Materia y budowlane
Nieorganiczne (mineralne)
Organiczne
Materia y pochodzenia
Materia y kamienne
naturalnego, g ównie drewno,
(wi zania atomowe spolaryzowane i
oma, trzcina, bambus, korek,
jonowe)
asfalty naturalne
Metale
Bitumy- produkty przeróbki w gla
(wi zania metaliczne)
kamiennego, ropy naftowej i
drewna
Tworzywa sztuczne
14:56
Podzia materia ów kamiennych
14:56
Podzia kruszyw
budowlanych
14:56
Kruszywa dziel si te w zale no ci od rodzaju ska y (magmowe,
osadowe, przeobra one)
Ska y magmowe
dioryt
sienit
granit
bazalt
andezyt
gabro
14:56
Ska y osadowe
glina
piaskowiec kwarc
dolomit
anhydryt
Wapie
kalcyt
gips
14:56
Ska y przeobra one
marmur
kwarcyt
gnejs
upki
14:56
Ogólny podzia metali i ich stopów
14:56
 ciwo ci materia y przejawiaj si w jego oddzia ywaniu z
otoczeniem.
Reakcja materia u na dzia anie czynnika zewn trznego jest
okre lana przez:
- sk ad materia u (rodzaj i zawarto sk adników)
- struktur (dla uk adów niejednorodnych tak e rodzaj i udzia
poszczególnych faz)
- stan energetyczny
14:56
Stan energetyczny danego materia u zale y od ilo ci energii
dostarczonej podczas wytwarzania materia u:
-  na sposób ciep a (np. wypalanie klinkieru cementowego)
-  na sposób pracy (np. mielenie klinkieru cementowego),
oraz od energii wymienianej mi dzy uk adem a otoczeniem w
warunkach u ytkowania
14:56
Uproszczony schemat przej cia od elementów budowy materii do
elementów budowli
14:56
Mi dzy uk adem a otoczeniem mo e zachodzi :
Wymiana energii:
- najcz ciej na sposób ciep a
- na sposób pracy (podczas niszczenia materia u b dzie to praca
zwi zana z utworzeniem nowych powierzchni
14:56
Mi dzy uk adem a otoczeniem mo e zachodzi :
Wymiana masy:
Przemieszczania si gazów i wody lub innych cieczy zw aszcza w
przypadku materia ów porowatych
Dotwardzanie spoiw mineralnych po czone z wi zaniem sk adników
otoczenia, np. karbonatyzacja zaprawy wapiennej
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
lub kamienia cementowego
CaO + CO2 CaCO3
Chemicznie agresywne oddzia ywanie rodowiska  powstawanie
produktów korozji, np. 2Fe + 3O2 Fe2O3
Rozpuszczanie w wodzie
14:56
O w ciwo ciach materia ów decyduj nast puj ce czynniki
materia owo-strukturalne:
-natura chemiczna pierwiastków, z których s zbudowane
-rodzaj wyst puj cych wi za chemicznych
-stan skupienia i struktury nadcz steczkowe
-makrostruktura  tekstura
-zjawiska powierzchniowe na powierzchni mi dzyfazowych i
zewn trznych uk ad
14:56
Ogó em w budownictwie jest wykorzystywanych ok. 30 pierwiastków,
w tym po ow stanowi metale.
Ponad 70% materia ów budowlanych to:
-metale budowlane o wi zaniach metalicznych
-tlenki niemetali (np. SiO2) o wi zaniach atomowych spolaryzowanych
-tlenki metali (np. CaO, Al2O3) o wi zaniach jonowo-atomowych silnie
spolaryzowanych
- sole, zw aszcza s abych kwasów: krzemianowych, glinowych i
elazowych, a tak e w glany i siarczany o wi zaniach jonowych lub
jonowo-atomowych
14:56
Rodzaje utworzonych w materia ach budowlanych wi za tak dalece ró nicuj ich
ciwo ci, e mo na dokona na tej podstawie ich podzia ów
Materia y o wi zaniach metalicznych odznaczaj si :
Dzi ki obecno ci gazu elektronowego:
- wysokim po yskiem
-dobrym przewodnictwem ciep a i elektryczno ci
Dzi ki atwo ci przemieszczania rdzeni atomowych w gazie
elektronowym:
- plastyczno ci (kowalno ci )
- du wytrzyma ci mechaniczn
14:56
Materia y o wi zach jonowych:
-wysokie temperatury wrzenia i topnienia
atwo rozpuszczaj si w wodzie
- niekorzystnie wyró nia te materia y mechanizm zniszczenia pod
obci eniem mechanicznym -  rozsypuj si 
14:56
Kompozyty to materia y z one sk adaj ce si z co najmniej dwóch
sk adników wyst puj cych w postaci odr bnych faz
Kompozyty mo na podzieli w zale no ci od rodzaju fazy rozproszonej
na zawieraj ce:
- wype niacz w óknisty  laminaty, np. pow oki z laminatów
epoksydowo-szklanych stosowane jako wyk adziny antykorozyjne na
betonie, spe nia rol zbrojenia, zwi kszaj c odporno materia u na
napr enia rozci gaj ce
- wype niacz ziarnisty  kompozyty betonopodobne
- wype niacze mieszane (np. drutobeton)  zaprawy lub betony zbrojne
ci tym w óknem stalowym
14:56
14:56
Struktura ró nych kompozytów z wype niaczem ziarnistym
Ka dy materia budowlany zawiera pewn ilo porów
Obecno porów:
- zmniejsza szczelno materia ów
- wp ywa na mrozoodporno w mikroporach (< 10-7 m) temperatura
zamarzania wody znacznie si obni a
- zmniejsza odporno chemiczn materia u
- zmniejsza g sto
- zwi ksza rozszerzalno ciepln , a zmniejsza ciep o w ciwe i
wspó czynnik przewodno ci cieplnej
- pogarsza cechy mechaniczne materia u
14:56
Modyfikacje materia ów budowlanych
14:56
Przes anki modyfikacji materia ów budowlanych
Zwi kszenie wymaga konstrukcyjnych, architektonicznych i technologicznych, a
tak e energooszcz dno ci
- wzrost obci : chemicznych, mechanicznych, cieplnych, biologicznych,
radiacyjnych
- wyczerpywanie si dotychczasowych zapasów
- budownictwo w trudnych regionach klimatycznych lub sejsmicznych
- wzrost wymaga w zakresie higieniczno ci materia ów budowlanych
14:56
W wyniku modyfikacji otrzymuje si :
Materia y substytucyjne (cechy materia ów zbli one do materia ów dotychczas
stosowanych
Materia y modyfikowane (gdy uzyskano istotn zmian jednej lub kilku cech
technicznych
Materia y nowe (w których osi gni to nowe relacje pomi dzy poszczególnymi
cechami technicznymi)
14:56
Celem modyfikacji materia ów budowlanych jest
odpowiadaj ca wymaganiom zmiana ich w ciwo ci
technologicznych i (lub) u ytkowych.
14:56
W praktyce modyfikacj w ciwo ci kompozytu mo na uzyska
przez zmian rodzaju lub zawarto ci poszczególnych komponentów
- spoiwa tworz cego matryc , np. zastosowanie cementu o innej
marce
- kruszywa stanowi cego wype niacz np. kruszywa otoczakowanego
we frakcjach drobnych (dla zmniejszenia koncentracji napr na
powierzchni ziarna)
- wprowadzenie lub zmian ilo ci mikrowype niacza
14:56
modyfikacja w ciwo ci kompozytu
- wprowadzenie lub zmian dotychczas stosowanych domieszek i
dodatków, domieszki w ilo ciach poni ej 5 %wag. spoiwa
- wprowadzenie lub zmian ilo ci zbrojenia, w tym mikrozbrojenia, np.
ókien stalowych
- zmian stopnia wype nienia kompozytu tzn. stosunku kruszywa do
spoiwa
Mo na modyfikowa równie przez wywo anie przemian strukturalnych
za pomoc odpowiednich zabiegów technologicznych np. zmian
wielko ci kryszta ów
14:56
Mo na równie oddzia ywa na gotowy ju element lub fragment obiektu
przez:
impregnacj wg bn lub powierzchniow
- hydrofobizacja ywicami krzemianoorganicznymi (silikonowanie)
- krzemianowanie szk em wodnym (silikalizacja)
- fluatowanie roztworem fluorokrzemianów metali
- fluorowanie (okratyznacja) gazem fluorku krzemu
- obróbka dwutlenkiem w gla (karbonatyzacja)
- neutralizacja niektórymi kwasami
14:56
Pokrywanie pow okami:
- malarskimi
- foliowymi
- wielowarstwowymi, w tym laminatami ywiczno-szklanymi
14:56
Sk adniki materia owe
kompozytów budowlanych
14:56
Podzia kompozytów budowlanych w zale no ci od wype nienia
14:56
Modyfikacja betonów
Projektowanie betonu  ustalenie zawarto ci sk adników mieszanki
betonowej: cementu, kruszywa i wody, zapewniaj cej uzyskanie
za onych w ciwo ci.
14:56
Zawarto alitu i stopie rozdrobnienia cementu portlandzkiego w ró nych
latach produkcji
14:56
Maksymalna wytrzyma betony na ciskanie, osi gana po 3, 7 i 28 dniach w ró nych
latach jego wytwarzania
14:56
Domieszki do betonów:
Regulatory w ciwo ci reologicznych mieszanki betonowej
1. Domieszki uplastyczniaj ce (sole kwasów lignosulfonowych) 
opó nienie wi zania, wzrost napowietrzania i mrozoodporno ci
2. Domieszki up ynniaj ce (sulfonowane ywice melaminowo-
formaldehydowe)  tzw.  superplastyfikatory
3. Poprawiaj ce urabialno (popió lotny)  wzrost odporno ci na
siarczany, obni enie skurczu, poprawa wodoszczelno ci
14:56
Domieszki do betonów:
Domieszki napowietrzaj ce:
- domieszki spieniaj ce (oleinian sodowy lub potasowy)  opó nienie
wi zania, wzrost mrozoodporno ci; zawarto ci powietrza: - w zaprawie
9-12%, - w betonie 3-6%
- domieszki spulchniaj ce  gazotwórcze (proszek glinowy Al, woda
utleniona H2O2)
14:56
Domieszki do betonów:
Regulatory czasu wi zania i twardnienia:
- domieszki opó niaj ce wi zanie, np. niektóre organiczne i nieorganiczne
sole elazowe, wapniowe, cynkowe, o owiowe)
- domieszki przy pieszaj ce wi zanie i twardnienie (np. chlorki
wapniowe, chromiany potasowe i sodowe)
- domieszki przeciwmrozowe ( zimowe ) domieszki obni aj ce
temperatur zamarzania wody (azotan (III) sodu, chlorek sodu)
14:56
Domieszki do betonów:
Domieszki przy pieszaj ce wi zanie (chlorek wapnia, w glan potasu i
sodu, azotan (III) sodu
Domieszki uszczelniaj ce (np. fluorokrzemian sodu, monmoryonit)
Inhibitory korozji stali zbrojeniowej (np. ró ne mieszaniny zwi zków
organicznych tj. gliceryna, trietyloamina, mocznik, skrobia)
14:56
Mechanizm dzia ania domieszek napowietrzaj cych
Model struktury betonu napowietrzonego
1  zmineralizowane powierzchniowo
cherzyki powietrza
2 - kapilary
Wystarczy niewielka ilo rodka powierzchniowo czynnego (0,5 % wag cementu)
Poprawa mrozoodporno ci, co zapobiega rozsadzaniu betonu.
14:56
Inne modyfikacje betonu:
- modyfikacja wype niacza przez dodatek mikrozbrojenia w óknistego
w postaci rozproszonych cienkich w ókien
- modyfikacja spoiwa przez dodatek lub cz ciow lub ca kowit
substytucj spoiwa cementowego - polimerem
14:56
Odmiany betonów
modyfikowanych przez
wprowadzenie polimeru i
mikrozbrojenia CC-betonu,
PCC-beton polimerowo-
cemetowy, PIC- beton
impregnowany polimerem,
PBC  beton polimerowo-
bitumiczny, BC  beton
bitumiczny, BIC  beton
impregnowany bitumem
14:56
Typy modyfikowanych betonów:
Betony polimerowo-cementowe PCC (Polymer Cement Concrete)
otrzymane przez dodanie polimeru lub oligomeru.
Ze wzgl du na chemiczn reaktywno zastosowanego modyfikatora
wyró nia si :
PCC polimeryzuj ce po zmieszaniu (do betonu wprowadza si
chemicznie aktywne chemoutwardzalne ywice syntetyczne
PCC polimeryzuj ce przed zmieszaniem , do mieszanki betonowej
wprowadza si niereaktywne polimery, oddzia ywanie polega na
oddzia ywaniu fizycznym
14:56
Typy modyfikowanych betonów:
Betony impregnowane polimerem PIC (Polymer Impregnated Concrete)
otrzymywane przez impregnacj stwardnia ego betonu polimerem
Bezcemnetowe betony ywiczne PC (Polymer Concrete) otrzymywane
przez zmieszanie syntetycznych ywic, prepolimerów lub monomerów z
odpowiednio dobranym kruszywem i nast pnie utwardzeniu spoiwa
ywicznego
14:56
 ciwo ci modyfikowanych betonów
PIC  bardzo dobra wytrzyma mechaniczna i odporno chemiczna
PC  bardzo dobra odporno chemiczna, dobra wytrzyma
mechaniczna, dobra przyczepno do ró nych materia ów budowlanych
PCC  lepsza urabialno mieszanki betonowej, zwi kszona
wytrzyma na rozci ganie
14:56
Kszta towanie si cech technicznych betonów, zale y od:
- rodzaju u ytego do modyfikacji polimeru
- zawarto ci polimeru czyli stopnia zast pienia cementu polimerem
- postaci polimeru wprowadzonego do betonu
- sposobu wprowadzenia polimeru do betonu
- roli polimeru w kompozycie np. czy jest on domieszk czy te matryc
14:56
Zalety betonów modyfikowanych
- zmniejszenie zawarto ci wody zarobowej, a w efekcie porowato ci
betonu
- utworzenie cig ej b ony polimeru przenikaj cej kamie cementowy
(zawarto polimeru powy ej 5 % wag.)
- modyfikacja efektów strukturalnych i zmiana pokroju kryszta ów w
utwardzanym spoiwie cementowym
Wady betonów modyfikowanych:
- zak ócenie przebiegu utwardzania ywicy
- hydroliza grup estrowych: np. polioctanu winylu
14:56
Wymagania dotycz ce wst pnej oceny wody zarobowej
wymaganie
1 Oleje i t uszcze Nie wi cej ni widoczne lady
2 Detergenty Ewentualna piana powinna zanikn w ci gu 2 minut
3 barwa Woda nie b odzyskan z procesów produkcji betonu: barwa powinna by
oceniona jako ciowo jako blado ta lub ja niejsza
zawiesiny Woda z procesów produkcji betonu: zale nie od masy materia u sta ego zawartego
w odzyskanej wodzie
Woda z innych róde : nie wi cej ni 4 ml osadu
4 zapach Woda z procesów produkcji betonu: bez zapachu, z wyj tkiem zapachu
dopuszczalnego w przypadku wody pitnej i lekkiego zapachu cementu oraz w
przypadku zawarto ci w wodzie la wielkopiecowego, lekki zapach siarkowodoru
Woda z innych róde . Bez zapachu, z wyj tkiem zapachu dopuszczalnego w
przypadku wody pitnej. Bez zapachu siarkowodoru po dodaniu kwasu
chlorowodorowego
5 kwasy pH 4
6 Substancje Po dodaniu NaOH barwa powinna by jako ciowo oceniona jako tawobr zowa
humusowe lub ja niejsza