badania terenowe materiałów murarskich są elementem wielu programów zapewniania jakości projektów. Prawidłowo wykonane, badania mogą zapewnić niezbędną pewność, że materiały stosowane w budownictwie są zgodne z odpowiednimi specyfikacjami i że powstała konstrukcja będzie działać zgodnie z projektem.
wszyscy byliśmy na projektach, jednak gdy wraca słowo, że wyniki testów były „niezgodne”. Ten przerażający termin prowadzi do zamknięcia projektu, niezliczonych spotkań, dodatkowych testów, aw skrajnych przypadkach usunięcia istniejącej konstrukcji. Niestety, czasami przyczyną tych programów nie jest jakość materiałów lub konstrukcji, ale niewłaściwe badania lub nieprawidłowe zastosowanie specyfikacji ASTM i metod badawczych. Ten artykuł koncentruje się na niektórych typowych testach polowych wykonywanych na materiałach murarskich, aby zapewnić prawidłowe wykonanie tych testów. Jako były kierownik laboratorium i aktywny członek komitetów ASTM ds. badań, widziałem wiele problemów z testowaniem projektów i mam nadzieję, że ten artykuł może dostarczyć dobrych informacji na temat tego, jak uniknąć problemów w przyszłości.
testowanie zaprawy murarskiej
rzadko mija tydzień, gdy nie dostaję telefonu w sprawie testów wytrzymałości na ściskanie zaprawy murarskiej o niskiej wytrzymałości, które opóźniają projekty. Metody badań, specyfikacje i wymagania dotyczące zaprawy murarskiej są prawdopodobnie najczęściej niezrozumiane i niewłaściwie stosowane ze wszystkich materiałów murarskich. Omówmy standardy, które mają zastosowanie do zapraw i jak je prawidłowo stosować.
istnieją dwa główne standardy ASTM w stosunku do zaprawy murarskiej. Pierwszym z nich jest ASTM C270, Standardowa specyfikacja zaprawy do murarstwa jednostkowego. Norma ta obejmuje wymagania dotyczące zaprawy murarskiej i zawiera dwie oddzielne specyfikacje zaprawy. Jednym z nich jest Specyfikacja proporcji i określa konkretny „przepis” na zaprawę murarską. Może być stosowany, gdy materiały składowe stosowane w zaprawie (takie jak cement, wapno i piasek) spełniają ich odpowiednie specyfikacje i są łączone w określonych proporcjach zawartych w ASTM C270 (takich jak stosunek jednej części cementu murarskiego do trzech części piasku). Przy użyciu specyfikacji proporcji nie ma wymagań dotyczących właściwości fizycznych zaprawy.
druga Specyfikacja to Specyfikacja właściwości. W przypadku użycia zaprawa jest mieszana w laboratorium przy użyciu pożądanych proporcji i materiałów, a następnie testowana w laboratorium pod kątem wytrzymałości na ściskanie, zatrzymywania wody i zawartości powietrza. Zaprawa musi spełniać wymagania własności zawarte w ASTM C270. Zakładając, że wyniki są zadowalające, materiały i proporcje są tymi, które mają być wykorzystane w terenie. Chyba najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że właściwości zawarte w ASTM C270 dotyczą tylko zapraw mieszanych i testowanych w laboratorium.
innym głównym standardem dla zaprawy jest ASTM C780, Standardowa metoda testowania wstępnej konstrukcji i oceny konstrukcji zapraw do zwykłego i wzmocnionego muru. Norma ta zawiera serię testów, które mogą ocenić różne właściwości zaprawy w terenie. Właściwości takie jak konsystencja, żywotność płyty, stosunek zaprawy do kruszywa i wytrzymałość na ściskanie można określić za pomocą tego standardu. Wytrzymałość na ściskanie jest tą, która jest najczęściej określana I zwykle jest źródłem większości problemów z testowaniem zaprawy.
kiedy otrzymuję telefon w sprawie wyników zaprawy, jedno z pierwszych pytań, które otrzymuję, brzmi: „Jakie są wymagania dotyczące wytrzymałości na ściskanie zaprawy podczas testów w terenie?”Odpowiedź jest prosta: nie ma żadnych wymagań. Powtórzę to jeszcze raz: Żadna Norma ASTM nie zawiera wymagań dotyczących wytrzymałości na ściskanie dla zaprawy pobieranej w polu. Ponadto wymagania dotyczące wytrzymałości na ściskanie zawarte w ASTM C270 nie powinny być stosowane do zapraw polowych.
aby zrozumieć, dlaczego, potrzebna jest mała dyskusja na temat procedur laboratoryjnych. Gdy zaprawy są mieszane w laboratorium, ilość dodanej wody jest kontrolowana przez zapewnienie „przepływu” zaprawy w określonym zakresie (patrz rysunek 1 dla badania przepływu). Ten „przepływ”, czyli konsystencja, jest znacznie sztywniejszy niż stosowany w polu (przynajmniej gdy wychodzi z mieszalnika). W ten sposób zawartość wody w zaprawie laboratoryjnej jest bardziej reprezentatywna dla zawartości wody w zaprawie po jej umieszczeniu na jednostkach.
w terenie zaprawa jest mieszana z większą ilością wody niż używana w laboratorium, aby zapewnić murarzom wykonalny materiał zapewniający jakość wykonania. Gdy zaprawa jest umieszczana na jednostkach murarskich, część tej wody jest wchłaniana do jednostki, zmniejszając stosunek wody do cementu zaprawy. Wszystkie inne rzeczy są równe, im wyższy stosunek wody do cementu, tym niższa wytrzymałość na ściskanie. W przypadku zaprawy z próbkami polowymi zaprawę umieszcza się w formach niechłonnych natychmiast po wymieszaniu, dzięki czemu nadmiar wody nie jest usuwany.
ze względu na różnice w materiałach i metodach badań należy oczekiwać, że zaprawa polowa powinna mieć mniejszą wytrzymałość niż zaprawa laboratoryjna i nie powinna spełniać wymagań zawartych w ASTM C270. Niestety, wymagania wytrzymałościowe w ASTM C270 są często stosowane do zapraw polowych, co prowadzi do przerażających wyników „niezgodnych”. Nie chcę się powtarzać, ale powtórzę: Żadna Norma ASTM nie zawiera wymagań dotyczących wytrzymałości na ściskanie dla zaprawy próbnej.
dlaczego więc w ogóle wykonujemy testy wytrzymałości na ściskanie w terenie? Osobiście wolałbym tego nie robić. Istnieją dwa główne cele badań terenowych zaprawy-upewnienie się, że użyte materiały i proporcje są tymi, które zostały określone w procesie ASTM C270, oraz śledzenie ogólnej konsystencji zaprawy w całym projekcie. Test wytrzymałości na ściskanie naprawdę nie osiąga żadnego z tych wyników.
zamiast wytrzymałości na ściskanie, polecam użycie testu stosunku zaprawy do agregatu zawartego w ASTM C780 do oceny zaprawy polowej. Ten prosty test może określić względny udział procentowy materiałów użytych w zaprawie (cement i piasek). Wyniki można bezpośrednio porównać do proporcji wymaganych dla projektu. W tym teście dwie próbki zaprawy pobiera się natychmiast po wymieszaniu, a następnie umieszcza w pojemniku z alkoholem izopropylowym, aby opóźnić proces hydratacji cementu. Próbki są pobierane z powrotem do laboratorium i przesiewane na mokro w celu określenia proporcji użytych materiałów składowych.
pamiętaj o stosunku agregatu zaprawy do przyszłych projektów, a potencjalnie możesz zaoszczędzić bóle głowy związane z wytrzymałością na ściskanie zaprawy, z którymi na pewno miałeś do czynienia w tym czy innym czasie.
testowanie zaprawy murarskiej
zaprawa murarska służy do wypełniania komórek jednostek i pustek konstrukcji murarskiej w celu połączenia jednostek, zaprawy i zbrojenia w jeden zespół kompozytowy. Zwykle zaprawa jest określona przez wytrzymałość na ściskanie, więc badanie polowe zaprawy na miejscu pracy jest bardzo powszechne. Metodą stosowaną do testowania zaprawy jest ASTM C1019, Standardowa metoda testowania pobierania próbek i testowania zaprawy.
podobnie jak w przypadku zaprawy murarskiej, zaprawa murarska napotyka podobne sytuacje w stosunku do zawartości wody po umieszczeniu w ścianie. Fugi należy mieszać do bardzo płynnego stanu, aby skutecznie przepływały przez puste przestrzenie i wokół zbrojenia, a jednostki murarskie zapewniają powierzchnie chłonne, w których absorbowany jest nadmiar wody w fudze. Z tego powodu stosunek wody do cementu w fudze zmienia się również po umieszczeniu. Aby to uwzględnić, standardowa metoda formowania próbek fug wykorzystuje jednostki murarskie jako formę. Zazwyczaj określane jako forma „wiatraczek”, forma próbki jest skonstruowana przez umieszczenie czterech jednostek, które są używane w odpowiedniej konstrukcji razem, tworząc formę pryzmatyczną. (Patrz Rysunek 2). Powierzchnie jednostek są pokryte cienkim, przepuszczalnym materiałem (takim jak ręcznik papierowy), aby umożliwić penetrację wody, a jednocześnie zapobiec faktycznemu związaniu się próbek z samymi jednostkami.
metoda wiatraczkowa do formowania próbek fug istnieje od bardzo dawna i jest to moja preferowana metoda wytwarzania próbek fug. Metoda ta wymaga jednak dużej powierzchni do tworzenia okazów (ponieważ trzeba zrobić co najmniej trzy – a czasami więcej – okazów na raz). Aby rozwiązać niektóre z tych problemów, opracowano alternatywne metody formowania, aby uprościć proces testowania techników. Jedną z takich metod jest użycie specjalnie zaprojektowanych pudeł z tektury falistej. Intencją jest to, że tektura może zapewnić pewną absorpcję wody, jak widać z jednostek murarskich, ale jak podobna jest absorpcja do odpowiedniej konstrukcji może nie być znana.
z tego powodu ASTM C1019 stawia dodatkowe wymagania dotyczące stosowania alternatywnych metod formowania. Po pierwsze, alternatywna metoda formowania może być stosowana tylko wtedy, gdy zostanie zatwierdzona przez specyfikatora. Jeśli widzisz technika testującego używającego alternatywnej metody, upewnij się, że specyfikator projektu jest świadomy i zatwierdza tę metodę. Po drugie, należy opracować Współczynnik konwersji między standardową metodą wiatraczka a metodą alternatywną. Odbywa się to poprzez badanie porównawcze co najmniej 10 par próbek, a Współczynnik konwersji jest stosowany do wyników badań przy użyciu alternatywnej metody formowania.
zatwierdzenie metody przez specyfikatora i współczynniki konwersji jest ograniczone do pojedynczego kształtu próbki, sposobu formowania, zastosowanych jednostek murarskich i mieszanki fug. Chociaż możliwe jest, że wszystkie te zmienne pasują do wielu projektów, w wielu przypadkach Współczynnik konwersji jest specyficzny dla projektu. Wreszcie, współczynnik zmienności w wynikach badań dla alternatywnej metody formowania musi być mniejszy lub równy współczynnikowi zmienności przy użyciu standardowej metody formowania.
jak widać, staranne rozważenie i zastosowanie alternatywnych metod formowania jest niezbędne do zapewnienia sukcesu projektu.
testowanie pryzmatów murowanych
testowanie pryzmatów murowanych może być stosowane w projektach przed i podczas budowy w celu określenia zgodności z „określoną wytrzymałością na ściskanie muru”, oznaczoną jako f ’ M. Wartość ta jest minimalną wytrzymałością na ściskanie wymaganą przez mur stosowany w budownictwie i jest określona przez specyfikacje projektu lub rysunki projektowe. Mówiąc najprościej, jest to wartość, którą projektant budynku wykorzystuje, aby uwzględnić ogólną wytrzymałość na ściskanie zespołu murowego, i bardzo ważne jest, aby konstrukcja powykonawcza spełniała ten wymóg.
istnieje kilka metod określania zgodności, a jedną z nich jest testowanie pryzmatów murowanych zgodnie z ASTM C1314, standardową metodą testowania wytrzymałości na ściskanie pryzmatów murowanych. Pryzmaty są konstruowane przy użyciu wielu jednostek murarskich i muszą zawierać co najmniej jedno złącze łóżka. W przypadku betonowych jednostek murarskich są one zwykle zbudowane z dwóch jednostek, jak pokazano na rysunku 3. Jednostki o innych rozmiarach mogą wymagać różnych konfiguracji, ponieważ norma ASTM C1314 wymaga, aby pryzmaty miały współczynnik kształtu (wysokość podzielona przez najmniejszy wymiar boczny) nie mniejszy niż 1,3 ani większy niż 5.
podczas gdy technicy testujący są zwykle odpowiedzialni za testowanie pryzmatu murarskiego, bardzo ważne jest, aby faktyczni Murarze wykonywali konstrukcję pryzmatu. Technicy powinni obserwować i upewnić się, że szczegóły konstrukcyjne są prawidłowe, ale wymaga to umiejętności murarza, aby upewnić się, że skonstruowane pryzmaty są reprezentatywne dla rzeczywistej konstrukcji. Istnieją pewne szczególne wymagania dotyczące konstrukcji zawarte w ASTM C1314, które powinieneś wiedzieć.
niezależnie od konfiguracji rzeczywistej konstrukcji, następujące wymagania dotyczą wszystkich pryzmatów:
- pryzmaty należy zawsze konstruować w konfiguracji wiązania stosu(nie działające Wiązanie)
- pryzmaty powinny zawsze mieć pełne łoże zaprawy (nie tylko powłoka czołowa)
- połączenia w pryzmatach należy zawsze uderzać równo (nie narzędziowo)
badania wykazały, że te szczegóły konstrukcyjne faktycznie tworzą bardziej spójne i powtarzalne wyniki, a wyniki te lepiej reprezentują konstrukcję murowaną.
ważne jest również, aby pamiętać, że ASTM C1314 wymaga, aby zestawy pryzmatów były konstruowane dla wszystkich kombinacji zmiennych. Innymi słowy, jeśli konstrukcja ma być częściowo spoinowana, wymagane są dwa zestawy pryzmatów-jeden zestaw niezgrupowany, a drugi zestaw spoinowany. Norma określa również, że zestaw składa się z trzech pojedynczych pryzmatów.
po zakończeniu budowy pryzmaty muszą być zamknięte w odpornej na wilgoć torbie i przechowywane w Nienaruszonym miejscu pracy przez 48 godzin. Pryzmaty muszą być chronione przed zamarzaniem i przechowywane za pomocą maksymalnie minimalnego termometru do monitorowania temperatur utwardzania. Wreszcie, transport pryzmatów z pracy do laboratorium jest bardzo ważny. Norma ASTM C1314 wymaga, aby pryzmaty były przypięte lub zaciśnięte, aby zapobiec uszkodzeniom podczas przenoszenia i transportu, oraz aby pryzmaty były zabezpieczone, aby zapobiec wstrząsaniu, odbijaniu się lub przewróceniu podczas transportu. Rysunek 4 przedstawia przykład dobrego sposobu zabezpieczania próbek.
podsumowanie
testowanie jest bardzo ważną częścią programu zapewnienia jakości w budownictwie murarskim. Upewnienie się, że testy są wykonywane poprawione pomaga zmniejszyć problemy i utrzymać pracę do przodu. Mam nadzieję, że ten artykuł pomoże zidentyfikować pewne rzeczy, na które należy mieć oko, kiedy materiały są próbkowane i testowane w następnym projekcie.
