Tehiskivide katsetamine (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Ehitusmaterjalid

Laboratoorne nr 3

Õppeaasta 06/07

Töö nimetus: Tehiskivide katsetamine

Üliõpilane: Toomas Rand

Matrikkel : 051463

Rühm: EAEI 32

Juhendaja : T. Tuisk
Töö tehtud:
Esitatud:
Kaitstud:
1. Töö eesmärk
Silikaat telliskivi tiheduse, veeimavuse ja surve- ning paindetugevuse määramine.
2. Materjalide kirljeldus
AS Silikaat ,,Reakivi’’ nominaalmõõtmetega 250 x 120 x 88 mm. Reakivid on täiendavat viimistlust (nt krohvimine) vajavate sise- ja välisseinte ladumiseks.
Kulunorm – 40 tk/m²; kuiva mördi kulu – 40 kg/m².
3.Töö käik
2.1. Tiheduse määramine
Proovikehi oli kuus, mis olid 105-110 oC juures kuivatatud. Proovikehad kaalutakse ning mõõdetakse nende geomeetrilised mõõtmed. Igat külge mõõdetakse 3 korda ning seejärel arvutatakse nende aritmeetiline keskmine. Aritmeetiliste keskmiste järgi arvutatakse proovikehade ruumala. Seejärel arvutatakse tihedus kasutades valemit (1). Saadud tulemused ümardatakse kümnendike täpsuseni. Mõõtmiste ja arvutuste tulemused on kantud tabelisse (1).
Valem 1:
o = (m/V)*1000
o – proovikeha tihedus [g/cm3]
m – kuivatatud proovikeha mass [g]
V – proovikeha maht [mm3]
Näide:
a1 = 250 [mm] b1 = 119 [mm] c1 = 88 [mm]
a2 = 249 [mm] b2 = 118 [mm] c3 = 89 [mm]
a3 = 249 [mm] b3 = 120 [mm] c3 = 88 [mm]
keskm a = (a1 + a2 + a3) / 3 = 249,33 [mm]
keskm b = (b1 + b2 + b3) / 3 = 119,00 [mm]
keskm c = (c1 + c2 + c3) / 3 = 88,33 [mm]
V= keksm a * keskm b * keskm c = 2620908,9 [mm3]
o= (4830,2 / 2620908,9) * 1000000 = 1843 [kg/m3] 1840 [kg/m3]
2.2 Veeimavuse määramine
Proovikehad paigutatakse vette ning lastakse seal seista 7 päeva. Peale seitset päeva võetakse proovikehad veest välja ning kaalutakse ära. Arvutatakse proovikeha veeimavus massi järg, kasutades valemit 2. Veeimavus määratakse ka mahu järgi, milleks kasutatakse valemit 3. Lõpuks leitakse kõigi proovkehade veeimavuste aritmeetiline keskmine.
Arvutused ja tulemused on kantud tabelisse 2.
Valem 2:
wk = (m1 – m) / m * 100
wk – proovikeha veeimavus massi järgi [%]
m1 – immutatud proovikeha mass [g]
m – kuivatatud proovikeha mass [g]
Näide:
m = 2221,6 [g]
m1 = 2470,8 [g]
wk = (2470,8 – 2221,6) / 2221,6 * 100 = 11,22 [%]
Valem 3:
wv = (m1 – m) / m * 100
wv – proovikeha veeimavus mahu järgi [%]
m1 – immutatud proovikeha mass [g]
m – kuivatatud proovikeha mass [g]
V – kuiva proovikeha maht [cm3]
v – vee tihedus [g/cm3]
Näide:
m = 2221,6 [g]
m1 = 2470,8 [g]
V = 1227,99 [cm3]
v = 1 [g/cm3]
Wv = (2470,8 – 2221,6) / 1227,99 *100 = 20,29 [%]
2.3 Paindetugevuse määramine
Enne proovikeha katsetamist määratakse tema mõõtmed veaga mitte üle 1 mm. Paindetugevuse määramiseks asetatakse telliskivi kahele toele, mille vahekaugus on 20,0 cm. Koormus rakendatatakse tellisele tugiava keskel. Purustav jõud arvutatakse valemiga 4. Iga üksiku proovikeha paindetugevus arvutatakse valemi 5 järgi. Tellisepartii paindetugevus arvutati kui aritmeetiline keskmine 3 proovikeha katsetuse tulemustest, täpsusega 0,1 [N/mm²]. Keskmise paindetugevuse arvutamisel ei võetud arvesse neid tulemusi, kus paindetugevuse kõrvalekaldumine on üle 50% keskmisest paindetugevusest.
Valem 4:
F = H * 5000 / 300
F – purustav jõud [kgf]
H – manomeetri näit [-]
Näide:
H = 89 [-]
F = 89 * 5000 / 300 = 1483,33 [kgf]
Valem 5:
Rp = (3 * F * l) / (2 * b * h²)
Rp – proovikeha paindetugevus [N/mm²]
F – purustav jõud [kgf]
l – tugede vaheline kaugus [cm]
b – proovikeha laius [mm]
h – proovikeha kõrgus [mm]
Näide:
l = 20,0 [cm]
b = 11,9 [cm]
h = 8,833 [cm]
Rp = (3 * 1483,33 * 20,0) / (2 * 11,9 * 8,833²) = 47,93 [N/mm²]
2.4 Survetugevuse määramine
Survetugevuse katsetamine viidi läbi proovikehadega, mis olid moodustatud kahest teineteise peale asetatud telliskivist. Kasutati poolitatud telliseid, kus poolikud kivid olid asetatud üksteisele nii, et murtud otspinnad oleksid vastassuundades. Enne proovikeha katsetamist määrati survepinna mõõtmed veaga alla 1 [mm] ning arvutati survepind valemiga 6. Proovikeha asetati pressile. Proovikeha koormati ühtlaselt kuni purunemiseni, seejuures tuli kindlustada ta purunemine 20-60 sekundit pärast katse algust. Pressil asetsevalt manomeetrilt võeti lugem ningarvutati purustav jõud valemiga 7. Survetugevus arvutati igale proovikehale eraldi valemi 8 järgi.
Toote partii survetugevus arvutati kui aritmeetiline keskmine kuue proovikeha katsetulemustest täpsusega 0,1 [N/mm²]. Keskmise survetugevuse arvutamisel ei võetud arvesse neid tulemusi, kus survetugevus ületas enam kui 40% keskmist survetugevust. Normaliseeritud survetugevuse saamiseks korrutati survetugevus vastava kujuteguriga (antud juhul 0,91).
Valem 6:
S = b * c / 1000
S – survepinna suurus [cm2]
b – survepinna laius [mm]
c – survepinna pikkus [mm]
Näide:
S = 119 * 105 / 100 = 124,95 [cm2]
Valem 7:
F = H * 125000 / 300
F – purustav jõud [kgf]
H – manomeetri näit [-]
Näide:
H = 88 [-]
F = 88 * 125000 / 300 = 36666,67 [kgf]
Valem 8:
Rs = F / S
Rs – proovikeha survetugevus [N/mm²]
F – purustav jõud [kgf]
S – survepind [cm²]
Näide:
F = 36666,67 [kgf]
b = 11,9 [cm]
S = 124,95 [cm²]
Rs = 36666,67 / 124,95 = 293,45 [N/mm²]
Tabel. 1 Katsetatud proovikehade tihedused.
Proovikeha
nr.
Proovikeha mõõtmed [mm]
Maht [cm³]
Mass [g]
Tihedus [kg/m³]
a
b
h
Üksik
Keskmine
Üksik
Keskm
Üksik
Keskm
Üksik
Keskm
1
250,00
249,33
119,00
119,00
88,00
88,33
2620,91
4830,2
1842,95
1817,45
249,00
118,00
89,00
249,00
120,00
88,00
2
250,20
250,03
118,80
118,52
87,90
88,02
2608,21
4813,4
1845,48
250,00
118,20
88,15
249,90
118,55
88,00
3
249,10
248,93
119,60
119,57
86,90
87,23
2596,42
4700,0
1810,18
248,80
119,30
87,90
248,90
119,80
86,90
4
249,00
249,67
120,00
120,67
89,00
88,67
2671,21
4832,6
1809,14
250,00
121,00
88,00
250,00
121,00
89,00
5
250,00
249,33
120,00
119,00
88,00
88,33
2620,91
4706,6
1795,79
249,00
119,00
88,00
249,00
118,00
89,00
6
251,00
250,33
122,00
121,67
91,00
90,33
2751,30
4955,6
1801,18
250,00
122,00
90,00
250,00
121,00
90,00
Absoluutsed keskmised: 249,61 x 119,74 x 88,49 [mm]
Tabel 2. Katsetatud proovikehade paindetugevus.
Proovikeha nr.
Proovikeha mõõtmed [mm]
Manomeetri näit *
[-]
Purustav jõud [kgf]
Paindetugevus
kgf/cm²
N/mm²
b
h
Üksik
Keskmine
Keskmine
1
119,00
88,33
89
1483,33
47,93
56,26
5,63
2
118,52
88,02
117
1950,00
63,72
3
119,57
87,23
104
1733 ,33
57,15
* 5 [t].
Tabel 3. Katsetatud proovikehade survetugevus.
Proovikeha nr.
Ristlõike mõõtmed [mm]
Survepind [cm²]
Manomeetri näit
Purustav jõud [kgf]
Survetugevus
kgf/cm²
N/mm²
c
b
Üksik
Keskmine
Keskmine
1
105,00
119,00
124,95
88 *
36667
293,45
248,09
24,81
(kuiv)
2
99,00
118,52
117,33
76 *
31667
269,89
3
104,00
119,57
124,35
54 *
22500
180,94
4
102,00
120,67
123,08
153 **
25500
207,18
220,45
22,05
(immutatud)
5
106,00
119,00
126,14
150 **
25000
198,19
6
99,00
121,67
120,45
185 **
30833
255,98
* 125 [t].
** 50000 [t].
Pehmenemiskoefitsent Kpehm = Rs(immutatud) / Rs(kuiv) = 22,05 / 24,81 = 0,89 [-]
Tabel 4. Katsetatud proovikehade veimavus.
Proovikeha nr.
Tihedus [kg/m³]
Mass [g]
Maht [cm³]
Veeimavus [%]
Massi järgi
Mahu järgi
Kuiv
Immut.
Üksik
Keskmine
Üksik
Keskmine
4
1809,14
2221,6
2470,8
1227,99
11,22
10,72
20,29
19,32
2609,0
2888,0
1442 ,12
10,69
19,35
5
1795,79
2233,4
2490,6
1243,69
11,52
20,68
2470,6
2735,6
1375,77
10,73
19,26
6
1801,18
2180,4
2401,2
1210 ,54
10,13
18,24
2770,6
3048,8
1538,21
10,04
18,09
Tabel 5. Kujutegur normaliseeritud survetugevuse arvutamisek.
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 proovikeha puhul Rs= 0,91 * 24,81 = 22,58 [N/mm²]
Normaliseeritud survetugevus immutatud proovikeha puhul Rs= 0,91 * 22,05 = 20,07 [N/mm²]
Järeldus:
Katse tulemusena leitud silikaatkivide keskmine tihedus oli 1820 kg/m³
(tavaliselt ≥ 1650 kg/m³), veeimavus 10,72 % massi järgi (tavaliselt 8-16%) ja
19,32 % mahu järgi, paindetugevus 5,63 MPa, survetugevus kuival proovikehal
24,81 MPa ja 22,05 MPa immutatud proovikehal, pehmenemiskoefitsent oli proovikehal 0,89.
Tehiskivide laius oli 120 [mm] ümber ja kõrgus 88 [mm] ümber. Kujutegur normaliseeritud survetugevuse arvutamiseks leiti interpoleerimise teel: 0,91. Seega oli normaliseeritud survetugevuseks 22,58 MPa kuival proovikehal ja 20,07 MPa immutatud proovikehal.
Silikaatkivide, nominaalmõõtmetega 250 x 120 x 88 mm, katseliselt keskmised mõõtmed olid 249,61 x 119,71 x 88,49 mm. Siit järeldub, et need silikaatkivid on kasutamiseks peeneteralise mördiga vastavalt silikaatkivide mõõtmete tolerantside tabelile.
Kui vaadata üksikuid silikaatkivide katselisi tulemusi tabelist nr.1, võib järeldada, et peeneteralise mördiga on kasutatavad proovikehad: 1, 2, 4, 5 ja 6. Proovikeha nr.3 on kasutatav üldkasutatava ja kergmördiga.
Silikaatkivide survetugevus klass on 20 (normaliseeritud survetugevus 22,58 N/mm²), brutokuivtiheduse klass on 2,0 (keskmine tihedus 1820 kg/m³).
Küsimused ja vastused:
1. Millest valmistatakse keraamilisi telliseid?
Keraamilisi telliseid valmistatakse savist või tellisesavist ja veest.
2. Kuidas kivistatakse keraamilisi telliseid?
Keraamiline tellis põletatakse paakumistemperatuurini, s.o. temperatuur, mille juures moodustab mass, mille kaaluline veeimavus on alla 5% ja millel ei esine ülepõletuse tunnuseid. Seejärel toode jahutatakse jahututsooni külma õhu lisamisega, kus toimubki keraamilise tellise kivistamine.