g/cm 3 Wytrzymał ość na ścikanie MPa Ścieralność na tarczy Böhmego cm Porowato ść % Naiąkliw ość wagowa % Twardość wg kali Moha Granit, jenit 2,3 2, ,06 0,23 0,1 1,2 0,1 0,7 6 7 Dioryt, gabro 2,7 3, ,06 0,13 0,1 1,2 0,1 0,5 - Bazalt, diabaz 2,6 3, ,09 0,19 0,2 0,9 0,1 0,7 6 8 Porfir, melafir 2,4 2, ,07 0,15 0,2 1,5 0,1 0,7 7 Andezyt 2,4 2, ,08 0,22 0,3 1,5 0,1 0,6 6 7 Piakowiec zbity (kwarcyt) 2,5 2, ,04 0,12 0,5 2 0,1 0,5 7 Piakowiec 1,8 2, ,05 2,50 0,5 25 0, Wapień porowaty 1,7 2, ,5 35 0, Wapień zbity 2,6 2, ,30 0,40 0,5 2 0, Marmur 1,9 2, ,20 0,40 0,5 2 0,1 0,5 3 Dolomit 2,1 2, ,20 1,0 0,5 5 0,2 0,8 2 4 Gnej 2,65 2, ,10 0,12 0,4 3 0,1 0,6 - Serpentynit 2,6 2, ,02 0,10 0,3 3 0,1 0, OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ METODĄ HYDROSTATYCZNĄ Przyrządy. Do oznaczania gętości objętościowej metodą hydrotatyczną ą niezbędne natępujące przyrządy: uzarka pozwalająca utrzymać temperaturę (70 ± 5) C; naczynie próżniowe pozwalające na uzykanie ciśnienia (2,0 ± 0,7)kPa z możliwością topniowego zanurzania zawartych w nim próbek; waga o dokładności ważenia co najmniej 0,01% may, pozwalająca także ważyć próbkę w wodzie; zlewka o pojemności 300 ml; ekykator ze środkiem ouzającym

2 Z każdego elementu, bloku lub odłamka kamienia przeznaczonego do badań należy przygotować co najmniej ześć próbek w kztałcie ześcianów, walców lub graniatołupów. Powinny one być wycięte piłą diamentową lub wycięte z rdzenia. Objętość próbek obliczona na podtawie pomiarów geometrycznych powinna wynoić co najmniej 60 ml. Dodatkowo tounek pola powierzchni do objętości powinien być zawarty w granicach od 0,08 mm -1 do 0,2 mm -1. Próbki należy ponumerować w poób trwały. Ry Zetaw do oznaczania gętości objętościowej materiałów kamiennych. Przebieg oznaczania. 1. Każdą próbkę wyuzyć do tałej may w temperaturze (70 ± 5) C i otudzić w ekykatorze (m d ). 2. Włożyć próbki do naczynia próżniowego i topniowo obniżać ciśnienie do uzykania (2,0 ± 0,7)kPa = (15 ± 5)mmHg. Utrzymywać to ciśnienie przez (2 ± 0,2)h w celu eliminacji powietrza zawartego w porach otwartych próbek. 3. Wprowadzić powoli zdemineralizowaną wodę o temperaturze (20 ± 5) C do naczynia (cza całkowitego wprowadzenia, aż do całkowitego zanurzenia próbek, nie powinien być krótzy niż 15 min). Podcza wprowadzania wody utrzymywać ciśnienie (2,0 ± 0,7)kPa. 4. Natępnie przywrócić w naczyniu ciśnienie atmoferyczne i pozotawić próbki pod wodą przez natępne (24 ± 2)h. 5. Każdą próbkę: zważyć w wodzie i odnotować maę w wodzie m h ; zybko wytrzeć wilgotną ściereczką i oznaczać maę m próbki nayconej wodą. Obliczenie wyniku. Gętość objętościowa (kg/m 3 ) wyrażona jet przez tounek may uchej próbki do jej objętości, zgodnie ze wzorem: md b m m h rh - 2 -

3 gdzie: m d - maa próbki wyuzonej do tałej may, g; m maa próbki nayconej wodą, g; m h maa próbki w wodzie, g; ρ rh gętość wody w badanej temperaturze, g/cm OZNACZANIE GĘSTOŚCI W KOLBIE LE CHATELIERA Badanie gętości w kolbie Le Chateliera daje wytarczającą dokładność pomiaru do celów budowlanych. Ogólny widok zetawu pomiarowego przedtawiono na ry Ry Przyrządy do wyznaczania gętości metodą Le Chateliera. Ry Kolba Le Chateliera. Przyrządy: młynek kulowy, moździerz agatowy, moździerz ze tali utwardzonej; ito o wymiarze boku oczka kwadratowego 0,063 mm; uzarka zafkowa z urządzeniem do regulowania temperatury; waga analityczna; kolba Le Chateliera (ry. 7.2), kalibrowana w temperaturze 20 C; ekykator próżniowy; pompka próżniowa wodna lub olejowa; termotat pozwalający na utrzymanie tałej temperatury 20 1 C. Materiał kamienny należy rozdrobnić w młynku kulowym lub w moździerzu tak, aby całość przezła przez ito o wymiarze boku oczka 0,063 mm. W razie zanieczyzczenia materiału kamiennego czątkami żelaza należy je uunąć magneem. Wyuzyć prozkowany materiał do tałej may w temperaturze (70 ± 5) o C i odważyć maę m e ok. 50 g z dokładnością do ± 0,1 g. Wykonanie oznaczenia. 1. Objętościomierz Le Chateliera napełnić wodą dejonizowaną do poziomu Dodać zważoną prozkowaną próbkę o maie m e do kolby w pięciu porcjach po 10 g każda. Należy upewnić ię, że każda porcja zanurzyła ię w cieczy

4 3. Po wprowadzeniu wzytkich porcji całość wymiezać w celu dyperji prozkowanej próbki w cieczy. 4. Z podziałki należy odczytać objętość V cieczy wypartej przez maę m e prozkowanej próbki w mililitrach z dokładnością do 0,1 ml. Przed utaleniem początkowego poziomu i końcowych odczytów objętości prawdzić, czy temperatura otaczającego powietrza wynoi (20 ± 5) o C. Wynik badania. Gętość (ciężar właściwy) ρ r badanego materiału kamiennego wyraża ię jako tounek may prozkowanej uchej próbki m e do objętości cieczy wypartej przez tę maę m e, zgodnie ze wzorem: r m V e rh gdzie: m e - maa prozkowanej uchej próbki, wyuzonej do tałej may, g; V - objętość próbki wypanej odpowiadająca objętości wypartej przez nią cieczy (odczyt na kolbie), cm 3 ; ρ rh - gętość wody w temperaturze badania, g/cm 3. Norma nakazuje wykonanie dwóch oznaczeń. Za wynik otateczny przyjmuje ię średnią arytmetyczną gętości (ciężarów właściwych) materiału kamiennego obliczoną dla obu próbek. Dopuzczalna różnica między wynikami dwóch wykonanych oznaczeń wynoi 0,02 g/cm 3. W razie jej przekroczenia oznaczanie należy powtórzyć OZNACZANIE POROWATOŚCI OTWARTEJ I CAŁKOWITEJ Do obliczenia zczelności i porowatości wykorzytuje ię wcześniej przeprowadzone oznaczanie gętości objętościowej i gętości. Porowatość otwarta [%] jet wyrażona przez tounek objętości porów otwartych do objętości próbki, zgodnie ze wzorem: m md p 0 = 100 m m gdzie: m d - maa próbki wyuzonej do tałej may, g; m maa próbki nayconej wodą, g; m h maa próbki w wodzie, g; Porowatość całkowita [%] można opiać wzorem: p= 1 b 100 r gdzie: ρ b gętość objętościowa próbki, g/cm3; ρ r gętość próbki, g/cm3; h Normy przedmiotowe: PN-EN 1936:

5 Grupa LP - /zepół Data Ćwiczenie 6 OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJETOŚCIOWEJ MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH METODĄ HYDROSTATYCZNĄ Próbk a Maa próbki uchej m d Maa próbki naączonej w powietrzu m Maa próbki naączonej w wodzie m h Objętość V Gętość objętościowa g g g cm 3 g/cm 3 Średnia: b Rodzaj badanego materiału: Temperatura badania [ C]: t =.. Gętość wody w temperaturze badania [g/cm 3 ]: rh =.. Uwagi końcowe: - 5 -

6 Grupa LP - /zepół Data Ćwiczenie 7 OZNACZANIE GĘSTOŚCI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH W KOLBIE LE CHATELIERA ORAZ ICH POROWATOŚCI Próbk a 1 2 Maa próbki Objętość Gętość m e V r g cm 3 g/cm 3 Średnia: Rodzaj badanego materiału: Temperatura badania [ C]: t =.. Gętość wody w temperaturze badania [g/cm 3 ]: rh =.. m md Porowatość otwarta [%] p 0 = 100 m m h =.. Porowatość całkowita [%] p= 1 b 100 =.. r Uwagi końcowe: - 6 -