Właściwości
fizyczne
materiałów
budowlanych
Właściwości
fizyczne
materiałów
budowlanych
GĘSTOŚĆ
Gęstość to masa jednostki materiału
bez uwzględniania porów wewnątrz
materiału, a więc w stanie zupełnej
szczelności.
GĘSTOŚĆ
=
m
s
V
,kg/m
3
m
s
– masa suchej
sproszkowanej próbki
materiału
V – objętość
sproszkowanej próbki
materiału
GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA
Gęstość objętościowa to masa
jednostki objętości materiału wraz z
zawartymi w niej porami, czyli w stanie
naturalnym.
GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA
0
=
m
s
V
0
,kg/ m
3
m
s
– masa suchej
sproszkowanej próbki
materiału
V
0
– objętość
sproszkowanej próbki
materiału wraz z
porami
ρ
ρ
0
BETON
ZWYKŁY
2,8
2,0-2,2
CEMENT
3,05-3,15
1,1-1,2
DREWNO
1,55
0,45-0,95
STYROPIAN
1,10
0,03
GĘSTOŚĆ NASYPOWA
Gęstość nasypowa to masa jednostki
objętościowej materiału sypkiego w
stanie luźnym.
SZCZELNOŚĆ
Szczelność określa jaką część
całkowitej objętości badanego
materiału zajmuje masa materiału bez
porów.
SZCZELNOŚĆ
S=
0
100,
ρ – gęstość
objętościowa
ρ
0
– gęstość
S – szczelność
POROWATOŚĆ
Porowatość określa jaka część
całkowitej objętości materiału stanowi
objętość porów.
POROWATOŚĆ
ρ – gęstość
objętościowa
ρ
0
– gęstość
S – szczelność
P=
−
0
100,
P=1−S100,
WILGOTNOŚĆ
Wilgotność to zawartość wody w
materiale, która znajduje się tam w
danej chwili.
WILGOTNOŚĆ
W=
m
w
−m
s
m
s
100,
m
w
– masa próbki w
stanie wilgotnym
m
s
– masa próbki w
stanie suchym
NASIĄKLIOŚĆ WAGOWA
Nasiąkliwość wagowa to zdolność
do pochłaniania wody przez materiał
przy ciśnieniu atmosferycznym.
Nasiąkliwość wagowa to stosunek
masy wchłoniętej wody do masy próbki
materiału suchego.
NASIĄKLIWOŚĆ
n
w
=
m
n
−m
s
m
s
100,
m
n
– masa próbki
nasyconej wodą
m
s
– masa próbki
suchej
NASIĄKLIWOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA
Nasiąkliwość objętościowa to
stosunek masy wchłoniętej wody do
objętości próbki materiału suchego.
NASIĄKLIWOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA
m
n
– masa próbki w
stanie wilgotnym
m
s
– masa próbki w
stanie suchym
V – objętość próbki
suchej
n
0
=
m
n
−m
s
V
100,
HIGROSKOPIJNOŚĆ
Higroskopijność to zdolność do
szybkiego wchłaniania przez materiał
pary wodnej z otaczającego powietrza.
PODCIĄGANIE KAPILARNE
H
k
=
2
np
r
w
H
k
– wysokość
kapilarnego
podciągania wody
[m]
σ
np
– napięcie
powierzchniowe
wody
γ
w
– ciężar
objętościowy wody
r – średnica kapilary
PRZESIĄKLIWOŚĆ
Przesiąkliwość to zawilgocenie
materiału pod wpływem wody pod
ciśnieniem.
STOPIEŃ NASYCENIA
Stopień nasycenia wyraża się
stosunkiem nasiąkliwości objętościowej
do porowatości materiału.
STOPIEŃ NASYCENIA
n=
n
0
P
n
0
– nasiąkliwość
P - porowatość
ZDOLNOŚĆ ODPAROWANIA
Zdolność odparowania określa czas,
który jest potrzebny do wysuszenia
materiału nasyconego wilgocią, do
osiągnięcia stałej masy.
PRZEPUSZCZALNOŚĆ GAZÓW
Przepuszczalność gazów jest
zaplanowaną właściwością materiałów
budowlanych do przepuszczania
powietrza i pary wodnej celem
naturalnej wentylacji.
MROZOODPORNOŚĆ
Mrozoodporność to przeciwstawianie
się materiału nasyconego wodą
niszczeniu jego struktury przy
wielokrotnych cyklach zamarzania i
odmarzania.
PROCENTOWA STRATA MASY
m
n
– masa próbki
materiału nasyconego
wodą przed badaniem
m
2
– masa próbki
materiału w stanie
nasycenia, po badaniu
m
s
– masa próbki
materiału w stanie
suchym
s=
m
n
−m
2
m
s
100
ODPORNOŚĆ NA ZAMRAŻANIE
R
cn1
– wytrzymałość na
ściskanie materiału w
stanie nasycenia wodą
przed badaniem
R
cn2
– wytrzymałość na
ściskanie materiału w
stanie nasycenia wodą
po badaniu
W
z
=
R
cn2
R
cn1
SKURCZ
Skurcz to zmiana objętości (w % obj.)
lub wymiarów liniowych (w mm/m)
materiału wilgotnego przy wysychaniu,
twardnieniu lub oziębianiu.
ODPORNOŚĆ NA KOROZJĘ
Korozja metalu to niezamierzone
procesy chemiczne lub
elektrochemiczne, zmieniające
niekorzystnie właściwości materiału i
przydatność funkcjonalną.
ODPORNOŚĆ NA STARZENIE
Przez starzenie materiału rozumie się
proces zmian właściwości w funkcji
czasu. Destrukcję wywołują czynniki
atmosferyczne.
ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA
Pod wpływem temperatury zmieniają
się wymiary materiału.
ROZSZERZALNOŚĆ LINIOWA α
Δl =
l
T
-
l
0
– przyrost
bezwzględny długości
próbki
l
0
– długość pierwotna
próbki
l
T
– długość próbki po
podgrzaniu o ΔT
ΔT – przyrost
temperatury, K
=
l
l
0
T
,1/ K
ROZSZERZALNOŚĆ
OBJĘTOŚCIOWA β
ΔV = V
T
-
V
0
– przyrost
bezwzględny objętości
próbki
V
0
– długość pierwotna
próbki
V
T
– długość próbki po
podgrzaniu o ΔT
ΔT – przyrost
temperatury, K
=
T
V
0
T
,1/ K
PRZEWODNOŚĆ CIEPLNA
Przewodność cieplna to przewodzenie
przez materiał ciepła w wyniku różnicy
temperatur na przeciwległych jego
powierzchniach.
PRZEWODNOŚĆ CIEPLNA
Q=
F Tt
g
Q – ilość ciepła
potrzebna do ogrzania
materiału o 1 K
g – grubość materiału
F – powierzchnia
materiału
ΔT – różnica temperatur
powierzchni przegrody
l – czas przepływu ciepła
POJEMNOŚĆ CIEPLNA
Pojemnością cieplną nazywa się
zdolność do pochłaniania i
kumulowania ciepła przez materiał w
czasie jego ogrzewania.
POJEMNOŚĆ CIEPLNA
c – ciepło właściwe
ρ
0
- gęstość
objętościowa
v
c
=c
0
CIEPŁO WŁAŚCIWE
Ciepło właściwe wyraża się ilością
ciepła, jaka jest potrzebna do ogrzania
materiału o masie 1 kg o 1 K.
CIEPŁO WŁAŚCIWE
Q – ilość ciepła
potrzebna do ogrzania
materiału o 1 K
m – masa próbki
materiału
ΔT – T – T
0
– różnica
temperatur
T – temperatura po
ogrzaniu
T
0
– temperatura
początkowa
C=
Q
m T
ŻAROODPORNOŚĆ
Żaroodporność jest to odporność
materiału na działanie podwyższonej
temperatury (do 350
0
), powtarzającej
się cyklicznie.
ŻAROWYTRZYMAŁOŚĆ
Żarowytrzymałość jest to zdolność
materiału do zachowania w wysokiej
lub podwyższonej właściwości
wyjściowych.
ODPORNOŚĆ OGNIOWA
Odporność ogniowa to niepodatność
na niszczący wpływ ognia podczas jego
samorzutnego i niekontrolowanego
rozprzestrzeniania się na materiał, w
postaci zmian np. jego struktury,
kształtu czy wytrzymałości
mechanicznej.