„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Bogusław Staniszewski

Określanie

właściwości

materiałów

konstrukcyjnych

i eksploatacyjnych

stosowanych

w

drogownictwie

833[01].O1.04

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Małgorzata Kapusta
mgr inż. Jarosław Sadal


Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Bogusław Staniszewski


Konsultacja:
mgr inż. Jolanta Skoczylas









Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 833[01].O1.04
„Określanie właściwości materiałów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych stosowanych
w drogownictwie”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu mechanik
maszyn i urządzeń drogowych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

3

2. Wymagania wstępne

5

3. Cele kształcenia

6

4. Materiał nauczania

7

4.1. Podział materiałów budowlanych. Właściwości materiałów budowlanych

stosowanych w drogownictwie

7

4.1.1. Materiał nauczania

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

10

4.1.3. Ćwiczenia

11

4.1.4. Sprawdzian postępów

12

4.2. Stopy żelaza i metali nieżelaznych

13

4.2.1. Materiał nauczania

13

4.2.2. Pytania sprawdzające

17

4.2.3. Ćwiczenia

17

4.2.4. Sprawdzian postępów

18

4.3. Materiały kamienne

19

4.3.1. Materiał nauczania

19

4.3.2. Pytania sprawdzające

23

4.3.3. Ćwiczenia

23

4.3.4. Sprawdzian postępów

25

4.4. Spoiwa mineralne

26

4.4.1. Materiał nauczania

26

4.4.2. Pytania sprawdzające

29

4.4.3. Ćwiczenia

29

4.4.4. Sprawdzian postępów

30

4.5. Betony

31

4.5.1. Materiał nauczania

31

4.5.2. Pytania sprawdzające

34

4.5.3. Ćwiczenia

35

4.5.4. Sprawdzian postępów

36

4.6. Lepiszcza bitumiczne

37

4.6.1. Materiał nauczania

37

4.6.2. Pytania sprawdzające

40

4.6.3. Ćwiczenia

40

4.6.4. Sprawdzian postępów

41

4.7. Gospodarka materiałami budowlanymi

42

4.7.1. Materiał nauczania

42

4.7.2. Pytania sprawdzające

43

4.7.3. Ćwiczenia

43

4.7.4. Sprawdzian postępów

44

5. Sprawdzian osiągnięć

45

6. Literatura

50

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o określaniu właściwości materiałów

konstrukcyjnych i eksploatacyjnych stosowanych w drogownictwie.

W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś
bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych

833[01].O1

Podstawy zawodu

833[01].O1.01

Stosowanie przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy,

ochrony przeciwpożarowej oraz

ochrony środowiska

833[01].O1.02

Posługiwanie się dokumentacją

techniczną

833[01].O1.03

Stosowanie praw i pojęć z zakresu

mechaniki, mechatroniki oraz

technologii dróg

833[01].O1.04

Określanie materiałów

konstrukcyjnych

i eksploatacyjnych stosowanych

w drogownictwie

833[01].O1.05

Wytwarzanie elementów maszyn

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

korzystać z różnych źródeł informacji,

–

uczestniczyć w dyskusji, prezentacji i obronie prezentowanego przez siebie stanowiska,

–

poczuwać się do odpowiedzialności za zdrowie i życie własne oraz innych,

–

stosować podstawowe zasady etyczne (rzetelnej pracy, punktualności, uczciwości,
odpowiedzialności),

–

współpracować w grupie z uwzględnieniem podziału zadań.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

sklasyfikować materiały budowlane,

−

określić właściwości materiałów przeznaczonych do budowy dróg i obiektów mostowych,

−

ocenić jakość materiałów budowlanych,

−

scharakteryzować właściwości metali oraz ich stopów,

−

określić właściwości stopów żelaza i metali nieżelaznych,

−

scharakteryzować właściwości materiałów kamiennych,

−

scharakteryzować właściwości spoiw mineralnych,

−

scharakteryzować właściwości betonu,

−

scharakteryzować właściwości lepiszczy bitumicznych,

−

zastosować zasady racjonalnego i oszczędnego stosowania materiałów budowlanych,

−

zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska podczas prac
z materiałami stosowanymi w budownictwie dróg i mostów.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podział materiałów budowlanych. Właściwości materiałów

budowlanych stosowanych w drogownictwie

4.1.1. Materiał nauczania

Materiały budowlane są to według unijnych aktów prawnych i Ustawy Prawo

budowlane – wyroby, wytworzone w celu wbudowania, wmontowania, zainstalowania
czy zastosowania w sposób trwały w obiektach budowlanych.

Przy budowie obiektów można używać materiały i wyroby budowlane, które posiadają:

−

certyfikaty zgodności lub deklaracje zgodności z Polską Normą (PN) lub aprobatami
technicznymi,

−

atesty.
Aprobata techniczna jest poświadczeniem pozytywnej oceny technicznej wyrobu,

wydanym po przeprowadzeniu odpowiednich badań przez upoważnioną instytucję aprobującą.
Aprobaty dotyczą tylko tych wyrobów, których nie objęto Polską Normą.

Certyfikat zgodności jest to dokument, w którym jedna z upoważnionych instytucji

certyfikujących poświadcza zgodność wyrobu danego producenta z Polską Normą lub normą
europejską albo z aprobatą techniczną.

Deklaracja zgodności to dokument, w którym producent sam potwierdza (biorąc

na siebie odpowiedzialność za prawdziwość potwierdzenia), że cechy wyrobu są zgodne
z Polską Normą lub aprobatami technicznymi.

Atest to dokument, w którym wytwórca (np. wytwórca konstrukcji stalowej) sam

potwierdza jakość wyrobu i jego zgodność z parametrami zapisanymi w dokumentacji
technicznej tego wyrobu.

Materiały dopuszczone do obrotu i powszechnego stosowania oznaczone są znakiem

bezpieczeństwa wyrobu budowlanego (rys. 1b). Od 1999 roku w wszystkie wyroby
przeznaczone i dopuszczone

do obrotu i powszechnego stosowania oznaczone są znakiem

budowlanym (rys. 1a).

Po wejściu Polski do Unii Europejskiej został wprowadzony jest znak

CE (rys. 1c), który zastąpił znak bezpieczeństwa i znak budowlany.

Rys. 1. Oznakowania wyrobów stosowane w budownictwie [7, s. 12]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Materiały budowlane można klasyfikować ze względu na różne kryteria:
Ze względu na sposób otrzymywania rozróżnia się:

−

materiały pochodzenia naturalnego: kamień, piasek, drewno i inne,

−

materiały pochodzenia przemysłowego: cement, cegły, wapno, beton, szkło, metale,
tworzywa sztuczne i inne.
W zależności od zastosowania:

−

konstrukcyjne – przenoszące obciążenia działające na budynek, takie jak: drewno, beton,
stal,

−

izolacyjne – chroniące poszczególne elementy budynku przed wilgocią (papy, folie, lepiki),
temperaturą (wełna mineralna, styropian, gazobeton), lub hałasem (wełna mineralna, wata
szklana, płyty korkowe),

−

instalacyjne – służące do wykonywania instalacji, takie jak: rury, kształtki, zawory,
przewody elektryczne, grzejniki, kratki wentylacyjne,

−

wykończeniowe – służące do wykańczania ścian (wewnątrz i na zewnątrz), podłóg,
sufitów.
W zależności od surowca, z jakiego są zbudowane bądź wyprodukowane:

−

materiały kamienne (skały) i produkty ich przerobu (kruszywa, wełna mineralna i inne),

−

ceramika budowlana (cegły, pustaki, dachówki i inne),

−

szkło budowlane (szyby, kształtki szklane, wata szklana i inne),

−

materiały drewniane i drewnopochodne (deski, bale, klepki, panele podłogowe, sklejka,
płyty wiórowe, płyty pilśniowe i inne),

−

wyroby budowlane ze stopów metali (stal zbrojeniowa, kształtowniki, rury, blachy i inne),

−

tworzywa sztuczne (folie, styropian, wykładziny ścienne i podłogowe, kleje, tapety i inne),

−

kamienie sztuczne (beton, zaprawy budowlane i inne),

–

mineralne spoiwa budowlane

(wapienne, gipsowe, cementowe),

–

lepiszcza

(glina, asfalty, smoły, paki),

–

inne.
Materiały budowlane stosowane w drogownictwie w zależności od pochodzenia

i stopnia obróbki można podzielić na:

−

surowce w stanie naturalnym,

−

półfabrykaty otrzymywane z produktów surowych, poddanych wstępnym procesom
technologicznym – czyli obróbce mechanicznej, termicznej lub chemicznej,

−

prefabrykaty – czyli gotowe elementy,

−

materiały sztuczne, otrzymywane chemicznie z różnych surowców.
Klasyfikację wymienionych materiałów przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Klasyfikacja materiałów stosowanych w drogownictwie [opracowanie własne]

Surowce w stanie

naturalnym

Półfabrykaty

Prefabrykaty

Materiały sztuczne

Kruszywo naturalne:

−

żwir

−

pospółka

−

piasek

Grunty spoiste
Drewno

Kruszywo łamane:

−

zwykłe

−

granulowane

Wyroby kamienne

– kostka
– brukowiec
– krawężniki
– oporniki

Wyroby ceramiczne:

Wyroby betonowe:

−

płyty

−

krawężniki

−

oporniki

−

rury

−

słupki i słupy

−

poręcze i bariery

Wyroby żeliwne:

−

kraty ściekowe

Kruszywa żużlowe
Kruszywa spiekane
Żywice syntetyczne
Farby i lakiery
Materiały izolacyjne

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

−

klinkier

−

cegła

−

dreny

Spoiwa
Lepiszcza
Zaprawy
Masy betonowe
Masy bitumiczne

−

pokrywy

Zastosowanie materiału w drogownictwie zależy od przeznaczenia obiektu, rodzaju

i wielkości przewidywanych obciążeń, przypuszczalnego okresu eksploatacji i innych
czynników.

Aby zastosować materiały we właściwy sposób, należy znać ich właściwości fizyczne

i mechaniczne, a także umieć ocenić ich jakość. Informacje dotyczące jakości materiałów
określa się na podstawie aprobat, certyfikatów, deklaracji zgodności i atestów, a także można
ją ocenić na podstawie oględzin materiału lub w razie wątpliwości poddać materiał badaniu
laboratoryjnemu. Sposób określania własności materiałów używanych w drogownictwie jest
opisany w następnych rozdziałach niniejszego poradnika. Wszystkie materiały przeznaczone do
budowy dróg powinny spełniać warunki określone w normach. Niedopuszczalne jest
stosowanie materiałów nie spełniających warunków wytrzymałościowych, o niejednolitej
strukturze, nadmiernej nasiąkliwości i tych, których termin przydatności do użycia upłynął.
Swoją wartość mogą też stracić materiały przechowywane w niewłaściwych warunkach.

Materiały

budowlane

charakteryzują

się

pewnymi

cechami,

które

decydują

o ich zastosowaniu. Właściwości te nazywa się cechami technicznymi materiałów i dzieli się je
na trzy grupy:

−

cechy fizyczne,

−

cechy mechaniczne,

−

cechy chemiczne.

Cechy fizyczne materiałów budowlanych

Gęstość (ρ) materiałów. Jest to stosunek masy materiału do jego objętości bez porów.
Gęstość pozorna (ρ

p

) jest to stosunek masy materiału do jego objętości łącznie z porami.

Szczelność (S) to liczba określająca zawartość substancji materiału w jednostce jego

objętości. Oblicza się ją jako stosunek gęstości pozornej do gęstości próbki.

Porowatość (P) to liczba określająca zawartość wolnych przestrzeni (porów) w jednostce

objętości materiału.

Wilgotność (w) to zawartość wilgoci w materiale. Oblicza się ją jako procentowy

stosunek masy wody wchłoniętej przez materiał do masy materiału suchego.

Nasiąkliwość (n) materiałów budowlanych określa się ją procentowo jako największą

ilość wody, którą materiał może wchłonąć.

Nasiąkliwość wagową określa się procentowym stosunkiem masy wody wchłoniętej

przez materiał do jego masy w stanie suchym.

Nasiąkliwość objętościową określa się procentowym stosunkiem masy wody wchłoniętej

przez materiał do jego objętości w stanie suchym.

Stopień nasycenia (s) – to iloczyn masy wody zawartej w wyrobie porowatym i masy

wody w stanie nasycenia (nasiąkliwości).

Przesiąkliwość – to zdolność materiału do przepuszczania wody pod ciśnieniem. Stopień

przesiąkliwości mierzy się w ilością wody w gramach, która przenika pod stałym ciśnieniem
przez powierzchnię 1 cm

2

próbki w czasie 1 godziny.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Kapilarność (włoskowatość) – to zdolność podciągania wody przez włoskowate kanaliki

materiału w zetknięciu z wodą. Zjawisko kapilarności jest niekorzystne dla budowli, gdyż
w przypadku powoduje zawilgocenie elementów, a tym samym utratę ich własności
eksploatacyjnych i obniżenie wytrzymałości.

Higroskopijność – to zdolność materiału do wchłaniania wilgoci z otoczenia.
Przewodność cieplna – to zdolność materiału do przewodzenia strumienia cieplnego,

powstającego wskutek różnicy temperatur na jego powierzchniach. Własność tę określa
współczynnik przewodzenia ciepła λ, równy ilości ciepła przepływającego w czasie 1 godziny
przez jednorodną warstwę materiału o grubości 1 m i powierzchni 1 m

2

, jeżeli różnica

temperatury po obu stronach warstwy wynosi 1

o

K.

Rozszerzalność cieplna to własność polegająca na zdolności materiału do zmiany

wymiarów pod wpływem wzrostu temperatury. W praktyce budowlanej istotny jest przyrost
długości prętów i elementów konstrukcji po podgrzaniu w stosunku do długości początkowej.

Cechy mechaniczne materiałów budowlanych

Wytrzymałość na ściskanie Określa się ją jako graniczną wartość naprężeń normalnych,

przy których zostaje zniszczona struktura materiału.

Wytrzymałość na rozciąganie – to największe naprężenie, jakie wytrzymuje próbka

badanego materiału podczas jej rozciągania

Wytrzymałość na zginanie – to naprężenie, które określa stosunek niszczącego

momentu zginającego do wskaźnika wytrzymałości przekroju elementu zginanego.
Jest to cecha istotna dla elementów betonowych, żelbetowych i stalowych.

Odporność na zamrażanie określa się jako odporność materiału na zniszczenie

wywołane zamarzaniem.

Twardość – to zdolność materiału do stawiania oporu przy wciskaniu w nie ciała

o większej twardości.

Sprężystość – to zdolność materiału do przyjmowania pierwotnej postaci po usunięciu

siły, pod wpływem której próbka materiału zmieniła kształt. Dużą sprężystością charakteryzuje
się stal i ta własność jest wykorzystywana w pracy konstrukcji stalowych.

Ścieralność – to podatność materiału na ścieranie, określane jako zmniejszanie wysokości

próbki materiału podczas badania.

Cechy chemiczne materiału określa się wtedy, gry wewnątrz materiału lub na jego

powierzchni zachodzą procesy chemiczne, grożące jego zniszczeniem, uszkodzeniem
lub zmniejszeniem właściwości użytkowych.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co należy rozumieć pod pojęciem „materiały budowlane”?
2. W jaki sposób oznacza się zgodnie z prawem unijnym materiały budowlane dopuszczone

do obrotu i powszechnego stosowania?

3. Pod jakim względem można sklasyfikować materiały budowlane?
4. Jak można podzielić materiały budowlane stosowane w drogownictwie?
5. Jakie właściwości powinny posiadać materiały budowlane stosowane w drogownictwie?
6. W jaki sposób można ocenić jakość materiałów do robót drogowych?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z zestawu próbek materiałów budowlanych otrzymanych od nauczyciela, wybierz

te, które są materiałami naturalnymi i te, które powstały w wyniku przetworzenia materiałów
naturalnych. Uzasadnij swój wybór.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące materiałów budowlanych,
2) obejrzeć próbki materiałów budowlanych i przeanalizować ich cechy,
3) wybrać z zestawu materiałów te, które powstały w wyniku przetworzenia materiałów

naturalnych,

4) uzasadnić swój wybór.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw próbek materiałów budowlanych,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca materiałów budowlanych.

Ćwiczenie 2

Oceń przydatność otrzymanych od nauczyciela materiałów do robót drogowych

na podstawie ich cech zewnętrzach i informacji, które zostały do nich dołączone. Zaprezentuj
swoje spostrzeżenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące materiałów budowlanych

do robót drogowych,

2) obejrzeć próbki materiałów do robót drogowych i przeanalizować ich cechy,
3) ocenić przydatność materiałów zgodnie z poleceniem w treści ćwiczenia,
4) zaprezentować swoje spostrzeżenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw materiałów do robót drogowych,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca materiałów do robót drogowych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować pojęcie materiałów budowlanych?





2) zidentyfikować oznaczenie materiałów budowlanych dopuszczonych

do obrotu i powszechnego stosowania zgodne z prawem unijnym?





3) sklasyfikować materiały budowlane według różnych kryteriów?





4) sklasyfikować materiały budowlane stosowane w drogownictwie?





5) określić właściwości materiałów przeznaczonych do budowy dróg

i obiektów mostowych?





6) ocenić jakość materiałów stosowanych w drogownictwie?





„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

4.2. Stopy żelaza i metali nieżelaznych

4.2.1. Materiał nauczania

Metale stosowane w budownictwie dzieli się na:

−

metale żelazne, do których zalicza się stale, staliwa i żeliwa,

−

metale nieżelazne, w skład których wchodzą pierwiastki metaliczne bez dodatku żelaza.
Należą do nich aluminium, miedź, cynk, cyna, ołów, brąz, mosiądz, spiż i inne.
Stopy żelaza otrzymuje się w wyniku stopienia w wielkim piecu rud żelaza z koksem

i topnikami. Produktem tego procesu jest surówka.

Stal otrzymuje się w wyniku dalszego przetopienia surówki w piecach martenowskich lub

elektrycznych. Metodą martenowską otrzymuje się stal zwykłą, zaś w piecach elektrycznych –
wytapia się stale stopowe.

Właściwości stali zależą od zawartości w niej węgla. Im więcej węgla w stali, tym większa

jest jego wytrzymałość, twardość i hartowność, zaś mniejsza odporność na korozję,
wydłużenie i udarność. Oprócz węgla stal zawiera siarkę, fosfor, krzem i mangan. Krzem
wpływa na własności stali podobnie jak węgiel, siarka powoduje kruchość stali, a fosfor obniża
jej plastyczność i udarność. Chrom i nikiel chronią stal przed korozją.

W budownictwie i drogownictwie wykorzystuje się stal ze względu na jej właściwości

fizyczne i mechaniczne. Stal ma dużą rozszerzalność, przewodność ciepła i dźwięków.
Pod wpływem nagrzania do temperatury 500

o

C stal traci swoją wytrzymałość. Próbka stalowa

poddana rozciąganiu pracuje do pewnego momentu sprężyście, a następnie plastycznie.

Zjawisko sprężystej pracy stali i plastycznego płynięcia oddaje wykres rozciągania próbki

stalowej (rys. 2).

Rys. 2. Wykres rozciągania stali [7, s. 152]

Własności wytrzymałościowe stali bada się poddając próbkę stalową próbie rozciągania.

Do własności wytrzymałościowych stali należą:

−

wytrzymałość doraźna na rozciąganie,

−

umowna granica plastyczności,

−

wydłużenie względne,

−

moduł sprężystości.
Wytrzymałość doraźna na rozciąganie (R

m

), to naprężenia odpowiadające największej sile

obciążającej (F

m

), uzyskanej w czasie przeprowadzania próby rozciągania, odniesionej

do pierwotnego przekroju (A

o

).

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Umowna granica plastyczności (R

0,2

) oznacza naprężenie, przy którym powstaje

wydłużenie trwałe równe 0,2%.

Wydłużenie względne – jest to przyrost długości pomiarowej próbki po jej zerwaniu,

odniesiony do jej pierwotnej długości pomiarowej, wyrażony w procentach.

Moduł sprężystości to stosunek naprężenia do odpowiadającego mu wydłużenia

jednostkowego o zakresie, w którym krzywa rozciągana jest linią prostą

Własności mechaniczne stali to:

−

granica plastyczności,

−

wytrzymałość na rozciąganie.
Wartości liczbowe dla poszczególnych stali przedstawia tabela 2.

Tabela 2. Własności mechaniczne stali [7, s. 153]

Znak stali

Granica plastyczności
R

e

[MPa]

Wytrzymałość na rozciąganie
R

m

[MPa]

St0S

185÷195

300÷340

St3SX
St3SY
St3S
St3SV, St3W

215÷235

360÷400

St4VX
St4VY
St4V,St4W

245÷255

410÷420

Stal produkowana jest w kilku gatunkach, a każdemu z nich nadano odpowiednie

oznaczenie. Według PN–EN 10027–1:1994 znaki stali określa się następująco:

−

stale niestopowe (zawierające do 0,25% węgla) – np.: St0S, St3SX, St3SY, St3S,

−

stale niskostopowe (zawierające oprócz żelaza i węgla do 1,5% innego pierwiastka),
np.: 18G2, 18G2A.

Stale odporne na korozję np.: 10HAV, 10HAH, stosowane są do konstrukcji specjalnych.

Znak stali niestopowych zawiera na początku litery ST, po których występuje cyfra

określająca gatunek stali (0, 3, 4, 5, 6 lub 7). Występująca następnie litera S oznacza
przydatność stali do konstrukcji spawanych, litera V – oznacza obniżoną zawartość węgla,
natomiast W –obniżoną zawartość węgla, fosforu i siarki). Litera V lub W występująca
na końcu znaku stali oznacza, że stal jest przydatna do spawania. Literaxwystępująca na końcu
znaku stali oznacza stal nieuspokojoną, a litera Y – stal półuspokojoną.

Znaki stali stopowych składają się z liczby, która określa średnią zawartość węgla

(w setnych częściach procenta) i liter oznaczających udział składników stopowych. Tak więc
mangan oznaczono literą G, krzem – S, Chrom – H, nikiel – N, miedź – Cu. Dodana do znaku
stali liczba 2 oznacza, że zwartość składnika stopowego wynosi od 1% do 2%.

Stale przeznaczone do zbrojenia konstrukcji dzieli się na klasy. Według PN–89/H–

84023 oraz PN–H–84023–6/A1:1996 wyróżnia się następujące klasy stali A–0, A–I, A–II, A–
III, A–III N (tabela 3).

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

Tabela. 3.

Klasy i gatunki stali zbrojeniowej stosowane w budownictwie wg PN–B–03264:2002
[opracowanie własne]

Klasy stali

Gatunki stali

Nominalna średnica prętów [mm]

A–0

St0S–b

A–I

St3SX–b
St3SY–b

St3S–b

4,5 – 40

St50B

18G2–b

6 – 32

A–II

20G2Y–b

6 – 28

25G2S

6 – 40

35G2Y

6 – 20

A–III

34GS

6 – 32

A–IIIN

20G2VY–b

6 – 28

Ze stali klas A–0 i A–I wykonuje się pręty gładkie, natomiast ze stali wyższych klas pręty

żebrowane: spiralnie A–II i w jodełkę A–III.

W budownictwie stosuje się: stal zbrojeniową (walcówka, pręty, druty), blachy (płaskie,

faliste, trapezowe), kształtowniki i rury walcowane, kształtowniki gięte na zimno, kraty i płyty
pomostowe (wciskane, zgrzewane, profilowane), siatki (plecione – Rabitza, cięto–ciągnione
– Ledóchowskiego, ślimakowe), liny oraz łączniki (gwoździe, wkręty, kołki wstrzeliwane,
śruby, kotwy, nity, złącza do drewna, tuleje stożkowe, kausze, zaciski linowe), pokazane
na rysunku 3.

Rys. 3. Stal kształtowa stosowana w budownictwie [7, s. 155, 157]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

Staliwa to stopy żelaza z węglem (którego zawartość nie przekracza 2%) i innymi

pierwiastkami, takimi jak mangan, krzem, chrom, nikiel, miedź, molibden. Górna granica
zawartości pierwiastków stopowych jest ściśle określona.

Żeliwo to stop żelaza o zawartości ponad 2% węgla z takimi pierwiastkami, jak krzem,

mangan, fosfor, siarka. Rozróżnia się żeliwo ciągliwe białe i żeliwo ciągliwe czarne, a także
żeliwo szare. Znak żeliwa ciągliwego zawiera najważniejsze jego cechy mechaniczne.
Na przykład żeliwo ciągliwe białe oznaczone jako 350–4 ma wytrzymałość na rozciąganie
350 MPa i wydłużenie minimalne 4% (tabela 4).

Tabela 4. Właściwości mechaniczne żeliwa ciągłego [opracowanie własne na podstawie 7, s. 154]

Właściwości żeliwa

Znaki żeliwa ciągłego

Wytrzymałość na

rozciąganie

[MPa]

Wydłużenia minimalne

[%]

Maksymalna twardość

określana metodą [HB]

Żeliwo białe
350 – 4
360 – 12
400 – 5
…
…

350
360
400

…
…

4

12

5

…
…

230
200
220

…
…

Żeliwo czarne
300 – 6
350 – 10
450 – 6
…

300
350
450

…

6

10

6

…

150
150

150 ÷ 200

…

Tabela 5. Cechy techniczne żeliwa ciągłego [opracowanie własne na podstawie 7, s. 155]

Gatunek

Wytrzymałość

na rozciąganie

Twardość

wg [HB]

Gęstość minimalna

[%]

Z1X

Z1 100
Z1 150
Z1 200

…

–

100
150
200

…

–

185 ÷ 205
201 ÷ 241
216 ÷ 255

…

6,8
6,8
7,0
7,1

…

Stopy metali nieżelaznych stosowane w budownictwie, to:

−

stopy glinu (tzw. stopy aluminium),

−

stopy miedzi,

−

stopy ołowiu,

−

oraz metale kolorowe,takie jak cynk i cyna.
O zastosowaniu stopów metali nieżelaznych w budownictwie decydują między innymi ich

własności mechaniczne. W wysokiej temperaturze (powyżej 150

o

C) następuje spadek

wytrzymałości na rozciąganie i obniżenia granicy plastyczności. Stopy miedzi są podatne
na obróbkę plastyczną na gorąco i na zimno. Stopy ołowiu są podatne na obróbkę plastyczną.
Mają też własności izolujące przed promieniowaniem.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jak można podzielić metale stosowane w budownictwie?
2. Które metale należą do metali żelaznych?
3. Które metale należą do metali nieżelaznych?
4. Co to jest surówka i do czego służy?
5. W jakich piecach otrzymuje się stale zwykłe, a w jakich stopowe?
6. Jakie są własności fizyczne stali?
7. Jakie są własności mechaniczne stali?
8. Jak zbudowany jest znak stali niestopowej?
9. Jak zbudowany jest znak stali stopowej?
10. Jakie wyróżnia się klasy stali?
11. Co to jest staliwo?
12. Co to jest żeliwo?
13. Jakie stopy metali nieżelaznych stosuje się w budownictwie?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ gatunek stali, na podstawie oznaczenia wskazanego przez nauczyciela. Wyjaśnij

wszystkie symbole widniejące w znaku stali.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące stali,
2) przeanalizować zadane Ci przez nauczyciela oznaczenie stali,
3) wyjaśnić wszystkie symbole widoczne w znaku stali.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

plansza zawierająca oznaczenia stali,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca stopów żelaza i metali nieżelaznych.

Ćwiczenie 2

Określ właściwości żeliwa i jego cechy techniczne, na podstawie oznaczenia wskazanego

przez nauczyciela. Wykorzystaj w tym celu niezbędne tabele, które odnajdziesz w materiałach
dydaktycznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące żeliwa,
2) przeanalizować wskazane Ci przez nauczyciela oznaczenie żeliwa,
3) określić właściwości żeliwa i jego cechy techniczne, posługując się tabelami zawartymi

w materiałach dydaktycznych.

4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tabele właściwości mechanicznych i cech technicznych żeliwa,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca stopów żelaza i metali nieżelaznych.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić metale żelazne i nieżelazne stosowane w budownictwie?





2) wyjaśnić, z czego otrzymuje się stal?





3) wymienić własności fizyczne stali?





4) wyjaśnić znak stali?





5) zdefiniować, co to jest staliwo?





6) zdefiniować, co to jest żeliwo?





7) wymienić stopy metali stosowane w budownictwie?





„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

4.3. Materiały kamienne

4.3.1. Materiał nauczania

Naturalne materiały kamienne stosowane w drogownictwie to:

−

skały po obróbce (płyty kamienne, krawężniki, brukowiec, kostki, kamień łamany),

−

po mechanicznej przeróbce – tłuczeń, kliniec, grys,

−

kruszywa rozdrobnione w sposób naturalny.
Sztuczne materiały kamienne również stanowią dużą grupę materiałów stosowanych

w drogownictwie. Najczęściej wykorzystuje się:

−

kostkę drogową produkowaną metodą wibroprasowania,

−

kruszywa sztuczne, takie jak keramzyt, glinoporyt, gralit, łupkoporyt, popiołoporyt,
pumeks hutniczy, żużel granulowany, elporyt, popiół lotny i inne.
Znajomość pochodzenia, budowy skał i zawartości minerałów, sposób ich rozpoznawania

są niezbędne w drogownictwie. Ze względu na sposób powstawania skał, wyróżnia się:

−

skały magmowe (głębinowe, wylewne, żyłowe),

−

skały osadowe (okruchowe, chemiczne, organogeniczne),

−

skały metamorficzne, które powstały w wyniku przeobrażenia skał magmowych

lub osadowych.

W budownictwie drogowym najczęściej stosuje się kruszywo wytwarzane ze skał

magmowych, takich jak granity i bazalty, które charakteryzuje wysoka wytrzymałość.
Kruszywa ze skał osadowych, takich jak dolomity, wapienie i piaskowce również znajdują
zastosowanie w drogownictwie. Z grupy skał metamorficznych najczęściej stosuje się kwarcyt,
serpentynit i gnejs.

Wymienione skały zbudowane są z minerałów, które wpływają na cechy materiałów

kamiennych, istotne z punktu widzenia zastosowania w określonych warunkach
wytrzymałościowych lub pogodowych. Do najbardziej rozpowszechnionych minerałów skał
stosowanych w budownictwie i drogownictwie należą:

−

kwarc,

występujący

w

postaci

bezbarwnych,

przezroczystych

lub

szarych

nieprzezroczystych ziarn krystalicznych,

−

ortoklaz, który tworzy kryształy o charakterystycznych płaszczyznach łupliwości,

−

plagioklaz kwaśny, tworzący białe, matowe kryształy,

−

plagioklaz zasadowy, który tworzy duże, ciemne kryształy o charakterystycznym
prążkowaniu.

−

mika, występująca w postaci błyszczących blaszek,

−

i inne.

W drogownictwie ważna jest też umiejętność rozpoznawania skał na podstawie ich

struktury, czyli cech określających sposób wykształcenia, wielkość, formę i wzajemne
powiązania minerałów skałotwórczych. Wyróżnia się następujące rodzaje struktur: ziarnistą,
krystaliczną, szklistą, porfirową. I tak, dla przykładu zostaną podane niżej cechy niektórych
skał, dzięki którym łatwiejsze będzie ich rozpoznawanie:

−

granity – to skały głębinowe o strukturze drobno, średnio lub grubokrystalicznej,
składające się głównie z kwarcu, skalenia i miki. Mają barwę szarą (od jasnej do ciemnej),
różową, żółtawą. W drogownictwie rozpowszechniony jest głównie granit strzeliński,

−

sjenity – to skały magmowe głębinowe o strukturze średniokrystalicznej. Ich skład
mineralny zbliżony jest do granitów, lecz są bardziej ubogie w krzemionkę, Mają barwę
czarną z białymi plamkami skaleni,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

−

porfiry – to skały magmowe wylewne o strukturze drobnokrystalicznej i barwie
czerwonej lub brunatnej,

−

bazalty – to skały wylewne strukturze skrytokrystalicznej, które powstały z magmy. Mają
barwę ciemnoszarą lub czarną,

−

piaskowce – to skały osadowe o barwie jasnoszarej lub żółtawej. Mają strukturę średnio
i drobnokrystaliczną a spoiwo krzemianowo–wapienne,

−

wapienie – to skały osadowe o barwie szarej i strukturze drobnokrystalicznej,

−

gnejsy – to skały metamorficzne o strukturze ziarnistej. Składają się głównie z kwarcu,
skaleni i miki. Mają barwę szarą,

−

w drogownictwie stosuje się jeszcze wiele innych skał, które głownie stanowią surowiec
do produkcji kruszyw.

Aby poprawnie stosować materiały kamienne w drogownictwie, należy poznać ich

własności.

Ciężar objętościowy materiałów sypkich należy do cech fizycznych kruszyw i nazywany

jest też gęstością nasypową. Określa się go jako stosunek masy kruszywa do jego objętości.
Objętość kruszywa wyznacza się w objętościomierzu (lub naczyniu o określonej objętości)
Gęstość nasypową wyznacza się dla materiałów sypkich w stanie luźnym i zagęszczonym.

Badanie gęstości nasypowej kruszywa poprzedza się ważeniem cylindra. Następnie

napełnia się go, aż do utworzenia ponad brzegiem cylindra stożka – bez ubijania. Nadmiar
kruszywa zgarnia się listewką, a następnie całość waży się z dokładnością do 1% i notuje
wynik.
Wyliczenie gęstości nasypowej wykonuje się dzieląc masę kruszywa przez objętość.

Określenie gęstości nasypowej jest przydatne podczas ustalania liczby środków transportu

lub ustalania wielkości placów składowych na kruszywo.

Ciężar objętościowy materiałów zwartych jest cechą fizyczną i nazywa się go również

gęstością pozorną. Określa się go jako masę jednostki objętości danego materiału wraz
z porami.









=

3

m

kg

V

m

p

σ

gdzie:

−

m – masa próbki,

−

V – objętość próbki.
Aby określić gęstość pozorną materiału o kształtach regularnych należy go zważyć,

obliczyć jego objętość i wykonać obliczenie według powyższego wzoru.

Jeśli zaś materiał ma kształt nieregularny i niemożliwe jest obliczenie jego objętości,

to należy ją wyznaczyć w wodzie, w cylindrze pomiarowym, po uprzednim powleczeniu próbki
parafiną. Można też całkowicie nasączyć próbkę wodą, zważyć ją, a następnie dokonać
ważenia ponownie próbki zanurzonej w wodzie. Objętość próbki jest równa objętości wypartej
przez nią wody.

[ ]

3

2

1

m

w

m

m

V

σ

−

=

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

gdzie:

−

m

1

– masa nasączonej próbki w powietrzu, kg,

−

m

2

– masa próbki w wodzie, kg,

−

w

σ – gęstość wody

3

m

kg

1000

=

.

Znajomość gęstości pozornej przydatna jest do określania ciężarów objętościowych

materiałów.

Nasiąkliwość materiałów budowlanych należy do grupy cech fizycznych. Określa

się ją procentowo jako największą ilość wody, którą materiał może wchłonąć. Obliczenia
nasiąkliwości wagowej dokonuje się w oparciu o pomiar masy materiału suchego
i nasączonego wodą i zastosowaniu niżej zamieszczonego wzoru:

[ ]

%

100

⋅

−

=

m

m

m

n

n

w

gdzie:

−

m

n

– masa próbki nasiąkniętej woda,

−

m – masa suchej próbki.

Nasiąkliwość objętościową materiału oblicza się stosując wzór:

[ ]

%

100

0

⋅

−

=

v

m

m

n

n

gdzie:

−

m

n

– masa próbki nasiąkniętej woda,

−

m – masa suchej próbki.

−

V – objętość próbki.

Cecha nasiąkliwości materiału kamiennego decyduje o możliwości jego zastosowania
w zmiennych warunkach wilgotnościowych i termicznych. Materiały budowlane, które mają
dużą nasiąkliwość nie mogą być stosowane w ujemnych temperaturach otoczenia, gdyż maleje
wówczas ich wytrzymałość na ściskanie i niejednokrotnie ulegają zniszczeniu mrozowemu.

Wytrzymałość na ściskanie należy do najistotniejszych cech mechanicznych materiałów

budowlanych. Określa się ją jako graniczną wartość naprężeń normalnych, przy których zostaje
zniszczona struktura materiału. Wytrzymałość materiału na ściskanie oblicza się jako stosunek
siły ściskającej do powierzchni próbki.

A

F

R

n

c

=

[MPa]

gdzie:

−

F

c

– siła niszcząca, działająca wzdłuż osi pionowej badanej próbki, prostopadle

do przekroju poprzecznego A, wyrażana w niutonach [N],

−

A – pole przekroju poprzecznego próbki, prostopadłego do kierunku działania siły,[m

2

].

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

W zależności od wytrzymałości skał stosuje się różną wielkość i kształt próbek.

Wytrzymałość skał mniejszą od 40 MPa bada się na próbkach sześciennych 5x5x5 cm. Jeśli
badany materiał ma większą wytrzymałość niż 40 MPa, to do badań (według PN–EN
1926:2001) można stosować próbki o wymiarach 7x7x7 cm lub próbki w kształcie walca
o średnicy i wysokości 7 cm. Próbkę badanego materiału umieszcza się osiowo między płytami
dociskowymi prasy wytrzymałościowej i poddaje obciążenia, odczytując na mierniku
wskazanie wartości siły niszczącej.

Uziarnienie kruszyw naturalnych (według PN–EN 933–1:2000) określa zawartość

poszczególnych frakcji kruszywa w jego ogólnej masie. Oznaczenie uziarnienia kruszyw
naturalnych wykonuje się przesiewając próbkę kruszywa przez znormalizowany zestaw sit
o określonych wymiarach oczek. Do badań należy przyjąć trzy próbki zróżnicowane pod
względem masy w następujący sposób:

−

kruszywo drobne – 800 g,

−

kruszywo grube – 12600 g,

−

kruszywo bardzo grube – 20000 g.
Każdą z próbek należy wysuszyć do ustalonej masy, a następnie podzielić na kilka części

i każdą z nich przesiać przez zestaw sit, które mają zróżnicowany wymiar oczek (tabela 6).
Przesiewanie należy rozpocząć, wsypując próbkę na sito o największych oczkach. Pozostałość
kruszywa na każdym z sit oraz kruszywo w dolnej skrzynce należy zważyć osobno i obliczyć
procentowy udział każdej frakcji w ogólnej masie próbki kruszywa. Ostateczny wynik
powinien byś średnią arytmetyczną z trzech oznaczeń.

Tabela 6. Wymiary oczek sit do przesiewania kruszywa [7, s.251]

Rodzaj kruszywa

Wymiary oczek sit [mm]

Kruszywo drobne

0,063
0,125

0,25

0,5
1,0
2,0
4,0

Kruszywo grube

8,0

16,0
31,5
63,0

Po wykonaniu badania można sporządzić wykres uziarnienia kruszywa (rys. 4).

Rys. 4. Wykres uziarnienia kruszywa [7, s. 251]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

Zawartość zanieczyszczeń pyłów mineralnych w kruszywach (wg PN–78/B–06714.13)

przeprowadza po wysuszeniu do stałej masy próbki kruszywa w suszarce w temperaturze
105

o

C. Do badań przyjmuje się trzy próbki zróżnicowane pod względem masy następująco:

−

kruszywo drobne – 500 g,

−

kruszywo grube – 1000 g,

−

kruszywo bardzo grube – 2000 g.
Wysuszoną próbkę należy wsypać do zestawu metalowych sit o oczkach 0,063 mm

i przemywać wodą. Po zakończeniu przemywania pozostałość na sicie należy wysuszyć
i zważyć. Wysuszyć i zważyć należy też kruszywo pozostałe po przemywaniu. Następnie
oblicza się procentowy ubytek masy próbki czyli zawartość pyłów w próbce. Ostateczny wynik
powinien byś średnią arytmetyczną z dwóch oznaczeń.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie naturalne materiały kamienne mają zastosowanie w drogownictwie?
2. Jakie sztuczne materiały kamienne mają zastosowanie w drogownictwie?
3. Jak dzieli się skały ze względu na ich pochodzenie?
4. Z których skał wykonuje się kruszywa przeznaczone do stosowania w drogownictwie?
5. Jakie minerały występują w skałach stosowanych w drogownictwie?
6. Dzięki jakim cechom zewnętrznym można rozpoznać granit?
7. W jaki sposób można wyznaczyć ciężar objętościowy materiałów sypkich?
8. W jaki sposób można wyznaczyć ciężar objętościowy materiałów zwartych?
9. W jakim celu bada się nasiąkliwość materiałów budowlanych?
10. W jakim celu bada się wytrzymałość na ściskanie materiałów budowlanych?
11. Jak przebiega badanie uziarnienia kruszywa?
12. W jaki sposób można oznaczyć zawartość zanieczyszczeń pyłów mineralnych w danym

kruszywie?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przeprowadź oznaczenie uziarnienia kruszywa wskazanego przez nauczyciela.

Zaprezentuj wynik ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące badania kruszyw,
2) przygotować stanowisko laboratoryjne do oznaczania uziarnienia kruszywa zgodnie

z warunkami bezpieczeństwa i higieny pracy,

3) przygotować trzy próbki kruszywa do badania, zgodnie z normą i instrukcją wykonywania

badania,

4) wysuszyć każdą z próbek do stałej masy, a następnie zważyć,
5) podzielić każdą próbkę na części, kolejno umieszczać na sicie o największych oczkach

i stopniowo przesiewać,

6) zważyć kolejno wszystkie otrzymane frakcje i pozostałość ze skrzynki dolnej,
7) obliczyć kolejno procentowy udział każdej fakcji w ogólnej masie próbki,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

8) powtórzyć badanie trzykrotnie,
9) wyliczyć średnią arytmetyczną z trzech oznaczeń,
10) uprzątnąć stanowisko pracy,
11) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbka kruszywa,

−

znormalizowany zestaw sit,

−

suszarka laboratoryjna,

−

naczynia laboratoryjne i sprzęt pomocniczy (łopatka),

−

waga laboratoryjna,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca kruszyw i badań laboratoryjnych.

Ćwiczenie 2

Przeprowadź oznaczenie zawartości pyłów mineralnych w kruszywie wskazanym przez

nauczyciela. Zaprezentuj wynik ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące badania kruszyw,
2) przygotować stanowisko laboratoryjne do oznaczania uziarnienia kruszywa zgodnie

z warunkami bezpieczeństwa i higieny pracy,

3) przygotować trzy próbki kruszywa do badania, zgodnie z normą i instrukcją wykonywania

badania,

4) wysuszyć do stałej masy każdą z próbek, a następnie zważyć,
5) wsypać próbkę do zestawu sit o oczkach 0,063 mm,
6) przemyć próbkę wodą,
7) wysuszyć pozostałość na sicie,
8) zważyć pozostałość na sicie,
9) przesypać do zlewki pozostałe kruszywo i przepłukać,
10) wysuszyć je do stałej masy i zważyć,
11) obliczyć procentową zawartość w próbce cząstek pylastych,
12) powtórzyć badanie dwukrotnie,
13) uprzątnąć stanowisko pracy,
14) zaprezentować wynik ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbka kruszywa,

−

woda,

−

zestaw do przemywania kruszywa,

−

suszarka laboratoryjna

−

naczynia laboratoryjne i sprzęt pomocniczy (łopatka),

−

waga laboratoryjna,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca kruszyw i badań laboratoryjnych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić materiały kamienne stosowane w drogownictwie?





2) dokonać podziału skał ze względu na pochodzenie?





3) wymienić nazwy minerałów występujących w skałach stosowanych

w drogownictwie?





4) oznaczyć ciężar objętościowy materiałów sypkich?





5) oznaczyć ciężar objętościowy materiałów zwartych?





6) wyznaczyć wytrzymałość na ściskanie kostki kamiennej?





7) przeprowadzić oznaczenie uziarnienia kruszywa?





8) wyznaczyć w kruszywie zawartość zanieczyszczeń pylastych?





9) rozpoznać skały?





„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

4.4. Spoiwa mineralne

4.4.1. Materiał nauczania

Spoiwa mineralne – to sproszkowane i wypalone materiały, które po wymieszaniu

z wodą wiążą i twardnieją, dzięki zachodzącym w nich reakcjom chemicznym.
Wyróżnia się spoiwa powietrzne i hydrauliczne.

Spoiwa powietrzne po zarobieniu wodą wiążą i twardnieją wyłącznie na powietrzu.

Zalicza się do nich wapno budowlane i gips budowlany.

Spoiwa hydrauliczne po zarobieniu wodą wiążą i twardnieją zarówno na powietrzu i pod

wodą. Do spoiw hydraulicznych należą: wapno hydrauliczne, cementy portlandzkie i cementy
hutnicze.

Spoiwa wapienne

Wapno budowlane niegaszone (wg PN–B–30020:1999) otrzymuje się przez wypalanie

kamienia wapiennego w temperaturze 950÷1050

o

C. Po zmieleniu stosowane jest do różnych

procesów budowlanych. Wapno w bryłach stosuje się do produkcji ciasta wapiennego.

Wapno gaszone uzyskuje podczas gaszenia wapna wodą użytą w nadmiarze. Proces ten

wykonuje się w dołach kopanych w gruntach zwięzłych. Okres gaszenia wapna
przeznaczonego do różnych robót budowlanych jest różny (np. 2 tygodnie dla wapna
przeznaczonego do robót murarskich i 2 miesiące dla wapna przeznaczonego do robót
tynkarskich). Ciasto wapienne w dołach wymaga ochrony przed mrozem, deszczem
i wysychaniem. Ciasto wapienne – zgodnie z normą PN–B–30020:1999 ma kolor biały, lekko
żółty lub szary. Powinno być lepkie, tłuste i jednolite.

Wapno hydratyzowane uzyskuje się przez gaszenie wapna palonego w sposób

przemysłowy, małą ilością wody (ok. 65% masy wapna). Następnie miele się je na proszek
i pakuje oraz przechowuje w workach.

Wapno pokarbidowe jest produktem ubocznym powstającym przy produkcji acetylenu

z karbidu. Stosowane jest do zapraw, wyłącznie do murowania.

Spoiwa wapienne mają zastosowanie do:

−

produkcji zapraw murarskich i tynkarskich,

−

produkcji mieszanek betonowych,

−

produkcji pustaków, bloczków ściennych, cegły i innych materiałów budowlanych,

−

jako plastyfikatory.

Spoiwa gipsowe

Na potrzeby budownictwa produkuje się

−

gips budowlany,

−

gipsy specjalne: gips szpachlowy, gips tynkarski, i klej gipsowy.

Gips budowlany otrzymuje się ze skały gipsowej wyprażonej w temperaturze ok.200

o

C

i zmielenie produktu wypalania. Produkuje się gips budowlany grubo mielony i drobno
mielony. Gips budowlany wykorzystuje się do sporządzania zaczynów, zapraw, betonów
oraz do wykonywania drobnych elementów budowlanych – np. sztukaterii.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

Nie powinno się go stosować do wyrobów mających kontakt ze stalą, gdyż powoduje
on jej korozję. Gips zarobiony wodą szybko wiąże i twardnieje, a pod wpływem wilgoci traci
swoje właściwości wytrzymałościowe. Dlatego spoiwa gipsowe należy przechowywać
w warunkach suchych.

Gipsy specjalne: szpachlowe (do szpachlowania i spoinowania), tynkarskie (do tynków

wewnętrznych) i kleje gipsowe (P – do klejenia prefabrykatów gipsowych, T – do osadzania
płyt kartonowo-gipsowych).

Do istotnych, najczęściej badanych cech gipsu należą: wytrzymałość na zginanie,

wytrzymałość na ściskanie i czas wiązania.

Badanie wytrzymałości gipsu na zginanie przeprowadza się na gipsowych beleczkach

o wymiarach 4x4x16 cm po upływie 2 godzin od ich wysuszenia w temperaturze 40

o

C.

Beleczkę układa się na podporach o rozstawie 10 cm, a następnie obciąża siłą skupioną
w środku jej rozpiętości, aż do chwili zniszczenia. Następnie dokonuje się obliczenia naprężeń
niszczących.

Badanie

wytrzymałości

gipsu

budowlanego

na

ściskanie przeprowadza

się na połówkach beleczek. Siłę ściskającą przekazuje się na próbkę przy użyciu podkładek
metalowych o powierzchni 25 cm

2

, aż do momentu zniszczenia próbki. Następnie dokonuje się

obliczenia wytrzymałości na ściskanie.

Czas wiązania gipsu budowlanego wykonuje się na próbce o konsystencji wynoszącej

18 cm w aparacie Vicata. Do ustalonej ilości wody dodaje się gips, miesza, a następnie
wypełnia pierścień aparatu Vicata. Początek wiązania określa się od chwili zmieszania gipsu
z wodą aż do chwili, gdy igła aparatu swobodnie opuszczona penetrując próbkę, po raz
pierwszy nie dochodzi do dna na odległość 2 mm. Koniec wiązania określa się liczbą minut
liczonych od chwili zmieszania gipsu z wodą, aż do chwili, gdy swobodnie opuszczona igła
aparatu Vicata zanurzy się w badanej próbce nie głębiej, niż na 1 mm. Jako wynik pomiaru
przyjmuje się średnią z dwóch wykonanych oznaczeń.

Spoiwa hydrauliczne

Wapno hydrauliczne otrzymuje się w wyniku wypalenia wapieni marglistych lub margli,

które następnie gasi się małą ilością wody i poddaje zmieleniu na proszek. Pakowane
i przechowywane jest w workach papierowych. Używane jest do robót murarskich do murów
fundamentowych i sporządzania betonów niskich klas.

Cement portlandzki powszechnego użytku otrzymuje się ze zmielonego klinkieru

cementowego z dodatkiem kamienia gipsowego lub żużla, popiołu czy pucolany.

Produkuje się wiele rodzajów cementów portlandzkich powszechnego użytku, a ich nazwy

zależą od rodzajów głównych składników dodawanych podczas produkcji cementów. Cementy
portlandzkie różnią się między sobą cechami wytrzymałościowymi, które oznacza się klasami
(odzwierciedlają je symbole cyfrowe). Klasa cementu odpowiada liczbowo minimalnym
wymaganiom wytrzymałościowym na ściskanie normowej zaprawy, wyrażonym w MPa, po 28
dniach twardnienia.

Cement portlandzki biały produkuje się z surowców o małej zawartości tlenku żelaza

oraz tlenków barwiących. Proces wypalania klinkieru przebiega przy użycia paliw
bezpopiołowych. W skład cementu portlandzkiego białego wchodzi klinkier, cement
portlandzki, gips, dodatki wybielające – niepogarszające własności spoiwa.
Cement portlandzki biały stosowany jest do robót elewacyjnych, wykonywania elementów
dekoracyjnych i do produkcji cementu kolorowego.

Cement murarski otrzymuje się w wyniku zmielenia klinkieru, kamienia gipsowego,

dodatków hydraulicznych, pucolan i kamienia wapiennego. Stosuje się go zapraw murarskich,
tynkarskich i sporządzania betonów niskich klas.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Cement może być dostarczany na budowę luzem i magazynowany w zasobnikach. Pakuje

się go również w worki po 25 kg, które znakuje się w umowny sposób. Oprócz tego worki
powinny być znakowane w sposób u umożliwiający szybkie identyfikowanie istotnych
informacji o cemencie. W czasie transportu, przeładunku i magazynowania cement należy
chronić przed wilgocią. W wilgotnym cemencie rozpoczyna się jego hydratacja, później ulega
on zbryleniu i traci swoje własności wytrzymałościowe. Cement pakowany w worki powinien
być składowany w magazynach zamkniętych, suchych i przewiewnych, na drewnianym
podłożu zabezpieczonym przed wilgocią. Worki powinny być układane w stosy maksymalnie
po 10 sztuk, w odległości ok. pół metra od ściany zewnętrznej magazynu. Między stosami
powinien być odstęp umożliwiający swobodne przechodzenia i pobieranie worków
z cementem. Ze stosów pobiera się cement o najkrótszym okresie przydatności do użycia.

Do istotnych, najczęściej badanych cech cementu należą: wytrzymałość na zginanie,

wytrzymałość na ściskanie i czas wiązania.

Oznaczanie wytrzymałości cementu na ściskanie przeprowadza się na beleczkach

z zaprawy normowej, która składa się z jednej części wagowej badanego cementu i trzech
części wagowych piasku i połowy części wagowej wody. Z przygotowanej zaprawy formuje
się beleczki o wymiarach 4x4x16 cm, które przechowuje się w kąpieli wodnej do chwili
badania. Najpierw przeprowadza się badanie na zginanie, a następnie na otrzymanych
połówkach beleczek – pomiar na ściskanie. Pomiarów dokonuje się po upływie 2, 7 i 28 dni.
Obciążenia próbek dokonuje się w sposób opisany uprzednio dla próbek gipsowych.
Płaszczyzna ściskania próbek cementowych wynosi 16 cm

2

.

Oznaczanie czasu wiązania cementu przeprowadza się z aparacie Vicata (rys. 5),

którego pierścień wypełnia się zaczynem badanego cementu. Początek wiązania określa
się od chwili zmieszania cementu z wodą aż do chwili, gdy igła aparatu swobodnie opuszczona
penetrując próbkę, po raz pierwszy nie dochodzi do dna na odległość 4 mm. Jako koniec
wiązania zaczynu cementowego przyjmuje się moment, gdy igła ustawiona na próbce
odwróconej, zanurzy się w niej na głębokość nie większą niż 0,5 mm.

Rys. 5. Aparat Vicata [7, s. 236]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to są spoiwa mineralne ?
2. W jakich warunkach wiążą i twardnieją spoiwa powietrzne, a w jakich hydrauliczne?
3. Które spoiwa należą do powietrznych, a które do hydraulicznych?
4. W jaki sposób otrzymuje się ciasto wapienne?
5. Co to jest wapno hydratyzowane?
6. Jakie cechy ma gips budowlany?
7. W jaki sposób otrzymuje się cement portlandzki?
8. W jaki sposób przeprowadza się badanie gipsu na ściskanie?
9. W jaki sposób określa się czas wiązania gipsu?
10. W jaki sposób przeprowadza się badanie cementu na zginanie?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przeprowadź oznaczanie czasu wiązania gipsu budowlanego na próbce otrzymanej

od nauczyciela. Zaprezentuj otrzymany wynik.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące spoiw mineralnych,
2) przygotować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy,
3) odmierzyć ilość wody i gipsu niezbędne do przeprowadzenia badania,
4) dodać gips do wody i wymieszać,
5) wypełnić zaczynem gipsowym pierścień aparatu Vicata,
6) opuścić swobodnie igłę aparatu i obserwować jej zanurzenie w badanej próbce (zgodnie

z instrukcją do ćwiczenia),

7) określić początek i koniec wiązania gipsu,
8) zanotować wynik,
9) powtórzyć badanie dwukrotnie i wyznaczyć średnią arytmetyczną badań,
10) uprzątnąć stanowisko pracy,
11) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcja do wykonania ćwiczenia,

−

woda,

−

gips budowlany,

−

naczynia i sprzęt laboratoryjny,

−

waga laboratoryjna,

−

aparat Vicata,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca spoiw mineralnych i przeprowadzania badań
laboratoryjnych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Ćwiczenie 2

Przeprowadź oznaczanie czasu wiązania cementu na próbce otrzymanej od nauczyciela.

Zaprezentuj otrzymany wynik.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące spoiw mineralnych,
2) przygotować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy,
3) odmierzyć ilość wody i cementu niezbędne do przeprowadzenia badania,
4) dodać wodę do cementu i wymieszać,
5) wypełnić zaczynem cementowym pierścień aparatu Vicata,
6) opuścić swobodnie igłę aparatu i obserwować jej zanurzenie w badanej próbce (zgodnie

z instrukcją do ćwiczenia),

7) określić początek i koniec wiązania cementu,
8) zanotować wynik,
9) powtórzyć badanie dwukrotnie i wyznaczyć średnią arytmetyczną badań,
10) uprzątnąć stanowisko pracy,
11) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcja do wykonania ćwiczenia,

−

woda,

−

cement,

−

naczynia i sprzęt laboratoryjny,

−

waga laboratoryjna,

−

aparat Vicata,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 7 dotycząca spoiw mineralnych i przeprowadzania badań
laboratoryjnych.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić, co to są spoiwa mineralne?





2) wymienić spoiwa powietrzne i hydrauliczne?





3) określić warunki wiązania i twardnienia poznanych spoiw?





4) scharakteryzować sposób wytwarzania cementu?





5) określić zastosowanie wapna w budownictwie?





6) określić zastosowanie gipsu budowlanego?





7) przeprowadzić badanie gipsu i cementu na ściskanie i zginanie?





8) oznaczyć czas wiązania gipsu i cementu?





„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

4.5. Betony

4.5.1. Materiał nauczania

Beton – to sztuczny kamień-zlepieniec, który powstaje na skutek wiązania i twardnienia

mieszanki betonowej.

Mieszanka betonowa składa się z cementu, kruszywa drobnego (piasku) i grubego

(żwir), wody zarobowej oraz dodatków i domieszek, wpływających na właściwości mieszanki
lub betonu. Najważniejszymi cechami mieszanki betonowej są: konsystencja i urabialność.
Konsystencja zależy od ilości i jakości cementu, ilości wody zarobowej i stosunku w/c zaczynu
cementowego, uziarnienia i rodzaju kruszywa i ilości ewentualnych domieszek oraz dodatków.

Ze względu na gęstość pozorną, rozróżnia się betony:

−

lekkie – o gęstości pozornej ρ

p

= 600÷2000 kg/m

3

,

−

zwykłe – o gęstości pozornej ρ

p

= 2000÷2600 kg/m

3

,

−

ciężkie – o gęstości pozornej ρ

p

>2600 kg/m

3

.

Ze względu na pełnioną funkcję betonu w konstrukcji rozróżnia się betony:

−

zwykłe (konstrukcyjne),

−

specjalne (izolacyjne, osłonowe, wodoszczelne, odporne na ścieranie i inne).

Ze względu na zastosowane spoiwo, rozróżnia się beton cementowy, żywiczny,

asfaltowy i inne, zaś ze względu na zastosowane kruszywo – beton żwirowy, tłuczniowy,
keramzytowy, łupkoporytowy lub betony z wypełniaczami organicznymi.

Podstawową cechą betonu jest klasa wytrzymałości na ściskanie, którą określa się

po 28 dniach dojrzewania betonu i oznacza na próbkach walcowych o średnicy 15 cm
i wysokości 30 cm (f

ck,cyl

) lub na próbkach sześciennych o krawędzi 15 cm (f

ck,cube

).

Według normy PN–EN 206–1:2002

wytrzymałość charakterystyczną f

ck

(odpowiada

wytrzymałości gwarantowanej w PN–88/B–0620) Jest to wartość, poniżej której może znaleźć
się nie więcej niż 5% wyników wszystkich pomiarów wytrzymałości danego betonu.

Według normy PN–88/B–0620 klasę betonu oznacza się symbolem literowo–liczbowym.

Rozróżniano następujące klasy betonu: B7,5; B10; B12,5; B15; B17,5; B20; B25; B30; B35;
B40 i B50.

W normie PN–EN 206–1:2002 wprowadzono klasy wytrzymałościowe

na ściskanie dla betonów zwykłych i ciężkich (na przykład C20/25) oraz lekkich
(na przykład LC20/22). Po symbolu C (lub LC) pierwsza liczba oznacza minimalną
wytrzymałość charakterystyczną oznaczoną na próbkach walcowych, druga liczba –
na próbkach sześciennych. Klasy wytrzymałościowe na ściskanie betonów lekkich mieszczą się
w granicach od LC8/9 do LC80/88. Wartości minimalnych wytrzymałości charakterystycznych
betonu zwykłego i ciężkiego dla poszczególnych klas podano w tabeli 7.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Tabela 7. Klasy wytrzymałościowe na ściskanie betonu zwykłego i ciężkiego wg PN–EN 206–1:2002

Klasa wytrzymałości na
ściskanie według
PN–EN 206–1

Wytrzymałość
charakterystyczna oznaczona
na próbkach walcowych

f

ck,cyl

[MPa]

Wytrzymałość
charakterystyczna oznaczona
na próbkach sześciennych

f

ck,cube

[MPa]

Klasa

betonu

według
PN–88/B–0620

C8/10

8

10

B10

C12/15

12

15

B15

C16/20

16

20

B20

C20/25

20

25

B25

C25/30

25

30

B30

C30/37

30

37

–

C35/45

35

45

–

C40/50

40

50

B50

C45/55

45

55

–

C50/60

50

60

–

C55/67

55

67

–

C60/75

60

75

–

C70/85

70

85

–

C80/95

80

95

–

C90/105

90

105

–

C100/115

100

115

–

Składniki mieszanki betonowej zawsze powinny spełniać wymagania normowe i powinny

być dobierane adekwatnie do recepty laboratoryjnej (lub roboczej).

Cement powinien być stosowany zgodnie z zaleceniami tabeli 8. Własności cementów

opisane są w materiale nauczana w rozdziale 4.4.1. Spoiwa mineralne.

Tabela 8. Zalecane główne zastosowanie cementów powszechnego użytku wg PN–EN 206–1:2002

Rodzaj cementu

Zastosowanie

CEM I

konstrukcje monolityczne, prefabrykowane, sprężone

CEM III

konstrukcje masywne

CEM II

drobnowymiarowe wyroby prefabrykowane

CEMII, CEM III,
CEM IV

elementy niepodlegające obliczeniom statycznym, betony wypełniające, warstwy
podkładowe lub wyrównawcze

Kruszywa (których własności zostały opisane w materiale nauczania w rozdziale

Materiały kamienne), powinny spełniać także zalecenia, co do wielkości ziarn. Ziarna kruszywa
nie powinny być większe niż 1/3 najmniejszego wymiaru poprzecznego elementu i 1/3
odległości w świetle między prętami zbrojenia, leżącymi w płaszczyźnie prostopadłej
do kierunku betonowania.

Woda zarobowa stosowana do mieszanek betonowych powinna spełniać warunki wody

zdatnej do picia. Nie powinno się stosować wody mineralnej, wody wykazującej zabarwienia
żółtego, wydzielającej zapach gnilny. Wskaźnik pH wody powinien być większy lub równy 4.
Zawartość cukru nie może przekroczyć 500 mg/dm

3

, siarczanów 600 mg/dm

3

, a chlorków

400 mg/dm

3

.

Dodatki mineralne i domieszki chemiczne wpływają na własności mieszanek i betonów.

Najczęściej obecnie stosowane domieszki to między innymi:

−

uplastyczniające – Klutanit,

−

napowietrzające – Abiesod Pl, Abiesod 70,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

−

opóźniające wiązanie mieszanki – Retarbet,

−

przyspieszające wiązania i twardnienie mieszanki – Rapidbet, Furmibet,

−

uszczelniające – Hydrobet,

−

przeciwmrozowe – chlorek wapnia,

−

i inne.
Skład mieszanki betonowej zależy od przeznaczenia betonu, jego właściwości, które

musi spełnić w pracującej konstrukcji i późniejszych jego warunków użytkowania. Skład
mieszanki opisany jest szczegółowo w recepcie laboratoryjnej, która określa ilość składników
w jednostkach masy na 1 m

3

mieszanki betonowej w odniesieniu do kruszywa suchego.

Ze względu na realne warunki wytwarzania mieszanek, na podstawie recepty laboratoryjnej
tworzy się receptę roboczą, która uwzględnia zwilgocenie kruszywa, pojemność
betonomieszarki i sposób dozowania składników.

Mieszanie składników małych objętości mieszanki wykonuje się ręcznie, przy użyciu

łopaty. Większe objętości miesza się w betoniarkach, zaś duże ilości mieszanki wytwarza się w
węzłach betoniarskich.

Mieszanka betonowa powinna być transportowana w taki sposób, aby nie nastąpiło

rozsegregowanie jej składników, przekroczenie czasu początku wiązania cementu,
zanieczyszczenie mieszanki, zwiększenie ilości wody (np. z powodu warunków
atmosferycznych). W zależności od konsystencji mieszanki i odległości przewiezienia dobiera
się środki transportu. Mogą to być wózki lub taczki do transportu ręcznego, pojemniki
z uchylnym dnem, przenośniki taśmowe, wózki elektryczne, samochody wywrotki (do 5 km),
betonomieszarki lub pompy hydrauliczne z wysięgnikiem na podwoziu samochodowym.

Układanie mieszanki betonowej powinno przebiegać tak, aby nie dopuścić

do rozsegregowania jej składników, zwiększenia ilości wody. Wysokość swobodnego
opadania mieszanki do formy zależy od jej konsystencji – im większa ciekłość, tym mniejsza
wysokość opadania.

Dla nadania ścisłego, równomiernego rozmieszczenia składników mieszanki i dokładnego

wypełnienia formy stosuje się jej zagęszczanie, które polega na utrząsaniu, wibrowaniu,
wibroprasowania, wirowaniu i próżniowaniu. Dobór urządzeń zagęszczających zależy od
wymiarów elementów, konsystencji mieszanki i innych indywidualnych cech mieszanki lub
elementu.

Pielęgnowanie świeżego betonu ma zapewnić prawidłowe cechy fizyczne i mechaniczne

gotowego elementu. W zależności od warunków otoczenia stosuje się ochronę
przed deszczem, mrozem, nadmiernym parowaniem i innymi czynnikami.

Cechy betonu zwykłego to:

−

wytrzymałość na ściskanie,

−

wytrzymałość na rozciąganie,

−

porowatość,

−

nasiąkliwość i wilgotność,

−

wodoszczelność,

−

mrozoodporność i inne.
Sposoby badania cech wytrzymałościowych materiałów kamiennych zostały opisane

w materiale nauczania w rozdziale 4.3.1.

Zastosowanie betonu zwykłego w budownictwie i drogownictwie jest powszechne,

ze względu na własności, jakie mu można nadać. Najważniejsze cechy betonu, które decydują
o jego możliwościach zastosowania to wytrzymałość na ściskanie i łatwość osiągania
dowolnego kształtu elementów.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

Betony cementowe specjalne stosuje się jako:

−

betony osłonowe – do osłabiania promieniowania jonizującego,

−

betony hydrotechniczne – do budowli wodnych, obudowy zbiorników wodnych, nabrzeży
portowych, podpór mostów,

−

betony odporne na ścieranie – na nawierzchnie drogowe, lotniskowe, posadzki w halach
przemysłowych, nawierzchnie ramp, pochylni transportowych.
W drogownictwie stosowane są betony:

−

betony wysokich wytrzymałości (BWW) – są to betony klasy wytrzymałości na ściskanie
wyższej niż C50/60 (do C100/115) w przypadku betonu zwykłego lub ciężkiego oraz
wyższej niż LC50/55 (do LC80/88) w przypadku betonu lekkiego. Stosowane
są w konstrukcjach, w których oprócz dużej wytrzymałości wymagany jest wczesny
przyrost wytrzymałości, umożliwiający szybsze tempo prac budowlanych. Ponadto betony
te są dobrze urabialne, mają dużą trwałość i szczelność, a także dużą odporność na

ścieranie, mrozoodporność, uderzenia, agresję chemiczną. Ich zastosowanie umożliwia
zmniejszenie przekrojów poprzecznych, zmniejszenie masy elementów oraz zmniejszenie
ilości zbrojenia. Używa się ich do wznoszenia konstrukcji mostów, tuneli, nawierzchni
drogowych, konstrukcji morskich, wykonywania konstrukcji sprężonych i innych,

−

beton bardzo wysokowartościowy (BBWW) o wytrzymałości na ściskanie
od 120 do 180 MPa. Jest on stosowany w nielicznych krajach, ponieważ do jego
produkcji wymaga się użycia składników bardzo wysokiej jakości: cementy powinny
charakteryzować się starannie dobranym składem i wysokim stopniem rozdrobnienia,
kruszywo jest z granitów, sjenitów lub diabazów. Technologia wytwarzania BBWW nie
odbiega od ogólnych zasad obowiązujących dla wszystkich betonów konstrukcyjnych,

−

betony ultrawysokowartościowe (BUWW) o wytrzymałości na ściskanie powyżej
180 MPa, które stanowią najnowszą generację materiałów. Podczas badań stwierdzono,

że betony z dodatkiem mikrozbrojenia oraz poddane specjalnej obróbce cieplno-
wilgotnościowej uzyskują wytrzymałości nawet ponad 800 MPa.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest beton?
2. Co to jest mieszanka betonowa?
3. Jak klasyfikuje się betony za względu na gęstość pozorną?
4. Jak klasyfikuje się betony za względu na pełnioną funkcję?
5. Jakie wyróżnia się betony ze względu na zastosowane kruszywo?
6. Co to jest wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie?
7. W jaki sposób oznacza się klasy betonu?
8. Jakie własności powinny wykazywać składniki do mieszanek betonowych?
9. Jaka jest różnica między receptą laboratoryjną, a receptą roboczą?
10. Jak dobiera się sposób mieszania składników mieszanki betonowej w zależności od ilości,

jaka należy wykonać?

11. Jakie środki transportu służą do przemieszczania mieszanki betonowej?
12. Jakie są zasady układania mieszanek betonowych?
13. W jakim celu wykonuje się zagęszczanie mieszanki betonowej?
14. W jakim celu wykonuje się pielęgnowanie mieszanki betonowej?
15. Jakie są cechy betonu zwykłego?
16. Jakie zastosowanie w budownictwie ma beton zwykły, a jakie beton specjalny?
17. Jakie rodzaje betonów są stosowane w drogownictwie oprócz betonów zwykłych?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Weź udział w wycieczce na plac budowy, gdzie układana jest mieszanka betonowa.

Zaobserwuj sposób jej układania przez pracowników. Zasięgnij informacji o rodzaju układanej
mieszanki i klasie zaprojektowanego betonu. Zanotuj swoje spostrzeżenia i zaprezentuj je po
powrocie do pracowni.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące betonów,
2) wziąć udział w wycieczce na plac budowy,
3) wykonać obserwacje i zasięgnąć informacji, zgodnie z zaleceniami nauczyciela,
4) sporządzić notatki z obserwacji,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

wyposażenie stanowiska pracy na budowie, na którym układana jest mieszanka betonowa,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca betonów.

Ćwiczenie 2

Obejrzyj film dydaktyczny, przedstawiający sposoby pielęgnowania świeżego betonu.

Zapisz sposoby pielęgnowania betonu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące pielęgnowania betonów,
2) obejrzeć film przedstawiający sposoby pielęgnowania świeżego betonu,
3) wynotować zauważone sposoby pielęgnowania świeżego betonu,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw do projekcji filmów,

−

film dydaktyczny, przedstawiający sposoby pielęgnowania świeżego betonu,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca sposoby pielęgnowania świeżego betonu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić składniki do wykonywania mieszanki betonowej?





2) wyjaśnić różnicę między mieszanką betonową, a betonem?





3) określić, co to jest wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie?





4) określić sposoby wykonywania mieszanki betonowej?





5) wyjaśnić, na czym polega pielęgnowanie mieszanki betonowej?





6) scharakteryzować właściwości betonów?





7) określić, które betony są stosowane w drogownictwie ze względu na

swoje właściwości?





„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

4.6. Lepiszcza bitumiczne

4.6.1. Materiał nauczania

Lepiszcza to materiały wiążące, które zawdzięczają swoje właściwości lepiące zjawiskom

adhezji i kohezji. Podział lepiszczy, zgodnie z PN–EN 12597:2003 przedstawiono
na schemacie (rys. 9).

Asfalt jest najcięższą frakcją ropy naftowej, a otrzymuje się go w procesie jej przerobu.
Jest on mieszaniną wielkocząsteczkowych węglowodorów. Wyodrębniono w nim trzy

składniki:

−

asfalteny – czarne lub brązowe ciała stałe, wpływające na właściwości asfaltu,

−

żywice – stałe lub półstałe ciała koloru brązowego, wpływające na zdolności adhezyjne
asfaltu,

−

oleje – stanowiące fazę rozpraszającą.
Asfalty drogowe używane w Polsce dzieli się według PN–EN12591:2002

na rodzaje ( np.: 20/30, 35/50 itd.) uwzględniające własności asfaltów. Do ważnych
właściwości asfaltów należą między innymi: temperatura mięknienia, lepkość, ciągliwość,
konsystencja (twardość).

Próbki do badań pobiera się z jednego procenta ilości opakowań beczek, bębnów i skrzyń,

jednak nie mniej niż z dwóch opakowań. Z wybranych opakowań odrzuca się górną warstwę
grubości co najmniej 5 cm, po czym zgłębnikiem pobiera się próbkę z całej warstwy produktu.
Pobrane próbki miesza się, aby uzyskać produkt jednorodny, a następnie umieszcza się je w
czystych szklanych słojach. Próbki należy przechowywać w ciemnym, chłodnym
pomieszczeniu, chroniąc je przed kurzem i opadami.

Temperatura mięknienia określa stopień twardości asfaltu. Temperaturę mięknienia

asfaltów drogowych i przemysłowych oznacza się umowną metodą Pierścienia i Kuli. Polega
ona na wypełnieniu asfaltem dwóch pierścieni i umieszczeniu na nich kulek. Całość założoną na
specjalny stojak umieszcza się w szklanym naczyniu wypełnionym wodą lub gliceryną
i podgrzewanym w równomierny sposób z prędkością 5

o

C/min. Temperatura, w której

warstwa asfaltu obciążona kulkami dotknie podstawy, uznawana jest za temperaturę
mięknienia asfaltu.

Rys. 6. Aparat do badania temperatury mięknienia asfaltu [7, s. 145]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

Ciągliwość asfaltu to jego zdolność płynięcia w określonych warunkach, które

charakteryzuje wytrzymałość asfaltu na rozerwanie (czyli tzw. kohezję asfaltu). Miarą
ciągliwości asfaltu jest długość, do jakiej daje się rozciągać bez rozerwania próbka asfaltu
w warunkach podanych w normie. Badanie wykonuje się w urządzeniu zwanym
duktylometrem, składającym się z komory wodnej o wymiarach umożliwiających rozciąganie
jednocześnie trzech próbek asfaltu oraz z urządzenia rozciągającego. Do badania
przygotowuje się próbki tego samego asfaltu, umieszczone w foremkach normowych.
Po założeniu próbek do duktylometru i wypełnieniu go wodą, po określonym czasie
termostatowania rozpoczyna się rozciąganie z prędkością 5 cm/min. Za wynik przyjmuje
się maksymalne wydłużenie próbki w momencie jej rozerwania.

Rys. 7. Duktylomert i próbka przygotowana do badania ciągliwości asfaltu [7, s. 145]

Penetracja jest jedną z miar konsystencji asfaltu. Badanie penetracji asfaltu polega

na wykonaniu pomiaru głębokości zanurzenia igły penetracyjnej (ważącej wraz z obciążnikiem
100 gramów), w próbce asfaltu o temperaturze +25

o

C w czasie 5 sekund od chwili ustawienia

jej na powierzchni próbki. Wynik podaje się w jednostkach penetracji – czyli w [0,1 mm].
Asfalt o penetracji (w 25

o

C) z przedziału 20÷30 [0,1 mm] to asfalt drogowy rodzaju 20/30. Im

większe liczby w oznaczeniu asfaltu, tym większa penetracja, co oznacza bardziej miękki
asfalt. Aparat do badania penetracji asfaltu widoczny jest na rysunku 8.

Rys. 8. Penetrometr [7, s.144]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

Lepiszcza węglowodorowe

Lepiszcza zawierające asfalt

Smoła i lepiszcza zawierające smołę

Asfalt w asfalcie

naturalnym

Asfalty naftowe i pochodne

A

sf

alt

y

d

ro

g

o

we

A

sf

alt

y

m

ody

fi

k

o

w

ane

A

sf

alt

y

s

p

ec

ja

lne

A

sf

alt

y

p

rze

m

ys

ło

we

N

af

to

w

e

as

fa

lt

y

up

łynn

ione

N

af

to

w

e

as

fa

lt

y

fl

uk

so

w

ane

E

m

u

ls

je

a

sf

alt

o

we

A

sf

alt

y

mi

ękk

ie

A

sf

alt

y

d

rogo

w

e

tw

ar

de

A

sf

alt

y

m

ody

fi

ko

w

an

e

po

lim

er

ami

A

sf

alt

y

u

tl

en

ione

A

sf

alt

y

p

rze

m

ys

ło

w

e

tw

ar

de

A

n

iono

w

e

em

u

ls

je

as

fa

lt

o

we

M

ody

fi

ko

w

an

e

po

lim

er

ami

em

u

ls

je

a

sf

alt

o

we

k

ati

ono

w

e

em

u

ls

je

as

fa

lt

o

we

Rys. 9. Schemat klasyfikacji lepiszczy bitumicznych wg PN–EN 12597:2003

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakim zjawiskom zawdzięczają lepiszcza swoje właściwości wiążące?
2. W jakich procesach technologicznych otrzymuje się asfalt?
3. Jakie składniki można wyodrębnić w asfalcie?
4. Jakie właściwości charakteryzują asfalt?
5. Jakich informacji o asfalcie dostarcza nam badanie penetracji asfaltu?
6. Jaką właściwość asfaltu określa temperatura jego mięknienia?
7. Co to jest ciągliwość asfaltu?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj pomiar penetracji asfaltu na próbce, którą otrzymasz od nauczyciela. Zanotuj

otrzymany wynik, a następnie zinterpretuj go.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące lepiszczy bitumicznych,
2) przygotować stanowisko laboratoryjne do badania penetracji asfaltu zgodnie z warunkami

bezpieczeństwa i higieny pracy,

3) przygotować próbkę asfaltu – napełnić naczynie roztopionym i przesączonym przez sitko

asfaltem,

4) umieścić naczynie z próbką w suszarce – kolejno w temperaturach przewidzianych

instrukcją, w którą wyposażone jest stanowisko laboratoryjne,

5) zanurzyć naczynie w termostacie z wodą na czas określony w instrukcji, w którą

wyposażone jest stanowisko laboratoryjne,

6) umieścić naczynie z próbką na stoliku penetrometru,
7) doprowadzić igłę penetrometru do zetknięcia z powierzchnią próbki asfaltu,
8) ustawić tarczę penetrometru na punkt zerowy,
9) jednocześnie uruchomić stoper i zwolnić sworzeń penetrometru (przez 5 sekund),
10) odczytać wynik na tarczy,
11) zanotować wynik,
12) zinterpretować wynik wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

penetrometr,

−

sito,

−

suszarka laboratoryjna,

−

termostat z wodą,

−

stoper,

−

instrukcja do wykonania ćwiczenia,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca lepiszczy bitumicznych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar ciągliwości asfaltu na próbkach, które wskaże Ci nauczyciel. Zanotuj

otrzymany wynik, a następnie zinterpretuj go.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące lepiszczy bitumicznych,
2) przygotować stanowisko laboratoryjne do badania ciągliwości asfaltu zgodnie

z warunkami bezpieczeństwa i higieny pracy,

3) przygotować trzy próbki asfaltu – napełnić trzy foremki roztopionym i przesączonym

przez sitko asfaltem,

4) ustawić foremki z próbkami na płytce posmarowanej mieszaniną gliceryny i talku

i pozostawić w temperaturze pokojowej na jedną godzinę,

5) wyrównać, ścinając rozgrzanym nożem powierzchnię próbek,
6) włożyć próbki do termostatu z wodą o temperaturze 25

o

C,

7) napełnić duktylometru wodą o temperaturze 25

o

C,

8) przenieść foremki z asfaltem z termostatu do duktylometru,
9) zaczepić foremki w mechaniźmie rozciągającym,
10) uruchomić mechanizm napędowy duktylometru,
11) obserwować nić rozciąganego asfaltu,
12) odnotować położenie wskaźnika w chwili zerwania próbki,
13) zinterpretować wynik wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

foremki,

−

sito,

−

płyta laboratoryjna,

−

mieszanina gliceryny z talkiem,

−

nóż,

−

termostat z woda,

−

duktylometru,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca lepiszczy bitumicznych.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować, co to są lepiszcza?





2) określić, w jakich procesach otrzymuje się asfalty?





3) wymienić składniki asfaltów?





4) zinterpretować oznaczenie rodzaju asfaltu?





5) wykonać badanie penetracji asfaltu?





6) wykonać badanie temperatury mięknienia asfaltu?





7) wykonać badanie ciągliwości asfaltu?





„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

4.7. Gospodarka materiałami budowlanymi

4.7.1. Materiał nauczania

Do wykonania jednostki produkcji potrzebna jest pewna niezbędna ilość materiału, którą

określa się jako normę zużycia materiałów. W normach materiałów zawarty jest również zapas
na ubytki, które mogą powstawać w czasie transportu, przeróbki na placu budowy
i wykonywania robót.
Normy obejmują ilość materiałów wystarczającą do wykonania jednostki produkcji
pod warunkiem stosowania właściwych metod pracy i oszczędnej gospodarki materiałowej.
Wybór niewłaściwych metod pracy powoduje wzrost zużycia materiałów w stosunku do tego,
który zakładają normy.

Normy odzysku stosuje się do materiałów, które można uzyskać przy rozbiórce jakiegoś

obiektu.

Normy wielokrotności określają, ile razy można użyć dany materiał do wykonania

takiego samego lub podobnego obiektu czy konstrukcji. Wiążą się one z normami odzysku.

Normy zapasów określają ilość materiałów niezbędną do zapewnienia ciągłości produkcji

przedsiębiorstwa. Dla ważniejszych materiałów określa się indywidualne normy zapasów, a dla
pozostałych normy zbiorcze.

Zapasy materiałowe

Rozróżnia się następujące zapasy materiałowe:

−

zapasy bieżące, które gromadzi się w przedsiębiorstwie w celu zapewnienia ciągłości
produkcji,

−

zapasy sezonowe – gromadzone świadomie przed nadchodzącym sezonem, w którym
mogą wystąpić trudności materiałowe,

−

zapasy nadmierne – to zapasy przekraczające uzasadnioną ilość zapasów bieżących,

−

zapasy zbędne – to zapasy nieuzasadnione gospodarczo.
Wielkość zapasów, jaka powinna znajdować się na placu budowy, zależy od:

−

rodzaju robót,

−

organizacji produkcji,

−

częstotliwości dostaw,

−

terminowości dostaw.
W przedsiębiorstwach wykonujących obiekty budowlane o dużej materiałochłonności
należy zapewnić duże zapasy materiałów.

Kontrola zużycia materiałów – jest podstawą racjonalnej gospodarki materiałami

na budowie.

Kontrola zużycia materiałów przeprowadzana jest w dwóch formach:

−

limitowania zużycia,

−

rozliczania zużycia.
Limitowanie zużycia materiałów polega na ustaleniu ich przewidywanej wielkości według

norm jeszcze przed rozpoczęciem robót. W przypadku wykonywania skomplikowanych robót
charakteryzujący się dużym asortymentem zużywanych materiałów limitowanie jest
utrudnione. Stosuje się wtedy rozliczanie zużycia materiałów, które polega na porównanie
rzeczywistego zużycia ze zużyciem normatywnym po zakończeniu robót.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

Oszczędność zużywanych materiałów oznacza:

−

obniżkę kosztów produkcji przedsiębiorstwa, równoznaczną ze wzrostem zysku,

−

możliwość wybudowania większej liczby obiektów budowlanych,

−

zwiększenie dochodu ze sprzedaży,

−

i inne korzyści.
Należy pamiętać, aby nadmierne oszczędności nie spowodowały naruszenia warunków

technicznych wykonania robót lub obniżenia ich jakości. Na wykonanie robót należy używać
pełną ilość materiałów, jaką przewidują normy, ograniczając część przewidzianą na ubytki
i straty.

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest norma zużycia materiału?
2. Co to jest norma odzysku?
3. Co to jest norma wielokrotności?
4. Co to jest norma zapasów?
5. Jakie rozróżnia się zapasy materiałowe?
6. Od czego zależy wielkość zapasów, która powinna znajdować się na budowie?
7. Na czym polega racjonalna gospodarka materiałami?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie tabeli z katalogu KNR, którą otrzymasz od nauczyciela, odczytaj zużycie

materiałów drogowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące gospodarowania materiałami

budowlanymi,

2) przeanalizować tabelę otrzymaną od nauczyciela,
3) wysłuchać objaśnień nauczyciela o zawartości tabeli i sposobie korzystania z niej,
4) odczytać nazwy materiałów drogowych ujętych w tabeli,
5) odczytać normy zużycia tych materiałów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tabela z katalogu KNR,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca gospodarowania materiałami budowlanymi.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

Ćwiczenie 2

Uzasadnij w formie pisemnej celowość racjonalnego gospodarowania materiałami.

Wykorzystaj w tym celu różne źródła informacji i posłuż się przykładami. Zaprezentuj
wykonane ćwiczenie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące gospodarowanie

materiałami,

2) skorzystać z różnych źródeł informacji do opracowania zagadnienia,
3) wykonać pracę w formie pisemnej,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

fachowa literatura z zakresu budownictwa i drogownictwa,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca gospodarowania materiałami.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić, co to jest norma zużycia materiału?





2) wyjaśnić, jakie korzyści wynikają z odzysku i wielokrotności użycia

materiałów?





3) wyjaśnić, jakie znaczenie dla produkcji ma norma zapasów?





4) wyjaśnić, jakie znaczenie ma limitowanie zużycia materiałów?





5) wyjaśnić pojęcie racjonalnego gospodarowania materiałami na budowie?





„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności. Są to zadania wielokrotnego wyboru.
5. Za każdą poprawną odpowiedź możesz uzyskać 1 punkt.
6. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Dla każdego zadania podane

są cztery możliwe odpowiedzi: a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedź jest poprawna; wybierz
ją i zaznacz kratkę z odpowiadającą jej literą, znakiem x.

7. Staraj się wyraźnie zaznaczać odpowiedzi. Jeżeli się pomylisz i błędnie zaznaczysz

odpowiedź, otocz ją kółkiem i zaznacz ponownie odpowiedź, którą uważasz
za poprawną.

8. Test zawiera zadania z poziomu podstawowego oraz zadania z poziomu

ponadpodstawowego, które mogą przysporzyć Ci trudności, gdyż są one na poziomie
wyższym niż pozostałe (dotyczy to zadań

od 14 do 20).

9. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
10. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie sprawiało Ci trudność, wtedy odłóż rozwiązanie

zadania na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

11. Po rozwiązaniu testu sprawdź, czy zaznaczyłeś wszystkie odpowiedzi na KARCIE

ODPOWIEDZI.

12. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Znak bezpieczeństwa wyrobu budowlanego widoczny jest na rysunku

a) a.
b) b.
c) a i b.
d) b i c.

2. Kruszywo naturalne, grunty spoiste, drewno, to

a) półfabrykaty.
b) prefabrykaty.
c) materiały sztuczne.
d) surowce w stanie naturalnym.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

3. Kruszywo łamane, wyroby kamienne, wyroby ceramiczne, to

a) półfabrykaty.
b) prefabrykaty.
c) materiały sztuczne.
d) surowce w stanie naturalnym.

4. Keramzyt to

a) spoiwo.
b) lepiszcze.
c) kruszywo.
d) wypełniacz organiczny.

5. Podstawowym składnikiem wyrobów ceramicznych jest

a) glina.
b) piasek.
c) wapno.
d) cement.

6. Metalem żelaznym jest

a) stal.
b) cyna.
c) miedź.
d) mosiądz.

7. Największą wytrzymałość na ściskanie ma kruszywo ze skał

a) magmowych.
b) metamorficznych.
c) osadowych mineralnych.
d) osadowych organicznych.

8. Cechą mechaniczną materiału nie jest

a) ciężar objętościowy.
b) wytrzymałość na zginanie.
c) wytrzymałość na ściskanie.
d) wytrzymałość na rozciąganie.

9. Wapno hydratyzowane otrzymuje się w wyniku

a) wypalania skał wapiennych.
b) gaszenia wapna palonego małą ilością wody.
c) gaszenia wapna palonego dużą ilością wody.
d) jako produkt uboczny przy produkcji acetylenu.

10. Za pomocą aparatu Vicata bada się

a) ciągliwość asfaltu.
b) czas wiązania gipsu.
c) wytrzymałość gipsu na zginanie.
d) wytrzymałość cementu na ściskanie.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

47

11. Cement powinien być chroniony w czasie przechowywania przede wszystkim przed

a) mrozem.
b) słońcem.
c) wiatrem.
d) wilgocią.

12. Beton zwykły ma gęstość pozorną

a) ρ

p

= 600 kg/m

3

.

b) ρ

p

= 600÷2000 kg/m

3

.

c) ρ

p

= 2000÷2600 kg/m

3

.

d) ρ

p

>2600 kg/m

3

.

13. Do produkcji betonu stosuje się

a) spoiwo i wodę zarobową.
b) spoiwo, dodatki i wodę zarobową.
c) kruszywo, dodatki i wodę zarobową.
d) kruszywo, spoiwo, wodę zarobowa i dodatki.

14. Świeżo wykonany element betonowy, który nie był zraszany wodą może ulec

a) pełzaniu.
b) skurczowi.
c) skruszeniu.
d) rozsadzeniu.

15. Rozwarstwienie składników mieszanki betonowej może nastąpić w przypadku

a) niskiej temperatury otoczenia.
b) wysokiej temperatury otoczenia.
c) krótkiego mieszania składników.
d) zbyt długiego transportu mieszanki.

16. Ręczne zagęszczanie sztychówką elementu o dużym zagęszczeniu zbrojenia może

doprowadzić do
a) zniszczenia betonu.
b) zniszczenia zbrojenia.
c) poprawienia struktury mieszanki.
d) poprawienia wiązania mieszanki.

17. Gdyby zastosować chlorek wapnia w nadmiarze o mieszanki przeznaczonej do wykonania

elementów zbrojonych, to
a) skorodowałoby zbrojenie elementu.
b) opóźniłoby się wiązanie mieszanki.
c) element miałby większą wytrzymałość.
d) mieszanka miałaby większą plastyczność.

18. Gdyby nie uwzględnić wilgotności kruszywa składowanego na placu i wykonać mieszankę

według recepty laboratoryjnej, to w mieszance byłby
a) nadmiar wody.
b) niedobór wody.
c) nadmiar kruszywa i nadmiar spoiwa.
d) niedobór kruszywa, a nadmiar spoiwa.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

48

19. Pomiar głębokości zanurzenia igły penetracyjnej (ważącej wraz z obciążnikiem 100

gramów), w próbce … o temperaturze +25

o

C w czasie 5 sekund od chwili ustawienia jej

na powierzchni próbki, służy do badania
a) penetracji asfaltu.
b) twardości asfaltu.
c) ciągliwości asfaltu.
d) temperatury mięknienia asfaltu.

20. „Wysuszoną próbkę należy wsypać do zestawu metalowych sit o oczka 0,063 mm

i przemywać wodą. Po zakończeniu przemywania pozostałość na sicie należy wysuszyć
i zważyć. Wysuszyć i zważyć należy też kruszywo pozostałe po przemywaniu. Następnie
oblicza się procentowy ubytek masy próbki czyli…”

Przedstawiony wyżej opis dotyczy oznaczania
a) gęstości pozornej.
b) gęstości objętościowej.
c) współczynnika filtracji.
d) zawartości zanieczyszczeń pyłów mineralnych w kruszywach.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

49

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko................................................................................................

Określanie właściwości materiałów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych
stosowanych w drogownictwie

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

Razem:

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

50

6. LITERATURA

1. Kuczyński A., Lenkiewicz W.: Zarys budownictwa ogólnego. WSiP, Warszawa 1988
2. Nowy poradnik majstra budowlanego. ARKADY, Warszawa 2003
3. Praca zbiorowa: Technologia budownictwa. WSiP, Warszawa 1994
4. Rolla S.: Technologia robót w budownictwie drogowym. WSiP, Warszawa 1997
5. Rolla S., Sawicki Eugeniusz.: Technologia robót w budownictwie drogowym. WSiP,

Warszawa 1992

6. Rolla S., Rolla M., Żarnoch W.: Budowa dróg. cz. 1. Warszawa 1998
7. Szymański E.: Materiały budowlane. WSiP, Warszawa 2003
8. Tauszyński K.: Budownictwo z technologią. cz. 1. WSiP, Warszawa 1992