TEMATYKA ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z BUDOWNICTWA OGÓLNEGO I MATERIAŁOZNAWSTWA 1. Oznaczanie cech fizycznych spoiw gipsowych 1.1. Klasyfikacja spoiw definicje i przykłady (spoiwa powietrzne i hydrauliczne). 1.2. Zaczyn budowlany definicja. 1.3. Charakterystyka i zastosowanie spoiw gipsowych gips budowlany, gips szpachlowy, gips tynkarski, klej gipsowy. 1.4. Właściwości uŝytkowe spoiw gipsowych plastyczność, współczynnik w/g, czas wiązania, nasiąkliwość, higroskopijność, mrozoodporność, wodoodporność, odporność ogniowa, izolacyjność termiczna, korozja stali w gipsie. 1.5. Oznaczenie konsystencji normalnej. Ze średniej próbki laboratoryjnej naleŝy odwaŝyć 300 350 g spoiwa gipsowego. Przed przystąpieniem do wykonywania oznaczenia nale- Ŝy miskę emaliowaną o pojemności około 1000 cm 3, cylinder metalowy o średnicy wew. Ø50 mm i wysokości 100 mm oraz płytkę szklaną o średnicy powyŝej 240 mm dokładnie oczyścić i przetrzeć wilgotną tkaniną. Do uprzednio przygotowanej miski naleŝy wlać wodę w ilości zaleŝnej od rodzaju spoiwa, a następnie wsypać w ciągu 2 5 s odwaŝone spoiwo. Całość szybko mieszać mieszadłem ręcznym z drutu nierdzewnego przez 30 s, licząc czas od rozpoczęcia wsypywania spoiwa do wody. Po zakończeniu mieszania naleŝy otrzymany zaczyn wlać do cylindra ustawionego na płytce szklanej, a nadmiar zaczynu usunąć noŝem i wyrównać powierzchnię zaczynu z górną krawędzią cylindra. Po 45 s, licząc od początku wsypywania spoiwa do wody (lub 15 s po zakończeniu mieszania), cylinder naleŝy szybko podnieś pionowo na wysokość 150 200 mm, odstawić na bok i zmierzyć rozpływ zaczynu. Pomiar naleŝy wykonać cyrklem traserskim lub linijką, mierząc średnicę placka w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach, z dokładnością do 5 mm. Za wynik oznaczenia konsystencji normalnej naleŝy przyjąć średnią arytmetyczną dwóch pomiarów średnicy placka. JeŜeli rozpływ zaczynu jest mniejszy lub większy niŝ 180 ± 5 mm, oznaczenie naleŝy powtórzyć ze zmienioną ilością wody. 1.6. Oznaczenie czasu wiązania. Przed przystąpieniem do wykonywania oznaczenia naleŝy sprawdzić, czy trzonek przyrządu Vicata (o masie ruchomych części 300 ±2 g), opada swobodnie. Następnie zamocować igłę ze stali nierdzewnej w dolnej części trzonka, na podstawie przyrządu umieścić szklana płytkę o wymiarach 100x100 mm, po czym opuścić trzonek wraz z zamocowaną igłą do jej zetknięcia się z powierzchnią płytki. W tym połoŝeniu ustawić skalę tak, aby wskazówka przyrządu znajdowała się w punkcie zerowym podziałki. Przed przystąpieniem do wykonywania oznaczenia pierścień ebonitowy oraz płytkę szklaną naleŝy lekko przetrzeć olejem. Przygotowany zaczyn o konsystencji normalnej umieścić w pierścieniu ustawionym na płytce szklanej. Czas badania naleŝy odnotować z chwilą dodania spoiwa do wody. W celu uniknięcia znajdujących się w zaczynie pęcherzyków powietrza płytką wraz z pierścieniem naleŝy 4 5 razy wstrząsnąć przez podniesienie i opuszczenie jednego z boków płytki na wysokość około 10 mm. Następnie nadmiar zaczynu usunąć noŝem, wyrównać powierzchnię górną krawędzią pierścienia i natychmiast całość ustawić na podstawie przyrządu Vicata. Trzonek ruchomy przyrządu naleŝy ustawić w takim poło- Ŝeniu, aby igła dotykała powierzchni zaczynu. W celu oznaczenia czasu wiązania naleŝy
igłę swobodnie zanurzać w róŝnych miejscach zaczynu, w odstępach czasu nie dłuŝszych niŝ 30 s. Po kaŝdym zanurzeniu igłę naleŝy dokładnie oczyścić. Za początek wiązani naleŝy przyjąć czas, w którym igła zanurzona w zaczynie zatrzyma się w odległości 2 4 mm nad powierzchnią płytki szklanej. Za koniec wiązania naleŝy przyjąć czas, w którym igła zanurzy się w zaczynie na głębokość nie większą niŝ 1 mm. Początek i koniec wiązania naleŝy liczyć w minutach od chwili dodania spoiwa do wody. 2. Badania techniczne wyrobów ceramiki budowlanej 2.1. Wady wyrobów spowodowane zanieczyszczeniem surowców. 2.2. Wady produkcyjne wyrobów ceramicznych. 2.3. Wyroby ceramiczne. PowyŜsze tematy opracowane są w rozdziale 3. Ich zawartość nie jest wymagana na kolokwium, lecz powinna słuŝyć jako pomoc w przygotowaniu sprawozdania 2.4. Gęstość właściwa definicja. 2.5. Gęstość objętościowa definicja. 2.6. Gęstość nasypowa definicja. 2.7. Szczelność definicja. 2.8. Porowatość definicja. 2.9. Wilgotność definicja. 2.10. Nasiąkliwość definicja (masowa i objętościowa). 2.11. Sprawdzenie kształtu i wymiarów, jak równieŝ ukształtowania i stanu nawierzchni zewnętrznej (rowki, obrzeŝa, Ŝebra, itp.) naleŝy wykonać przez oględziny i pomiar z dokładnością do 1 mm za pomocą szablonu suwakowego lub linijki z podziałką. 2.12. Sprawdzenie wielkości skrzywień powierzchni i krawędzi przeprowadza się przez połoŝenie wyrobu na płaskiej powierzchni i zmierzenie linijką z podziałka odchylenia powierzchni wyrobu od płaszczyzny. Pomiar naleŝy wykonać w miejscu największego odchylenia krawędzi z dokładnością do 1 mm. Wklęsłość powierzchni wyrobu określa się przez przyłoŝenie linii nad miejscem największej wklęsłości i zmierzenie suwmiarką z dokładnością do 0,5 mm największego odchylenia powierzchni wyrobu od linii. 2.13. Sprawdzenie wielkości oraz liczby szczerb, uszkodzeń i pęknięć krawędzi, naroŝy, stopek, Ŝeber, itp. naleŝy przeprowadzić przez oględziny wyrobu, policzenie liczby uszkodzeń i wad oraz ich pomiar z dokładnością do 1 mm. 2.14. Sprawdzenie wielkości oraz liczby rys i pęknięć naleŝy wykonać przez oględziny wyrobu, policzenie liczby rys i pęknięć oraz ich pomiar z dokładnością do 1 mm. 2.15. Sprawdzenie wad powierzchniowych (pęcherze, wytopy, plamy, zgrubienia, bruzdy, itp.) naleŝy wykonać przez oględziny wyrobu, policzenie liczby wad oraz ich pomiar z dokładnością do 1 mm. 2.16. Sprawdzenie odchylenia powierzchni bocznych lub czołowych od pionu wykonuje się przez połoŝenie wyrobu na płaskiej powierzchni, przystawienie do niego kątownika i zmierzenie z dokładnością do 1 mm za pomocą linijki z podziałką wielkości odchylenia powierzchni wyrobu od linii pionowej wyznaczonej przez kątownik. Pomiar naleŝy wykonać w miejscu największego odchylenia.
2.17. Sprawdzenie wzajemnych prostopadłości powierzchni i krawędzi. Kąt prosty, który powinny tworzyć między sobą odpowiednie krawędzie i płaszczyzny, naleŝy sprawdzać przez przyłoŝenie kątownika. Odchyłkę naleŝy mierzyć za pomocą linijki z podziałką z dokładnością do 1 mm w miejscu największego odchylenia. 2.18. Sprawdzenie barwy naleŝy przeprowadzić przez wzrokowe porównanie poszczególnych sztuk wyrobów w próbce z ustalonym wzorcem. 2.19. Sprawdzenie jednolitości barwy (odcienie barwy) naleŝy przeprowadzać przez wzrokowe porównanie z odległości 1,5 m barwy płaszczyzn licowych ułoŝonych obok siebie wszystkich sztuk wyrobów w próbce. 2.20. Sprawdzenie przełomu polega na rozłupaniu badanego wyrobu w kierunku poprzecznym, prostopadłym do najdłuŝszego wymiaru i obejrzeniu nieuzbrojonym okiem struktury wewnętrznej wyrobu oraz policzeniu i pomierzeniu z dokładnością do 1 mm występujących w przełomie ziarn i grudek powodujących jego niejednorodność. 2.21. Badanie masy przeprowadza się na próbkach będących w stanie powietrzno-suchym przez waŝenie wyrobów z dokładnością do 0,1% masy próbki. 2.22. Badanie gęstości objętościowej. W celu oznaczenie gęstości objętościowej wyrobu naleŝy próbki wysuszyć w ciągu 6 h w temperaturze 105-110 O C i zwaŝyć je z dokładnością do 0,1% masy próbki. Następnie ustala się objętość kaŝdej próbki przez zmierzenie linijką z podziałką jej wymiarów, długości, szerokości i wysokości z dokładnością do 1 mm. Długość i szerokość wyrobu mierzy się pośrodku boków próbki. Wysokość ustala się jako średnią arytmetyczną dwóch pomiarów wykonanych pośrodku dwóch przeciwległych boków próbki. Objętość kaŝdej próbki naleŝy obliczać mnoŝąc powierzchnię podstawy (długość, szerokość) prze wysokość próbki. Dla wyrobów drąŝonych objętość próbek naleŝy obliczać jak wyŝej, bez potrącenia objętości otworów. Gęstość objętościową (C o ) naleŝy obliczać w kg/dm 3 wg wzoru: G C o =, V G = masa próbki wysuszonej, kg, V = objętość próbki, dm 3. 2.23. Badanie nasiąkliwości metodą moczenia. Próbki wyrobów wysuszone do stałej masy w temperaturze 110-130 O C naleŝy zwaŝyć z dokładnością do 0,1% masy próbki i ustawić na podstawkach w naczyniu z materiału nie ulegającego korozji. Podstawki Mogą być szklane, drewniane lub w formie rusztu metalowego wykonanego z materiału nie ulegającego korozji. Wyroby naleŝy ustawić tak, aby nie stykały się ze sobą. Wyroby pełne ustawia się pionowo na dłuŝszym boku, a wyroby drąŝone otworami do góry. Następnie próbki zalewa się wodą o temperaturze pokojowej do połowy ich wysokości. Po 2 h naleŝy dolać tyle wody, aby jej poziom sięgał do ¾ wysokości próbek, a po upływie dalszych 2 h aŝ do całkowitego zanurzenia próbek. Wyroby powinny przebywać w wodzie do czasu ustalenia ich masy. Wyroby do wa- Ŝenia naleŝy wyjmować pojedynczo (aby zapobiec wysychaniu) i ich powierzchnie zewnętrzne wytrzeć wilgotną tkaniną po uprzednim wycieknięciu wody z otworów. Masę próbek nasiąkniętych wodą naleŝy określić przez kolejne waŝenia z dokładnością do 0,1% masy próbki. Po ustaleniu się masy wyrobu nasiąkliwość N m kaŝdej próbki naleŝy obliczać w procentach wg wzoru: Cm Cs N m = 100 %, Cs
C m = masa próbki nasiąkniętej wodą, g, C s = masa próbki wysuszonej, g. 3. Drewno i materiały drewnopochodne. Wyroby do izolacji termicznej. Płytki ceramiczne i materiały kamienne 3.1. Makroskopowa budowa drewna rdzeń, twardziel, biel. 3.2. Właściwości fizyczne i mechaniczne drewna wilgotność, higroskopijność, nasiąkliwość, pęcznienie i skurcz, anizotropia, niejednorodność, spręŝystość. 3.3. Materiały drewnopochodne sklejka, płyty wiórowe, płyty pilśniowe, płyty OSB. 3.4. Materiały termoizolacyjne ogólna charakterystyka, rodzaje. 3.5. Oznaczenie nasiąkliwości płyt pilśniowych oraz wiórowych. Próbki o wymiarach 100x100 mm (±0,5 mm) i grubości równej grubości płyty naleŝy zwaŝyć na wadze laboratoryjnej z dokładnością do 0,05% masy próbki. Następnie próbki naleŝy umieścić w wodzie o temperaturze 20 ±1 O C pionowo, w ten sposób, aby górny bok próbek znajdował się około 20 mm pod powierzchni3.5.1. wody. Próbki nie powinny się stykać między sobą oraz z dnem i ścianami naczynia. Próbki obciąŝyć w naczyniu płytką o wymiarach 120x120 mm i masie 3 kg. Suma powierzchni styku boków próbek z uchwytami utrzymującymi próbki w naczyniu nie powinna przekraczać 5% całkowitej powierzchni bocznej próbek. Czas zanurzenia próbek wodzie powinien wynosić 24 h ±15 min. Po wyjęciu z wody próbki naleŝy ułoŝyć warstwowo na bibule do sączenia w celu usunięcia z powierzchni próbki kropel wody. KaŜdą warstwę naleŝy przełoŝyć bibułą. Następnie próbki naleŝy obciąŝyć płytką o wymiarach 120x120 mm i masie 3 kg. Po upływie 30 s naleŝy z próbek zdjąć płytkę i arkusze bibuły po czym określić ich masę z dokładnością do 0,05% ich masy. Czas od wyjęcia próbek z wody do pomiaru ich masy nie moŝe przekroczyć 10 min. Nasiąkliwość naleŝy obliczać z dokładnością do 0,1% wg wzoru: m1 m Wn = 100 %, m m 1 = masa próbki po wyjęciu z wody, g, m = masa próbki przed zanurzeniem w wodzie, g. 3.6. Oznaczenie spęcznienia na grubości po moczeniu w wodzie płyt pilśniowych oraz wiórowych. Próbki o wymiarach 100x100 mm (±0,5 mm) i grubości równej grubości płyty naleŝy wysuszyć do stałej masy w temperaturze 20 ±2 O C i wilgotności 65 ±5%. Grubość kaŝdej próbki naleŝy mierzyć na przecięciu linii poprowadzonych 10 mm od krawędzi cięcia kaŝdego z boków próbki. Sposób i czas zanurzenie próbek powinien być zgodny z opisem w pkt. 4.5. Po wyjęciu próbek z wody naleŝy je odsączyć bibułą i zmierzyć grubość kaŝdej próbki (za wynik przyjmujemy średnią arytmetyczną czterech pomiarów). Spęcznienie na grubości wyraŝone w % grubości początkowej naleŝy obliczyć zgodnie z następującym wzorem: t 2 t1 G t = 100 %, t1 t 1 = grubość próbki przed zanurzeniem w wodzie, mm,
t 2 = grubość próbki po wyjęciu z wody, mm. 3.7. Określenie krótkotrwałej nasiąkliwości wodą materiałów do izolacji termicznej. Badanie wykonujemy metodą częściowego zanurzenia na próbkach wysuszonych do stałej masy w temperaturze 23 ±5 O C i wilgotności 50 ±5%. Próbki powinny mieć kształt graniastosłupów o kwadratowym przekroju poprzecznym, o boku 200 ±1 mm i grubości takiej jak oryginalna grubość wyrobu. Próbkę przeznaczoną do badania zwaŝyć z dokładnością do 0,1 g w celu określenia jej masy początkowej m 0. Następnie próbkę umieścić w pustym naczyniu i obciąŝyć tak, by podczas wlewania wody była częściowo zanurzona. Wodę wlewać ostroŝnie do momentu zanurzenia dolnej powierzchni badanej próbki na głębokość 10 ±2 mm poniŝej powierzchni wody. W czasie badania utrzymywać stały poziom wody. Po 24 h próbkę wyjąć z wody, ustawić pionowo na stelaŝu nachylonym pod kątem 45 0, i pozostawić do odsączenia przez 10 ±0,5 min. Następnie ponowienie zwaŝyć próbkę i określić jej masę m 24. Krótkotrwałą nasiąkliwość wodą metodą częściowego zanurzenia, W p, w kg/m 2, obliczyć z dokładnością do 0,01kg/m 2 stosując następujące równanie: m 24 m 0 Wp =, A m 0 = masa początkowa próbki, kg, m 24 = masa próbki po częściowym zanurzeniu przez 24 h, kg. A p = pole dolnej powierzchni próbki, m 2. 3.8. Oznaczenie twardości powierzchni płytek ceramicznych wg skali Mohsa. Badanie polega na ręcznym rysowaniu powierzchni płytki minerałami o określonej twardości. Twardość minerałów wg skali Mohsa przedstawiona się następująco: Talk 1 Gips 2 Kalcyt 3 Fluoryt 4 Apatyt 5 Ostoklaz 6 Kwarc 7 Topaz 8 Korund 9 Diament 10 Badaną płytkę naleŝy umieścić na sztywnym podłoŝu, tak aby strona uŝytkowa była skierowana do góry. Ostrą krawędzią świeŝo ułamanego minerału wzorcowego przesunąć po badanej powierzchni naciskając ze stałą siłą. Pod koniec badania krawędź minerału lub powierzchnia powinny być nienaruszone. Powtarzać tę czynność cztery razy, zawsze posługując się świeŝo przełamaną, ostrą krawędzią minerału wzorcowego. Wykonać tę czynność kaŝdym kolejnym minerałem, a następnie nieuzbrojonym okiem sprawdzić czy na płytce są rysy. Odnotować najwyŝszy numer minerału wg skali Mohsa, który nie zarysował badanej płytki więcej niŝ jeden raz. W przypadku płytki, która wykazuje zmienną twardość wg Mohsa, zanotować twardość najniŝszą. 4. Zaprawy i kruszywa budowlane 4.1. Zaprawy budowlane definicja, klasyfikacja i zastosowanie. 4.2. Klasa (marka) zaprawy definicja. p
4.3. Zaprawa cementowa zasady projektowania i ustalania składu. 4.4. Orientacyjne składy objętościowe zapraw cementowych i cementowo-wapiennych (w zaleŝności od klasy zaprawy). 4.5. Kruszywa budowlane charakterystyka ogólna i klasyfikacja. 4.6. Oznaczenie konsystencji zaprawy. Konsystencję zaprawy ocenia się za pomocą przyrządy składającego się ze statywu, stoŝka blaszanego wypełnionego śrutem, wyskalowanej podziałki pomiarowej oraz naczynia stoŝkowego. Marą konsystencji zaprawy jest głębokość zanurzenia stoŝka w naczyniu stoŝkowym z zaprawą, odczytana w centymetrach na wyskalowanej podziałce. Za wynik miarodajny przyjmuje się średnią arytmetyczną trzech pomiarów, przy czym róŝnica pomiędzy kolejnymi wynikami pomiarów nie moŝe przekraczać 1 cm. Kontrolne pomiary konsystencji polegają na nałoŝeniu zaprawy do naczynia stoŝkowego, ustawieniu go na statywie, a następnie opuszczaniu stoŝka w ten sposób, aby jego zagłębianie w zaprawę następowało tylko pod jego cięŝarem własnym. Odczytu dokonujemy po 10 s z dokładnością do 0,5 cm. Klasyfikacja konsystencji jak niŝej: wilgotna opad stoŝka 0 cm gęstoplastyczna opad stoŝka <2 cm plastyczna opad stoŝka 2 5 cm półciekła opad stoŝka 6 11 cm ciekła opad stoŝka 12 15 cm 4.7. Oznaczenie składu ziarnowego kruszywa. Przygotować próbkę analityczną kruszywa wysuszoną do stałej masy w temperaturze 110 ±5 O C. Następnie próbkę ostudzić i zwa- Ŝyć (minimalna masa próbki 2,6 kg). Wsypać przesuszony materiał na zestaw sit laboratoryjnych. Zestaw składa się z kilku sit zmontowanych, ułoŝonych od góry do dołu według malejących wymiarów, oraz z denka i pokrywy. Zestaw sit wstrząsać mechanicznie na wytrząsarce, następnie dla upewnienia się, czy materiał został przesiany, zdejmować sito jedno po drugim zaczynając od sita z największymi otworami, i wstrząsać ręcznie kaŝdym sitem, uŝywając dla zabezpieczenia prze utrata materiału na przykład denka i pokrywy. Przenieść cały materiał, który przeszedł przez dane sito na następne sito zestawu i kontynuować przesiewanie na tym sicie. ZwaŜyć materiał pozostający na kolejnych sitach, zapisując ich masy jako R 1, R 2, R 3, R n. ZwaŜyć materiał pozostający na denku i zapisać jego masę jako P. Obliczyć masy pozostające na kaŝdym sicie w procentach w stosunku do suchej masy całej próbki. Je- Ŝeli suma mas poszczególnych frakcji i masy wyjściowej próbki róŝni się więcej niŝ 1% badanie naleŝy powtórzyć. Wyniki naleŝy przedstawić w formie tabeli oraz wykresu, przedstawiając poszczególne frakcje masowo oraz procentowo. Kolejne wymiary sit: 0.063, 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63 mm. 4.8. Przygotowanie próbek do oznaczenia wytrzymałości na ściskanie. Beleczki o wymiarach 40x40x160 mm naleŝy wykonać z zaprawy cementowej o składzie ustalonym na podstawie obliczeń analitycznych dla uzyskania Ŝądanej wytrzymałości. 5. Inwentaryzacja architektoniczno-budowlana. 5.1. Zapoznanie z obsługą dalmierza laserowego oraz niwelatora. 5.2. Przygotowanie szkiców roboczych do inwentaryzacji wybranego pomieszczenia rzut i dwa przekroje w skali 1:50.
Grupy laboratoryjne (około 18 osób) podzielone są na 3 sekcje S1, S2 i S3, które na kolejnych zajęciach realizują tematykę ćwiczeń wg poniŝszego harmonogramu: Studia dzienne Sekcja Zajęcia I II III IV V VI VII S1 1 2 3 4 5 S2 Organizacyjne 2 3 4 5 1 Zaliczeniowe S3 3 4 5 1 2 Studia zaoczne Sekcja Zajęcia I II III IV V S1 1 2 3 4 S2 Organizacyjne 2 3 4 1 S3 3 4 1 2 UWAGA! Numery ćwiczeń w tabelach odpowiadają numerom tematów opisanych wyŝej!