1. KLASYFIKACJA MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
1.1. WPROWADZENIE
Nowe techniki budowlane i wzrastające zapotrzebowanie na materiały budowlane o coraz lepszych
parametrach technicznych stawiają poważne wyzwanie przed przemysłem materiałów budowlanych.
Obok wymaganej wysokiej jakości i trwałości materiałów, ważną rolę odgrywają kryteria ekonomiczne.
Większość materiałów i wyrobów budowlanych charakteryzuje się znaczną objętością i dużą masą, co wiąże
się z niemałymi kosztami ich przewozu od zakładu, gdzie są produkowane, na plac budowy. Koszt
transportu na dalsze odległości niektórych popularnych (tradycyjnych) materiałów budowlanych może być
wyższy niż ich cena. Dlatego powinno się, w miarę możliwości, stosować materiały miejscowe, które
wydobywa się lub produkuje w pobliżu wznoszonego obiektu (piasek, żwir, gips, wapno, kamień naturalny,
cegłę).
Obok przesłanek ekonomicznych, duże znaczenie w ocenie przydatności danego produktu mają względy
ekologiczne, a zwłaszcza oddziaływanie materiałów lub wyrobów budowlanych na zdrowie człowieka i
ś
rodowisko naturalne. Pod pojęciem właściwości ekologicznych materiałów budowlanych rozumie się
również te cechy, które umożliwiają ponowne ich zastosowanie w budownictwie lub innych
dziedzinach gospodarki bez szkody dla środowiska naturalnego (recykling). Najbardziej przydatne do
wtórnej przeróbki są materiały nieorganiczne (metale, materiały skalne, beton, szkło, ceramika) i niektóre
organiczne (drewno, celuloza i jej pochodne), najtrudniej zaś jest przetwarzać większość tworzyw
sztucznych.
W nowoczesnym budownictwie istotną rolę odgrywają także względy estetyczne. Aby nadać obiektom
efektowny wygląd, stosuje się coraz doskonalsze materiały m.in. tynkarskie i kamienne, lekkie obudowy z
metalu, tworzyw sztucznych i szkła, elementy dekoracyjne, np. sztukatorskie.
Zaawansowane technologie produkcji wyrobów budowlanych, nowoczesne techniki łączenia
poszczególnych elementów podczas wznoszenia obiektów wymagają od inżyniera budowlanego
odpowiedniej wiedzy fachowej, studiowania literatury przedmiotu.
Obecnie, gdy dostęp do różnorodnych materiałów i wyrobów budowlanych produkowanych tak w kraju,
jak i za granicą jest praktycznie nieograniczony, istnieje potrzeba zastosowania odpowiedniej ich
klasyfikacji. Można zaproponować dwa kryteria podziału.
Pierwsze kryterium polega na grupowaniu materiałów i wyrobów według ich przeznaczenia, np.
murowe, ścienne, dachowe, wykończeniowe zewnętrzne lub wewnętrzne, podłogowe lub posadzkowe.
Klasyfikacja ta jest jednak niedoskonała, gdyż np. do grupy materiałów dachowych zalicza się materiały o
różnych właściwościach, z różnych surowców, otrzymywanych według odmiennych technologii (np.
dachówki ceramiczne i blachy stalowe, dachówki na spoiwie mineralnym i rulonowe materiały papowe na
bazie bitumu lub tworzywa sztucznego). Jak widać wymienione materiały nie mają ze sobą wiele wspólnego
zarówno ze względu na użyte surowce, jak i metody wytwarzania.
Drugim kryterium podziału jest rodzaj surowca, z którego przygotowuje się materiał (wyrób) i przebieg
procesu technologicznego przy jego wytwarzaniu (produkcji). W ten sposób można wyróżnić następujące
grupy – naturalne materiały kamienne, ceramikę, tworzywa sztuczne i wyroby z nich, materiały malarskie,
metale, bitumy i in.
Wyklucza się z tego rodzaju klasyfikacji grupę materiałów do izolacji cieplnych, ponieważ otrzymuje się
je z różnych surowców (organicznych, nieorganicznych), przy zastosowaniu odmiennych technologii, a mają
jednak dużo cech wspólnych – niewielką gęstość objętościową, małą przewodność cieplną, dobrą
termoizolacyjność.
Większość materiałów budowlanych to materiały złożone, uzyskiwane w wyniku zastosowania
odpowiednich technologii i składników. W technice używane jest określenie „materiały kompozytowe” i
„kompozyty” obejmujące bardzo liczną i bardzo zróżnicowaną grupę materiałów. Na ogół kompozytem
nazywa się tworzywo złożone z co najmniej dwóch składników chemicznie różnych, występujących w
postaci wyodrębnionych fizycznie faz. Jedną z tych faz jest materiał wiążący, a drugą równomiernie w niej
rozproszony wypełniacz. Materiał wiążący, którym może być spoiwo mineralne (cement, wapno, gips) lub
ż
ywica syntetyczna stanowi fazę ciągłą tworzywa, czyli tzw. matrycę, zaś cząstki wypełniacza np.
ziarnistego, włóknistego oraz pory powietrzne – fazę rozproszoną. Typowymi kompozytami mineralnymi
są betony, zaczyny, zaprawy.
Parametry, jakimi powinny odznaczać się materiały i wyroby budowlane, są określone w normach,
przepisach resortowych oraz wymaganiach technicznych ustalonych przez Instytut Techniki Budowlanej, a
dotyczących głównie materiałów i wyrobów nowo wprowadzonych, w niewystarczającym stopniu
sprawdzonych w praktyce budowlanej. Badania laboratoryjne prowadzi nie tylko Instytut Techniki
Budowlanej, ale również np. Instytut Badawczy Dróg i Mostów, głównie w zakresie nowych wyrobów
stosowanych w budownictwie komunikacyjnym. Są opracowane odpowiednie procedury dopuszczania
nowych materiałów do obrotu i stosowania w różnych działach budownictwa, a wydawane dokumenty
techniczno-prawne noszą nazwę aprobat technicznych. Normy, ustalenia techniczne i aprobaty
zawierają dokładne dane materiału (wyrobu). Określone są w nich także metody badań oraz warunki
przechowywania i transportu.
1.2. ZASADY WPROWADZANIA DO OBROTU MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
Zgodnie z przepisami prawa budowlanego (Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane), obiekty
budowlane należy tak projektować, budować, użytkować i utrzymywać, by spełniały wymagania
podstawowe dotyczące:
•
bezpieczeństwa konstrukcji,
•
bezpieczeństwa pożarowego,
•
bezpieczeństwa użytkowania,
•
odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych oraz ochrony środowiska,
•
ochrony przed hałasem i drganiami
•
oszczędności energii i odpowiedniej izolacyjności cieplnej przegród.
Przy wykonywaniu robót budowlanych należy zatem stosować wyroby o właściwościach użytkowych
umożliwiających spełnienie wyżej wymienionych wymagań podstawowych – dopuszczone do obrotu i
powszechnego stosowania lub jednostkowego stosowania w budownictwie.
Dopuszczone do obrotu i powszechnego stosowania w budownictwie są:
•
wyroby budowlane właściwie oznakowane, dla których:
a.
wydano certyfikat na znak bezpieczeństwa,
b.
dokonano oceny zgodności z Polska Normą lub Aprobatą techniczną i wydano certyfikat zgodności
(przez jednostkę upoważnioną) lub deklarację zgodności (przez producenta),
•
wyroby budowlane nie mające istotnego wpływu na spełnienie wymagań podstawowych oraz wyroby
wytwarzane i stosowane tradycyjnie.
Dopuszczone do jednostkowego stosowania w obiekcie budowlanym są wyroby wykonane według
indywidualnej dokumentacji technicznej, dla których dostawca wydał oświadczenie, że są zgodne z
obowiązującymi przepisami i normami
Zagadnienia dopuszczenia wyrobów do obrotu na rynku, szczególnie na rynku UE, wymagają
usystematyzowania określeń i tak, w rozumieniu przepisów podstawowych wyszczególnić można pojęcia:
Wyrób budowlany – należy przez to rozumieć rzecz ruchomą, bez względu na stopień jej przetworzenia,
przeznaczoną do obrotu, wytworzoną w celu zastosowania w sposób trwały w obiekcie budowlanym..
Określenie to jest zapisane także w polskiej ustawie „Prawo budowlane”, gdzie wyrób budowlany oznacza:
•
bezpostaciowy materiał budowlany, taki jak: asfalt, żywica syntetyczna, cement, wapno, gips, kruszywo,
mieszanka betonowa,
•
ukształtowany wyrób budowlany, taki jak: stal zbrojeniowa, drewno budowlane, ceramika, wyroby z
zaczynów, zapraw i betonów lub wyroby ze szkła, a także z betonu komórkowego.
Z powyższego wynika, iż określenie „materiał budowlany” jest jednoznaczny z „wyrobem budowlanym”,
a zatem jest on „… wytworzony w celu wbudowania, wmontowania lub zastosowania w sposób trwały w
obiekcie budowlanym”.
Normy (Polskie Normy – PN, Europejskie Normy – EN) – są to specyfikacje techniczne o charakterze
ogólnym, mające zastosowanie do całej gamy wyrobów, dotyczące przede wszystkim tradycyjnych
materiałów i wyrobów budowlanych. Polskie Normy są opracowywane przez Normalizacyjne Komisje
Problemowe i akceptowane przez Polski Komitet Normalizacyjny. Europejskie Normy są wprowadzane do
zbioru Polskich Norm metodą tłumaczenia.
Aprobaty techniczne – (krajowa – AT, europejska – ETA) – są to specyfikacje indywidualne,
opracowywane zależnie od potrzeb dla producenta wyrobu i na jego wniosek i odpowiadają na jego zakres
działalności rynkowej. Aprobaty dotyczą przede wszystkim nowych i innowacyjnych wyrobów
(nieznormalizowanych w Polsce) oraz zestawów wyrobów, np. systemów budowlanych. Aprobata
techniczna jest pozytywną oceną techniczną przydatności wyrobu budowlanego do zamierzonego
stosowania, uzależnioną od spełnienia wymagań podstawowych przez obiekty budowlane, w których wyrób
budowany jest stosowany.
Krajowa deklaracja zgodności – jest to oświadczenie producenta stwierdzające, na jego wyłączną
odpowiedzialność, że wyrób budowlany jest zgodny z Polską Normą wyrobu albo aprobatą techniczną;
Znak budowlany – należy przez to rozumieć zastrzeżony znak wskazujący zapewnienie odpowiedniego
stopnia zaufania, co oznacza, że dany wyrób budowlany jest zgodny z Polską Normą wyrobu lub aprobatą
techniczną,
Certyfikowanie wyrobu budowlanego jest działaniem potwierdzającym, że wyrób pochodzący od
danego producenta ma właściwości zgodne z PN lub AT. Wynikiem działalności certyfikacyjnej są:
certyfikaty na znak bezpieczeństwa „B” lub certyfikaty zgodności (z PN lub AT).
Certyfikat na znak bezpieczeństwa stwierdza zgodność cech wyrobu z kryteriami technicznymi, przy
czym dotyczy to tylko wyrobów podlegających obowiązkowi certyfikacji na mocy ustawy „O badaniach i
certyfikacji” (1993 r.); (zagrożenia dla życia, zdrowia, i środowiska).
Certyfikat zgodności lub deklaracja zgodności stwierdza zgodność cech wyrobu z Polską Normą lub
Aprobatą Techniczną, które nie są objęte certyfikacją.
Uregulowania powyższe oznaczają, że dla wyrobów nie podlegających obowiązkowi certyfikacji
zgodności lub na znak bezpieczeństwa wymagana jest co najmniej deklaracja zgodności. Wydawana jest
przez producenta i stanowi potwierdzenie, że istnieje zgodność cech produkowanych wyrobów z
dokumentem odniesienia jakimi są Polskie Normy lub Aprobaty techniczne.
Wyroby budowlane przeznaczone do obrotu i powszechnego stosowania w budownictwie powinny być
obowiązkowo oznaczone znakiem budowlanym Oznakowane znakiem budowlanym mogą być wyłącznie
wyroby, na które wydano właściwe dokumenty atestacyjne wymagane prawem budowlanym.
Wzór znaku dopuszczenia do obrotu i powszechnego stosowania wyrobu w budownictwie.
Wyroby budowlane przeznaczone do obrotu i powszechnego stosowania w budownictwie nie mające
istotnego wpływu na spełnienie wymagań podstawowych oraz wyroby wytwarzane i stosowane według
tradycyjnie uznanych zasad sztuki budowlanej, umieszczone w wykazie stanowiącym załącznik
do rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 24 lipca 1998 roku są dopuszczone do
obrotu i powszechnego stosowania z mocy prawa, bez konieczności przeprowadzenia oceny przydatności,
atestacji zgodności oraz ich znakowania.
Znaku budowlanego nie należy mylić ze znakiem bezpieczeństwa. Wyrób,
Wzór znaku bezpieczeństwa wyrobu budowlanego
który ma certyfikat bezpieczeństwa powinien być oznakowany podwójnie: znakiem budowlanym i znakiem
bezpieczeństwa. Znaczenie obu symboli częściowo się pokrywa. W momencie przystąpienia Polski do Unii
Europejskiej znaki te zostały zastąpione wspólnym znakiem CE.
Wzór znaku zastępujący znak bezpieczeństwa i znak dopuszczenia do obrotu i powszechnego stosowania
wyrobu w budownictwie
Na rys. 1 przedstawiono schemat wprowadzania wyrobów budowlanych do obrotu i powszechnego
stosowania w budownictwie.
Objaśnienia skrótów na schemacie: PN – Polska Norma; AT – Aprobata Techniczna krajowa; hEN – Europejska Norma
Zharmonizowana; ETA – Europejska Aprobata Techniczna; UAP – Dokument wspólnej wykładni procedur oceny.
Rys. 1. Zasady wprowadzania wyrobów budowlanych do obrotu i powszechnego stosowania w budownictwie
1.3. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z kryteriami klasyfikacji materiałów budowlanych, dokonanie
identyfikacji przygotowanych próbek według tych kryteriów, a następnie krótki opis ich właściwości
technicznych.
1.4. ZAKRES ĆWICZENIA
W ramach ćwiczenia należy:
•
zidentyfikować przygotowane do ćwiczenia materiały budowlane,
•
określić ich przynależność do odpowiednich grup podziału,
•
opisać właściwości techniczne tych materiałów.
Otrzymane wnioski i opisy zamieścić w sprawozdaniu.
1.5. KLASYFIKACJA MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
Każdy zespół identyfikuje przygotowane materiały budowlane według niżej opisanych kryteriów
(pomocniczo - wykaz wszystkich dostępnych materiałów do identyfikacji znajduje się w osobnej tabeli, w
instrukcji). Może się zdarzyć, że ten sam materiał będzie należał do kilku grup w zależności od kryterium
klasyfikacji, np. cegła – materiał ceramiczny (klasyfikacja według rodzaju tworzywa) i cegła – materiał
konstrukcyjny (klasyfikacja ze względu na przeznaczenie i funkcje). Wówczas należy podać wszystkie
grupy, do których może być zaliczony dany materiał.
Podział materiałów ze względu na pochodzenie (podział bardzo ogólny):
•
materiały nieorganiczne (np. szkło, metale, ceramika, spoiwa mineralne)
•
materiały organiczne (np. drewno, materiały bitumiczne, tworzywa sztuczne)
Klasyfikacja strukturalna (materiałowa). W klasyfikacji strukturalnej, wychodzi się ze stwierdzenia, że
w wielu materiałach występuje strukturalnie jednolita część układu materiałowego, charakteryzująca się
zbliżonymi właściwościami. Pozwala to połączyć szereg materiałów w trzy podstawowe grupy:
•
materiały nieorganiczne albo mineralne niemetaliczne, jak np. kamienie naturalne i sztuczne,
spoiwa mineralne, ceramika, szkło,
•
materiały metaliczne, a więc metale i ich stopy,
•
materiały organiczne, jak drewno, bitumy, tworzywa sztuczne.
Podział strukturalny jest potrzebny i celowy dla ogólnej charakterystyki materiałów.
Podział materiałów ze względu na sposób otrzymywania:
•
materiały budowlane pochodzenia naturalnego (np. kamień, drewno, glina, piasek itp.),
•
materiały budowlane pochodzenia przemysłowego (np. cement, wapno, cegła, szkło, tworzywa
sztuczne i in.).
Klasyfikacja według rodzaju tworzywa (surowca):
•
naturalne materiały kamienne – wyroby ze skał, jak kamień łamany, kruszywo, wełna mineralna,
•
ceramika budowlana – cegły, pustaki, płytki ceramiczne,
•
mineralne spoiwa budowlane – cement, wapno, gips,
•
zaczyny i zaprawy budowlane – cementowe, wapienne, gipsowe,
•
beton i betony lekkie,
•
wyroby z zaczynów, zapraw i betonów – cementowe, wapienno-piaskowe, gipsowe,
•
szkło budowlane,
•
drewno i materiały drewnopochodne – deski, bale, panele podłogowe i in.,
•
tworzywa sztuczne i materiały malarskie – styropian, tapety, kleje, farby,
•
lepiszcza bitumiczne i wyroby z nich – asfalt, smoła, papa,
•
metale i wyroby z metali,
•
materiały i wyroby instalacyjne oraz termoizolacyjne.
Podział wyrobów w rozumieniu pracy konstrukcji budowlanej:
•
materiały konstrukcyjne (np. drewno, beton, metale),
•
materiały niekonstrukcyjne (np. tworzywa sztuczne, wełna mineralna).
Klasyfikacja w zależności od przeznaczenia i funkcji, jakie wyroby spełniają w obiekcie budowlanym:
•
materiały konstrukcyjne – przeznaczone do przenoszenia obciążeń działających na obiekt budowlany,
np. beton, stal, cegła,
•
materiały izolacyjne – do izolacji ciepłochronnej (styropian, wełna mineralna), do izolacji
przeciwwilgociowej i przeciwwodnej (papy, lepiki, smoły, folie), do izolacji akustycznej (płyty
korkowe, wata szklana),
•
materiały instalacyjne – rury i kształtki, przewody elektryczne, armatura: wodno-kanalizacyjna,
centralnego ogrzewania i wentylacyjna,
•
materiały wykończeniowe – do wykończenia ścian, podłóg i innych elementów, np. farby, tapety,
materiały podłogowe.
Podział materiałów z uwagi na ich zastosowanie, np. do budowy dróg, do budowy mieszkań, do robót
hydrotechnicznych itp.
Klasyfikacja funkcjonalna, w zależności od zastosowania w budynku:
•
materiały ścienne,
•
materiały podłogowe,
•
materiały stropowe,
•
materiały pokryciowe,
•
materiały do izolacji,
•
materiały wykończeniowe,
•
materiały kominowe,
•
materiały instalacyjne.
1.6. WYMAGANIA
Kryteria podziału materiałów budowlanych. Zasady wprowadzania na rynek materiałów budowlanych i
dokumenty techniczno-prawne z tym związane – normy, aprobaty techniczne.