background image

Cechy techniczne materiałów budowlanych. 

 

Cechy techniczne materiałów budowlanych zależą od właściwości fizycznych, 

chemicznych, termicznych i mechanicznych. Są wytyczna dla odbioru materiałów 
budowlanych (normy), określają i gwarantują wytrzymałość materiałów konstrukcyjnych w 
czasie całej eksploatacji. 
 

Wszystkie cechy techniczne poznaje się dzięki badaniom laboratoryjnym (badamy 

barwę, przekrój, dźwięk, przełom (materiały na podłogi), odporność na uderzenia i ścieranie, 
ciepłochłonność, nasiąkliwość, odporność ogniową, odporność na promieniowanie słoneczne, 
zawartość soli itd.). 
 
Cechy techniczne dzielimy na: 
 

1.  Cechy fizyczne 
2.  Cechy mechaniczne 
3.  Cechy chemiczne 

 
 

Gęstość 

 
Gęstość– jest to masa jednostki objętości materiału suchego liczona bez porów i kapilar. 

 

m

w

a

m

V

ρ

=

 

gdzie:  

ρ

w

 – gęstość 

m

m

 – masa w stanie suchym 

V

a

 – objętość bez porów i kapilar 

 
Uzyskanie m

m

 wiąże się z suszeniem materiału w suszarce w temperaturze +105 ˚C. Jeżeli 3 

kolejne ważenia nie wykazują zmiany masy to przyjmujemy, iż jest to masa materiału 
suchego. 
 
Rodzaje struktur materiałów nieorganicznych: 
 

•  kapilarno – porowata (maja system porów (wolnych przestrzeni) zamkniętych lub 

połączonych kapilarami, naturalne produkty: kamienie, wyroby ceramiczne, betony 
komórkowe, szkło piankowe, pumeks szklany) 

 
•  ziarnista (maja formę sypką np. piasek) 
 

•  mieszana (połączeni struktury sypkiej z kapilarno – porowatą np. beton) 
 

•  włóknista (materiały takie jak: drewno, wełna mineralna, maty z włókiem szklanych) 

 
 

background image

Objętość  bez porów i kapilar V

a

 otrzymujemy korzystając  

 

kolby Le Chatelier’a.  
 
Aby znaleźć V

a

 należy: 

- wysuszyć materiał 
- materiał musi być rozkruszony (w młynach) 
- przesiać materiał przez gęste sito ( oczko 0.08 mm) 
- zważyć materiał 
  
 

m

k b m

k b

m

w

a

a

m

m

m

V

V

ρ

+ +

+

=

=

 

gdzie:  

ρ

w

  – gęstośc 

m

 – masa w stanie suchym  

 

 

         Rys. 1 Kolba Le Chatelier’a 

k+b+m

m

 – masa kolby, benzenu i materiału 

k+b

 – masa kolby i benzenu 

V

a

 – objętość bez porów i kapilar 

 
 
 

Gęstość pozorna 

 

Gęstość pozorna – jest to masa jednostki objętości materiału suchego wraz z zawartymi w 
nim porami i kapilarami. 

m

o

m

V

ρ

=

 

gdzie:  

ρ 

o

  – gęstość pozorna 

m

 – masa w stanie suchym 

V   – objętość z porami i kapilarami 

 

Wyznaczanie gęstości pozornej : 

•  bryła regularna: korzystając ze wzoru  

m

o

m

V

ρ

=

 V wyznaczamy mierząc wysokość, 

szerokość i długość próbki, należy pamiętać iż każdą z tych wartości należy zmierzyć 
trzy razy i wyciągnąć średnią z wyników. 

 

•  bryła nieregularna: badaną próbkę należy wysuszyć i zważyć, następnie próbkę 

pokrywamy cienka warstwą parafiny, która ma zapobiegać nasączaniu próbki wodą, 
ważymy próbkę ponownie, następnie zanurzamy próbkę w kolbie z woda i mierzymy 
objętość próbki, gęstość pozorną obliczamy z wzoru: 

 

background image

m p

p

o

m p

p

m

m

V

V

ρ

+

+

=

 

gdzie: 

ρ 

o

  – gęstość pozorna 

 – masa próbki  

m+p

 – masa próbki i parafiny 

m+p

 – objętość próbki z parafiną 

– objętość parafiny,  

ρ

= 0.93 g/cm

 

Tabela 1. Przykładowe wartości gęstości i gęstości pozornej dla różnych materiałów  

 

Materiał 

ρ

w

 [kg/m

3

] 

ρ 

o

 [kg/m

3

] 

Beton zwykły 2600 

2200 

Beton komórkowy 

2800 

400-700 

Cegła pełna 2700 

1800 

Cegła cementowa 

2700 

2200 

Cegła klinkierowa 

2700 

2000 

Korek 2000 

150 

 
 
 
 

Nasiąkliwość 

 

Nasiąkliwość – jest to zdolność pochłaniania wody przez pory i kapilary w określonych 
warunkach. 
 
 
Ze względu na sposób badania nasiąkliwość dzielimy na: 
 

•  Nasiąkliwość zwykła (próbki badane w wodzie o temp. pokojowej) 

•  Nasiąkliwość po gotowaniu 

•  Nasiąkliwość pod zmniejszonym ciśnieniem ( ciśnienie 20 mm słupa Hg) 

 
Istnieje także podział na : 
 

•  Nasiąkliwość wagową (n

  w

)– stosunek masy wody wchłoniętej do masy próbki w 

stanie suchym 

1

w

m

m

n

m

=

        

gdzie:  m 

1

- masa próbki i wchłoniętej wody 

m – masa próbki w stanie suchym 

 

•  Nasiąkliwość objętościową (n

  o

)– stosunek objętości wody wchłoniętej do objętości 

próbki 

background image

1

o

m

m

n

V

=

     

   

gdzie:   m 

1

- masa próbki i wchłoniętej wody 

 m – masa próbki w stanie suchym 
 V – objętość próbki 

 

Badanie nasiąkliwości zwykłej: 
 
Próbki wysuszone do stałej masy w temperaturze 105 °C należy zważyć z dokładnością do 
0,1% masy próbki i ustawić na podstawkach w naczyniu z materiału nie ulegającego korozji. 
Wyroby należy ustawić tak, aby nie stykały się ze sobą. Wyroby pełne ustawia się pionowo 
na dłuższym boku, a wyroby drążone - otworami do góry. Następnie próbki zalewa się wodą 
o temperaturze pokojowej do połowy ich wysokości. Po 2 h należy dolać tyle wody, aby jej 
poziom sięgał do 3/4 wysokości próbek, a po upływie dalszych 2 h - aż do całkowitego 
zanurzenia próbek. Wyroby powinny przebywać w wodzie do czasu ustalenia się ich masy. 
Wyroby do ważenia należy wyjmować pojedynczo (aby zapobiec wysychaniu) i ich 
powierzchnie zewnętrzne wytrzeć wilgotną tkaniną po uprzednim wycieknięciu wody  
z otworów. Masę próbek nasiąkniętych wodą należy określić przez kolejne ważenia  
z dokładnością do 0,1% masy próbki. 
 
 
Badanie nasiąkliwości po gotowaniu: 
  
Próbki wysuszone do stałej masy w temperaturze 105 °C należy zważyć z dokładnością do 
0,1% masy próbki i ustawić na podstawkach w naczyniu z materiału nie ulegającego korozji. 
Wyroby należy ustawić tak, aby nie stykały się ze sobą. Wyroby pełne ustawia się pionowo 
na dłuższym boku, a wyroby drążone - otworami do góry. Następnie próbki zalewa się wodą 
o temperaturze pokojowej do połowy ich wysokości na 2 h. Następnie zlewamy próbki 
całkowicie wodą, ustawiamy nad źródłem ciepła i gotujemy 3 h. Po ostudzeniu do temp. 
pokojowej  ważymy z dokładnością do 0,1% masy próbki. 
 
 
Stopień nasycenia (wskaźnik mrozoodporności) 
 

max

o

o

n

n

η

=

 

 

η

 > 0,85 – woda może spowodować zniszczenie struktury materiału 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Szczelność i porowatość 

 

Szczelność – oznacza jaką część całkowitej objętości zajmuje masa badanego materiału bez 
porów i kapilar. Jest to stosunek gęstości pozornej do gęstości właściwej: 
 

100%

o

S

w

ρ

ρ

=

 

gdzie:  

S- szczelność 

ρ

 

o

  – gęstość pozorna 

ρ

 

w

  – gęstość właściwa 

 

 
 
Porowatość – oznacza  jaka część całkowitej objętości próbki przypada na wolne przestrzenie 
(pory i kapilary). 
 

S+P=1 
 

Dla metali szczelność S=100% , natomiast dla styropianu porowatość wynosi P=97%, a dla 
pianizolu aż P=99%. 
 

Przewodność cieplna 

 

Współczynnik przewodności cieplnej ( 

λ ) materiału – jest to ilość ciepła, która przechodzi w 

jednostce czasu, przez jednostkę powierzchni płaskiej przegrody danego materiału o grubości 
1 jednostki przy ścisłej różnicy temperatury wynoszącej 1 ˚C. 
 
Współczynnik przewodności cieplnej 

λ [W/m*K] zależy od: 

•  Gęstości objętościowej 

•  Struktury 
•  Wilgotności 

•  Temperatury 
 

Tabela 2. Wartości współczynnika 

λ dla różnych materiałów 

Materiał 

λ [W/m*K] 

Materiały organiczne 

0,29-0,4 

Materiały nieorganiczne 

~3,25 

Materiały krystaliczne 

4,65-7,0 

Tworzywa sztuczne 

0,17-0,35 

 
Współczynnik przewodności cieplnej 

λ dla powietrza w porach małych (do 0.1 mm) wynosi 

0,023

 [W/m*K] w porach większych 0.031 [W/m*K]. 

Badanie 

λ przeprowadza się w aparacie Bock’a

 
 

background image

Pojemność cieplna 

 

Pojemność cieplna – jest to właściwość materiału polegająca na wchłanianiu energii podczas 
nagrzewania. 
 
Ciepło właściwe – ciepło jakie należy dostarczyć aby podnieść temperaturę 1 jednostki o 1˚C. 
 

Tabela 3. Ciepło właściwe różnych materiałów. 

Materiał C 

[J/kg*K] 

Drewno 2400-2700 
Beton 880 
Woda 4187 

 

Ścieralność 

 

Badanie ścieralności przeprowadzamy w aparacie Bőhmego. Na sześcienną próbkę o boku  
7.1 cm działamy siła F i ścieramy na tarczy. Przebieg badania wygląda następująco: ważymy 
próbkę, próbkę umieszczamy na tarczy i obciążamy siłą F, następnie na tarczę sypiemy 20 g 
proszku karborundowego i włączamy tarcze, która wykonuje 22 obroty. Następnie usuwamy 
zużyty proszek, sypiemy ponownie 20 gram nowego proszku i wykonujemy kolejne 22 
obroty. Po wykonaniu 5 cykli po 22 obroty próbkę wyjmujemy i obracamy o 90˚ wokół osi 
pionowej. Po obrocie wykonujemy kolejne 5 cykli po 22 obroty. Tą czynność powtarzamy 4 
razy, zatem całe badanie obejmuje 440 obrotów tarczy. Po zakończeniu cykli próbkę 
ponownie ważymy. Ścieralność określamy wg wzoru: 
 

o

m

S

f

ρ

=

 

gdzie: 

∆m – różnica mas próbki prze i po badaniu 
f – powierzchnia próbki ( 50 cm

3

 ) 

ρ

 

o

  – gęstość pozorna 

 

Dla materiałów bardziej wrażliwych badanie ścieralności wykonuje się także w aparacie 
Stuttgart.