Nr ćwiczenia: Metody badań kamienia naturalnego: Temat: Oznaczanie odporności na poślizg z użyciem przyrządu wahadłowego 3 Norma: PN-EN 14231:2004

Transkrypt

1 Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej Instrukcja do zajęć laboratoryjnych Eksploatacja i obróbka skał Nr ćwiczenia: Metody badań kamienia naturalnego: Temat: Oznaczanie odporności na poślizg z użyciem przyrządu wahadłowego 3 Norma: PN-EN 14231:2004 Opracował: dr inż. Paweł Strzałkowski Wprowadzenie Odporność na poślizg jest jednym z najważniejszych parametrów użytkowych posadzek wykonywanych z kamienia naturalnego i należy ją rozumieć jako możliwość zachowania przyczepności obuwia przechodniów względem uczęszczanego podłoża. Utrata przyczepności obuwia przechodniów prowadzi do utraty kontroli równowagi i zwiększa ryzyko upadku. Ryzyko wystąpienia utraty przyczepności można kontrolować między innymi poprzez dobór odpowiedniego rodzaju wykończenia powierzchni posadzki. Do innych parametrów, które mogą wpływać na ryzyko poślizgnięcia to rozlane płyny, zanieczyszczenia i przeszkody, czynnik ludzki oraz obuwie (Byrdy, 2009). Najbardziej efektowną fakturą posadzek jest powierzchnia polerowana, ma ona jednak podstawową wadę: okładziny kamienne z powierzchnią polerowaną mogą charakteryzować się niskim współczynnikiem tarcia, czyli mogą mieć małą odporność na poślizg. Dodatkowo przyczepność posadzki do obuwia przechodniów może znacznie się obniżyć w przypadku jej eksploatacji w warunkach mokrych. Na ogół nawierzchnie kamienne spełniają wymagania bezpieczeństwa antypoślizgowego w warunkach suchych dla każdego rodzaju faktury kamienia (Byrdy, 2009). Jeżeli chropowatość powierzchni kamiennej jest większa niż 1 mm to należy ją traktować jako bezpoślizgową i niewymagającą badań (PN-EN 14231:2004). Istotne jest, aby odpowiednio dobrać posadzkę do jej zastosowania zwracając uwagę na odporność na poślizg. Znajomość wartości mieszonego wskaźnika odporności na poślizg (SRV) umożliwi odpowiednie dobranie materiału kamiennego i jego wykończenia do jego zastosowania (Byrdy, 2009). Pomiary odporności na poślizg wykonywane są wieloma metodami, m.in. DIN 51130, BS :2002, PN-EN 14231:2004. W Polsce odporność na poślizg bada się z użyciem przyrządu wahadłowego zgodnie z normą PN-EN 14231:2004. Badanie wykonuje się w warunkach laboratoryjnych na próbkach wykorzystywanego kamienia lub w warunkach polowych na gotowych nawierzchniach kamiennych (Byrda, 2009). Metoda badania polega na wyznaczeniu współczynnik tarcia pomiędzy ślizgaczem a powierzchnią badanej próbki przez pomiar zmniejszenia wychylenia wahadła (PN-EN 14231:2004). Cel zajęć laboratoryjnych Oznaczanie odporności na poślizg z użyciem przyrządu wahadłowego wybranych kamieni naturalnych. Aparatura Wahadłowy przyrząd do badania tarcia (rys. 1) składa się z następujących części: 1. Gumowego ślizgacza napinanego sprężyną. Powinien on być zamocowany na końcu ramienia wahadła w taki sposób, aby ślizgająca się krawędź była w odległości 510 ± 1 mm od osi zawieszenia. Parametry ślizgacza: 1

2 Szeroki ślizgacz z gumową wkładką o szerokości 76,2 ± 0,5 mm i długości 25,4 ± 1,0 mm (w kierunku wahnięcia) oraz grubości 6,4 ± 0,5 mm; długość ślizgu to 126 mm Wąski ślizgacz z gumową wkładką o szerokości 31,8 ± 0,5 mm i długości 25,4 ± 1,0 mm oraz grubość 6,4 ± 0,5 mm, długość ślizgu to 76 mm Ślizgacz powinien być zamocowany na sztywnej podstawie z centralną osią obrotu na końcu ramienia wahadła w taki sposób, aby przy najniższym położeniu ramienia krawędź ślizgacza pozostawiająca ślad stykała się z badaną powierzchnią próbki. W takim położeniu ślizgacz może obracać się wokół osi bez oporu, przesuwając się po nierównościach badanej powierzchni w trakcie wahnięcia ramienia wahadła. Rys. 1. Przyrząd wahadłowy (wahadło angielskie) Ślizgacz powinien sprężynować w stosunku do badanej powierzchni Przed użyciem nowego ślizgacza należy go dotrzeć w celu uzyskania minimalnej krawędzi natarcia szerokości 1 mm, jak przedstawiono na rysunku 2. Ślizgacz należy wycofać, gdy szerokość krawędzi natarcia, przekroczy 3 mm. 1. Ślizgacz gumowy 2. Aluminiowe podłoże 3. Krawędź natarcia 4. Szerokość zużycia (między 1 mm i 3 mm) Rys. 2. Zespół ślizgacza przedstawiający szerokość zużycia krawędzi natarcia 2. Podstawy o dostatecznej masie, zapewniającej stabilność przyrządu podczas badania 3. Mechanizmu podnoszenia i opuszczania osi zawieszenia ramienia wahadła, tak by umożliwić regulację ślizgu po powierzchni próbki na stałej długości 126 ±1 mm, gdy stosowany jest szeroki ślizgacz lub 76±1 mm, gdy stosowany jest wąski ślizgacz.. W tym celu wymagany jest przyrząd pomiarowy z zaznaczoną odległością, jak na rysunku 3. 1 Przyrząd pomiarowy 5 Rzeczywista długość ślizgu 2 Ślizgacz 6 Widok z boku 3 Krawędź odniesienia 7 Widok z góry 4 Zmierzona długość Rys. 3. Przyrząd do pomiaru długości ślizgu 4. Śruby regulacyjnej umożliwiającej ustawienie kolumny nośnej w pionie 5. Mechanizmu do zatrzymania i zwolnienia ramienia wahadła, aby spadało swobodnie z pozycji poziomej 6. Wskazówki 2

3 7. Pierścienia regulacji tarcia w mechanizmie wskazówki Pierścieniem należy regulować siłę docisku w taki sposób, aby przy swobodnym wahnięciu ramienia od pozycji startowej, wskazówka po swobodnym ruchu wahadła w przód wskazała wartości 0 skali C i F. 8. Kołowej skali (skala C), wykalibrowaną na długość ślizgu 126 mm po płaskiej powierzchni, z podziałką od O do 150, w odstępach, co pięć jednostek 9. Kołowej skali (skala F), wykalibrowaną na długość ślizgu 76 mm po płaskiej powierzchni, z podziałką od O do 1 w odstępach, co 0, Wahadła Masa ramienia wahadła łącznie ze ślizgaczem powinna wynosić 1,50 ± 0,03 kg. Środek ciężkości powinien być na osi ramienia w odległości 410 ± 5 mm od osi zawieszenia. 1. Skala C (długość ślizgu 126 mm) 2. Skala F (długość ślizgu 76 mm) 3. Wskazówka 4. Wahadło 5. Gumowy ślizgacz 6. Śruba poziomująca 7. Uchwyt mocujący próbkę do badania 8. Poziomica alkoholowa 9. Śruba regulacji pionowej 10. Podstawa 11. Mechanizm zatrzymania i zwolnienia ramienia wahadła 12. Pierścień regulacji tarcia 13. Oś zawieszenia wahadła i wskazówki 14. Mechanizm podnoszenia i opuszczania osi zawieszenia ramienia wahadła Rys. 4. Budowa wahadłowego przyrządu do badania tarcia Materiały do badań Próbka do badań Próbką do badania powinien być cały wyrób lub jego fragment wycięty tak, aby zawierał licową powierzchnię elementu. Każda próbka do badania powinna mieć wymiary umożliwiające badanie powierzchni 136 mm x 86 mm. Powierzchnie należy badać z użyciem ślizgacza, o szerokości 76 mm i nominalnej długości ślizgu 126 mm, z odczytem skali C. Jeżeli to nie jest możliwe, można wybrać do badania mniejszą powierzchnię, 42 mm x 86 mm i badać z użyciem ślizgacza o szerokości 31,8 mm i długości ślizgu 76 mm, z odczytem na skali F. Woda o temperaturze 20 ± 5 C stosowana do badania w warunkach wilgotnych Zaciski mocujące próbkę Metoda badania 1. Wybrać ślizgacz i skalę pomiarową odpowiednią do wymiarów próbki. 2. Przymocować sztywno próbkę do badania dłuższym bokiem w kierunku drogi wahadła i centralnie w stosunku do gumowego ślizgacza. 3

4 3. Wyregulować wysokość ramienia wahadła, tak, aby gumowy ślizgacz, przesuwając się po próbce, stykał się z nią całą swoją powierzchnią i na określonej długości ślizgu, oraz czy ślizgacz będzie się ślizgał całą swoją szerokością po próbce. 4. Wykonać pomiar w warunkach suchych: a) Przesunąć wskazówkę do położenia stop. Zwolnić ramię wahadła poprzez naciśnięcie wyzwalacza i chwycić ramię wahadła w jego powrotnym wahnięciu, zanim ślizgacz ponownie zetknie się w badaną powierzchnią. Zapisać pozycję wskazówki na skali. Ustawić ramię i wskazówkę w położeniu początkowym, utrzymując ślizgacz z dala od powierzchni, za pomocą odpowiedniego mechanizmu. b) Powtarzać czynność podaną w pkt. a), w tym samym kierunku, aż do uzyskania pięciu kolejnych odczytów (na skali C), nieróżniących się o więcej niż 3 jednostki. Gdy stosowana jest skala F, to pięć kolejnych odczytów nie powinno różnić się o więcej niż 0,03. c) W przypadku badań laboratoryjnych, obrócić próbkę o 180 i powtórzyć czynności 5. Wykonać pomiar w warunkach wilgotnych. a) Przed każdym wahnięciem wahadła, badaną powierzchnię obficie zmoczyć wodą o temperaturze 20 ± 5 C. b) Powtórzyć czynności podane w punktach od 4 a) do 4 c) na powierzchniach wcześniej nie badanych. Jeżeli badana jest więcej niż jedna próba, należy najpierw wykonać na wszystkich próbach pomiary w warunkach suchych, a następnie w warunkach wilgotnych zachowując wszystkie elementy metody badania. Przedstawianie wyników Dla każdej próbki lub każdej badanej powierzchni obliczyć wartość średnią z każdego zbioru pięciu odczytów, dla każdego kierunku, zarówno w warunkach suchych, jak i wilgotnych. Jeżeli podczas badania jest stosowany szeroki ślizgacz, obliczyć wartość odporności na poślizg wahadłowego przyrządu dla każdej próbki, jako średnią z dwóch uprzednio zapisanych wartości średnich, wyznaczonych w dwóch przeciwnych kierunkach, z zaokrągleniem do 1 jednostki na skali C. Jeżeli podczas badania jest stosowany wąski ślizgacz, obliczyć wartość odporności na poślizg wahadłowego przyrządu dla każdej próbki, jako średnią z dwóch uprzednio zapisanych wartości średnich, wyznaczonych w dwóch przeciwnych kierunkach, z zaokrągleniem do 0,01 jednostki na skali F, pomnożoną przez 100 i przez współczynnik korekcyjny (1,2), który jest stosowany w celu skorygowania podziałki na skali oraz wpływu różnych długości ślizgu. Należy sklasyfikować odporność na poślizg dla każdej badanej próby i badanych warunków (Instrukcja Wahadło angielski do pomiaru tarcia, 2005): Wartość testu wahadła SRV Możliwość poślizgnięcia Wysoka Średnia Niska Bardzo niska Literatura Byrdy A., 2009, Odporność posadzek kamiennych na poślizg. Świat Kamienia 5(60). Instrukcja. Wahadło angielskie do pomiaru tarcia. 2005, ToRoPoL Sp. z o.o., Warszawa, wersja 4.1. PN-EN 14231:2004, Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczanie odporności na poślizg z użyciem przyrządu wahadłowego. 4

5 Sprawozdanie z badań Metody badań kamienia naturalnego: Oznaczanie odporności na poślizg z użyciem przyrządu wahadłowego PN-EN 14231:2004 Grupa Imię i nazwisko studenta Data Numer albumu Ocena 1. Opis ćwiczenia (metoda badania i przebieg badania) 2. Wyniki badań i obliczenia (załącznik 1) 3. Wnioski 5

6 Załącznik 1. Wyniki badań Nazwę petrograficzna kamienia, kraj wydobycia Warunki badania Kierunek Wyniki pomiarów Średnia z pomiarów Średnia dla w dwóch kierunków Klasyfikacja odporności na poślizg 6