Belangrijkste kwaliteiten van duurzame bouwsteen

De volgende testen worden uitgevoerd voor het bepalen van de kwaliteiten van een goede bouwsteen!

(1) Zuurtets

(2) Attritietest (slijtageproef)

(3) Druktest

(4) Kristallisatietest

(5) Bevriezings- en ontdooitest

(6) Hardheidstest

(7) Slagtest (impacttest)

(8) Microscopische test

(9) Smith's test

(10) Waterabsorptietest.

Elke van deze testen zal nu kort worden beschreven.

1. Zuurtets:

In deze test wordt een steenmonster van ongeveer 0,50 tot 1 N genomen. Het wordt in een oplossing van zoutzuur met een sterkte van één procent geplaatst en daar 7 dagen bewaard. De oplossing wordt op intervallen geroerd. Een goede bouwsteen behoudt zijn scherpe randen en houdt zijn oppervlak vrij van poeder aan het einde van deze periode.

Als randen gebroken zijn en poeder op het oppervlak wordt gevormd, duidt dit op de aanwezigheid van calciumcarbonaat en zulke steen zal slechte weerbestendigheids-kwaliteiten hebben. Het is natuurlijk dat deze test niet toegepast kan worden op kalkstenen. Deze test wordt meestal uitgevoerd op zandstenen.

2. Attritietest (Slijtageproef):

Deze test wordt gedaan om de slijtagesnelheid van stenen te bepalen die in wegconstructie gebruikt worden. De resultaten van de test geven de weerstandskracht van stenen tegen de slijtende actie onder verkeer aan.

De volgende procedure wordt gevolgd:

(i) Het steenmonster wordt gebroken in stukken van ongeveer 60 mm formaat.

(ii) Zulke stukken, wegen 50 N, worden in beide cylinders van Deval's attritietestmachine geplaatst. De diameter en lengte van de cylinder zijn respectievelijk 200 mm en 340 mm.

(iii) De cylinders worden gesloten. Hun assen maken een hoek van 30° met de horizontale.

(iv) De cylinders worden gedraaid om de horizontale as gedurende 5 uur met een snelheid van 30 tpm.

(v) Na deze periode worden de inhoud uit de cylinders gehaald en door een zeef van 1,50 mm maas gehaald.

(vi) De hoeveelheid materiaal die op het zeef blijft, wordt geweegd.

(vii) De percentage slijtage wordt als volgt berekend –

3. Druktest:

De druksterkte van de steen wordt met behulp van deze test bepaald.

Het steenmonster wordt in kubussen van formaat 40 mm x 40 mm x 40 mm gesneden. De zijden van de kubussen zijn fijn afgewerkt. Het minimum aantal te testen monsters is drie. Zulke monsters moeten ongeveer 72 uur voor de test in water worden geplaatst en daarna in verzadigde toestand getest.

Het lastdragende oppervlak wordt vervolgens bedekt met gips of 5 mm dik multiplex. De belasting wordt axiaal op de kubus in een drukproefmachine toegepast. De belastingssnelheid is 13,72 N/mm² per minuut. De druksterkte van de steen per eenheidsoppervlakte is de maximum belasting waarop het monster breekt of faalt gedeeld door het oppervlak van het lastdragende vlak van het monster.

4. Kristallisatietest:

In deze test worden ten minste vier kubussen steen met zijde 40 mm genomen. Ze worden 72 uur gedroogd en geweegd. Ze worden vervolgens 2 uur in 14 procent oplossing van Na₂SO₄ gedoopt. Ze worden bij 100°C gedroogd en geweegd. Het gewichtsverschil wordt genoteerd. Deze procedure van drogen, wegen, dopen en opnieuw wegen wordt ten minste vijf keer herhaald. Elke keer wordt de gewichtsverandering genoteerd en als percentage van het oorspronkelijke gewicht uitgedrukt.

Het mag opgemerkt worden dat de kristallisatie van CaSO₄ in poriën van steen de verval van steen door weerwerking veroorzaakt. Maar, aangezien CaSO₄ een lage oplosbaarheid in water heeft, wordt het niet in deze test gebruikt.

5. Bevriezings- en Ontdooitest:

Het steenmonster wordt 24 uur in water gedoopt. Het wordt vervolgens in een bevriezingsmengsel bij -12°C voor 24 uur geplaatst. Het wordt vervolgens ontdooid of opgewarmd bij atmosferische temperatuur. Dit moet in de schaduw gebeuren om elk effect door wind, zonstralen, regen, enz. te voorkomen. Zulke procedure wordt diverse keren herhaald en het gedrag van de steen wordt zorgvuldig geobserveerd.

6. Hardheidstest:

Om de hardheid van een steen te bepalen, wordt de test als volgt uitgevoerd:

(i) Een cylinder van diameter 25 mm en hoogte 25 mm wordt uit het steenmonster genomen.

(ii) Het wordt geweegd.

(iii) Het wordt in Dorry's testmachine geplaatst en onder een druk van 12,50 N geperst.

(iv) De ringvormige staalschijf van de machine wordt vervolgens gedraaid met een snelheid van 28 tpm.

(v) Tijdens de rotatie van de schijf wordt grof zand van standaardspecificaties op de bovenkant van de schijf gestrooid.

(vi) Na 1000 omwentelingen wordt het monster eruit gehaald en geweegd.

(vii) De hardheidscoëfficiënt wordt uit de volgende vergelijking bepaald –

7. Slagtest (Impacttest):

Om de vijgheid van een steen te bepalen, wordt de slagtest uitgevoerd in een Page-slagmachine als volgt:

(i) Een cylinder van diameter 25 mm en hoogte 25 mm wordt uit het steenmonster genomen.

(ii) Het wordt op een gietijzeren anvil van de machine geplaatst.

(iii) Een staalhamer van gewicht 20 N wordt toegelaten om axiaal in verticale richting op het monster te vallen.

(iv) De hoogte van de eerste slag is 1 cm; die van de tweede slag is 2 cm; die van de derde slag is 3 cm; en zo verder.

(v) De slag waarop het monster breekt wordt genoteerd. Als het de n-de slag is, vertegenwoordigt n de vijgheidindex van de steen.

8. Microscopische Test:

In deze test wordt het steenmonster aan microscopisch onderzoek onderworpen.

Dunne doorsnedes van de steen worden genomen en onder de microscoop geplaatst om diverse eigenschappen te bestuderen zoals:

(i) Gemiddelde korrelgrootte;

(ii) Bestaan van poriën, scheuren, ader en schudding;

(iii) Minerale bestanddelen;

(iv) Aard van het bindmiddel;

(v) Aanwezigheid van schadelijke stoffen;

(vi) Textuur van de steen; enz.

9. Smith's Test:

Deze test wordt uitgevoerd om de aanwezigheid van oplosbare stof in een steenmonster te bepalen. Enkele scheurtjes of stukjes stenen worden genomen en in een glasbuis geplaatst. Deze buis wordt vervolgens met helder water gevuld. Na ongeveer een uur wordt de buis hevig geroerd of geschud. De aanwezigheid van aardachtige stof zal het heldere water in modderig water converteren.

Als het water helder blijft, zal de steen duurzaam en vrij van oplosbare stof zijn. Aan de andere kant, als het water modderig wordt, zal dit aangeven dat de steen te veel oplosbare aardachtige en minerale stoffen bevat.

10. Waterabsorptietest:

De volgende procedure wordt voor deze test gevolgd:

(i) Van het gegeven steenmonster wordt een kubus van ongeveer 0,50 N voorbereid. Het daadwerkelijke gewicht wordt genoteerd. Laat het W₁N zijn.

(ii) De kubus wordt vervolgens 24 uur in gedestilleerd water gedoopt.

(iii) De kubus wordt uit het water gehaald en het oppervlaktewater wordt afgedaan met een vochtige doek.

(iv) Het wordt opnieuw geweegd. Laat het gewicht W₂N zijn.

(v) De kubus wordt vrij in het water opgehangen en het gewicht wordt genoteerd. Laat het W₃N zijn.

(vi) Het water wordt gekookt en de kubus wordt 5 uur in kookend water gehouden.

(vii) Het wordt vervolgens verwijderd en het oppervlaktewater wordt afgedaan met een vochtige doek. Het gewicht wordt genoteerd. Laat het W₄N zijn.

Uit deze gegevens worden de waarden van de volgende eigenschappen van de steen verkregen: