KLASYFIKACJA, PODSTAWOWE

KLASYFIKACJA, PODSTAWOWE

WŁAŚCIWOŚCI I METODY BADAŃ

WŁAŚCIWOŚCI I METODY BADAŃ

MATERIAŁÓW I WYROBÓW

MATERIAŁÓW I WYROBÓW

BUDOWLANYCH

BUDOWLANYCH

Opracował:
Rafał Korytowski
Grupa 512

Klasyfikacja materiałów

Klasyfikacja materiałów

budowlanych

budowlanych

Wyróżniamy klasyfikację ze względu na:

Rodzaj

Przeznaczenie wynikające z właściwości

Pochodzenie

Charakter chemiczny

Klasyfikacja ze względu na rodzaj

Klasyfikacja ze względu na rodzaj



Ceramika



Drewno



Betony



Metale



Szkło



Tworzywa sztuczne



Inne

Klasyfikacja ze względu na

Klasyfikacja ze względu na

przeznaczenie wynikające z

przeznaczenie wynikające z

właściwości

właściwości



Materiały konstrukcyjne



Materiały izolacyjne



Materiały instalacyjne

Klasyfikacja ze względu na

Klasyfikacja ze względu na

pochodzenie

pochodzenie



Naturalne (rodzime)



Sztuczne

 produkowane w fabrykach
 wykonywane na placu budowy

Klasyfikacja ze względu na

Klasyfikacja ze względu na

charakter chemiczny

charakter chemiczny



Organiczne



Nieorganiczne



Mieszane

Właściwości materiałów

Właściwości materiałów

budowlanych

budowlanych

Właściwości fizyczne

Właściwości mechaniczne

Właściwości chemiczne

Właściwości fizyczne materiałów

Właściwości fizyczne materiałów

budowlanych

budowlanych



Gęstość

 rzeczywista - stosunek masy próbki do jej objętości

absolutnej (bez porów)

 pozorna - stosunek masy próbki do jej objętości łącznie

z porami

 nasypowa - dotyczy materiałów ziarnistych(kruszyw)-

jest to stosunek masy próbki do jej objętości wraz z

porami oraz z przestrzeniami międzyziarnowymi



Oznaczenie gęstości wykonuje się za pomocą piknometru

(PN-EN 1097-7:2001) lub objętościomierzem Le Chateliera.

Próbki należy przygotować odpowiednio dla badanego

materiału (materiały stałe – bez rozdrobnienia, porowate –

rozstarte na proszek), wysuszyć, wystudzić w eksykatorze i

zważyć, następnie wsypać do objętościomierza ze

spirytusem, benzenem lub eterem. Należy odczytać

objetość sproszkowanej próbki i podtsawić wartośći do

wzoru na 

Właściwości fizyczne materiałów

Właściwości fizyczne materiałów

budowlanych

budowlanych



Szczelność -

określa jaka część całej objętości materiału

przypada w procencie na samą masę materiału, jest

wyrażana jako stosunek gęstości rzeczywistej do gęstości

pozornej



Porowatość -

określa jaka część całej objętości w

procencie przypada na pory, jest wyrażana jako różnica

p=(1-S)



Do określenia szczelności i porowatości

wykorzystujemy badanie na gęstość.



Wilgotność -

jest to stan zawilgocenia materiału w

chwili badania- jest to stosunek masy wody zawartej w

próbce do masy materiału suchego.



Ważymy próbkę materiału, następnie umieszczamy ją w

suszarce, dokonujemy kolejnego pomiaru masy suchej

próbki, wyniki podstawiamy do wzoru i obliczamy

wilgotność.



Higroskopijność -

zawilgocenie spowodowane pochłonięciem

przez materiał z powietrza określonej ilości pary wodnej w

warunkach określonej temp powietrza i wilgotności wzg.



Badanie przeprowadza się za pomocą urządzeń, które szybko

mierzą przyrost lub utratę wilgoci w próbce za pomocą

przepływającego nośnika gazowego, przy podanej względnej

wilgotności (RH). Pomiar dokonywany jest na próbce zawieszonej

na mechanizmie ważącym dokładnej i stabilnej mikrowagi

elektronicznej, która wykrywa sorpcję/desorpcję pary wodnej

poprzez pomiar wzrostu/spadku masy materiału. 



Nasiąkliwość -

zdolność wchłaniania przez materiał wody

przy ciśnieniu atmosferycznym. Rozróżniamy trzy rodzaje

nasiąkliwości: masowa, objętościowa i względna.



Wg starych polskich norm określenie nasiąkliwości określa się

poprzez stopniowe nasączanie. Drugą metodą badania

nasiąkliwości jest całkowite zalanie wodą i badanie próbki po 24 h.

Właściwości fizyczne materiałów

Właściwości fizyczne materiałów

budowlanych

budowlanych



Stopień nasycenia -

stosunek nasiąkliwości objętościowej

do nasiąkliwości maksymalnej.



Badamy zmianę nasiąkliwości materiału w określonym czasie,

zanurzamy próbkę w wodzie, robimy odczyty w kilkuminutowych

odstępach czasu i umieszczamy wyniki na wykresie.



Przesiąkliwość

- zdolność do przepuszczania wody, która

przenikając przez materiał znajduje się pod określonym

ciśnieniem.



Stopień przesiąkliwości mierzy się ilością wody przechodzącej

przez 1 cm

2

 próbki w ciągu 1 godziny przy stałym ciśnieniu.

Wartość tego ciśnienia zależy od warunków, w jakich dany

materiał będzie pracował.



Kapilarne podciąganie wody

- zdolność wznoszenia się

wody w kapilarach materiału w wyniku działania sił kapilarnych.



Wkładamy próbkę do wody, robimy pomiar wysokości

podciągniętej wody w kilkuminutowych odstępach, wyniki

zapisujemy w formie tabelki lub wykresu.

Właściwości fizyczne materiałów

Właściwości fizyczne materiałów

budowlanych

budowlanych

Właściwości fizyczne materiałów

Właściwości fizyczne materiałów

budowlanych (c.d)

budowlanych (c.d)



Współczynnik rozmiękania

– „k”- charakteryzuje przydatność

materiału do stosowania go w warunkach zwiększonego zawilgocenia



Paroprzepuszczalność

- zdolność materiału do przepuszczania

pary wodnej



Mrozoodporność

- określa odporność materiału na niszczące

działanie zamarzającej w porach materiału wody.



Badanie mrozoodporności wykonuje się, poddając próbkę materiału
nasyconego wodą wielokrotnemu zamrażaniu w temp. -20C i

kolejnemu odtajaniu w wodzie o temp. 20C.



Przewodnictwo cieplne -

zdolność materiału do przewodzenia

ciepła od jednej powierzchni do drugiej.

=(Q*g)/(A*T*t)



Wartość współczynnika  ustala się doświadczalnie, za pomocą komory

klimatyzacyjnej, aparatów Bocka lub Poensgena.



Pojemność cieplna -

zdolność materiału do pochłaniania i

kumulowania ciepła w czasie ogrzewania.



Jeżeli znamy ciepło właściwe danego materiału, to wystarczy
wyznaczyć gęstość pozorną i podstawić wyniki do wzoru.



Ciepło właściwe -

ilość ciepła w [J] potrzebna do ogrzania 1 kg

mat. o 1.



Ogrzewamy próbkę o masie 1kg o 1K i sprawdzamy ile ciepła zostało
zużyte. Następnie podstawiamy wartości do wzoru.



Rozszerzalność cieplna -

cecha polegająca na zmianie

wymiarów pod wpływem zmian temperatury.



Mierzymy długość (lub obliczamy objętość ) próbki przed ogrzaniem.
Następnie ogrzewamy próbkę o 1K i ponownie wykonujemy pomiary.
Wyniki podstawiamy do odpowiednich wzorów.

Właściwości fizyczne materiałów

Właściwości fizyczne materiałów

budowlanych (c.d)

budowlanych (c.d)



Skurcz -

zjawisko występujące albo przy wysychaniu wilgotnego

materiału , albo przy twardnieniu betonu, gipsu, zapraw itp.



Wilgotną próbkę danego materiału mierzymy oraz obliczamy objętość.
Następnie poddajemy ja wysychaniu i ponownie przeprowadzamy
pomiary. Różnicę podajemy w %obj. lub w jednostkach długości.

Właściwości fizyczne materiałów

Właściwości fizyczne materiałów

budowlanych (c.d)

budowlanych (c.d)

Właściwości chemiczne

Właściwości chemiczne

materiałów budowlanych

materiałów budowlanych



Odporność na korozję

- odporność na proces niszczenia materiału

i jego pierwotnych właściwości. Najwyższą odporność na środowisko
agresywne wykazują: wyroby ceramiki spieczonej, tworzywa sztuczne,
materiały bitumiczne



Próbkę danego materiału pozostawiamy w kontakcie z czynnikiem
korozyjnym i przeprowadzamy obserwację zachodzących zmian w czasie.
Możemy np. próbkę stali zbrojeniowej pozostawić w kontakcie z roztworem
kwasu siarkowego i zbadać wpływ siarczanów na elementy zbrojenia.



Odporność na starzenie -

odporność na utratę pierwotnych

właściwości materiału. Starzenie związane jest z pojawieniem się
samorzutnych zmian strukturalnych w materiale. Im wolniej te zmiany
zachodzą , tym bardziej odporny jest materiał

Właściwości chemiczne

Właściwości chemiczne

materiałów budowlanych

materiałów budowlanych



Odporność ogniowa w czasie pożaru -

wpływają na nią takie

cechy materiału jak: palność, zapalność, izolacyjność pożarowa,
szczelność, powierzchniowe rozprzestrzenianie się ognia, toksyczność.



W laboratorium próbkę danego materiału próbujemy zapalić. Jeżeli
materiał ulegnie zapaleniu, to sprawdzamy jak dobrze izoluje ogień, czy
jest szczelny oraz sprawdzamy zawartość wydobywających się w procesie
spalania gazów.

Właściwości mechaniczne

Właściwości mechaniczne

materiałów budowlanych

materiałów budowlanych



Wytrzymałość na ściskanie



Wytrzymałość na rozciąganie



Wytrzymałość na rozciąganie przy
zginaniu



Wytrzymałość na ścinanie



Twardość



Ścieralność



Kruchość

Wytrzymałość na ściskanie -

Wytrzymałość na ściskanie -

badanie

badanie

Badanie przeprowadza się przeważnie na próbkach
sześciennych lub prostopadłościennych (ew.
walcowych), przy czym dla różnych materiałów
wymiary są różne:



Dla betonu:

 Walcowa o średnicy 15cm i wysokości 30cm
 Sześcienna 15x15x15cm



Dla kamienia: 5x5x5cm



Dla ceramiki: 120x65x250cm



Dla drewna 2x2cm
(drewno wykazuje różne
właściwości wzdłuż i
w poprzek włókien)

Wytrzymałość na ściskanie

Wytrzymałość na ściskanie

betonu – badanie (c.d.)

betonu – badanie (c.d.)

Klasa betonu określana jest na
podstawie wytrzymałości na ściskanie,
np.:

C 30/37

Wytrzymałość

charakterystyczna

walca na ściskanie f

ck

(MPa)

Wytrzymałość

charakterystyczna

kostki na

ściskanie f

ck,cube

(MPa)

Wytrzymałość na ściskanie (c.d.)

Wytrzymałość na ściskanie (c.d.)

Wytrzymałość na ściskanie oblicza się ze

wzoru:

K

c

=

P

/

F

[

N

/

m

2

]

P-

siła zgniatająca próbkę

[N]

F-

powierzchnia próbki

[m

2

]

Postaci zniszczenia próbek

Postaci zniszczenia próbek

ściskanych

ściskanych

DREWNO

Wytrzymałość na rozciąganie-

Wytrzymałość na rozciąganie-

badanie

badanie

Badanie przeprowadza się na próbkach o
kształtach zgodnych z zaleceniami w
normach. Przykładem materiału o dobrej
wytrzymałości na rozciąganie jest stal.

Wykres

Wykres

s

s

=f

=f

(e)

(e)

Fazy wykresu:

Fazy wykresu:

 0-R

sp

– faza sprężysta

 Rsp-Rel

– faza plastyczna (płynięcie

materiału)

 Rel-Rm

– faza wzmocnienia



Rm-Ru

– faza zniszczenia

Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na rozciąganie

(c.d.)

(c.d.)

Wytrzymałość na rozciąganie
oblicza się ze wzoru:

K

r

=

P

/

F

[

N

/

m

2

]

P- siła rozciągająca próbkę

[N]

F- powierzchnia próbki

[m

2

]

Wytrzymałość na rozciąganie przy

Wytrzymałość na rozciąganie przy

zginaniu - badanie

zginaniu - badanie

Badanie
przeprowadza się na
znormalizowanych
beleczkach

Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na rozciąganie

przy zginaniu – badanie (c.d.)

przy zginaniu – badanie (c.d.)

Wytrzymałość na rozciąganie

przy zginaniu oblicza się ze

wzoru:

R

g

=

M

/

W

[

N

/

m

2

]

M- moment zginający

[Nm]

W- wskaźnik wytrzymałościowy

[m

3

]

Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na rozciąganie

przy zginaniu – badanie (c.d.)

przy zginaniu – badanie (c.d.)

U większości materiałów
budowlanych, jak kamień, beton,
itp., pierwsze rysy pokazują się w
dolnych partiach beleczek, gdyż
materiały te mają wielokrotnie
mniejszą wytrzymałość na
rozciąganie niż na ściskanie.

Wytrzymałość na ścinanie -

Wytrzymałość na ścinanie -

badanie

badanie

P

P

P

P

Wytrzymałość na ścinanie –

Wytrzymałość na ścinanie –

badanie (c.d.)

badanie (c.d.)

Wytrzymałość na ścinanie

obliczamy ze wzoru:

t=

P

/

F

[

N

/

m

2

]

t

- naprężenie ścinające

P – siła ścinająca [N]
F – powierzchnia ścinana [m

2

]

Próbki po badaniu wytrzymałości

Próbki po badaniu wytrzymałości

na ścinanie

na ścinanie

Badanie twardości

Badanie twardości

Pomiar twardości wykonujemy metodą
Brinella lub Janki. Polegają one na wciskaniu
w badaną próbkę, przyłożonej prostopadle
do jej powierzchni, twardej kulki.

Twardość Brinella

Twardość Brinella

Twardość Brinella oblicza się ze
wzoru:

HB=k*(

P

/

F

)

k - współczynnik, wynikający z przejścia z układu

ciężarowego na układ SI (k=1/g)

P – siła docisku [N]
F - pole powierzchni odcisku [m

2

]

Ścieralność - badanie

Ścieralność - badanie

Badanie ścieralności
materiałów budowlanych
wykonujemy na tarczy
Boehmego (dla betonu i
kamienia) oraz na
aparacie Ralpha (dla
drewna)

Ścieralność – badanie (c.d.)

Ścieralność – badanie (c.d.)

Badanie przeprowadza się na
próbkach sześciennych, a
odporność na ścieranie
wyznaczamy poprzez utratę
masy, objętości lub wysokości
badanej próbki.

Ścieralność – badanie (c.d.)

Ścieralność – badanie (c.d.)

Ścieralność określaną poprzez

stratę wysokości obliczamy ze

wzoru:

s=

G

u

/

(F*g

0

)

[cm]

s – strata wysokości
G

u

– ubytek ciężaru próbki

[kg]

F – przekrój próbki

[cm

2

]

g

0

– ciężar objętościowy próbki

[kg/m

3

]

Kruchość - wyznaczanie

Kruchość - wyznaczanie

Kruchość charakteryzuje się nagłym
zniszczeniem materiału bez wyraźnych
odkształceń.
Określa się ją stosunkiem wytrzymałości na
rozerwanie do wytrzymałości na ściskanie.

Dziękuję za uwagę.

Dziękuję za uwagę.