CERAMIKA (cegły, płytki)

ZALETY:

-brak el. Swobodnych- izolator elektryczny

-mała rozszerzalność liniowa α=0,5*10^-5 [1/K]

-male ciepło właściwe Cp=0,75-0,92 [J/kg*K]

-wysoka zdolność akumulacji cieplnej

-niska przewodniość cieplna λ=0,75 [W/mK]

-wys. dyfuzyjność 10-16

- odporna chemicznie

-przepuszczalność pary wodnej

-radiacyjność (iły, gliny)

-dobra dla mikroklimatu pomieszczeń

-ognioodporność

-mrozoodporność

-twrdość >=5

-trwałość 200 lat

-dobra przyczepność dla zaprawy

-odporność na uszkodzenia mech.

-dowolność kształtu i struktury

-surowiec naturalny

-prosty w utrzymaniu

-prosta technologia

-ozdobność

-dowolność kształtu

WADY:

-duża gęstość obj. ρ_o=1700[kg/m³]

-nasiąkliwość 6-22%

-skurcz suszenia i wypalania

-duża gęstość ρ=2700[kg/m³]

-mały moduł Younga 5[Gpa] –brak odporności sejsmicznej

-słaby izolator termiczny

-zawartość siarczków

-kruchość

-duża ścieralność

-mała wytrzym. na ściskanie Rc=4,9-24,5[Mpa]

-małą wytrzm na rozciąganie Rr=2,5-3,5[Mpa]

-zmęczenie mechaniczne i organiczne

-margle

-niska prędkość budowania

-duży ciężar(np. dach)

-ciężka w transporcie-kruchość

-niedoskonałość kształtów

-wys temp wypalania, energochłonny proces, duże koszty

-pracochłonny, czasochłonny proces produkcji

KAMIENIE NATURALNE (granit)

ZALETY:

-mała porowatość p=0,2-0,8%

-gęstość równa gęstości obj

-mała nasiąkliwość 0,2-0,5%

-niskka kapilarność

-kwasoodporne

-odporne na grzyby

-odporne na różne odczynniki chem

-mała rozszrz lin α=0,8*10^-5 [1/K]

-mrozodporność

-ognioodporność

-duża Rc=120-280[Mpa]-konstrukcje murów

-twardość 6-8

-trwałość

-mało ścieralne 0,06-0,23[cm]

-szorstkość –schody

-łatwo łączy się z innymi materiałami

-duże zastosow w bud drogowym, inżynierskim, kruszywo

-łatwy w obróbce

-łatwa produkcja

-występują w naturze

-dekoracyjne

-dowolność obróbki

WADY:

-niska izolacja cieplna

-duża gęstość ρ=1400-1800[kg/m³]

-niski moduł Younga E=4[Gpa]

-kruchość

-mała wytrz na ściskanie Rc=10-25[Mpa]

-duży ciężar

-długi i trudny proces tworzenia

-brzydko się prezentuje

-nie nadaje się na ozdoby

WADY:

-duża gęstość ρ=2780[kg/m3]

-duża pojemność cieplna 2800[kJ/m3]

-nie tłumi drgań

-brak dyfuzyjności

-kruche-łatwo ulega zniszczeniu

-mała wtrz na roz Rr=10-20[Mpa] – nie nadaje się na belki

-niejednorodny

-ciężki

-drogi proces wydobycie

-trudny w obróbce (ograniczone wymiar)

-brak dowolności koloru

SILIKATY

ZALETY:

-wys izolacja akustyczna

-dobra akumulacja ciepła λ=0,25[W/mK]

-niska nasiąkliwość do 16%

-niska rozszrz lin α=7-22*10^-6 [1/K]

-porowatość 0%

-reguluje poziom wilgotności

-pH bardzo zasadowe

-dużo wapna – odporny na grzyby

-niski współcz emisji promieniotwórczej

-wysoka ognioodporność

-wysoka mrozoodporność

-duża wytrzym na rozc. Rr=10-30[Mpa]

-dokładne wykonanie

-względnie tanie

-jasna barwa

SZKŁO

ZALETY:

-przeźroczyste

-E= 67[Gpa]beton 25-50]

-duża szczelność

-gęstość obj =gęstości

-brak el sobodnych –izolacja elektryczna

-przewodniość cieplna λ=0,84[W/mK]

-izolator akustyczny

-mała porowatość p=0-2%

- po spienieniu izolator termiczny

-mała nasiąkliwość 0,2%

-małe ciepło właściwe Cw=0,72[kJ/kg*K]

-kwasoodporne pH<7

-odporne na grzyby

-mała rozszrz lin α=0,8*10^-5 [1/K]

-bardzo duża wytrz na ścisk Rc=330-1000{Mpa] beton 8,8-59

-ognioodporne

-twardość 6

-dobry izolator cieplny lepszy niż beton

-dowolność kształtu

-ognioodporne

-mrozoodporne

-systemy szklane

-samoczyszczące

-ochrona przed słońcem

-izolator akustyczny

-bezpieczeństwo

-łatwo łączy się z innymi mat

-dekoracyjność –barwa

WADY:

-wady kształtu

-duża przewodn cieplna λ=0,85[W/mK]

-wady powierzchni

-duża sztywność –zagrożenie sejsmiczne

-wytrącanie pęcherzyków gazowych

-skazy szklistej jeddnorodności

-duża gęstość obj. ρ_o=2650[kg/m3] większa niż drewna czy betonu

-brak dyfuzyjności

-kruche

-zbyt duże naprężennia wewn. nie nadaje się na materiał konstrukcyjny

-mała Rr=10-80[Mpa]

-trudność w motaży i transporcie

-skomplikowany proces produkcji

-wysoka cena

BITUMY:

ZALETY:

-ciągła struktura, nie podciąga kapilarnie

-mała ρ=1,2-1,4[kg/m3]mniejsza od betonu

-mały wsp. rozrz ciepl

-małe Cw

-duża odporność na działanie kwasów organicznych i tlenu

-nie rozpuszcza się w wodzie-nie przenika do gleby

-ciągliwość

-izolacyjnosć wody

-lepkość

-przyczepnosć

-lżejsze od ceramiki pokrycie dachu

-brak zapachu

-dobra przyczepność

-duża wykorzystywalność asfalty, papy, izolacje

-ciche dachy

-szybkość budowy dróg

-tani odpady wydobycia ropy naftowej

WADY:

-nieodporny na mianę temp. promienie UV, kruchość w niskich temp.

-wytwarza toksyny przy wys. temp.

-brak dyfuzji

-dymotwórczy

-nieodporny na grzyby i bakterie

-odkształcalny w wys temp

-łatwopalny

-szybko ulega zniszczeniu

-powierzchnie drogowe większy hałas niż beton

-duża ścieralność

-specjany montaż

-szybko się starzeje 10-40 lat

-działa drażniąco

-szybko się niszczy

-toksyczny

-czarna barwa

METALE (stal)

ZALETY:

-jednorodna struktura

-duży E=200[Gpa]

-porowatość 0%

-nasiąkliwość 0%

-Cw=0,46[kJ/kg*K]

-duża odporność na działanie kwasów

-mniejsza waga w porównaniu do zelbetu

-twardość

-Rc=600-1000[Mpa]

-Rr=320-980[Mpa]

-odporność na działanie sił dynamicznych

-trwałość przy zmianach temp. wyższa niż tworzywa sztuczne

-niepalne

-dobra współpraca z betonem rozszerzalność lin taka sama

-prostota montażu

-można od razu użytkować

-niewielki ciężar pokrycia dachu

-możliwość obróbki

-możliwość recyklingu

WADY:

-nieodporny na zmianę temp.

-nie tłumi drgań rezonans

-gęstości duże ρ=7850[kg/m3]

-duże α=1-1,2*10^-5 [1/K], drewno 0,3

-duża przewodniość cieplna i elektr.

-korozja

-brak dyfuzji

-odkształcenia pod wpływem temp

-mała trwałość na dachu 40 lat

-duży ciężar

-trudne wykonanie

-duże koszty konserwacji

-duże koszty produkcji

-korozja powoduje rdzawy kolor

STYROPIAN

ZALETY:

-dobra izolacyjność term. λ=0,04[W/mK]

-nienasiąkliwy

-izolacja akustyczna odbija dźwięk

-większe E niż wełna nie traci właściwości pod naciskiem

-gęstość mniejsza niż wełna 0,025[Mg/m3] wełna 0,06

-odporny na wodę i korozję biologiczną -wytrzymałość większa niż wełny

-łatwość w transporcie

-łatwość i szybkość w montażu i obróbce

-łatwość nanoszenia tynków i płytek na zwnątrz ściany

-nie podrażnia skóry, dróg oddechowych

-niskoenergetyczny proces technologiczny –technologia tańsza niż wełny

-niska cena

WADY:

-wrażliwy na działanie wys temp – traci właściwości w temp 80C

-gorsze niż wełna parametry akustyczne

-niska dyfuzyjność

-mniej odporny hcem niż włna

-nieodporny na działanie rozpuszczalników organicznych

-środowisko przyjazne dla gryzoni

-wysokoemisyjny podczas pożarów

-niestabilnosć wymiarów –mostki termiczne

-trudnosć izolacji wypukłych powierzchni

-zakazany pow 25m PPOŻ

-materiał sztuczny –droga utylizacja

WEŁNA MINERALNA
ZALETY:

-dźwiękochłonna –pory otwarte

-dobry materiał izolacyjny λ=0,04[W/mK]

-dobre wł. izola. w niskich i wys. temp.

-dyfuzyjność

-środowisko nieprzyjazne dla gryzoni

-większa niż dla styropianu odporność na czynniki chem

-odporność na korozję biologiczną

-ognioodporna

-materiał sprężysty, mniejsze mostki termiczne na styku płyt

-stabilność kształtu

-dowolność kształtu

-pochodzenie naturalne –dolomity, bazalt, piask kwarcowy)

-można stosować pow 25m PPOŻ

BETON KOMÓRKOWY

ZALETY:

-b. dobra izol cieplna

-dobra paroprzepuszczalność

-odpornosć na grzyby, pleśnie, bakterie

-ognioodporność

-mrozoodporność

-porównywalna do stali rozrz lin -żelbet

-łatwosć w obróbce-ciącie narzędziami

-dobrze trzyma gwoździe

-lekkie ściany konstrukcyjne

-dobbra cena

WADY:

-gęstość większa od styropianu ρ=0,06[Mg/m3]styropian 0,025

-większ nasiąkliwość niż styropian – mniejsza trwałość w warunkach zawilgocenia

-niskie E –traci wł. termiczne rzy nacisku

-chętnie niszczona przez kuny

-gorsze od styropianu parametry wytrzymałosciowe naprężenia do 100[kPa]

-trudnniejsza w transporcie niż styr.

-kłuje, podrażnia skórę, drogi oddechowe, oczy

-brak gładkiej powierzchni jak styr

-konieczność obłożenia folią paroszczelną

-trudna w przechwowywaniu

-energochłonny proces produkcji

-wyższa cena od styr. 30%

WADY:

-duża nasiąkliwość 30-80%

-mniejsza izol. akustyczna i akumulacyjność cieplna niż wyroby ceramiczne

-duża rozszrz lin α=1-1,2*10-5[1/K]drewno 0,3

-duża porowatość 50-90%

-mały E kilka Gpa

-duża ρ=2700[kg/m3]

-kruchość

-mała Rr=2-5[Mpa]

WAPNO

ZALETY:

-przewodniość cieplna λ=0,8[W/mK]

-duża pow wł. 300-1000[m2/kg] cement 450

-izolator cieplny

-wiąże dzięki CO2

-dyfuzyjnosć 5-10

-silna zasadowość: bakteriobójczy i dezynfekujący

-nie powoduje korozji stali

-rysoodporność

-trwały

-plastyczność

-duża mrozoodporność

-dobra przyczepność

-samoistne znikanie niewielkich rys

-regulator czasu wiązania i plastyczności

-dobrze łączy się z podłożem

-korzystny wplyw na mikroklimat pomieszczeń

-duża proporcjonalność

-łatwa produkcja

-surowiec naturalny

-mało energochłonna produkcja

-niska cena

-biała barwa, gładkość

-estetycznie wygląda

WADY:

-higroskopijność

-duża nasiąkliwość

-mniejsz niż dla gipsu izolayjność cieplna

-duża porowatość

-mała wartość E kilka Gpa

-maal izolacja akustyczna

-duża ρo=700, ale mniejsza niż beton

-słaba odporność na wodę-reakcja egzoenergetyczna

-rozpuszcza tkkankę kostną-niebezpieczne podczas stosowania, silnie żrące

-mała Rc=1-2[Mpa]

-mała Rr=2-5[Mpa]

-wysoki stopień rozmiękania

-długi okres gaszenia

-kruchy

-długi czas wiązania, dłuższy niż gipsu

-trudne w przechowywaniu

-podatny na zawilgocenia

-mało odporne na zarysowania

-szybko się brudzi

GIPS

ZALETY:

-mała ρo=0,6[kg/m3]

-niska rozsz lin α=5*10^-6[1/k]

-mała przewodniość cieplna λ=0,16[W/mK]

-brak skurczu !!

-dobra izolacja cieplna

-dźwiękochłonnosć

-dyfuzyjnosć pary wodnej

-pH ok 7

-niepalne

-większa od wapna mrozoodporność

-ognioodpornoś

-krótki czas wiązania i twardnienia

-mało energochłonny proces produkcji

-łatwa produkcja

-pochodzenia naturalne

-tanie

-jasna barwa, gładkość

-estetycznie wygląda

CEMENT

ZALETY:

-rozsz temp jak stal 11

-mniejsza nasiąkliwość niż w innych spoiwach

-dobra bariera akustyczna

-nieagresywny dla stali

-duża Rc=30-50[Mpa]

-większa mrozoodporność niż u innych spiw

WADY:

-duża nasiąkliwość 15-55%

-higroskopijnosć

-duża porowatość

-duże Cw=1000[J/kg*K]

-korozja stali

-pod wływem temp. traci wł

-spadek odporności po zawilgoceniu do ok 70%

-mała twardość 2

-kruchość

-wysoki stopień rozmiękania

-nieodporny na uderzenia

-nieodporny na zarysowania

-niska wodoodporność

-niskie Rc=2[Mpa]ale większa niż wapno i cemnet

-mała Rr=6-8[Mpa]

-podatny na zawilgocenia

-trudny w przechowywaniu

-tynki mniej wytrzymałe od cem-wap

-krótki czas żywotności

-szybko się brudzi

WADY:

-duża przew ciepln λ=2[W/mK]

-większa niż u innych spiow ρ

-duża rozszrz temp 11

-mała dyfuzyjność

-mała Rr=1-5[Mpa]

-kruchość

-długi czas twardnienia 28dni

-pielęgnacja podczas dojrzewania

-duża energochłonność proceu prod

DREWNO
ZALETY:

-mała gęstość ρ=0,5[Mg/m3]beton 2,4 stal 7,8

-ciepłe λ=0,14-0,45[W/mK] stal 84

-E=10[Gpa] dobra odporność sejsm

-mniej toksyczny od tworzyw sztucznych 40-50 szt 10

-podczas pożaru wolniej niż stal traci wł mech

-duża Rr=77,5-147[MPA] beton 0,78-4,9

-duża Rc=39,2-59[Mpa] beton 8,8-59

-łatwe w obróbce

-trwałe-setki lat

-charakterystyczny zapach

-elem. klejone warstwowo mają nośność o 1 klasę wyższą niż czysty materiał

-zdolność samoregulacji wilgoci

-mały ciężar-małe fundamenty

-krótki czas budowy

-możliwość budowania w zimie

-mała grubość ścian zewnętrznych bo λ

-materiał odnawialny, łatwo dostępny

WADY:

-niejednorodność struktury

-nasiąkliwy

-pęcznienie, skurcz

-higroskopijne

-ścieralny

-ulega korozji biologicznej-grzyby

-pożywienie dla szkodników

-łatwopalne

-nie jest twarde –stal twardsza

-im większa wilgotność tym mniej wytrzymałe

-pełzanie

-jako pokrycie dachu cięższy niż blacha

-technologia wymagająca dużego wyspecjalizowania, dużej dokładnośći i dobrej znajomości wymogów technicznych

-konieczność impregnacji

-pozyskanie wymaga ingerencji w biosferę

DEFINICJE

•Gęstość właściwa – masa jednostki objętości suchego materiału bez uwzględnienia porów i innych nieciągłości struktury (masa szkieletu) ρ; g/cm³

•Gęstość objętościowa – masa jednostki objętości suchego materiału wraz z zawartymi w nim porami ρ_o; g/cm³

•Gęstość nasypowa – masa jednostki objętości suchego materiału sypkiego wraz z porami w ziarnach i jamami międzyziarnowymi ρ_n; g/cm³

•Porowatość (otwarta, zamknięta) – objętościowy udział porów w objętości całego materiału p=1- ρ_o/ρ; %

•Szczelność – objętościowy udział litej materii w objętości całego materiału s=ρo/ρ; %

•Jamistość j; %– objętościowy udział jam międzyziarnowych w objętości materiału

•Nasiąkliwość – zdolność materiału do pochłaniania wody przy ciśnieniu atmosferycznym n=(Δm/V)*100%

•Kapilarność – zdolność do pionowego podciągania wody przez pory tworzące kapilary k=h/t; cm/s

•Przesiąkliwość – zawilgocenie materiału pod wpływem wody pod ciśnieniem

•Ciepło – energia wewnętrzna przekazywana w procesie termodynamicznym

•Ciepło właściwe – ilość ciepła pot-rzebna do ogrzania 1kg materiału o 1K; C_w; J/kgK

•Pojemność cieplna – zdolność do pochłaniania i kumulowania ciepła podczas ogrzewania Q; J

•Przewodność cieplna – przemieszczanie ciepła pod wpływem różnicy temperatur na

przeciwległych powierzchniach materiału λ; W/mK

•Rozszerzalność cieplna – zdolność do zmian wymiarów pod wpływem zmian temperatury α, 1/K

•Fala dźwiękowa – przenoszenie przez drgające cząsteczki energii mechanicznej

•Ognioodporność – niepodatność na niszczący wpływ ognia podczas jego samorzutnego i niekontrolowanego rozprzestrzeniania się na materiał w postaci struktury kształtu i właściwości

•Wilgotność – chwilowa zawartość wody w materiale w stosunku do masy suchego materiału w_m/o; w_m=(Δm/m_s)*100%

•Sorpcja – pochłanianie jednej substancji przez drugą

•Higroskopijność – zdolność do szybkiego wchłaniania pary wodnej z powietrza

•Wilgotność względna powietrza – stosunek ciśnienia cząsteczkowego pary wodnej w powietrzu do ciśnienia nasyconej pary wodnej w tej samej temperaturze

•Wilgotność równowagowa – stan w którym materiał nie oddaje i nie przyjmuje wilogci

•Pełzanie – wzrost odkształceń materiału bez zmiany wartości działającej siły

•Mrozoodporność – przeciwstawianie się materiału zawierającego w swojej masie wodę zniszczeniom struktury poprzez wielokrotne cykle zamrażania i rozmrażania wody w; %

•Dyfuzja – rozprzestrzenianie się cząsteczek w ośrodku pod wpływem różnicy stężeń

•Karbonizacja (karbonatyzacja) – wzbogacanie substancji w węgiel

•Korozja biologiczna – 23C+H2O+bezruch powietrza – niszczenie materiału przez rozwijające się organizmy żywe

•Emisja chemiczna substancji toksycznych – głównie pod wpływem wyższej temperatury

•Radiacja – promieniowanie powodujące jonizowanie materiału

2.3 Właściwości mechaniczne

•Wytrzymałość – zdolność do przenoszenia maksymalnych naprężeń

•Moduł Younga – stosunek naprężeń normalnych do odkształceń

•Twardość – odporność na odkształcenia przy działaniu sił skupionych

•Ścieralność – podatność na utratę objętości lub masy przy działaniu sił scierających S, %masy, obj. S=Δm/Fρ_o

•Odporność na uderzenie – zdolność przeciwstawiania się nagłym siłom

•Sprężystość – zdolność do przyjęcia początkowej postaci z chwilą odjęcia działającej siły

•Plastyczność – zdolność do zachowania trwałych odkształceń po odsunięciu sił zewn.

•Ciągliwość – zdolność do osiągnięcia znaczących odkształceń plastycznych pod wpływem sił rozciągających

•Relaksacja – spadek naprężeń w materiale poddawanym stałemu odkształceniu

•Kruchość – nagłe zniszczenie materiału pod działaniem sił bez wyraźnych oznak odkształceń k=Rr/Rc

•Klasa cementu – minimalna wytrzymałość na ściskanie w MPa zbadana na próbkach z zaprawy normowej w normowych beleczkach

•Klasa cegły – minimalna średnia wytrzymałość na ściskanie wyrażona w MPa z uwzględnieniem wysokości próbki na podstawie tablic

WARTOŚCI:

Wytrzymałość na ściskanie: [Mpa] 
1. Żeliwo 590 – 980 
2. Szkło 340 – 980 
3. Tworzywa Sztuczne 5,9 – 480 
4. Stal 294 – 440 
5. Aluminium 200
6. Granit 118 – 236 
7. Drewno wzdł. 39,2 – 59 
8. Beton Zwykły 8,8 – 59 (taki niezwykły 200-600 nawet) 
9. Ceramika 4,9 – 24,5 
10. Gips 12-20
11. Wapno kilka
Wytrzymałość na rozciąganie: [Mpa] 
1. Tworzywa Sztuczne 88 – 775 
2. Stal 294 – 490 
3. Żeliwo 137 – 176 
4. Drewno 77,5 – 147 
5. Aluminium 90-120
6. Szkło 9,8 – 77,5 
7. Granit 4,4 – 7,75 
8. Beton Zwykły 0,78 – 4,9 
9. Ceramika 0,2 – 1,96 
Gęstość objętościowa: [Mg/m^3] 
1. Miedź 8,9 
2. Stal 7,9 
3. Aluminium 2,7 
4. Szkło 2,65 
5. Granit 2,5 
6. Beton 2,4 
7. Wapno 1,8
8. Cegła 1,7 
9. Bitumy 1,04
10. Woda 1; lód 0,917
11. Gips 0,6 
12. Drewno 0,5 
13. Wełna min. 0,06 
14. Styropian 0,025 (spieniony poliester) 
15. Powietrze 0,001 
Przewodność Cieplna: λ[W/mxK] 
1. Miedź 300 
2. Aluminium 200 
3. Stal 84 
4. Granit 3 
5. Lód 2,3 
6. Beton 1,7 
7. Cegła 0,9 
8. Szkło 0,84 
9. Wapno 0,7
10. Woda 0,58 
11. Gips 0,16
12. Bitumy 0,15
13. Drewno 0,14 - 0,35 
14. Wełna/Styro 0,004 
15. Powietrze 0,024 – 0,032 
Ciepło Właściwe: [J/kgxK] 
1. Woda 4119 
2. Drewno1200- 2520 
3. Bitumy 1700-2100
4. Lód 2100 
5. PCV 1500
6. Styropian 1400 
7. Gips 1000 
8. Powietrze 1000 
9. Granit 920 
10. Aluminium 880 
11. Beton/Szkło 840 
12. Cegła 800 
13. Wełna min. 750 
14. Stal 480 
15. Miedź 390 

Współczynnik rozszerzalności liniowej: α[1/K] x 10^-6 
1. PCV 20-250
2. Bitumy 200
1. Spieniony poliester 70 
2. Wełna mineralna <70 
3. Aluminium 24 
4. Miedź 17 
5. Stal 11 
6. Beton 11 (14) 
7. Granit 9 
8. Szkło/Cegła 8 
9. Gips 5 
10. Drewno 3 
Woda, Lód, Powietrze = 9,03% DeltaV 
Moduł Younga E: [GPa] 
1. Stal 206 
2. Żeliwo 180 
3. Szkło 67 
4. Granit 59 
5. Beton 25 
6. Drewno 10 (wzdłuż włókien) 
7. Tworzywa Sztuczne 1-10 
8. Ceramika 5 
Współczynnik dyfuzji: 
1. Beton 70-150 
2. Styro. 20-100 
3. Drewno 40-50 
4. Cegła 10-16 
5. Wapno 5-10
5. Gips 4-10 
6. Wełna mineralna/ Powietrze 1