Badania laboratoryjne

Screen Shot 07-31-15 at 02.14 PM1.POMIARY CIEPLNE

   1.1. „Zestaw do pomiaru współczynnika λ”

Aparat płytowy Fox 314 do pomiaru wartości współczynnika przewodności cieplnej. Pomiar metodą stacjonarną ze stałą gęstością strumienia cieplnego. Pomiar prowadzony zgodnie z normą ISO 8301.
Aparat umożliwia wykonanie oznaczenia wartości λ zarówno w przypadku materiałów historycznych jak i nowoczesnych materiałów przeznaczonych do termicznego izolowania od obiektów. Urządzenie pozwala na badanie wcześniej przygotowanych próbek o wymiarach 300×300 mm i grubości maksymalnie 100 mm. W przypadku obiektów zabytkowych, może mieć zastosowanie przy badaniu specjalnych materiałów termoizolacyjnych do izolowania od wewnątrz.
Badania prowadzone mogą być w laboratorium.

   1.2. „Zestaw do pomiaru współczynnika U”

Rejestrator danych ALMEMO 2890-9 z urządzeniami peryferyjnymi.
Urządzenie posiada funkcję pomiaru strumienia ciepła i temperatury. Pomiary te pozwalają na wykonanie badań wartości współczynnika przenikania ciepła U, materiałów i przegród budowlanych. W zestawie dodatkowo, specjalistyczne rozszerzenie oprogramowania do analiz uzyskanych wyników (thermal transmittance wizard). Aparat umożliwia wykonanie oznaczenia wartości U zarówno w przypadku materiałów i przegród historycznych jak i nowoczesnych materiałów wprowadzanych do obiektów zabytkowych. Badania pozwalają na weryfikację danych obliczeniowych poprzez ocenę rzeczywistej wartości współczynnika U.
Zestaw umożliwia prowadzenie badań w warunkach polowych.

   1.3. „Kamera termowizyjna”- FLIR

Kamera termowizyjna FLIR B365 dedykowana do badań termowizyjnych obiektów budowlanych.
Urządzenie wyposażone jest w detektor o rozdzielczość 320*240. Na chwilę obecną jest to jedno z najnowocześniejszych urządzeń termowizyjnych dostępnych na rynku. W zestawie znajduje się dodatkowy obiektyw, umożliwiający badania obiektów wysokich. Istnieje możliwość badań w podczerwieni obiektów zabytkowych. Urządzenie umożliwia prowadzenie przede wszystkim pomiarów cieplnych np.: detekcja mostków cieplnych. Kamera może być wykorzystywana do innych badań np.: wilgotnościowych (wbudowany alarm punktu rosy), stanu murów (jednorodność, warstwowość, spękania i kawerny).Przy zastosowaniu dodatkowego źródła ciepła można wykonywać badania obiektów nieużytkowanych (nieogrzewanych).
Zestaw umożliwia prowadzenie badań w warunkach polowych.

2. POMIARY WILGOTNOŚCIOWE

   2.1. Badania grawimetryczne

Zestaw do poboru próbek podczas badań in situ składa się z dwóch typów urządzeń: wiertnicy ze statywem i wiertarki. Obydwa urządzenia posiadają możliwość stosowania niskich prędkości obrotowych (wymóg związany z minimalizacją możliwości przesuszenia próbki).
Zestaw do pomiaru wilgotności masowej metodą laboratoryjną złożony z wagi, suszarki i eksykatorów. Do badań in situ stosowana może być wagosuszarka mobilna.
Sprzęt umożliwia wykonywanie badań wilgotności masowej zarówno w warunkach laboratoryjnych jak i polowych.

   2.2. Wilgotnościomierz karbidowy

Zestaw do badań wilgotności metodą chemiczną tzw. pomiar metodą CM. W zestawie walizkowym znajduje się miernik WK-1 wraz z kompletnym osprzętem.
Metoda karbidowa, w niemieckich instrukcjach WTA, wymieniana jest jako najdokładniejsza z metod pośrednich i z powodzeniem wykorzystywana w obiektach zabytkowych.
Zestaw pozwala na prowadzenie oznaczeń w warunkach polowych.

   2.3. Wilgotnościomierz dielektryczny

Mierniki mobilne typu LB-795 i LB-796.
Urządzenie do wykonywania pomiarów wilgotności metodą nieniszczącą. Mierniki pozwalają na określenie wilgotności przypowierzchniowej, dlatego pomiary umożliwiają uzyskanie wartości zbliżonych do rzeczywistej wilgotności masowej. W obiektach zabytkowych wykorzystywane mogą być jako wskaźniki miejsc z których pobrany zostanie materiał do badań grawimetrycznych. Ze względu na szybkość pomiarów możliwe jest wykonywanie map zawilgocenia obiektów czyli graficznego przedstawiania rozkładu wilgoci na powierzchni przegród.
Sprzęt umożliwia wykonywanie badań wilgotności masowej w warunkach polowych.

   2.4. Wilgotnościomierz igłowy

Miernik Protimeter i Sonda Rezystancyjna LB-796 RM.
Urządzenie do wykonywania pomiarów wilgotności metodą pośrednią o niewielkim stopniu ingerencji w strukturę materiału. Mierniki pozwalają na określenie przypowierzchniowej wilgotności masowej. W obiektach zabytkowych wykorzystywane mogą być przede wszystkim do badania wilgotności drewna. Zastosowanie do badań materiałów murowych jest ograniczone ze względu na występujące zasolenie. Sonda Rezystancyjna LB-796 RM (młotkowa) zaopatrzona w dodatkowe okablowanie, pozwala na wykonywanie badań w miejscach trudnodostępnych, na dużych wysokościach.
Sprzęt umożliwia wykonywanie badań wilgotności masowej w warunkach polowych.

   2.5. Badania związane z kondensacją pary wodnej.

Zestaw do pomiarów związanych z obliczeniami punktu rosy składa się z termohigrometru i pirometru.
Pomiary mogą odbywać się w warunkach polowych. Urządzenia pozwalają na pomiar temperatury powietrza, wilgotności powietrza i temperatury powierzchni elementów. Prosty arkusz kalkulacyjny umożliwia obliczenia punktu rosy i wskazuje miejsca w których może wystąpić kondensacja pary wodnej.
Sprzęt umożliwia wykonywanie badań w warunkach polowych.

3. BADANIA ZASOLENIA

   3.1. Zestaw do oznaczania soli budowlanych

Zestaw składa się z wagi, suszarki laboratoryjnej, wirówki i gotowych testów chemicznych.
W ramach posiadanych urządzeń i testów możliwe jest określenie pH materiałów oraz procentowej zawartości głównych grup soli budowlanych (siarczanów, chlorków i azotanów).
Oznaczenie jest możliwe w warunkach polowych jednak ze względu na konieczność zastosowania reżimów pomiarowych i dużej ilości szkła laboratoryjnego oznaczenia powinny być wykonywane w laboratorium.

4. BADANIA ZWIĄZANE Z KOROZJĄ BIOLOGICZNĄ

Katedra Konserwacji Zabytków wykonuje oceny, opinie i ekspertyzy dotyczące stanu obiektów pod kątem porażenia korozją biologiczną. W ramach prowadzonych prac określa się:
• rodzaj organizmów odpowiedzialnych za degradację materiałów,
• zakres i intensywność zjawisk,
• czynniki, które doprowadziły do porażenia,
• stan techniczny zdegradowanych materiałów i elementów (klasyfikacja uszkodzeń i dalszej przydatności porażonych materiałów/elementów),
• metody naprawcze (technologie i materiały).

5. BADANIA MATERIAŁOWE

Wykonujemy badania określające charakterystyki materiałowe podstawowych materiałów budowlanych:
• badania nieniszczące elementów betonowych (sklerometria),
• badania niszczące betonów stwardniałych,
• badania niszczące zapraw budowlanych,
• badania niszczące elementów murowych,
• badania niszczące materiałów kamiennych,
• badania przyczepności do podłoża,
• badania jednorodności murów z elementów ceramicznych.
Poniżej wymieniono niektóre elementy aparatury pomiarowej używane do wykonywania powyższych badań.

   5.1. Badania mobilne i wykonywane In situ

      5.1.1. Młotek Schmidta typu N

Młotek Schmidta typ N firmy Proceq i elektronicznym zapisem wyników, z możliwością doboru dowolnej krzywej regresji. Głównym przeznaczeniem jest określanie wytrzymałości elementów betonowych (klasy betonu). Możliwe jest również określanie jednorodności innych materiałów budowlanych (murów ceglanych lub kamiennych).

      5.1.2. Dyna Estrich Pull – off Tester

Przyrząd do badania wytrzymałości na odrywanie oraz przyczepności elementów wykończeniowych do dowolnego podłoża takich jak:
• posadzki ceramiczne,
• okładziny ceramiczne i kamienne ścian,
• tynki i wyprawy.
Jest również badaniem wiodącym przy analizie możliwości wzmocnienia z wykorzystaniem taśm (mat) wysokiej wytrzymałości z materiałów takich jak:
• włókna węglowe,
• włókna szklane,
• włókna aramidowe.

   5.2. Badania laboratoryjne

Badania niszczące określające charakterystyki materiałów budowlanych.
Wykaz niektórych z wykonywanych badań cementów:
• oznaczanie wytrzymałości na ściskanie (z wykonaniem i przechowywaniem) zgodnie z wymogami PN-EN 196-1,
• oznaczanie wytrzymałości na zginanie (z wykonaniem i przechowywaniem) zgodnie z wymogami PN-EN 196-1
• oznaczenie czasu wiązania cementu zgodnie z wymogami PN-EN 196-3,
• oznaczenie stałości objętości zgodnie z wymogami PN-EN 196-3
Wykaz niektórych z wykonywanych badań zapraw:
• oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zgodnie z wymogami PN-88/B-04300,
• oznaczenie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zgodnie z wymogami PN-EN 1015-11,
• oznaczenie gęstości objętościowej zaprawy zgodnie z wymogami PN-85/B-04500,
• oznaczenie gęstości objętościowej świeżej zaprawy zgodnie z wymogami PN-EN 1015-6,
• oznaczenie gęstościowej wysuszonej stwardniałej zaprawy zgodnie z wymogami PN-EN 1015-10,
• oznaczenie konsystencji zaprawy zgodnie z wymogami PN-85/B-04500,
• oznaczenie konsystencji świeżej zaprawy za pomocą stolika rozpływu zgodnie z wymogami PN-EN 1015-3.
Wykaz niektórych z wykonywanych badań elementów kamiennych:
• oznaczenie mrozoodporności kamienia zgodnie z wymogami PN-85/B-04102,
• oznaczenie wytrzymałości na ściskanie kamienia zgodnie z wymogami PN-84/B-04110,
• oznaczenie gęstości objętościowej kamienia zgodnie z wymogami PN-66/B-04100,
• oznaczenie nasiąkliwości kamienia.
Poniżej niektóre z używanych urządzeń badawczych.

      5.2.1. ADVANTEST

Zestaw do badania wytrzymałości na ściskanie, zginanie oraz rozciąganie elementów o dużej wytrzymałości (beton, stal, włókna węglowe) do 3.000 kN oraz do badań wykonywanych na elementach małej wytrzymałości (zaprawy, cementy).

      5.2.2. WALTER + Bajag

Zakres badań identyczny jak w przypadku ADVANTEST’u ale z możliwością pracy na elementach o dużych gabarytach.

   5.3. Opinie techniczne, ekspertyzy

Zakład przy ewentualnym współudziale specjalistów zewnętrznych wykonuje opinie i ekspertyzy obiektów budowlanych oraz budowli zabytkowych:
• oceny techniczne i/lub ekspertyzy stanu zachowania budynków lub ich elementów,
• oceny techniczne możliwości realizacji inwestycji,
• inwentaryzacje architektoniczne i budowlane (łącznie z wykonywaniem odkrywek i badań na obiekcie),
• badania architektoniczne,
• analizy literatury i dostępnych źródeł (ikonograficzne, bibliograficzne)

6. BADANIE SKŁADU MATERIAŁÓW ZABYTKOWYCH (NP. TYNKÓW, POLICHROMII).

   6.1. DYFRAKCJA RENTGENOWSKA

Dyfraktometr rentgenowski X’Pert Pro MPD
Pomiary XRD materiałów zabytkowych wykonuje się na próbkach proszkowych. Masy próbek przeznaczonych do analiz wynoszą kilka gramów. XRD jest znakomita metodą w identyfikacji pigmentów nieorganicznych. Ich obecność daje się stwierdzić niezależnie od tego, czy występują one jako pojedyncze składniki warstwy malarskiej, czy jako jeden ze składników mieszaniny.
Pozwala ona na precyzyjną identyfikację wielu związków o budowie krystalicznej:.
• kwarcu,
• kalcytu,
• gipsu,
• materiałów ilastych
Dyfrakcja rentgenowska stosowana jest powszechnie jako metoda uzupełniająca badania petrograficzne tynków.

   6.2. MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA

Mikroskop skaningowy
Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) jest obecnie najczęściej stosowanym urządzeniem do badania mikrostruktur próbek pobranych z obiektów zabytkowych. Materiały przewodzące prąd elektryczny nie wymagają specjalnego przygotowania do badań ta techniką, natomiast nieprzewodzące próbki warstw malarskich, tynków, płótna i drewna należy pokryć cienką warstwa węgla lub złota przez napylenie w wysokiej próżni.
Elektronowa mikroskopia skaningowa powala na uzyskanie unikatowych informacji o:
• degradacji fizycznej,
• chemicznej
• biologicznej zabytkowej materii.
Można badać:
• charakter mikropęknięć,
• efekty krystalizacji soli na zewnątrz próbki oraz w mikroporach.
Można obserwować :
• zmian porowatości powstałej na skutek migracji spoiwa
• określać wielkości i formy minerałów obecnych w tynkach
• teksturę polichromii i nawarstwień,
• identyfikować grzyby, pleśnie, bakterie
Mikroskop dodatkowo wyposażony jest w spektrometr dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego EDS.
Umożliwia on przeprowadzenie :
• analiz punktowych
• analiz powierzchniowych ”mapping” – lokalizacja obszarów, w których występują określone pierwiastki,
• analiz liniowych ukazuje lokalny pierwiastków rozkład.
Analiza liniowa i powierzchniowa daje informacje jakościowe i półilościowe o rozmieszczeniu poszczególnych pierwiastków. Natomiast analiza punktowa umożliwia ich ilościowe oznaczenie w wybranych mikroobszarach. Technika SEM-EDS umożliwia wykonanie badań nieniszczących składu chemicznego poszczególnych warstw obecnych na przekrojach poprzecznych próbek polichromii

   6.3. SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI

Spektrometr w podczerwieni FTIR Nicolet
Metoda ta wykorzystuje absorpcje promieniowania podczerwonego przez cząsteczki. Oscylacje atomów cząsteczki są ściśle zwiane z jej strukturą, czyli z rodzajem drgających atomów jej geometrią oraz stałymi siłowymi wiązań chemicznych. W spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni za podstawę identyfikacji służy zarówno wiedza co do położenia pasm absorpcji charakterystycznych dla poszczególnych grup funkcyjnych, jak również rozbudowane biblioteki widm referencyjnych związków o znanej strukturze chemicznej.
Spektroskopia w podczerwieni stosowana do identyfikacji:
• spoiw organicznych
• barwników organicznych
• werniksów
• pigmentów nieorganicznych
• wosków
Stosowana równolegle innymi technikami do określenia chemicznego składu próbek pobranych obiektów zabytkowych.