🪨 Oznaczanie zawartości wody w kruszywie przez suszenie — PN-EN 1097-5

Budownictwo PN-EN 1097-5

Przegląd

TO JEST METODA ODNIESIENIA, A NIE JEDYNA DOPUSZCZALNA — I NORMA SAMA TO ROZSTRZYGA. Zakres, przytoczony z tekstu normy: „This standard describes the REFERENCE METHOD used for type testing and in cases of dispute for the determination of the water content of aggregates by drying in a ventilated oven. For other purposes, in particular FACTORY PRODUCTION CONTROL, other methods may be used provided that an appropriate working relationship with the reference method has been established." Czytelnik z zakresem akredytacji ma z tego dwie rzeczy naraz. Po pierwsze: ta norma rozstrzyga spór i służy do badania typu. Po drugie: w zakładowej kontroli produkcji wolno używać innej, szybszej metody — ale tylko wtedy, gdy ustalono jej zależność od metody odniesienia. Samo „mierzymy inaczej, bo szybciej" nie wystarcza; potrzebna jest ustalona relacja.

CO TA METODA MIERZY, A CZEGO NIE. Norma nazywa to wprost: „The oven-drying method provides a measure of the TOTAL FREE WATER present in a test portion of aggregate. The water can be from the surface of the aggregate and from water accessible pores within the aggregate particles." Czyli wynik obejmuje wodę powierzchniową RAZEM z wodą z porów dostępnych dla wody — to nie jest sama wilgotność powierzchniowa i nie jest to nasiąkliwość. Kto potrzebuje rozdzielić te dwie rzeczy, potrzebuje innego badania.

STAŁA MASA JEST ZDEFINIOWANA LICZBOWO, WIĘC NIE JEST KWESTIĄ OCENY. Definicja 3.3: „successive weighings after drying AT LEAST 1 H APART not differing by more than 0,1 %". Dwa warunki naraz — odstęp czasu i różnica mas — a spełnić trzeba oba. Norma dodaje uwagę, że w wielu przypadkach stałą masę osiąga się po z góry ustalonym czasie suszenia i że laboratorium może ten czas wyznaczyć dla swoich rodzajów i wielkości próbek, zależnie od wydajności suszarki. To pozwala skrócić rutynę, ale nie zmienia definicji: przy sporze rozstrzyga różnica między dwoma ważeniami, nie upływ czasu.

WYNIK ODNOSI SIĘ DO MASY SUCHEJ — TO JEST MIEJSCE, W KTÓRYM NAJŁATWIEJ SIĘ POMYLIĆ. Wzór normy to w = (M1 − M3) / M3 × 100, gdzie M1 jest masą próbki wilgotnej, a M3 masą po wysuszeniu do stałej masy. W mianowniku stoi masa SUCHA. Ta sama różnica mas odniesiona do masy wilgotnej dałaby liczbę mniejszą, a wygląda tak samo — „procent wody". Sprawozdanie podające sam procent bez wskazania podstawy odniesienia nie pozwala rozstrzygnąć, którą z tych dwóch liczb podano.

OCHRONA PRÓBKI PRZED ZMIANĄ WILGOTNOŚCI JEST CZĘŚCIĄ METODY, A NIE ZALECENIEM PORZĄDKOWYM. Norma żąda, by na wszystkich etapach postępowania i przygotowania PRZED rozpoczęciem badania próbka laboratoryjna i pobrana z niej próbka analityczna były chronione przed utratą i przed przyjęciem wody. Dlatego pojemnik ma być nierdzewny i zamknięty, a norma osobno ostrzega, żeby nie przechowywać próbki długo w worku foliowym. TU LEŻY MIEJSCE, W KTÓRYM BŁĄD DAJE WYNIK POZORNIE POPRAWNY: woda utracona między pobraniem a zważeniem nie zostawia żadnego śladu w dalszym postępowaniu. Suszenie przebiegnie prawidłowo, stała masa zostanie osiągnięta, wzór policzy się bez zastrzeżeń, a wynik będzie ZANIŻONY o tyle, ile odparowało po drodze. Żadna kontrola w laboratorium tego nie wykryje, bo w chwili przyjęcia próbki nie ma z czym porównać jej masy — dlatego warunki transportu i przechowywania są częścią metody, a nie sprawą organizacyjną.

MINIMALNA MASA PRÓBKI ZALEŻY OD GÓRNEGO WYMIARU ZIARNA. Norma podaje regułę: jeżeli D ≥ 1,0 mm, minimalna masa w kilogramach wynosi 0,2 D; jeżeli D < 1,0 mm, minimalna masa wynosi 0,2 kg. Próbkę analityczną wydziela się z próbki laboratoryjnej zgodnie z EN 932-2.

Zasada metody

Zważoną próbkę analityczną kruszywa suszy się w suszarce z wentylacją w temperaturze (110 ± 5) °C do stałej masy, chłodzi do temperatury pokojowej i waży ponownie. Ubytek masy odpowiada całkowitej wodzie wolnej — powierzchniowej i z porów dostępnych dla wody. Zawartość wody wyraża się jako procent masy suchej próbki.

Zastosowania

• Badanie typu kruszyw oraz przypadki sporne — norma jest dla nich metodą odniesienia
• Kruszywa do betonu, do mieszanek mineralno-asfaltowych i do mieszanek niezwiązanych
• Korekta receptury mieszanki betonowej o wodę wniesioną z kruszywem
• Rozliczanie masy kruszywa dostarczanego w stanie wilgotnym
• Kruszywa lekkie — norma przewiduje dla nich odmianę metody w załączniku A
• Kruszywa wrażliwe na temperaturę — z obniżoną temperaturą suszenia
• Ustalanie zależności między metodą odniesienia a szybszą metodą stosowaną w zakładowej kontroli produkcji

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 1097-5:2008 (wersja angielska; wprowadza EN 1097-5:2008 [IDT])

Tytuł (PL)

Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw — Część 5: Oznaczanie zawartości wody przez suszenie w suszarce z wentylacją

Title (EN)

Tests for mechanical and physical properties of aggregates — Part 5: Determination of the water content by drying in a ventilated oven

Procedura krok po kroku

1. Wydzielenie próbki analitycznej

   Próbkę laboratoryjną redukuje się zgodnie z EN 932-2. Minimalną masę oblicza się z górnego wymiaru sita D: przy D ≥ 1,0 mm jest to 0,2 D kilograma, przy D < 1,0 mm — 0,2 kg.

2. Zabezpieczenie próbki przed zmianą wilgotności

   Bezpośrednio po przygotowaniu próbkę umieszcza się w czystym i suchym pojemniku, chyba że oznaczenie wykonuje się od razu. Na wszystkich etapach przed rozpoczęciem badania próbka ma być chroniona przed utratą i przed przyjęciem wody.

3. Ważenie tacy

   Tace czyści się i suszy, po czym waży i zapisuje ich masę (M2).

4. Ważenie próbki wilgotnej

   Próbkę rozkłada się na tacy, waży tacę z próbką, a masę próbki wilgotnej (M1) wyznacza odejmując masę tacy (M2).

5. Suszenie

   Tace wstawia się do suszarki o temperaturze (110 ± 5) °C i suszy do osiągnięcia stałej masy. Przy kruszywach drobnych wolno wspomagać odparowanie okazjonalnym mieszaniem — mieszadło pozostawia się wtedy w tacy aż do wysuszenia, żeby nie wynieść z niej materiału stałego.

6. Sprawdzenie stałej masy

   Tacę chłodzi się do temperatury pokojowej (w razie potrzeby w eksykatorze), wyznacza masę próbki Md1, wstawia tacę z powrotem do suszarki na co najmniej godzinę, znowu chłodzi i waży (Mdi). Jeżeli różnica wobec poprzedniego wyniku jest mniejsza niż 0,1 %, przyjmuje się stałą masę; jeżeli wynosi 0,1 % lub więcej, postępowanie powtarza się.

7. Ustalenie masy suchej

   Ostatnią wyznaczoną wartość Mdi przyjmuje się jako M3. Przy kilku tacach M3 jest sumą wartości Mdi ze wszystkich tac.

8. Obliczenie

   Zawartość wody oblicza się ze wzoru w = (M1 − M3) / M3 × 100 i podaje z dokładnością do 0,1 %.

9. Sprawozdanie

   Sprawozdanie zawiera obowiązkowo: powołanie na EN 1097-5:2008, identyfikację próbki, identyfikację laboratorium, rodzaj i wymiar nominalny kruszywa oraz wynik. Dane nieobowiązkowe to między innymi nazwa i położenie źródła próbki, poszczególne wyniki ważeń, opis sposobu pobrania próbki, masa próbki wysuszonej i data badania.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Tace i próbka po wyjęciu z suszarki mają temperaturę powyżej 100 °C — chwytaki i rękawice żaroodporne, chłodzenie w eksykatorze
• Kruszywa drobne pylą przy rozkładaniu i mieszaniu — ochrona dróg oddechowych przy pracy z frakcjami piaskowymi
• Suszarka pozostaje nagrzana przez wiele godzin, a badanie z natury wymaga wielokrotnego otwierania
• Chlorek wapnia jako środek suszący działa drażniąco na skórę i oczy; żel krzemionkowy ze wskaźnikiem bywa barwiony związkami kobaltu — obchodzić się z nim jak z odczynnikiem, nie jak z wypełniaczem
• Próbki o masie kilku kilogramów podnoszone na wysokość suszarki — zagrożenie przeciążeniem i upuszczeniem gorącej tacy

Najczęstsze pytania