2. CYKL MATERIAŁU BUDOWLANEGO
Surowce/składniki+(technologia wytwarzania->)mikrostruktura materiału->właściwości-> materiał->obiekt budowlany->rozbiórka obiektu->recykling lub unieszkodliwienie->surowce/składniki
4. Funkcje materiałów budowlanych w budownictwie
a) aspekt konstrukcyjno-architektoniczny: konstrukcja budowli,bryła i forma architekt.,wymiary,wygląd estetyczny
b) oddziaływanie na człowieka: ochrona przed uciążliwymi zjawiskami atmosf., uformowanie przestrzeni odpowiedniej do prowadzenia różnorodnej działalności życiowej c) cechy eksploatacyjne: wytrzymałość mechaniczna,izolacyjność cieplna, odporność na czynniki atmosf.,izolacyjność akustyczna, twardość i możliwość obróbki, odporność na działąnie ognia, walory estetyczne
6. WŁAŚCIWOŚCI TECHNICZNE MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
Odpowiedź materiału na działające na niego różnego rodzaju obciążenia (wpływy – fizyczne, mechaniczne, fizykomechaniczne, chemiczne, biologiczne). Jest to zachowanie się materiału w konkretnych warunkach różnych oddziaływań użytkowych – np. obciążeń mechanicznych, wahań temperatury, działania temperatury ujemnej i zamarzającej wody, opadów atmosferycznych, agresywnych płynów i par.
Właściwości fizyczne:cechy związane z mikrostrukturą, cechy zewnętrzne,rozdrobnienie, cechy związane z dział. Wody i pary, cechy związane z działaniem ciepła, odporność na starzenie, cechy akustyczne, cechy związane z oddział.zdrowotnym, wytrzymałość, twardość, sprężystość, ścieralność, udarność, kruchość, plastyczność, zmęczenie, rozmiękanie. Właściwości chemiczne: skład chemiczny, skład mineralny, odporność korozyjna, odczyn.Właściwości technologiczne: konsystencja, lepkość, urabialność, spływność, wydajność, czas zachowania własności roboczych
9. KLASYFIKACJA WYROBÓW
10. CecHY TECHNICZNE-trwałość, duża wytrzymałość na ściskanie, mała ścieralność, duża twardość, możliwość nadawania różnego wyglądu, możliwość polerowania bez wapieni porowatych i piaskowców, duży ciężar własny
11. KLASYFIKACJA
Skały magmowe: a)głębinowe(granit, sjenit), b)wylewne(porfir, andezyt, bazalt, melafir, diabaz), Skały osadowe: a)krzemionkowe i okruchowe(piaskowiec,piasek,żwir) b)węglanowe(wapień,dolomit), c)chemiczne(trawertyn) .Skały przeobrażone(marmur,kwarcyt)
Spoiwa budowlane mineralne: a)powietrzne:wapienne, gipsowe,krzemianowe,magnezjowe b)hydrauliczne:cementy,wapno hydrauliczne
Wapno budowlane: a) powietrzne:wapniowe CL, dolomitowe DL (palone, półhydratyzowane, zhydratyzowane) b)hydrauliczne: naturalne wapno hydrauliczne NHL(czyste), wapno hydrauliczne(sztuczne) HL
Produkty przeróbki termicznej gipsu dwuwodnego:
Materiał wyjściowy dwuhydrat CaSO4*2H2O->temp.110-160->półhydrat CaSO4*0.5H2O->160-250->Anhydryt CaSO4-III rozpuszczalny->250-350->anhydryt CaSO4-II nierozpuszczalny->800-1000->estrichgips CaSO4 z CaO
SKŁAD KLINKIERU
a)pierwiastkowy(%) Ca(44-49),O(30,38),Si(8-12),Al.(2-4).Fe(1-3),inne do 7%
b)tlenkowy(%)-CaO(62-68),SiO2(18-25),Al2O3(4-8),Fe2O3(2-4),MgO(0,5-6),SO3(0,8-3),Na2O+K2O(0,4-3)
Produkowane jest pięć rodzajów cementów powszechnego użytku:
CEM I — cement portlandzki,
CEM II A/B— cement portlandzki wieloskładnikowy,
CEM III A/B/C— cement hutniczy,
CEM IV A/B— cement pucolanowy,
CEM V A/B— cement wieloskładnikowy.
Cementy: a)specjalne:-portlandzkie siarczanoodporne (CEM I MSR, CEM I HSR, CEM I MSR NA, CEM I HSR NA-niskoalkaliczny)->cement mostowy,drogowy ;o małym cieple hydratacji->cement hydrotechniczny; cement glinowy
b)inne :murarski, biały
Definicje i symbole->Klasyfikacja->klasy ekspozycji środowiskowej+klasy konsyst. mieszanki bet.+klasy wytrzymałości na ściskanie betonów zwykłych i lekkich+klasy gęstości bet. Lekkich->wymagania->składniki betonu->skład->mieszanka betonowa->podział odpowiedzialności->specyfikujący+producent +wykonawca konstrukcji->określenie zasad kontroli i kryteriów zgodności->beton wytworzony na budowie, beton towarowy + warunki wytwarzania – personel/sprzęt/urządzenia
KONSYSTENCJA MIESZANKI BETONOWEJ
a)met. Opadu stożka S1-S5(opad stożka w mm) b) metoda vebe V0-V4(czas Vebe w sek.) c) stolika rozpływowego F1-F6(średnica rozpływu w mm) d)stopnia zagęsczalności C0-C3 (stopień zagęszczalności)
Wytrzymałość charakterystyczna - wartość wytrzymałości, poniżej której może się znaleźć 5 % populacji wszystkich możliwych oznaczeń wytrzymałości dla danej objętości betonu
Beton wysokiej wytrzymałości - beton klasy wytrzymałości na ściskanie wyższej niż C50/60 w przypadkach betonu zwykłego lub betonu ciężkiego i beton klasy wytrzymałości na ściskanie wyższej niż LC50/55 w przypadku betonu lekkiego.
C.../... Klasa wytrzymałości na ściskanie w przypadku betonu zwykłego i betonu ciężkiego
LC.../... Klasa wytrzymałości na ściskanie w przypadku betonu lekkiego
fck,cyl Wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczana na próbkach walcowych
fc,cyl Wytrzymałość betonu na ściskanie oznaczana na próbkach walcowych
fck,cube Wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczana na próbkach sześciennych
fc,cube Wytrzymałość betonu na ściskanie oznaczana na próbkach sześciennych
Stopień mrozoodporności betonu jest to symbol (np. F50), za którego pomocą klasyfikuje się beton z uwagi na odporność na działanie mrozu; liczba po F oznacza wymaganą liczbę cykli zamrażania i odmrażania próbek betonowych bez zniszczenia.
Stopień wodoszczelności betonu jest to symbol (np. W4) służący do klasyfikowania betonu z uwagi na przepuszczalność wody; liczba po literze W oznacza 10-krotną wartość ciśnienia wody (w MPa) działającego na próbki betonowe.
|
|
|
|---|---|---|
|
|
|
Porowatość betonu zwykłego po zagęszczeniu wynosi 8÷12% (w tym około 4,5% to pory kapilarne, 0,5÷2% — pory powstałe wskutek niestarannego zagęszczenia mieszanki, a reszta to makropory po wodzie zarobowej). Na ogólną porowatość betonu wpływa również porowatość ziaren kruszywa grubego. W miarę wzrostu porowatości betonu, maleje jego wytrzymałość. Porowatość betonu zależy w znacznym stopniu od porowatości zagęszczonej mieszanki betonowej
W warunkach powietrzno-suchych, tzn. gdy wilgotność względna powierza wynosi 60÷70%, wilgotność betonu stabilizuje się na poziomie 1÷2%.
Nasiąkliwość betonów narażonych bezpośrednio na działanie czynników atmosferycznych nie powinna być większa niż 5%, a jeśli beton jest osłonięty przed działaniem czynników atmosferycznych, to nasiąkliwość może wynosić maksimum 9%.
Ciepło właściwe - 0,75-0,82 kJ/kg K
Współczynnik przewodzenia ciepła (λ) - 1,22-1,5 (W/m 0C)
Współczynnik rozszerzalności liniowej (α) - 1-1,1* 10-5 (1/0C)
taki sam jak dla stali!
OGNIOODPORNOŚC
Jeżeli beton jest wykonany ze składników odpowiadającym wymaganiom zawartym w normie i jest zaklasyfikowany do klasy ognioodporności EuroA to nie wymaga przeprowadzania badań.
Beton cementowy zwykły z kruszyw naturalnych jest odporny na działanie podwyższonej temperatury do 250 oC
Przed przystąpieniem do ustalania składu mieszanki betonu zwykłego ustala się w jakich warunkach będzie pracować beton lub konstrukcja wykonana z tego betonu. Następnie określa się cechy techniczne składników i stwierdza ich przydatność. Po ustaleniu, jednym ze sposobów, składu mieszanki przeprowadza się doświadczalne pomiary cech zarówno mieszanki jak też stwardniałego betonu. Tak uzyskana recepta nazywa się laboratoryjną. Koryguje się ją np. wilgotnością, kruszywa na budowie lub w wytwórni betonu, objętością betoniarki, czy też sposobem dozowania cementu (np. pełnymi workami). Tak skorygowany skład mieszanki nazywa się roboczą receptą mieszanki.
| CEM I | konstrukcje monolityczne, prefabrykowane i sprężone |
|---|---|
| CEM II | drobnowymiarowe wyroby prefabrykowane |
| CEM III | konstrukcje masywne |
| CEM IV i V | elementy niepodlegające obliczeniom statycznym, betony wypełniające, warstwy podkładowe lub wyrównawcze itp.. |
| Nazwa kruszywa | Zalecane zastosowanie |
|---|---|
| łamane, naturalne | do betonów zwykłych klas C25/30 i wyższych |
| ze skał węglanowych | do betonów nienarażonych na działanie środowisk agresywnych oraz na częste zmiany wilgotności |
| piaski klasyfikowane | do betonów o specjalnych wymaganiach jakościowych |
| kruszywa wielofrakcyjne | do betonów o przeciętnych wymaganiach jakościowych |
Pucolany – drobnoziarniste materiały krzemionkowe zdolne do wiązania wapna wobec wody z utworzeniem związków hydraulicznych (na wzór cementu) CSH.
Właściwości pucolan – różne, zależą od składu chemicznego i uziarnienia cementu.
Rola pucolan – uszczelnienie struktury zaczynu i utworzenie faz mineralnych dzięki aktywności pucolanowej.
POPIÓŁ LOTNY
zwiększenie ilości zaczynu w mieszance betonowej ⇒ poprawa urabialności mieszanki
zmniejszenie ilości cementu ⇒ zmniejszenie skurczu betonu
zwiększenie odporności na agresję chemiczną
wydłużenie początku i końca wiązania
możliwe opóźnienie przyrostu wytrzymałości wczesnej
złej jakości popiół (grubsze uziarnienie, wysoka zawartość niespalonego węgla) ⇒ zwiększenie wodożądności mieszanki betonowej
Pył krzemionkowy (mikrokrzemionka)
Dzięki bardzo silnemu rozdrobnieniu i superpucolanowości dodatek pyłów krzemionkowych do betonu powoduje:
• znaczny wzrost jego wytrzymałości (pod warunkiem przedłużonej pielęgnacji),
• wzrost szczelności (pory żelowe , pory powietrzne ),
• wzrost odporności na działanie środowisk agresywnych i reakcje alkalia-kruszywo (przez wiązanie jonów sodu i potasu)
• zmniejsza ryzyko segregacji składników betonu, wycieku wody
Ogólnie pyły krzemionkowe poprawiają właściwości betonu, jeśli stosowane są razem z superplastyfikatorem.
Polimery
Zalety kompozytów PCC:
wytrzymałość na rozciąganie
wytrzymałość na zginanie
nasiąkliwość maleje
szczelność
przyczepność
Najczęstsze zastosowania:
materiały do napraw i ochrony
budowli
nawierzchnie i posadzki
przemysłowe
elementy prefabrykowane
BETONY LEKKIE KRUSZYWOWE I KOMÓRKOWE
- zwarte w których wolne przestrzenie między ziarnami kruszywa > 4 mm są wypełnione zaprawą cementową w ilości nie mniejszej niż 85% ich objętości C ok. 550 kg
- półzwarte w których w ogólnej ilości kruszywa zawartość frakcji mniejszych niż 4 mm wynosi co najmniej 15 % i które jednocześnie nie spełniają warunku określonego dla betonu zwartego C ok. 470 kg
- jamiste wykonywane z kruszywa o uziamieniu powyżej 4 mm, w których zaczyn cementowy tylko pokrywa
ziarna kruszywa i spaja je ze sobą C ok. 300 kg
Dobór składu betonów lekkich kruszywowych
Założenia:
przeznaczenie i warunków użytkowania betonu,
wymagana wytrzymałość,
gęstość objętościowa
ewentualnie mrozoodporność
parametry technologiczne:
- wymagana urabialność,
- sposób transportu,
- warunki formowania i dojrzewania betonu.
Beton komórkowy
Materiał mocny i trwały nadający się do stosowania w różnych strefach klimatycznych.
W stosunku do innych materiałów budowlanych produkcja betonu komórkowego jest procesem o małej energochłonności i materiałochłonności, przyjaznym dla naturalnego środowiska.
Zachowuje on swoją efektywność energetyczną przez cały okres eksploatacji obiektu.
Wylewany pianobeton stosowany jest jako warstwy wyrównująco ocieplające pod posadzki, warstwy podbudów, doszczelnianie stropów, wypełnianie wolnych przestrzeni w ustrojach budowlanych tam gdzie ważne jest obniżenie ciężaru.
TWORZYWA SZTUCZNE
WŁAŚCIWOŚCI
gęstość 910 – 1800 kg/m3, z wypełniaczami ok. 1900 kg/m3
n ∼ 0
λ = 0,1 – 0,4 W/moC (komórkowe 0,02 – 0,03 W/moC)
αt = 3 x 10-5 – 10 x 10-5 1/oC (duża)
odporność cieplna – znacznie mniejsza niż materiałów tradycyjnych
- 40 do + 70 oC – termoplastyczne
do +120 oC – termoutwardzalne
palne lub samogasnące, opary, kapanie
fc = 10 – 450 MPa; ft = 10 – 800 MPa
moduł sprężystości E = 1500 – 10000 MPa (po wzmocnieniu włóknami do 40 000 MPa)
pełzanie – duże
wysoka odporność chemiczna
łatwość formowania wyrobów
zdolność doładowania się elektrycznością statyczną
problemy zdrowotne
Polistyren ekspandowany (styropian) - tworzywo piankowe otrzymywane z polistyrenu. Styropian ze względu na postać dzieli się na: granulat lub bloki, płyty, łubki i inne kształtki. Odporny na działanie wody morskiej, rozcieńczonych kwasów organicznych i nieorganicznych, alkoholi i rozcieńczonych ługów. Rozpuszcza się w acetonie, benzynie, toluenie, ksylenie. Styropian ma kolor biały, jest nieprzezroczysty, nie ulega działaniu bakterii gnilnych, nie pleśnieje, ale jest atakowany w warstwach izolacyjnych przez gryzonie.
Granulat styropianu otrzymuje się z polistyrenu, który zawiera środek porotwórczy (porofor). W czasie podgrzewania zgranulowany lity polistyren spienia się zwiększając swoją początkową objętość 20 ÷ 40 razy, dzięki czemu otrzymuje się kuleczki (o strukturze mikrokomórkowej) średnicy 0,4 ÷ 4 mm.
Substancje organiczne i nieorganiczne modyfikujące mieszankę lub produkt finalny.
Domieszki mrozowe
Domieszki napowietrzające
Domieszki opóźniające wiązanie
Domieszki przyspieszające twardnienie
Domieszki przyspieszające wiązanie
Domieszki uplastyczniające
Domieszki uszczelniające
- powłoki antykorozyjne na stal i stal ocynkowaną,
- warstwy sczepne,
- powłoki ochronne i chemoodporne na podłoża betonowe,
- zaprawy i szpachlówki naprawcze,
- kity i szpachlówki uszczelniające,
- materiały iniekcyjne
22Po co w cemencie gips – spowalnia proces wiazania
23. kiedy zaczyna się hydratacja cementu po 1,5-2 h oceniamy aparatem ………….
25. Przy wiazaniu cementu wydziela się duzo ciepla.
26. Oznaczenia cementu
HSR-siarczano odporny
32,5 klasa wytrzymałości cementu ]
R – wczesna wysoka wytrzymałość
26. pojecie cech i normowych (metoda badania i ocena wyrobu –wartosc kryterium )
27. Badania normowe dla cementu
-wytrzymałosc na sciskanie po 28 dniach
-poczatek wiazania
-stalosc objętości
-wczesna wytrzymalosc