Laboratorní cvičení #5

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
Ing. Petr Cikrle, Ph.D.
Ing. Věra Heřmánková
Ing. Richard Mařík
Ing. Petr Havlan
Ing. Petr Mitrenga
STAVEBNÍ LÁTKY
MODUL BI01M07
LABORATORNÍ CVIČENÍ 

STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA






























Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor

© Ing. Petr Cikrle, Ph.D.
Ing. Petr Havlan
Ing. Věra Heřmánková
Ing. Richard Mařík
Ing. Petr Mitrenga

Stavební látky - laboratorní cvičení 2
2EVDK
OBSAH
1 Úvod............................................................................................................5
1.1 Cíle ......................................................................................................5
1.1 Doba potřebná ke studiu......................................................................5
1.2 Záznamy a protokoly o zkouškách......................................................5
2 ZNRXãHQtNDPHQH.............................................................................6
2.1 Cíle ......................................................................................................6
2.2 Doba potřebná ke studiu......................................................................6
2.3 Stanovení pevnosti v tlaku (ČSN EN 1926)........................................6
2.4 Stanovení ukazatele změknutí kamene po nasáknutí vodou ...............8
2.5 Stanovení nasákavosti za atmosférického tlaku..................................8
3 Zkoušení cihlářských výrobků...............................................................10
3.1 Cíle ....................................................................................................10
3.2 Doba potřebná ke studiu....................................................................10
3.3 Stanovení pevnosti v tlaku ................................................................10
3.4 Stanovení skutečných rozměrů cihel.................................................10
3.5 Objemová hmotnost výrobku............................................................11
3.6 Nasákavost (ČSN 72 2603)...............................................................12
3.7 Objemová hmotnost střepu (ČSN 72 2603) ......................................13
3.8 Stanovení mechanických vlastností (ČSN 72 2605) .........................15
3.9 Pevnost v tahu za ohybu (ČSN 72 2605) ..........................................15
3.10 Pevnost v tlaku (ČSN 72 2605).........................................................17
4 Zkoušení dřeva ........................................................................................18
4.1 Cíle ....................................................................................................18
4.2 Doba potřebná ke studiu....................................................................18
4.3 Řezy dřevem a směry zkoušení.........................................................18
4.4 Objemová hmotnost dřeva (ČSN 49 0108).......................................19
4.5 Vlhkost dřeva (ČSN 49 0103)...........................................................20
4.6 Zjišťování bobtnání dřeva (ČSN 49 0126)........................................21
4.7 Pevnost v tlaku ve směru vláken (ČSN 49 0110)..............................22
4.8 Konvenční mez pevnosti v tlaku napříč vláken ................................24
(ČSN 49 0112) ..............................................................................................24
4.9 Rázová houževnatost v ohybu...........................................................26
Korespondenční úkol.....................................................................................27
- 3 (44) -

5 Zkoušení polymerů................................................................................. 28
5.1 Cíle.................................................................................................... 28
5.2 Doba potřebná ke studiu ................................................................... 28
5.3 Stanovení tahových vlastností folií z plastů a trubek z termoplastů. 28
5.4 Identifikační zkoušky ....................................................................... 30
6 Zkoušení stavební oceli .......................................................................... 33
6.1 Cíle.................................................................................................... 33
6.2 Doba potřebná ke studiu ................................................................... 33
6.3 Stavební ocel..................................................................................... 34
6.4 Identifikace betonářských ocelí ........................................................ 35
6.5 Měření rozměrů ................................................................................ 36
6.6 Zkouška tahem za okolní teploty ČSN EN 10002-1 ........................ 37
7 Závěr ........................................................................................................ 43
7.1 Shrnutí .............................................................................................. 43
7.2 Klíč ................................................................................................... 43
8 Studijní prameny .................................................................................... 44
8.1 Seznam použité literatury ................................................................. 44
8.2 Seznam doplňkové studijní literatury ............................................... 44



Stavební látky - laboratorní cvičení 2
ÒYRG
1
1.1
ÚVOD
Cíle
V této kapitole se seznámíte se základními údaji potřebnými ke správnému
zápisu a vyhodnocení hodnot naměřených při praktických cvičeních.
1.1 Doba potřebná ke studiu
Časová náročnost této kapitoly je 100 minut.
1.2 Záznamy a protokoly o zkouškách
Pracovník provádějící zkoušku musí o ní provést prvotní záznam obsahující
všechny informace o naměřených hodnotách jednotlivých veličin a další údaje,
které budou potřebné pro provedení výpočtů a vypracování závěrečného proto-
kolu. Každá zkouška musí být uzavřena protokolem, ve kterém se přesně a
jasně uvedou veškeré podstatné informace o zkoušce a její jednoznačné vý-
sledky. Náležitosti protokolu jsou uvedeny pro konkrétní zkoušky
v příslušných technických normách, obecně pak v [1]. Protokoly
z laboratorních cvičení v rámci našeho předmětu provedete ve zúžené formě a
budou obsahovat:
• jméno studenta, studijní skupinu, datum zkoušky;
• název protokolu (např. „Protokol o zkoušení kameniva hutného“);
• teplotu a relativní vlhkost vzduchu;
• popis zkušebního vzorku;
• název každé úlohy (např. „1. Stanovení objemové hmotnosti v odměrném
válci“);
• měřené veličiny;
• obecný výpočtový vztah;
• dosazení, výpočet, zaokrouhlení výsledku;
• závěr = shrnutí a vyhodnocení výsledků, případně porovnání s technickými
předpisy;
• na konci protokolu posluchač uvede: „Zkoušky provedl a protokol zpraco-
val: podpis“

Poznámka
Protokol musíte zpracovat pečlivě, jasně, přehledně a čitelně. Ke zpracování
některých protokolů můžete použít formuláře obsažené v přílohách skript.


- 5 (44) -

2 ZKOUŠENÍ KAMENE
2.1 Cíle
V této kapitole se seznámíte s tradičním stavebním materiálem. Na vzorcích
kamene stanovíte pevnost v tlaku ve stavu vysušeném a nasyceném vodou,z
těchto hodnot vypočítáte ukazatel změknutí. Dále stanovíte objemovou hmot-
nost, nasákavost kamene hmotnostní a otevřenou pórovitost.
2.2 Doba potřebná ke studiu
Časová náročnost této kapitoly je 100 min.
2.3 Stanovení pevnosti v tlaku (ČSN EN 1926)
2.3.1 Podstata zkoušky
Stanovením pevnosti v tlaku se rozumí zjištění maximální síly, které je schop-
no těleso odolávat při použití rovnoměrně rozloženého zatíženi, které je plynu-
le zvyšováno, dokud nedojde k porušení.
2.3.2 Příprava zkušebních těles

Obrázek 2.1 Krychlová zkušební tělesa
- zatížení kolmo k plochám anisotropie,
rovnoběžně s plochami anisotropie


Obrázek 2.2 Válcová zkušební tělesa
- zatížení kolmo k plochám anisotro-
pie, rovnoběžně s plochami anisotro-
pie


Pro zkoušku použijeme brusku povrchu, leštící zařízení, pokud je nutná koneč-
ná úprava zkušebních těles. Kalibrovaný zkušební lis, stopky s přesnosti 1 s,

Stavební látky - laboratorní cvičení 2
=NRXãHQtNDPHQH
sušárnu s ventilací, umožňující udržet teplotu (70 ±5)°C, váhy s přesností 0,01
g, délkové měřidlo s přesnosti 0,05 mm, klimatizovanou místnost na teplotu
(20 ±5) °C.
Má být zkoušeno nejméně šest zkušebních těles a zaznamenán směr plochy
anisotropie. Zkušební tělesa mají tvar krychle o hraně (50 ±5) mm nebo válce s
kruhovým průřezem, jejichž průměr a výška se rovnají (50 ±5) mm. Osa zku-
šebního tělesa má být kolmá k plochám anisotropie, např. vrstevným plochám,
foliaci atd. V případě jiného směru zkoušení je třeba tento ůdaj zaznamenat. -
(viz. obrázek 2.1, 2.2)
2.3.3 Postup zkoušky
Zkušební tělesa se vysuší za teploty (70 ±5) °C do ustálené hmotnosti. Po vy-
sušení a před zkoušením se zkušební tělesa se skladují za teploty (20 ±5)°C,
dokud nedojde k vyrovnání teplot Rozměry průřezu zkušebního tělesa (po-
stranní rozměr pro krychlová, průměr pro válcová zkušební tělesa) se změří na
nejbližší 0,1 mm zprůměrováním dvou měření získaných kolmo na sebe při-
bližné v horní části a dvou měření přibližně v dolní části výšky h zkušebního
tělesa. Pro výpočet plochy průřezu jsou použity aritmetický průměr postranní-
ho rozměru θr nebo aritmetický průměr průměru d. Výška zkušebního tělesa se
určí na nejbližší 1,0 mm.
Zkušební těleso se pečlivě vyrovná na střed tlačné plochy s kulovým uložením
tak, aby se dosáhlo ustáleného usazení. Zatížení na zkušební těleso se vyvíjí
plynule za konstantního přírůstku napětí (1±0,5) MPa/s a zaznamená se maxi-
mální zatížení na zkušební těleso.
2.3.4 Vyhodnocení zkoušky
Pevnost v prostém tlaku R V MPa každého zkušebního tělesa se vyjádří jako
poměrné zatížení při porušení zkušebního tělesa a jeho plochy průřezu před
zkoušením pomocí vztahu:
A
F
R = (2.1)
A plocha příčného průřezu zkušebního tělesa před zkouškou, v mm2;
F zatížení při porušení, v N;
Výsledkem zkoušky je aritmetický průměr R jednotlivých hodnot pevností
v tlaku zkušebních těles sady. Výsledek zkoušky se vyjádří v MPa nejméně
dvěma platnými čísly. Aritmetický průměr R se vypočte na nejbližší 1 MPa.
- 7 (44) -

2.4 Stanovení ukazatele změknutí kamene po nasáknu-
tí vodou
2.4.1 Podstata zkoušky
Pří nasycení kamene vodou dojde ke snížení jeho pevnosti v tlaku (rovněž i
v ohybu). Tento jev je natolik výrazný, že se zkoumá a popisuje pomocí ukaza-
tele změknutí.
Definice
Ukazatel změknutí KZ
c
udává poměr mezi součtem pevností v tlaku ve
stavu nasyceném vodou ku součtu pevností v tlaku ve stavu vysušeném
při stejném množství nasycených a vysušených těles vyrobených ze stej-
ného vzorku kamene.
2.4.2 Postup zkoušky
Nasakovaná tělesa se uloží při normálním atmosférickém tlaku do vody při
teplotě (20 ±5)°C. Po 48 hodinách se vzorky vyjmou, osuší se na povrchu vlh-
kou tkaninou, aby na tlačných plochách nelpěla voda a podrobí se zkoušce
pevnosti v tlaku – viz. kapitola 7.1. Výpočet se provede dle rovnice 7.1, pouze
pevnost v nasyceném stavu se označí R
n
.
Je třeba dbát na to, aby zkušební tělesa vysušené sady byla stejná jako tělesa
nasakované sady nejen v předepsaném tvaru a v předepsaných rozměrech, ale
aby byla také vzájemně rovnocenná v pevnosti v tlaku, což se posoudí podle
jejich vzhledu.
2.4.3 Vyjádření výsledků
Ukazatel změknutí KZ
c
se vypočítá (se zaokrouhlením na 2 desetinná místa) ze
vzorce:
R
R
KZ
n
c
= (2.2)
R
n
je průměrná pevnost sady zkušebních krychlí, popř. válců nasáklých
vodou, v MPa;
R průměrná pevnost sady zkušebních krychlí, popř. válců vysušených při
70°C do ustálení hmotnosti, v MPa.
2.5 Stanovení nasákavosti za atmosférického tlaku
2.5.1 Zkušební pomůcky
• Nádoba z vodou

• Váhy s váživostí 0,01 g.
Stavební látky - laboratorní cvičení 2
2.5.2 Postup zkoušky
Zkušební těleso se po vysušení zváží (m
d
) s přesností 0,01 g a uloží do nádoby.
Poté se zkušební tělesa zalijí vodou do poloviny výšky na dobu 60 minut. Poté
se přilije vodo do tří čtvrtin výšky tělesa na dobu dalších 60 minut. Po této do-
bě se tělesa ponoří zcela na 48 hodin. Po dvou dnech se tělesa vyjmeme, otře-
me vodu z povrchu a rychle je zvážíme. Další vážení následuje každých 24
hodin až do ustálení vlhkosti, kdy se určí hmotnost m
s
tělesa nasyceného vodou.
Ve cvičení budete mít tělesa předem nasycena.
2.5.3 Vyjádření výsledků
Nasákavost vodou za atmosférického tlaku Ab každého zkušebního tělesa se
vypočítá podle:
100
-
⋅=
s
ds
b
m
mm
A (2.3)
m
s
hmotnost nasyceného zkušebního tělesa, v gramech;
m
d
hmotnost vysušeného zkušebního tělesa, v gramech.
Výsledky se vyjádří v procentech na nejbližší 0,1%.
Kontrolní otázky
1. Jaké skutečnosti je třeba vzít v úvahu při zkouškách pevnosti v tlaku
kamene?
2. Co udává ukazatel změknutí?
3. Jak probíhá nasakování těles při stanovení nasákavosti při atmosfé-
rickém tlaku?

Korespondenční úkol
K/1 Určete ukazatel změknutí pískovce, jestliže na zkušebních tělesech ve
tvaru válce o průměru 50 mm byly při zkoušce zjištěny tyto hodnoty maximál-
ní síly: ve stavu vysušeném 132 kN, 145 kN, 149 kN, 122 kN a 131 kN, ve
stavu nasyceném vodou 102 kN, 118 kN, 119 kN, 123 kN, 109 kN. (klíč: KZ
c

= 0,84).

- 9 (44) -
=NRXãHQtNDPHQH

3 Zkoušení cihlářských výrobků
3.1 Cíle
V této kapitole se seznámíte se zkoušením cihel. I když se v laboratorním cvi-
čení budou provádět zejména zkoušky plných pálených cihel, platí tato stať pro
zkoušení všech cihlářských prvků pro svislé konstrukce, vodorovné konstrukce
(stropní vložky a desky), pálenou krytinu i pro prvky pro zvláštní účely (trati-
vodky, cihelné dlaždice, obkládačky aj.).
Na vzorcích stanovíte rozměry a vzhled, pevnost v tahu ohybem, pevnost
v tlaku, nasákavost, objemovou hmotnost výrobku i střepu.
3.2 Doba potřebná ke studiu
Časová náročnost této kapitoly je 150 min.
3.3 Stanovení pevnosti v tlaku
Pro zkoušky se odebírá zpravidla 30 ks výrobků, a to pro zjištění:
vzhledu a rozměrů, objemové hmotnosti a mechanických vlastností 10 ks;
nasákavosti, prosákavosti a mrazuvzdornosti 5 ks;
výskytu cicvárů 5 ks;
náchylnosti k tvorbě výkvětů 5 ks.
Navíc náhradní vzorky 5 ks.
Vzorky se zpravidla zkouší v definovaném stavu vlhkosti buď vysušené do
ustálené hmotnosti, anebo ve stavu nasyceném vodou.
3.4 Stanovení skutečných rozměrů cihel
3.4.1 Postup
Před měřením skutečných rozměrů je nutné hrany a případně plochy zkušeb-
ních vzorků zbavit větších výčnělků, které by mohly překážet měření. Základní
rozměry (délku 1, šířku b, tloušťku h) měříme posuvným měřítkem na všech
čtyřech plochách vždy na spojnici středů protilehlých hran - viz. plakát ve cvi-
čení. Ze 4 naměřených hodnot pro každý rozměr vypočteme aritmetický prů-
měr, který se udává s přesností ± 1 mm.

Stavební látky - laboratorní cvičení 2
=NRXãHQtFLKOi
VNêFKYêUREN
$
3.4.2 Vyhodnocení
Skutečné rozměry vzorku porovnejte s technickými požadavky (Tabulka 3.1) a
vzorek zařaďte do příslušné jakostní třídy.
Vnější vlastnosti Třída jakosti
jmeno-
vité
I II
290 - 7 + 3 - 10 + 6
250 - 6 + 3 - 9 + 5
Mezní odchylky jmenovitých roz-
měrů v mm
140 - 4 + 2 - 8 + 4
120 - 4 + 2 - 7 + 4
65 - 4 + 2 - 5 + 3
Použitelné zlomky v % dodávky max. nebo
max. % prolínání jakostních tříd
5 8
Trhlinky nevadí, pokud nesnižují pev-
nost
Odchylky od R mezi přilehlými plochami
max. úhel
1° 2°
Otlučení hran a rohů, odštěpky (max. 2 na jed-
né cihle u vzorků odebraných ve výrobně), do
hloubky max. mm
10 20
Tabulka 3.1 Technické požadavky na vnější vzhled a rozměry cihel plných
(ČSN 72 2610)
3.5 Objemová hmotnost výrobku
3.5.1 Podstata zkoušky
Objemová hmotnost výrobku je hmotnost jednotkového objemu vzorku, včetně
pórů a dutin v něm obsažených. Zjišťuje se buď měřením rozměrů a vážením
(u pravidelných těles) nebo hydrostatickým vážením (u nasáknutých těles ne-
pravidelného tvaru). Hmotnost vzorku se určuje v suchém stavu.
3.5.2 Zkušební zařízení
• váhy potřebné váživosti s přesností 0,01%;
• sušička umožňující regulování teploty v rozmezí (105 - 110) °C.
3.5.3 Postup zkoušky
U vzorků pravidelného geometrického tvaru je možno objem vypočítat
z průměrných hodnot vnějších rozměrů, určených ze sady 10 kusů vzorků (ve
cvičení pouze 1 vzorek). Vysušený vzorek zvážíme a z naměřených rozměrů
vypočteme průměrný objem V v m
3
na 4 hodnotné číslice.
- 11 (44) -

3.5.1 Měřené veličiny a výpočet
m je hmotnost výrobku ve stavu vysušeném v kg;
l, b, h jsou průměrné rozměry výrobku v m;
V = l×b×h je průměrný objem výrobku v m
3
;
Objemovou hmotnost výrobku ρ
v
v kg/m
3
vypočítáme ze vzorce
ρ
v
m
V
= (3.1)
3.5.4 Vyhodnocení
Objemovou hmotnost výrobku zaokrouhlete na 3 platná místa dosaženou hod-
notu porovnejte s technickými požadavky. Pro rychlou orientační kontrolu ob-
jemové hmotnosti většího množství cihel stačí vzorky zvážit a jejich hmotnost
porovnat s hodnotou m
informativní
(pro cihly plné - viz. tabulka 3.2).
l b h ρ
v
m
informativní
mm kg/m
3
kg
max. 1900 5,0
290 140 65 max. 1750 4,6
max. 1600 4,2
Tabulka 3.2 Požadavky na objemovou hmotnost cihel plných pálených
3.6 Nasákavost (ČSN 72 2603)
3.6.1 Podstata zkoušky
Nasákavost udává množství vody pohlcené vzorkem za stanovených podmínek
v % hmotnosti vysušeného vzorku (poměr hmotnosti vody ku hmotnosti su-
chého vzorku v %).
3.6.2 Postup zkoušky
Nasákavost se zjišťuje na 5 celých vzorcích (ve cvičení pouze 1 vzorek) vysu-
šených při 105 °C až 110 °C. Po ochlazení na teplotu místnosti vzorky zvážíme
a postavíme nejmenší plochou na dno nádoby naplněné destilovanou nebo pit-
nou vodou tak, aby se vzájemně nedotýkaly a hladina vody byla alespoň
50 mm nad povrchem vzorků. Vodu v nádobě uvedeme během 1 hodiny do
varu, ve kterém ji udržujeme další 4 hodiny. Po ukončení varu necháme vzorky
vychládat ve vodě po dobu dalších 16 až 24 hodin. Po vyjmutí z vody odstra-
níme vlhkou tkaninou povrchovou vodu a do 5 minut od vytažení vzorky zvá-
žíme.

Stavební látky - laboratorní cvičení 2
3.6.3 Měřené veličiny a výpočet
m
n
je hmotnost nasyceného vzorku, v g;
m
s
je ustálená hmotnost vysušeného vzorku, v g.
Nasákavost NV v % každého vzorku zvlášť vypočítáme podle vzorce
NV
mm
m
ns
s
=
−
⋅100 (3.2)
3.6.4 Vyhodnocení
Výsledek zaokrouhl. na 3 platná místa a porovnejte s hodnotami v tabulce 3.3.
3.7 Objemová hmotnost střepu (ČSN 72 2603)
Metoda se používá u vzorků nepravidelného tvaru (zlomky, střepy). U cihel
děrovaných nebo u keramických výrobků s dutinami je hodnota objemové
hmotnosti střepu větší než hodnota objemové hmotnosti výrobku, pouze u cihel
plných jsou prakticky shodné.
3.7.1 Podstata zkoušky
Podstatou zkoušky je zjištění objemu V buď z množství vytlačené vody váže-
ním vzorku na vzduchu a ve vodě, anebo přímo změřením vytlačené vody
v objemoměru nebo odměrném válci. Ve cvičení budeme objem zjišťovat vá-
žením na vzduchu a pod vodou. Fyzikální princip zkoušk