Zkoušení dokoračních kamenů
Zkouška spočívá ve vizuálním posouzení vzhledu horniny a mikroskopického vzhledu výbrusů a nábrusů. Skládá se z makroskopického popisu a mikroskopického popisu (asociace minerálů a klastů), určení velikosti křemenných zrn a zrn a úlomků stabilních hornin, druhu živců a slíd, popisu zakulacení/zaoblení klastických zrn, formy uhelné hmoty a druhu základní (mezerní hmoty) a formy a vystupování tmelu. Je uváděna i mikrofotografie horniny, případně infračervené spektrum při identifikaci jílové hmoty nebo úlomků jemnozrnných hornin. Pokud se vyskytují valouny nad cca 5 mm, je také provedena identifikace valounů na řezu vzorkem. Určuje se druh horniny, maximální velikost valounů, zaoblení a zakulacení. K upřesnění popisu bylo využíváno také výsledků XRF a XRD analýzy. Zkouška byla prováděna v Ústavu geoniky, Akademie věd České republiky, v.v.i. na Oddělení laboratorního výzkumu geomateriálů podle ČSN EN 12407 – Zkušební metody přírodního kamene – Petrografický rozbor.
Objemová a měrná hmotnost a celková, otevřená a zdánlivá pórovitostObjemová hmotnost a otevřená pórovitost jsou vypočítávány ze znalosti hmotnosti vysušeného tělesa, hmotnosti téhož tělesa nasyceného vodou pod vakuem (tlak nižší než 2 kPa) a hmotnosti tělesa ponořeného pod hladinu vody tj. na základě Archimedova zákona. Otevřená pórovitost tak vyjadřuje v procentech vyčíslený podíl pórů v objemu tělesa, do nichž za uvedeného podtlaku vnikne voda.
Měrná hmotnost je stanovována u jemně rozemletých zkušebních těles na základě určení jejich hmotnosti a objemu vody, která je při zkoušce rozemletými vzorky vytlačena (pyknometrické stanovení). Předpokládá se, že mletím jsou odstraněny pro vodu nedostupné póry. Celková pórovitost je vypočítána z měrné hmotnosti a objemové hmotnosti a zahrnuje tak i póry, které jsou uzavřené, tedy nedostupné pro vodu při nasákání kamene (na rozdíl od pórovitosti otevřené nebo zdánlivé).
Výše popsané zkoušky byly prováděny ve Výzkumném ústavu anorganické chemie, a. s. souladu s ČSN EN 1936; Zkušební metody přírodního kamene – Stanovení měrné a objemové hmotnosti a celkové a otevřené pórovitosti.
Zdánlivá pórovitost byla vypočítána jako součin objemové hmotnosti a nasákavosti zjištěné za atmosférického tlaku (viz níže) dělený hustotou vody (998 kg/m3 při 20 °C). Zdánlivá pórovitost tak udává v procentech vyjádřený objemový podíl pórů, do nichž za atmosférického tlaku vnikne voda. Stanovení zdánlivé pórovitosti není ve výše uvedené normě popsáno, hodnoty zdánlivé pórovitosti však bývají často publikovány v odborné literatuře.
NasákavostZkouška spočívá ve stanovení hmotnosti vysušeného zkušebního tělesa a zkušebního tělesa nasáklého vodou za předepsaných (standardních) podmínek. Výsledek udává, o kolik procent se zvýší hmotnost vysušeného kamene v důsledku jeho nasáknutí vodou za atmosférického tlaku.
Zkouška byla prováděna ve Výzkumném ústavu anorganické chemie, a. s. podle ČSN EN 13755; Zkušební metody přírodního kamene – Stanovení nasákavosti vodou za atmosférického tlaku.
Součinitel nasákavostiZkouška spočívá v měření rychlosti nárůstu hmotnosti zkušebních těles ponořených jednou stěnou do vody. Rychlost nárůstu se řídí zákony vzlínání vody v porézních tělesech, a v souladu s tím je přírůstek v ideálním případě úměrný druhé odmocnině doby nasákání. Hodnota směrnice přímky v těchto souřadnicích, označovaná jako součinitel nasákavosti, je výsledkem zkoušky. Čím vyšší je tato hodnota, tím rychleji se kámen sytí vodou. Děj ustává při dosažení nasyceného stavu, charakterizovaného hodnotou nasákavosti.
Zkouška byla prováděna ve Výzkumném ústavu anorganické chemie, a. s. podle ČSN EN 1925; Zkušební metody přírodního kamene – Stanovení součinitele nasákavosti vodou působením vzlínavosti.
Lineární tepelná roztažnostJe měřena změna délky zkušebního tělesa vyvolaná změnou jeho teploty z 20 °C na 80 °C. Výsledek je vyjádřen jako lineární tepelná roztažnost, což je podíl nárůstu délky zkušebního tělesa k součinu jeho celkové délky a nárůstu teploty (tedy 60 °K). Je zvykem formátovat výsledek v tzv. inženýrské notaci. Hodnota 8,5 10-6 K-1 tedy znamená, že kámen o délce 1 m se v důsledku ohřevu o 1 K prodlouží o 8,5 µm.
Zkouška byla prováděna ve Výzkumném ústavu anorganické chemie, a. s. Provedení vycházelo z normy ČSN EN 14581; Zkušební metody přírodního kamene – Stanovení součinitele lineární tepelné roztažnosti.
Pevnost v tlakuZkušební těleso ve tvaru krychle nebo válce je umístěno čelními stěnami mezi ocelové desky lisu zatěžované rostoucí silou, která je zaznamenávána. Pevnost v tlaku je vypočítána jako podíl maximální vynaložené síly před destrukcí vzorku a příčné plochy zkušebního tělesa.
Stanovení pevnosti tlaku bylo prováděno dle ČSN EN 1926; Zkušební metody přírodního kamene – Stanovení pevnosti v prostém tlaku ve Zkušební laboratoři výzkumného centra hornin na Hornicko-geologické fakultě Vysoké školy báňské – Technické univerzitě Ostrava. Jedná se o zkušební laboratoř akreditovanou Českým institutem pro akreditaci, o.p.s. Zkouška byla prováděna na zařízení MTS 816 Rock Test System po vysušení vzorků.
Pevnost za ohybuZkušební těleso ve tvaru kvádru je umístěno na dvě podpěry. Uprostřed podpěr ve směru proti podpěrám je těleso zatěžováno postupně rostoucí silou. Pevnost v tahu za ohybu je vypočítána ze znalosti síly, jež způsobí zlomení zkušebního tělesa, průřezu tělesa a vzdálenosti podpěr.
Stanovení pevnosti v tahu za ohybu bylo prováděno dle ČSN EN 12372; Zkušební metody přírodního kamene – Stanovení pevnosti za ohybu při soustředném zatížení ve Zkušební laboratoři výzkumného centra hornin na Hornicko-geologické fakultě Vysoké školy báňské – Technické univerzitě Ostrava. Jedná se o zkušební laboratoř akreditovanou Českým institutem pro akreditaci, o.p.s. Zkouška byla prováděna na zařízení MTS 816 Rock Test System po vysušení vzorků.
ObrusnostKamenná deska je předepsaným způsobem obrušována brusným kolem za přisypávání standardizovaného brusiva. Po stanovené době je změřena tloušťka vybroušené rýhy.
Zkouška byla prováděna dle ČSN EN 1341; Desky z přírodního kamene pro venkovní dlažbu – Požadavky a zkušební metody ve Zkušební laboratoři výzkumného centra hornin na Hornicko-geologické fakultě Vysoké školy báňské – Technické univerzitě Ostrava. Jedná se o zkušební laboratoř akreditovanou Českým institutem pro akreditaci, o.p.s. K provádění zkoušky bylo používáno zařízení od firmy FORM + TEST Seidner + Co. GmbH.
MrazuvzdornostZkušební tělesa nasáklá vodou jsou předepsaným způsobem cyklicky zmrazována na vzduchu a rozmrazována ve vodě. Je hodnocena změna jejich vzhledu a mechanických vlastností v důsledku tohoto namáhání. Součinitel mrazuvzdornosti v tlaku vyjadřuje procentuální úbytek pevnosti a analogicky součinitel mrazuvzdornosti v tahu za ohybu je procenty vyjádřený úbytek pevnosti v tahu za ohybu, oboje po padesáti zmrazovacích cyklech. Po stech zmrazovacích cyklech byly vzorky vizuálně hodnoceny dle stupnice: 0 – zkušební těleso neporušeno, 1 – velmi nízké porušení (drobné zaoblení rohů a hran), bez ztráty soudržnosti 2 – jedna nebo několik málo drobných trhlin (≤ 0,1 mm širokých), či odprýsknutí drobných částic (≤ 0,1 mm2 u každé částice), 3 – jedna nebo několik málo drobných trhlin, větších než u stupně 2, změna materiálu v žilách, 4 – rozlomení na dva kusy nebo velké trhliny, 5 – rozrušení tělesa na několik kusů nebo jeho rozdrobení.
Zkouška byla prováděna dle ČSN EN 12371; Zkušební metody přírodního kamene – Stanovení mrazuvzdornosti ve Zkušební laboratoři výzkumného centra hornin na Hornicko-geologické fakultě Vysoké školy báňské – Technické univerzitě Ostrava. Jedná se o zkušební laboratoř akreditovanou Českým institutem pro akreditaci, o.p.s.
Zrnitost analýzou obrazuOrientační zrnitostní křivka horniny je stanovována počítačovou analýzou obrazu pořízeného optickým mikroskopem z horninových výbrusů v procházejícím polarizovaném světle. Naměřené hodnoty délek zrn jsou seřazeny a roztříděny do kategorií (frakcí) odpovídajících sítům o velikosti oka 0,063; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2 a 4 mm. Jsou sečteny délky všech změřených zrn a délky zrn v jednotlivých rozměrových frakcích. Celková délka zrn v každé frakci je vyjádřena jako procentuální podíl z celkové délky všech měřených zrn. Měření je prováděno se stereologickou korekcí na velikost křemenných zrn ve výbrusu dle Krumbeina, tj. všechny změřené délky zrn jsou vynásobeny empirickým koeficientem 1,23.
Zkouška byla prováděna v Ústavu geoniky, Akademie věd České republiky, v.v.i. se sídlem Studentská 1768, 708 00 Ostrava-Poruba na Oddělení laboratorního výzkumu geomateriálů.
RTG fluorescenční analýza (XRF)Rentgenová fluorescenční analýza je fyzikální metoda, při které jsou atomy analyzovaného vzorku excitovány rentgenovým zářením. Při deexcitaci vzniká, přeskokem elektronů z vyšší elektronové vrstvy na vrstvu nižší, sekundární rentgenové záření, jehož čárové spektrum vlnových délek je pro každý prvek charakteristické. Měřením vlnových délek a intenzit sekundárního rentgenového záření je možno určit obsah chemických prvků v analyzovaném vzorku. Výsledek je zpravidla vyjadřován v hmotnostních procentech oxidů identifikovaných prvků.
Rentgenová fluorescenční analýza byla prováděna ve Výzkumném ústavu anorganické chemie, a. s. na spektrometru Philips PW 1404 vybaveným analytickým programem UniQuant umožňujícím semikvantitativní stanovení obsahu 74 prvků (od fluoru po uran).
RTG difrakční fázová analýza (XRD)Rentgenová difrakční fázová analýza umožňuje určit fázové složení vzorků. Rentgenové záření interaguje s atomy krystalů za vzniku difrakčního interferovaného vlnění, které je detekováno, přičemž každá krystalická struktura má spektrum typické a nezaměnitelné. Intenzita vlnění je úměrná obsahu dané struktury ve vzorku.
Rentgenová difrakční fázová analýza byla prováděna ve Výzkumném ústavu anorganické chemie, a. s. na difraktometru Philips MPD 1880, vyhodnocením difrakčních dat s využitím programů X´Pert (X´Pert HightScore Plus Software version 2,1b a X´Pert Industry Softwar version 1.1g). K identifikaci fází byla využívána databáze difrakčních dat ICCD PDF2 obsahující asi 107 000 anorganických standardů.
