EHITUSMATERJALID LABORATOORSED TÖÖD 2020 (ARUANDED) (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL    Ehitusmaterjalid  Laboratoorne töö nr 3  2020  Tehiskivi  Rühm: EAEI31  Aron Lemets  192680    Tanel Juhendaja                                  21. oktoober 2020


2    1.  TÖÖ EESMÄRK  Tehiskividel määrata tihedus, veeimavus, surve- ja paindetugevus.  2.  KATSETATUD MATERJALID    Silikaattellis  3.  KASUTATUD VAHENDID    Kaal, täpsus 0,1g    Joonlaud, täpsus 0,5mm    Press  4.  KATSEMETOODIKA  4.1.  Tiheduse määramine  Katsetuseks võetakse 6 105-110°C juures püsiva massini kuivatatud proovikeha. Proovikeha 
massi määramisel ei tohi viga üle 5 g ja mõõtmisel üle 1 mm. Iga proovikeha mõõde arvutatakse 
kui  aritmeetiline  keskmine  kolmest  mõõtmistulemusest.  Mõõtmised  tuleb  teha  erinevatest 
kohtadest – kaks mööda paralleelservi ja kolmas nende keskelt.  Tihedus arvutatakse igal proovikehal eraldi selle valemi järgi:  𝜌0 = 𝑚 𝑉 ∙ 1000 (Valem 1)  Kus:  𝜌0 – tihedus [kg/m³]  m – kuivatatud proovikeha mass [g]  V – proovikeha maht [cm³]  Vaata Tabel 5.1.1.  4.2.  Veeimavuse määramine  Katsetuseks  võetakse  3  105-110°C  juures  püsiva  massini  kuivatatud  proovikeha.  Materjali 
veeimavus  määratakse  proovikehade  immutamise  teel  vees  vähemalt  48  tunni  jooksul. 


3    Proovikehad asetatakse vette, mille temperatuur on 15 kuni 20°C, nii et vee tasapind oleks üle 
proovikeha 2-10 cm. Proovikehasid hoitakse vees vähemalt 48 tundi, siis võetakse veest välja 
ja eemaldatakse niiske lapiga üleliigne vesi ning määratakse kohe nende mass.     Veeimavus massi järgi arvutatakse valemist:  𝑤𝑘 = 𝑚1−𝑚 𝑚 ∙ 100 (Valem 2)  Materjali täiendavaks iseloomustamiseks arvutatakse veeimavus mahu järgi valemiga:  𝑤𝑘 = 𝑚1−𝑚 𝜌𝑣 𝑉 ∙ 100 (Valem 3)  Kus:  𝑚1 – proovikeha mass veega immutatult [g]  m – proovikeha mass kuivalt [g]  V – kuiva proovikeha maht [cm³]  𝜌𝑣 – vee tihedus [g/cm³]  Veeimavus arvutatakse kui aritmeetiline keskmine kolme proovikeha katsetulemustest.  Vaata Tabel 5.2.1.  4.3.  Survetugevuse määramine  Survetugevuse katsetamine viiakse läbi proovikehadega, mis on moodustatud kahest teineteise 
peale asetatud tellisest. Õõnteta kivide puhul võib kasutada poolitatud telliseid, kus poolikud 
kivid on asetatud üksteisele nii, et murtud otspinnad oleksid vastassuundades. Enne proovikeha 
katsetamist  määratakse  survepinna  mõõtmed  ning  viga  ei  tohi  olla  üle  1mm.  Proovikeha 
asetatakse  pressi  alumisele  plaadile,  tsentreeritakse  ning  viiakse  sujuvasse  kokkupuutesse 
pressi ülemise plaadiga. Proovikeha koormatakse ühtlaselt kuni purunemiseni, seejuures tuleb 
kindlustada ta purunemine 20-60 sekundit pärast katse algust. Pressil asetseva mõõteriista abil 
määratakse purustav jõud.   Survetugevus arvutatakse igale proovikehale eraldi valemi järgi:  𝑓𝑠 = 𝐹 𝑆  (Valem 4)  Kus:  𝑓𝑠 – proovikeha survetugevus [N/mm²]  F – purustatav jõud [N]  S – proovikeha ristlõikepind [mm²] 


4      Survetugevus arvutatakse kui aritmeetiline keskmine 5 proovikeha katsetulemustest täpsusega 
0,1  N/mm².  Keskmise  survetugevuse  arvutamisel  ei  võeta  arvesse  neid  tulemusi,  kus 
survetugevus  ületab  enam  kui  40%  keskmise  survetugevuse.  Normaliseeritud  survetugevuse 
saamiseks korrutatakse survetugevus kujuteguriga.  Vaata Tabelid 5.3.1.1 ja 5.3.2.1.  4.4.  Paindetugevuse määramine  Enne  proovikeha  katsetamist  määratakse  tema  mõõtmed.  Paindetugevuse  määramiseks 
asetatakse tellis kahele toele,  mille vahekaugus on 200  mm.  Koormus rakendatakse tellisele 
tugiava keskel.   Iga üksiku proovikeha paindetugevus arvutatakse valemi järgi:  𝑓𝑝 = 3𝐹𝑙 2𝑏ℎ²  (Valem 5)  Kus:  𝑓𝑝 – proovikeha paindetugevus [N/mm²]  F – purustav jõud [N]  l – tugiava [mm]  h – proovikeha kõrgus [mm]  b – proovikeha laius [mm]  Paindetugevus  arvutatakse  kui  aritmeetiline  keskmine  5  proovikeha  katsetuse  tulemustest, 
täpsusega 0,1 N/mm². Keskmise paindetugevuse arvutamisel ei võeta arvesse neid tulemusi, 
kus paindetugevuse kõrvalekaldumine on üle 50% keskmisest paindetugevusest.  Vaata tabel 5.4.1.     


5    5.  TÖÖ TULEMUSED  5.1.  Katsetatud proovikehade tihedus  Tabel 5.1.1. Proovikehade tihedus  Prk nr.  Proovikeha mõõtmed  [cm]  Maht  [cm3]  Mass[g]  Tihedus [kg/m3]  a  b  h  üksik  keskmine  1  25,00  11,80  8,90  2625,5  5149,8  1961,45  1977,07  2  24,80  11,80  8,87  2595,72  5131,2  1976,80  3  24,92  11,77  8,78  2575,25  5122,8  1989,25  4  24,80  11,80  8,80  2575,23  5078,0  1971,86  5  24,67  11,90  8,80  2583,44  5133,7  1987,15  6  24,76  11,90  8,83  2601,71  5140,8  1975,93  5.2.  Katsetatud proovikehade veeimavus  Katsekehad olid vees 7 päeva.  Tabel 5.2.1. Proovikehade veeimavus  Prk nr.  Proovikeha  mõõtmed [mm]  Mass [g]  Veeimavus [%]  Massi järgi  Mahu järgi  a  b  h  kuiv  immut.  üksik  kesk.  üksik  kesk.  4  248,0  118,0  88,0  5078,0  5549,4  9,28%  9,64%  18,31%  19,07%  5  246,7  119,0  88,0  5133,7  5650,0  10,06%  19,98%  6  247,6  119,0  88,3  5140,8  5633,4  9,58%  18,93%  5.3.  Katsetatud proovikehade survetugevus  5.3.1.  Kuivad kehad  Tabel 5.3.1.1. Survetugevus, kuivad kehad  Prk nr.  Proovikeha ristlõike  mõõtmed [mm]  Survepind  [cm 2]  Purustav  jõud 
[kN]  Survetugevus  [N/mm ²]  a  b  üksik  Kesk.  1  250  118  295,00  1112  37,69  38,38  2  248  118  292,64  1058  36,15  3  249,2  117,7  293,31  1211  41,29 


6      5.3.2.  Immutatud kehad  Tabel 5.3.2.1. Survetugevus, immutatud kehad  Prk nr.  Proovikeha ristlõike  mõõtmed [mm]  Survepind  [cm 2]  Purustav  jõud 
[kN]  Survetugevus  [N/mm ²]  a  b  üksik  Kesk.  4  248,0  118,0  292,64  935  31,95  34,84  5  246,7  119,0  293,57  1165  39,68  6  247,6  119,0  294,64  969  32,89  5.4.  Katsetatud proovikehade paindetugevus  Tabel 5.4.1. Proovikehade paindetugevus  Prk nr.  Proovikeha mõõtmed  [mm]  Purustav  jõud [kN]  Paindetugevus [N/mm 2]  b  h  üksik  kesk.  1  118,0  89,0  1112  3,57  3,66  2  118,0  88,7  1058  3,42  3  117,7  87,8  1211  4,00    5.5.  Kujutegur normaliseeritud survetugevuse arvutamiseks  Tabel 4.5.1. Normaliseeritud survetugevuse kujutegur  Kivi 
kõrgus 
[mm]  Kivi laius [mm]  100  120  150  65  0,85  0,81  0,75  88  0,95  0,91  0,85  100  1  0,96  0,9    Normaliseeritud survetugevus kuiva kivi puhul: 𝑅𝑘=0,91*38,38=34,93 N/mm²  Normaliseeritud survetugevus immutatud kivi puhul: 𝑅𝑖=0,91*34,84=31,70 N/mm² 


7      5.6.  Lisa  Pehmenemistegur arvutatakse valemiga:  𝐾𝑝 = 𝑅𝑖 𝑅𝑘    𝐾𝑝= 34,84 38,38 =0,91  6.  JÄRELDUSED  Tihedus on seoses keha  massi  ja  mahuga. Proovikehade keskmiseks tiheduseks tuli 1977,07 
kg/m³.  Erinevatest  allikatest  uurides  on  meie  katsekehade  tihedus  üsnagi  sarnane  teiste 
silikaattelliste  tihedustega.  Silikaatkivide  brutokuivtiheduse  alusel  tuli  katsekehadel  klassiks 
2,0.   Veeimavus  on  kapillaarjõudude  toimel  materjalisse  imendunud  vee  hulk.  Veeimavust 
mõjutavad kehade erinevates olekutes kaalutud massid. Kui tihedus arvutada mahu järgi tuleb 
arvesse  võtta  veel  keha  maht  ja  vee  tihedus  (vee  temperatuurist  sõltuv). Antud  katsel  tuli 
veeimavus  massi  järgi  9,64%  ja  ruumala  järgi  19,07%.  Mahuline  veeimavus  ei  ületa  100%, 
kuna mahuline veeimavus ei saa olla suurem kui pooride kogumaht.  Survetugevus on katsekeha surumisel purustava jõu ja katsekeha pindala suhe. Survetugevus 
on ehitusmaterjalide puhul kõige sagedamini määrav näitaja. Katse tulemust mõjutab veel keha 
kuju. Meie katsel tuli kuivadel kehadel keskmine survetugevus 38,38 N/mm² ning immutatud 
kehadel  34,84  N/mm².  Katse  tulemustest  võib  järeldada,  et  kuivad  kehad  peavad  suuremale 
survele vastu.  Paindetugevus  on  seoses  purustava  jõuga,  tugede  vahelise  kaugusega  ning  keha  laiuse  ja 
kõrgusega. Materjali vastupanu piir saavutatakse alumistes kiududes, kuhu ka tekib esimesena 
pragu.  Meie  katsel  tuli  kehade  keskmine  paindetugevus  3,66  N/mm².  Keha  paindetugevust 
suurendatakse kehasse pandud terasega.  Normaliseeritud  survetugevuse  kujutegur  oleneb  keha  laiusest  ja  kõrgusest.  Kujutegur 
korrutatakse läbi keha survetugevusega. Antud katsel normaliseeritud survetugevus kuival kivil 
tuli  34,93  N/mm²  ja  immutatud  kivil  31,70  N/mm².  Mõlemad  survetugevused  kuuluvad 
survetugevuse klassi 30-35.   Pehmendustegur  on  immutatud  ja  kuivade  kehade  keskmise  survetugevuse  suhe. 
Pehmendustegur tuli 0.91.     


8    7.  KÜSIMUSED  1.  Keraamilise tellise tooraineks on savikad materjalid, mis koosnevad plastsest saviainest  ja mitteplastsest osast, kujutades endast polümineraalide kompleksi. Tavaline tellisesavi 
sisaldab  50-60%  kvartsliiva  ja  tolmu.  Kõik  kokku  moodustav  veega  segades  plastse 
massi.  2.  Toorikute kivistamine toimub tunnelkuivatis või riiulvagonettidel 1000 oC juures 1,5-3  päeva. Materjali niiskus viiakse 6-8%-ni  3.  Silikaattellis koosneb jahvatatud liivast ja 6...8% kustutamata lubjast, millele täiteainena  lisatakse jahvatamata liiva.  4.  Silikaattellise  kivistamine  toimub  autoklaavis  174,5 o C  ja rõhu 8...12 at  juures. Tekib  läbikasvanud  kristallstruktuuriga  tehiskivi,  mille  soojaisolatsiooniomadused  ja 
külmakindlus ületavad tavalise raskebetooni samu näitajaid.  5.  Kuna  silikaattelliseid  kivistatakse  ning  keraamilisi  telliseid  põletatakse  lõpptulemuse  saamiseks,  siis  erineb  ka  nende  katsetamine,  kuigi  nad  mõlemad  on  tehislikud. 
Silikaattellised  erinevad  keraamilistest  tellistest  näiteks  katsetamisel  vajaliku 
temperatuuri poolest, sest keraamiline tellis (veidi alla 1350 oC) talub rohkem kuumust,  kui silikaattellis (hakkab pehmenema 1100-1200 oC juures). Samuti on nende veeimavus  erinev: harilik tellis imeb vett 15% ning silikaattellis 16%.