Gęstość objętościowa i porowatość otwarta

W poprzednich numerach Kuriera Kamieniarskiego omawiałem właściwości mechaniczne materiałów kamiennych: wytrzymałość na ściskanie, zginanie i odporność na wyrwanie kotwy montażowej. W  tym tekście opiszę sposób określania gęstości i porowatości materiałów zgodnie z PN-EN 1936:2010-05P „Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczanie gęstości i gęstości objętościowej oraz całkowitej i otwartej porowatości.”.

W normie pojawiają się dwa rodzaje gęstości: objętościowa i zwykła oraz dwa rodzaje porowatości: otwarta i całkowita. Gęstość objętościowa (ρb) to stosunek masy wysuszonej próbki do jej objętości, czyli brana jest pod uwagę objętość próbki poddanej badaniu wraz z objętością pustych przestrzeni (otwartych i zamkniętych porów). Gęstość (ρr) jest to stosunek masy wysuszonej próbki do objętości części stałej, czyli bez brania pod uwagę objętości pustych przestrzeni. Porowatość otwarta jest to wyrażony w procentach stosunek objętości otwartych porów (takich, do których może wniknąć nowy płyn) do objętości próbki do badania. Porowatość całkowita jest to wyrażony w procentach stosunek objętości otwartych i zamkniętych porów do badanej objętości.

Gęstość objętościowa i porowatość otwarta

Dla wszystkich wyrobów kamieniarskich badanie to wykonuje się co 2 lata – najczęściej wykorzystując próbki przygotowane do badania wytrzymałości na ściskanie (sześcian o boku 50 mm). Próbki są suszone w temperaturze 70oC do stałej masy. Następnie, po ostygnięciu w eksykatorze, są ważone (md). Umieszczenie w eksykatorze jest konieczne ze względu na zabezpieczenie próbek przed pochłanianiem wilgoci z powietrza. Kolejny etap badania polega na wtłoczeniu w pory kamienia wody. Wykonuje się to w naczyniu próżniowym. Najpierw utrzymuje się próbki przez 120 minut w ciśnieniu obniżonym do około 2 kPa (0,2% przeciętnego ciśnienia atmosferycznego) w celu usunięcia powietrza z otwartych porów kamienia. Potem, zachowując próżnię, do naczynia powoli wprowadzana jest zdemineralizowana woda, aż do całkowitego zanurzenia próbek. Po tym przywrócone zostaje ciśnienie atmosferyczne i próbki pozostają pod wodą przez następne 24 godziny.

Po tym czasie następuje ważenie próbek w wodzie (mh) i w powietrzu (ms). Na podstawie pomiarów, wykorzystując prawo Archimedesa, określa się dokładną objętość próbek.

Objętość próbki w cm³ :

Objętość otwartych porów w cm³:

Gęstość objętościowa kamienia w kg/m³:

Porowatość otwarta w procentach:

Zródło: Kurier kamieniarski

Autor: Michał Firlej   |   Data: wtorek, 25 sierpnia 2015