Wlasnosci-skald,właściwości-reakcja materialu na oddzialywania zewnetrzne(konsekwencja).MATWERIALY PODSTAWA ROZWOJU BUDOWNICTWA:rewolucja XX wieku:stal+beton=zelbet;beton+C =zeliwo(bardziej kruche).SPECYFIKA WSPOLCZESNEGO BUDOWNICTWA:A)MASOWA WYTWORCZOSC I MASO2WE ZUZYCIE MATERIALOW;B)ROZNORODNOSC BUDOWLI ZLOZONYCH Z ROZNYCH MATERIALOW I elementow spelniajacych rozne funkcje;c)roznorodnosc warunkow eksploatacji poszczegolnych elementow i calych konstrukcji zmiennych w czasie,na które sa narazone elementy i cale budowle.3)DOSTEPNOSC I CENA MATERIALOW:- jeden z najwazniejszych kryteriow(doboru) wyrobu material.z 107 pierwiastkow w duzej ilosci w skorupie ziemiskeij wyst. Tylko 5 (98%):TLEN,GLIN,ZELAZO,KRZEM,WAPN.Pierwiastki te sa podstawa wydziel.mat.lub surowcami.3*1021kg-skorupa;1020kg-m.oceanu;5*1018kg-atmosfera.Atom jonu tlenu O2-=0,140nm.Tlen zajmuje 97% skorupy ziemskeij.surowce pochodzenia mineralnego sa niepalne.Tlenki się nie pala.-ww stal>stopy aluminium>epoksyd;-twarde drewno>zeliwo≈beton zbrojony>cement>cegla>kruszywo.ZMNIEJSZENIE KOSZTOW MATERIALOW UZYSKUJE SIĘ PRZEZ:-podnoszenie jakosci materialow(wieksza trwalosc=mniej remontow).******powszechnych materialow:-modyfikowanie tlko pewnych(zewn) elementow,utwardzanie stali;-wykorzystanie surowcow wtornych(pyl krzemionkowy-prod.uboczny prod.krzemu-dodatek do betonu);-recykling.NORMY DOTYCZACE MATERIALOW I WYROBOW BUDOWLANYH:normy=akty prawne;-w odniesieniu do mat.bud ustalaja:a)zakres stawianych wymagan;b)szczegółowy opis sposobu ich kontroli,beton kl.B-30sposób sprawdzenia jakosci bet. Nei jest dowolny.Ustalenia te obejmuja:-rodzajpodlegajacych kontroli wlasciw, i urzadzen pomiarowych do ich oznaczania.;-nazwy materialow;-obejmuja wszystko od pobrania probki poprzez oddanie,transport,czas do odbioru.PN-POLSKA NORMA;BN-NORMA BRANZOWA;ZN-NORMA ZAKLADOWA;ASTM-AMERICAN STANDARD TEST MATERIAL-NORMY AMERYKANSKIE;BSJ-BRITISH STANDARD INSIST-N.ANGIELSKEI;GOST-N.ROSYJSKIE;DIN-N.NIEMIECKIE.WLASCIWOSC MATERIALOW-reakcja materialow na jakikolwiek bodziec-korozja..a)wynikajace z bud.chem i struktury;b)uwarunkowane czynnikami zewnetrznymi,ad.a)fizyczne(gestosc wlasciwa,gesosc),porowatosc i jej skutki;cieplne,akustyczne,optycznbe,elekrtyczne;chemiczne(trwalosc):-odpornosc na kwasy,zasady i sole;-tlen,palnosc;-mechaniczne(reakcja na dzialanie sil zewn.):rozciagajacych,sciskajacych,zginajacych ;scinajacych,wytrzymalosc,twardosc,scieralnosc,udarnosc,pelzanie,zmeczenie.ad.b)ekonomiczne-cena i dostepnosc;-technologiczne -latwosc wytwarzanai,obrobki,wbudowywania,laczenia;-estetyczne.szklo-przejrzyste;stal-plastyczna-z wiazania metalicznego.zwiazanejest ze struktura materialu. A i b walsciwosci zespolowe.JAKI RODZAJ WŁAŚCIWOŚCI NAJCZESCIEJ BRANY JEST POD UWAGE:-zalezy od rodzaju oddzialywan na jakie material będzie narazony podczas eksploatacji;-waga -wartosci liczbowe;-poznanie,umiejjetny dobor materialu(zgodnie z normami)DOBOR MATERIALU:1)ustalenie warunkow eksploatacji okresl.elem.budowli;2)ustalenie w oparciu o zebrane warunki eksp.wymaganych od materialow właściwości;3)z dostyepnych materialow wybranie kirujac się wlasciwosciami(2) materialu który jest nosnikiem uzytecznych właściwości.|Znajac sklad chemiczny i sklad fazowy wiemy bnardzo duzo o materialach:C,H,O,S,sklad fazowy (celuloza polimery),skladniki mineralne,konkretne zwiazki chemiczne.WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE ZWIAZANIE Z MASA:-każdy material ma wlasnosci-sklad;-masa=∑mas atomow.m/V=d,ρ(gestosc) [kg/m3],[mg/m3].cement ρ=3,1 mg/m3 3100 kg/m3.masa jednostki objetosci ,z ktorej zbudowany jest material.kwarc ρ=2,65 mg/m3 2650 kg/m3 .PRZYKLADY GESTOSCI SUBSTANCJI z ktorej materasil zostal zbudowany:mineralnecegla 2,5-2,8,granit 2,7-2,8;kwarc 2,65;wapien 2,6-2,7;szklo ok.2,5 metale:stal 7,5-7,8,zeliwo 7,9;zeliwo 6,9-7,8(zalezy od C);glin 2,7;stopy Al. 2,6-2,9.GESTOSC POZORNA:[aluminium 0%*p] Vs+Vp=V mat (obj.subst.+obj.powietrza zawartego w porach ) .m/Vm=dpρp [kg/m3];[g/cm3];[mg/m3];a)szklo,stale,stopy,metale,bitumy,czesc tworzyw sztucznych:Vp=0; Vs=Vm(ρ=ρ wlasciwej);m/Vm=ρp=ρ ;granit p=1,5%;ceramika p=37%,bewton komorkowy p=74% pianizol p=99%.Vm=Vs;d=dp s=1 p=0.Jeżeli ρ=ρp to material ma budowe monolityczna,mat.nazywamy monolitem(np.szklo).Znajac ρ i ρp można wyznaczyc jaka jego czesc zajma pory.Vst+Vp=1(faza stala+faza porow)Vm>Vs;d>dp;s<1;p>0.SZCZELNOSC(bezwymiarowo):φs-ulamek objetosciowy fazy stalej; φs=S=Vs/Vm;(Vm=Vs+Vp); ρ=m/Vs→Vs=m/ρ;ρp=m/Vm→Vm=m/ρp.φs=S=m/ρ*ρp/m=ρp/ρ=<1;jeśli ρp=ρ to s=1.Im wieksza roznica tym mniejsze S.POROWATOSC:s=ρs;Vp+Vs=1;Vp=1-S;%p=Vp/Vm*100=(1-s)*100=(1-ρp/ρ)*100;dachy -nieporowate.JAMISTOSC:dla mat.sypkich zamaist porowatosci(do poszcz.skladnikow) Vc=Vs+Vps+Vms(objetosc miedzy ziarnami fazys stalej)*******.jamistosc jest rozna dla materialow luzno zageszczonych oraz zwartych %J=(1-ρn/ρ)*100; ρn=m/(Vs+Vps+Vms).skutki wystepowania porow(pustek,porowatosci) w materialach:-nasiakliwosc;-zmniejsza mase bez zmiany objetosci mat;-mniejsza odponosc na obciazenia mechaniczne(wytzrumalosc,scieralnosc);-wieksze rozwiniecie powierzchni kontaktu materialu z otoczeniem;-przyspiesza korozje;-izolacje.POROWATOSC:p=(1-s)*100=%;Vp/ Vm=1-ρp/ρ ;Vm=Vs+Vp.STRUKTURA POROWATOSCI=zawartosc rozklad wielkosci porow ,ksztaslt(otwarte,zamkniete);∑porow=porowatosci(%objetosciowe)************.Makropory(makrokapilary)<1mm:Ich charakterystyka:-wypelnia się woda natychmiast w secundy(gabka);Rodzaj wody:-woda objetosciowa-absorbcja-wchlanianie;Przyczyny:przenikliwosc do gazow i cieczy,trwalosc.Mezopory(posrednie mezokapilary) 25um :-wypelnia się woda od kilku minut do tygodnia;przyczyny:przenikliwosc do cieczy i gazow,trwalosc;mikropory(mikrokapilary) 1um:-rownowaga nie ustala się ,zawilgocenie,podciaganie kapilarne.pory mezożelowe: 25 nm:1) przejscie od obj.do fizyki powierzchni;woda nie jest wolna-absorbcja-powierzchniowe unieruchomianie czasteczek wody przez material;2)wystepuje uporzadkowany kondensat pary;-cisnienie kapilarne,skurcz,pecznienie.Pory mikrozelowe 1nm.|Monolity :szklo,metale,tw.sztuczne.SKUTKI WYSTEPOWANIAPOROWATOSCI:1)sorpcja;2)adsorpcja;3)absorpcja;4)nigroskopijnosc;5)nigroskopijnosc wzgledna; 6)wilgonosc rownowagowa;7)stan powietrzno-suchy;8)nasiakliwosc→wspolczynnik rozmiekania;9)stopien nasycenia;10)wilgotnosc materialow.ad.1)zdolnosc materialow do przyjmowania i utrzymywania wilgocil.cecha materialu o budowie polarnej-wiazanie jest mieszane,kamienie,ceramika ,betonywszystko co na cemencie; ad.2)wlasciwosc pow.mat.do wiazania czast.wody z atmosfery z czast.mat. i unieruchomienie ich przez material..Ilosc wody wiazanej przez mat.zalezy od porowatosci materialu. ad.4)zdolnosc mat.do wiazania czast.wody z atmosf.przez mat.w szybkim tempie.CaCl2,amorficzne SiO2.Higroskopijnosc zwiazana jest z adsorpcja.STRUKTURY POROWATOSCI-WILGOTNOSCI WZGLEDNEJ POWIETRZA(stoczenia):% pwzg=W/Wn*100;W-nasycenie*********Szereg zmniejszajacej adsorpcji:drewno(do16%)>>piano i porobetony>>beton,gliny,gips>ceramika>wapienie>>szklo,metale(≈0%).wilgotnosc rownowagowa:stan powietrzno-suchy wilgotnosci materialow; ad.7)stan powietrzno-suchy:STAN MATERIALU ODPOWIADAJACY ZAWILGOCENIU (ROWNOWAZENIU WILG.WZGLEDNEJ)NAZYWAMY stanem POWIETRZNO-SUCHYM. ad.3)ABSORPCJA-(woda wolna); ad.8)nasiakliwosc-maksymalna ilosc wody jaka material może wchlonac w bezposrednim kontakcie;stopien nasycenia;**wzory******* .NASIAKLIWOSC OBJETOSCIOWA:%no=ΔmH20/Vm*100=***********.m/Vm=ρp;m=ρp*Vm;m/Vm=ρp;1/Vm=ρp/m;Vm=m/ρp.%no=nw*ρp.Porowatosc otwarta jest rowna nasiakliwosci objetosciowej. ρp =1 no=nw; ρp<1 n0<nw; ρp>1 no>nw.Stopien nasycenia:N[%];mwody=Δm/nw*100[%].-sorpcja wody-skutki sorpcji wody ,wspolczynnik rozmiekania:k=fc(mokrego)/fc(suchego);kgipsu<0,5.***********MROZOODPORNOSC:walsciwosc polegajaca na zdolniosci przewstawiania się mat.porowatego niszczacemu dzialaniu wody.Rodzaje i sposoby oceny:1)Powstawanie rys;2)Ubytek masy;3)zmiana wspolczynnika sprezystosci modulu Younga;4)Wz=Rz/R>75%.Metody przyspieszone badania mrozoodporniosci:-zastosowanie soli Na2SO4→327%.Mrozoodpornosc jest zwiazana z porowatoscia,wazna jest srednica porow.Pory kapilarne→-5st.C-temp.zamarzania wody;pory zelowe→-70st.C.Porowatosc rzedu 300-odpornosc na zamarzanie.WSPOLCZYNNIK PRZEWODNOSCI CIEPLNEJ DLA:-powietrza γ=0,024w/mk;H2O γ=0,58;lod γ=2,3;PODCIAGANIE KAPILARNE: -paro i wodoprzepuszczalnosc;-opor dyfuzyjny :zwiazane z wystepowaniem gradientow roznicy cisnien.Podciaganie kapilarne jest odwrotnie proporcjonalne do srednicy porow.np. rkap=10-1cm,h=1,5cm; rkap=10-4cm,h=15m; rkap=10-5cm,h=150m; rkap=10-7cm,h=15km;Przy stworzeniu odpowiedniej przewodnicy kapilarnej wode można podciagac na duze wysokosci********α<90st-mat.zblizalne; α>90st.-mat.niezblizalne; α≅90st.-mat.posrednie.k-szybkosc podciagania kapilarnego k=h/t.Paroprzepuszczalnosc:-zdolnosc materialu do przpuszczania pary w danych warunkach ;-miara jest wartosc liczb******.beton zwykly-μ=3,0*10-5;drewno-μ=6,2*10-5;cegla-μ=1,0*10-4;beton komorkowy-μ=1,5*10-4;OPOR DYFUZYJNY:-wiaze paroprzepuszczalnosc z gruboscia przegrody.Wieksza przegroda powodujw mniejsza paroszczelnosc. R=d/μ [m2hPa/g];pokrycia malarskie:1-4;pokrycia olejne:5-8;folia(0,5mm)polietylenowa:350;folia aluminiowa:4000.Wzgledny opr dyfuzyjny (R'):dp=R'*d[m];dp=R'd;cegla d=0,24m,R'=15,dp=3,6;styropian:d=0,1m,R'=30'dp=3,0;folia PCV d=0,0005,R'=50000,dp=25.PRZEPUSZCZALNOSC DLA CIECZY:miara jest ilczyn cieczy,która przeplynie przez material w ciagu 1 h :u=VH2O/Δp*F*t.Stezenie w przekroju warstwy=(poziom wiekszego stezenia-poziom mniejszego stezenia) razy przekroj.CIEPLO:suma energii kinetycznych wszystkich jednostek budujacych material;-miara jet temp.;-jednostka dzul(J);-ilosc ciepla niezbedna do ogrzania 1 kg wody o 1 K .ENERGIA CIEPLNA CIALA STALEGO:en.sieci,która skalda się z normalnych drgan sieci.FONON:-minimalna porcja energi.która może pochlonac lub wudzielic siec z drganiami normal. W wyniku ktorej******CIEPLO WLASCIWE(Cp):miara zdolnosci materialu.Ilosc ciepla,jaka należy dostarczyc do jednostki masy ,aby podniesc jego temp.o 1 K,Cp=a/m(T2-T1) [kJ/kg*k].****POJEMNOSC CIEPLNA:zdolnosc do kumulowania ciepla,przez material ,wyrazona iloscia ciepla potrzebnego do ogrzania 1 m3 materialu o 1 K.Cv=Q/Vc(T2-T1)[kJ/m3k],woda 1000 kg/m3,granit 2700 kg/m3,ceramika 1700 kg/m3,drewno 500 kg/m3,gazobeton 700 kg/m3,pianizol 10 kg/m3,POJEMNOSC CIEPLNA ZWIAZANA JEST Z GESTOSCIA MATERIALU,przez fale magnetyczne nastepuje konwekcja (ciecze i gazy);-w cialach stalych przewodzenie;-zwiazek z ρp materialu,która jest konsekwencja porowatosci.PRZEWODNOSC CIEPLNA :Cv=Cp*dp.wzrost drgan miedzy atomami poprzez zabranie ciapla z otoczenia;dla cial stalych Cp=const;wspolczynnik λ-ilosc ciepla ,która w czasie 1h przejdzei przez pow.mat.1 m2 o grubosci 1m. dQ/dt=-λ*F*dT/dx[W/mk].λ=Qd/FΔTt;t-czas trwania przeplywu;Q-ilosc ciepla przechodzascego;d-grubosc warstwy materialu.*****Wlokna podluzne przewodza wiecej ciepla niż poprzeczne drewna.ZJAWISKO PRZEWODNOSCI:temp nie jest rowne cieplo;.PRZEWODNOSC TEMPERATUROWA(dyfuzyjnosc cieplna lub wspolczynnik przenikanai ciepla)zdolnosc materialu do przeprowadzania ciepla k=λ/Cv;Cv-zdolnosc amterialu do kumulowania ciepla; λ>Cv-material się nie ogrzeje;k=λ/Cv=λ/Cp*ρp.kjest odwrotnie proporcjonalne do ρp.Im mniejsza gestosc tym wieksza pojemnosc ,bo Cp=const dla wszystkich amterialow.Rozprzestrzenianie się energii cieplnej podczas pozaru.BEZWLADNOSC CIEPLNA(statecznosc cieplna) λ*dp*Cp=λ*Cv;dp-gestosc pozorna;Cv-pojemnosc cieplna.Lewa strona rownania to odprowadzanie ciepla,a prawa to kumulowanie ciepla. λ-odprowadzenie ciepla musi być makle ,aby mat. Mogl się nagrzewac.
Z dział. temp. wiążą się wł. Cieplne.Właściwości cieplne: skutek temp. dział. na materiał Rozszerzalność cieplna lk - lp= l ≈ lo (Tk - To) gdzie: lk = dł. Końcowa lp = dł. Początkowa drugie równa znaczy jest wprost proporcjonajny l=* (Tk - To) l/ t stal i beton(żelbet) = =11 - współczynnik mówi nam o względnej zmiania dł.B= 3 mat. czyli we wszystkich kierunkach jest jednakowa rozszerzalność cieczy jest o 10 x 7 patafina - dopuszczalność do 2%, stała = obj.topiona = obj. 16%Pierwiastki o wiązaniach metali, atomowe, atom - jon. mają małe Drogi przekazywania ciepła:przewodzenie,promieniowanie,konwekcja Promieniowanie cieplne:-cz. energii materiału zamieniona na energię promieniowania, w tej postaci jest też przyjmowana.źródło:-fale elektomagnetyczne ( w tym słońce) [ ciała ogrzane - drgania atomów - przejścia elektronowe - reakcje jądrowe ];-promienie cieplne znamy jako podczerwień - drgania atomów i cząsteczek = 0.76 * 400 - promieniowanie cieplne Fale:odbite,pochłaniane,przepuszczane,zdolność przyjmowania przez materiał promieniowania cieplnego lub jego wysyłania określa WSP PROMIENIOWANIA CIEPLNEGO C [kJ /m2hT4] C - zależy od:składu stuktury materiału,powierzchni i jej temperatury podaje ilość ciepła przyjętego lub wysłanego przez powierzchnie materiału (1m2) w czasie 1h przy T = T4 .Szereg na pod c przyciąganie, odbijanie, przepuszczania sadza>śnieg>szkło zwykłe (c=20)>papa dachowa>wyprawa wapienna>drewno dębowe> żeliwo szare> beton> aluminium > polerowane srebro 0,5 Odporność ogniowa :zdolność materiału do stawiania oporu działania wysokiej temperaturze (np. podczas pożaru). Dopuszczalne są:niewielkie zmniejszenia wytrzymałości,małe odkształcenia,wymagane odporność na działanie H2O paliwo tlen źr. Ciepła
Materiały pochodzenia organicznego zachowują się jak palniki i ich pochodne. Inicjuje iskrę niebezpieczeństwo rośnie w przypadku materiałów o dużej powierzchni (np. folia).Palność rośnie w związku z kształtem.Reakcja chemiczna (Palenie - łączenie się z O2) -materiały palne Paliwo:drewno,bitumy,tw. Sztuczne Rozkład składników (beton, gips [wydziela się woda]) zmiana struktury (materiały ogniozmiennne) Do temp. 1580 0C nic się nie dzieje. -materiały ogniotrwałe.Materiały:a)palne (mat. pochodzenia organicznego): łatwopalne,trudnopalne (materiały organiczne łączone z impregnatami np. trudnozapalnymi);b)niepalne (materiały ogniozmienne i ogniotrwałe);CaSO4*2H2O dwuwodór siarczan wapnia + Q po dostarczeniu energi cielnej CaSO4*1/2H2O + 3/2H2O ulatania się dalej + Q CaSO4 + H2O ulatnia się dalej +Q (około 1000 stopni)
CaO + SO3 ulatnia się.Materiały ogniozmienne - zawierają wodę.Materiały ogniotrwałe - takie, w którym do temp. 1680 oC nic się nie dzieje.Właściwości związane ze zjawiskiem dźwięku:Dzwięk (V=300 m/s) mechaniczna fala podłużna związana z przemieszczaniem zaburzeń materii, a nie samej materii.Aby dźwięk mógł się roznosić musi być ośrodek materialny.dźwięk charakteryzuje :- sprężystość 1013;- bezwładność Hz= 1/T [s-1];wartości powyższe decydują o szybkości rozchodzenia się fali.infradźwięk < 16 - 20000 Hz < Ultradźwięk zagęszczanie i rozrzedzanie;Ściśliwość - p/(v/v)= (p * V)/ V) ośrodek [m/s];powietrze 331;glin 5100;żelazo 5150;granit 6006;wulkanizowana guma 54;dźwięk w budownictwie:powietrzne, materiałowe.Właściwości optyczne:wykorzystuje się różne:przepuszczalność (okna);pochłanianie (barwa, estetyka);rozpraszanie (krycia np. emalie, szkło mleczne);odbijanie (widzialność przedmitów);fale elektromagnetyczne:świecą;grzeją;opalają = 0,36 - 0,76 m promienie widzialne Fale padając na materiał mogą zostać:odbite (powierzchnia gładka) widzialność przedmiotów (100% lustra);pochłonięte (powierzchnia absorbująca) barwa;przepuszczone (przejrzystość) przezroczystość;rozproszone (powierzchnia chropowata;nieprzezroczystość ale przejrzystość Współczynnik załamania światła:n = Vp/Vm => 1.Im większe n tym lepiej widać ,n = 1,51 szkło zwykłe,n = 2,1 szkło ołowiane,współczynnik przepuszczalności fali n = f(,Barwa - pochłanianie światła (śnieg - sadza):materiały o barwie czarnej pochłaniają wszystkie długości fali;materiały białe odbijają promieniowanie.Pierwiastki o nie zapełnionych orbitach d i f ;Fe+3 - b. Czerwona;Fe+2 - b. Zielona;Oko ludzkie - najbardziej czułe na rozróżnianie fali.Barwienie cegiełek betonowych:Fe2O3 - czerwień żelazowa;Cr2O3 - zieleń chromowa;Mn2O3 lub sadza - czarna;Farby:Pb3O4 - minia (b. czerwona);PbCrO4 - żółcień amonowa;<0,01% Ti2O3 - (żółte) na pow. Piasku TiO2 - (biały) dodatek do farb.Wlasciwosci związane ze zjawiskiem elektryczności:2 sposoby przenoszenia ładunków:a)elektronowo (ruch ładunku bez masy);b)jonowo (ład. porusza się z jonem (masą) - transport masy) - korozja;ad a)opór właściwy - podstawa do podziału mat. na:przewodniki, metale Ag, instalacje elektryczne, ochrona katodowa;półprzewodniki;inzolatory;Im mniejsze zanieczyszczenie tym mniejszy opór.******.Ag-10-8;Fe-10-6;grafit-10-2;marmur-10-4;izolatory-10-12-10-16;Ag,fe,grafit-przewodniki;granit,marmur-polprzewodniki.
Uporządkowany ruch elektronów, charakterystyczne zjawiska dla (metale, stopy 0 instalacje elektryczne) nazywa się prądem.Im więcej obcych wtrąceń tym większy opór.Elektryczność statyczna - związana z ładunkami przeniesionymi z jednej powierzchni na drugą przy tarciu, rozdzielaniu, przesiewaniu, przelewaniu itp.Ładunki z pow. nie mogą odpłynąć, bo materiał jest izolatorem (tworzywa sztuczne) specjalne ubrania w szpitalach, górnictwie).Charakterystycznym przejawem jest elektryzowanie się ciał np. przez ekran telewizyjny, firanki.Skutki:-możliwość wybuchu tam gdzie są rozpuszczalniki [ iskra kamienna - zimna, gasnąca]Tam gdzie jest niebezpieczeństwo tworzywa sztuczne wypełniane są półprzewodnikiem: sadzą, grafitem.WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE:Reakcja na otaczające środowisko:skład chemiczny;rodzaj wiązań;rodzaj środowiska (kwaśne, zasadowe, obojętne) - roztwory soli, promieniowanie, decydują o reakcji materiału, temperatura.Zmiany w materiałach łatwiej zachodzą pod naprężeniami:Dobrze współpracuje podobne z podobnymi:-wszystkie materiały o charakterze kwaśnym (SiO2) <60% H2O 90% granit, opale, kwarcyty 87% H2O;materiały o charakterze zasadowym (nieodporne na kwasy);cementy portlandzki bazalt (bezwodnik zasadowy CaO):wapienne CaCO3;marmury CaCO3 - działanie ciśnienie i temperatury;dolomit CaCO3 * MgCO3 - podwójna sól wapienna-magnezowa.Zaprawy wapienne CaO + CO2 CaCO3 - reakcja neutralizacji
Karbonizacja betonu - uszczelnianie betonu przejście wapna nadającego bud. Alfaliczna w sol.CaCO3 + SO3 (nad strzalka H2O) CaSO4 * 2H2O gips.Ceramika - dodatek sic (posadzki) W trudnych warunkach sięga się po materiały ceramiczne.Metale ogólnie rozpuszczają się w kwasach.Metale nierozpuszczalne w kwasach to stopy z różnymi metalami itp.DEGRADACJA:Oznaki:zmiana barwy,powstawanie nalotów, wykwitów Oddzielenie wł. fizycznych od chemicznych.WŁASCIWOŚCI MECHANICZNE:reakcja materiału na obciążenia mechaniczne związane z warunkami eksploatacji..Siły działające w tym samym kierunki:co wiązania - ściskanie; Zmniejszanie się wiązań - rozciąganie;-działające stycznie - ścinanie;Naprężenie - F - siła, A - powierzchnia;σ = F/A [MN/m^2]=[MPa];10 kg/cm^2 = 1Mpa;N. rozciągające (normalne);=Fs/A - s. styczna
Rodzaje naprężeń:-czystoliniowe - rozciągające i ściskające;-styczne - ścinające i czyste scinanie;-dwuosiowe - rozciąganie;-hydrostatyczne - objętościowe|Rozciąganie σ = F/A czystoliniowe;Ściskanie,Ściskanie - styczne, = Fs/A,Ciśnienie hydrostatyczne:p=F/A,Dwuosiowe rozciąganie σ = F/A,Odkształcenia:-wzdłużne En=u/l;-poprzeczne En=v/l;-o. ścinaniem γ=W/l=tgθ=θ(rad);-o. objętościowe = v/v - zmiana objętości dykatacja.Zależność między naprężeniem sigma i odkształcenie ε.Dla normalnych naprezen(roz.i scisk) zalezxnosc liniowa-Prawo Hooke'a σεstala materialowa modul Younga ,modul sztywnosci******** E=σ σ=F/A [N/mm^2, Pa, KN/m^2, MPa, MN/m^2, GPa] E=bezwymiarowe E= 10-3:103 GPa 2) Dla naprężeń stycznych:γ-τ zaleznosc; τ=G*γ;G-modul scinania mowi o odporniosci materialu na odkszt.scinania.G=τ/γ [Gpa,GN/m2]3) Dla ciśnienia hydrostatycznego p=-Δk; Δ=ΔV/V.Cisnienie jest dodatnie a powierzchnia się zmniejsza;k-modul objetosciowy,modul scisliwosci materialu. 4) Współczynnik Poissona v=Epoprzeczne /Epodłużne v/u - bezwymiarowe.4 stałe materiałowe E,G,K,V.Dla metali E=k;ν=0,33;G/k≅0,37;dla ceramik G/k≅1, ν=0,1.Różnice między stałymi wynikają z różnic w wiązaniach. Im silniejsze wiązanie, tym większa sztywność.Granica sprężystości, plastyczności, wytrzymałości, twardości, pełzanie, zmęczenie, udarność. Wszystkie materiały charakteryzują się gr. S., po przeroszeniu której coś się dzieje.***KRUCHE(szklo)-po osiagnieciu gr.s ulegaja zniszczeniu trwalemu;PSEUDOKRUCHE:-betony im wieksza porowatosc;PLASTYCZNOSC:metale,tw.sztuczne.Kruche materiały pękają (szkło, cegła, beton, żeliwo, drewno) Plastyczne odkształcają się trwale z zachowaniem ciągłości struktury (metale, tworzywa sztuczne, bitumy) odkształcenia postaciowe - niszczą się katastroficznie. Granica sprężystości,Granica plastyczności******Wytrzymałość - graniczna wartość naprężeni, przekroczenie których prowadzi do trwałego odkształcenie (np. metale) lub kruchego zniszczenia. Największy opór jakie siły wiązań mogą przeciwstawić sile naprężeń.Rodzaje prób: Wytrzymałość:-Rr, Rc, Rzg:-próba twardości;-udarność;-zmęczenie;-pełzanie.Materiały ciągliwe - mierzy się wartością wydłużenia. Wytrzymałość na ściskanie (mat. kruchych); H/d = 1;Wielkość próbek:-sześcian R=P/a^2 - beton 15*15*15,20*20*20,10*10*10, kamień 5*5*5 (bardziej jednolity);-walec R=P/(Pi*a^2)/4 - beton d=15 h=30, kamień d=h=5, zaprawa d=h=8;-prostopadłościan R=P/ab drewno a=2, b=3;Próbka złożona R=P/A: zespojona zaprawą cementową 1:1 cegla pełna 2*1/2 cegły, cegła dziurawka 2*1 cegła;Tradycyjne betony 15-50 MPa, Wysokowartościowe 100 razy więcej.Metoda brazylijska
-rozłupywanie walca (rozciąganie przez ściskanie) R=[2P/pi*d]*l;beleczki prostopadlosciowe:zaprawa 4*4*16;drewno 2*2*8;Rzg=Fl/bh2;Rzg-wytrzmalosc na zginanie;l-odleglosc;b-szerokosc;h-wysokosc.**** Próby twardości - wykładziny podłogowe i inne narażone na wgniatanie, ścieranie (drewno, płytki, kamień, tw. sztuczne, metale).Metoda Janki (badanie drewna) badanie oporu metodami:-statycznymi;-dynamicznymi (uderzenie).:W zależności czego dotyczy mierzony opór próby można pogrupować na:4)Pelzanie:-odpornosc materialw na stale i dlugotrwale obciazenie;-zachowanie się materialow pod wplywem stalych ,dlugotrwalych obciazen(najczesciej eksploatacyjnych).Po zdjeciu obciazenia ,odksztalcenie pozozstaje.może być rozpatrywane jako graniczne ,wolne odksztalcenia przy naprezeniach ,przy których w krotkim czasie wystepuja tylko odksztalcenia sprezyste.wystepuje w trzech grupach materialow :-metale w temp bliskich temp.topneinia(p.podczas pozaru);-mat porowate(podczas eksploatacji do porow dostaje się woda=woda w porach),kamien,betony,drewno(przemieszczanei się H2O ,ruch wilgoci).im bardzeij porowaty jest material ytm mniej odporny.wynikiem jest histereza-jest to zjawisko tiksotropi.:po zniszczeniu struktury powrot po mniejszych τ (petla histerezy).Miedzy granica plyniecia a opadem istnieje zaleznosc liniowa.stozek opadowy -pod wlasnym ciezarem.Im mniejsza spoistosc tym szybciej opadnie.ciala stale charakteryzuja stale sprezystosci:E,G,K,ν.CIALA sprezysto lepkie:-farby,lakiery ,kity,swieze zaczyny zaprawy,mieszanki betonowe,nie charakteryzujace się E,G,K,ν. Tylko τ,γ.Ich zachowanie pod wplywem dzialania sily(w tym ,ciezkosci )okresla się z zaleznosci τ,γ.Oor do przeplywu rosnie wraz ze wzrostem szybkosci scinania. τ rosna szybciej niż γ .MATERIALY KAMIENNE-pochodzenia naturalnego.ZALETY:wyst.w naturze,natura sprawdzila ich trwalosc,technologia sprawdza się do dobrania narzedzi do ciecia i obrobki powierzchni,male zuzycie energii.DEFINICJE:okreslenie materialow skalistych ze wzgledow na pochodzenie:kamien budowlany ,skala lita ,surowiec kamien,budowa skaly,struktura skaly,tekstura skal,podzielnosc skal,lupliwosc.PODZIAL MATERIALOW NA GRUPY CHARAKTERYSTYCZNE .WŁAŚCIWOŚCI POSZCZEGOLNYCH GRUP.1)Podzial wedlug pelnionych funkcji :a)materialy konstrukcyjne;b)materialy izolacyjne;c)materialy instalacyjne;d)materialy wykonczeniowe(tez dekoracyjne);materialy zabezpieczajace;2)Podzial ze względu na pochodzenie:Podobienstwo skladu ,rodzaju wiazan,właściwości wynikajacych z podobnego pochodzenia:a)materialy naturalne i sztuczne materialy kamienne-sa to mat.nieorganiczne;materialy skalne,m.oparte na roznego rodzaju spoiwach -betony ,zaczyny,zaprawy,ceramika.(szklo -produkt ceramiki ze względu na obrobke *********. WIETRZENIE.podzeal skal ze względu na sklad chemiczny:a)skaly pochodzenia magmowego saPOLIMERALNE (proste i zlozone tlenki)-skladaja się z wielu mineralow;b)osadowe sa MONOMINERALNE np.sol,CaCO3,SiO2,piaskowce..Polimeralne ulegaja wietrzeniu ponieważ mineraly maja rozne właściwości. Monomineralne - cala skala ulega wietrzeniu jednakowo.Podzial ze względu na zawartosc SiO2:KWASNE (zawartosc SiO2 >65%,granit,porfir kwarcowy,kwarc),POSREDNIE (65-53% ,sjenit),ZASADNICZE(53-44%,bazalt,gabro),ULTRAZASADOWE(<44%,dunit).WŁAŚCIWOŚCI TECHNICZNE KAMIENI STOSOWANYCH W BUDOWNICTWIE:-uwarunkowane sa jednorodnoscia ,skladem mineralnym,latwoscia wydobycia-trwalosc,wytrzymalosc.***********OGNIOODPORNOSC:2 grupy:λ<0,76, λ>0,76.WSZYSTKIE KRUCHE SA. NIEPALNE.ZASTOSOWANIE:każdy rodzaj kamienia ma swoje zalety ui wady ,a wszystkie mogą być stosowane z duzym efektem estetycznym jeżeli zrozxumie się ich wlasnosci i wykorzysta się odpowiednio przy dobieraniu do zalozonej dla nich funkcji.wykorzystuje się te właściwości ,które odpowiadaja warunkom eksploatacji.Budownictwo ogolne i monumentalne:-mury sklepienia,fundamenty:kamien lupany,kamien plytowy-do wykonywania murow warstwowych (piaskowce i wapienie podatne na obrobke licowa).;-do produkcji elementow plytowych i wykladzin pionowych i poziomych -plyty okladzinowe,posadzkowe,chodnikowe,cokoliki(twardosc,mala scieralnosc,odpornosc na uderzenia,maal nasiakliwosc);-do produkcji************,krawezniki,kostka brukowa,brukowiec nieobrabiany,obrabiany,plytowy(duza wytzrymalosc,maal scieralnosc,duza twardosc,granit,porfiny,piaskowce.).Filary przyczolkow mostow kamiennych;-do produkcji kruszyw mineralnych i wypelniaczy stosuje się maczki.SZLIFOWANIE:-wyrownanie;-sa wszystkie wykladziny podlogowe;POLEROWANIE:-wygladzanei powierzchni,-sa wykladziny pionowe;samooczyszczalne.|NORMOWE KSZTALTKI:A-kamien,B-do budowy murow i filarow,J-do budowy drog,K-do przerobu na kruszywo(30-40cm)-4 klasy.Bloki i plyty do bezposredniego stosowania lub do wyrobu elementow budowlnaych:G-garnitowe;S-sjenitowe;Gr-granoliorytowe;Gb-gabro;Sr-serpentynitowe,M-marmurowe,Wt-z twardych wapieni,T-z trawertytu,D-z dolomitu,P-z piaskowca,F-********.WAPIEN BARDZO DOBRZE WSPOLPRACUEJ Z ZACZYNEM CEMENTOWYM.CERAMIKA-utrwalona struktura zostala wypalona.PATYNA-jest wynikiem wietrzenia.POLEROWANIE-stanowi zabezpieczenie przed wietrzeniem+impregracja,ktorej skutkiem jest zmaina barwy( piaskowce ,wapienie).II GR. MATERIALOW.MATERIALY BUDOWLANE CERAMICZNE.definicja: wyroby formowane z mas przygotowanych z drobnoziarnistych pRoszkow mineralnych w ukladzie z woda.,których ksztalt utrwalony jest wypaleniem w odpowiednio wysokiej temperaturze.SPIEKANIE:wysokotemp.proces formowania struktury.Cech:ogromna roznorodnosc(cegly,p[ustaki,dachowki,plytki scienne i podlogowe,instalacje sanitarne,rury ,dreny,kafle,ksztaltki);-mozliwosc formowania:szklo piankowe,szklo lite-z tego samego maetrialu,dowolne ksztalty i struktury.SUROWCE:naturalnego pochodzenia,ogolnodostepne:surowce iliaste-gliny,kaoliny-duze rozwiniecie powierzchni,wielkosc poniezej 2um.temat+woda wykazuja właściwości palstyczne.RODZAJE WYROBOW PRODUKOWANYCH:-scienne ceramiczne(cegly pelne,pustaki wysoko drazone drobno i wielkoformatowane,klinkier budowlany i plytki okladzinowe wewnetrzne i zewnetrzne;-stropowe (pustaki i belki stalow0-ceramiczne i prefabrykowane,plyty stropowe);-pokryciowe(rozne typy dachowek);-przewody dymowe i wentylacyjne,pookienniki,okapniki,pustaki ogrodzeniowe;-klinkier drogowy;-ceramiczne rury drenarskei;-wyroby sanitarne(rury kanalizacyjne,wyposazenie).Ogromna roznorodnosc,która wynika z mozliwosci fornmowanai dowolnych ksztaltow i struktury zwiazanej ze zmiana temp.;-surowce ogolnie dostepne-iliaste(gliny):ziarna =<2um-plytki,duza powierzchnia,umieruchamia wode,sprezyste.W zaleznosci od wody mamy:1)prasowanie masy suche 6-12%,np.plytki.;2)dotlaczanie polsuche do 12%H2O;3)ciagnienie palstyczne do 30% H2O;4)odlewanie(przy uzyciu form gipsowych) lejne >30% H2O,np.odlewa się umywalki,muszle-nie sa osiowo symetryczne.Wszystkiesa drobnoelementowe,cegly,co powoduje skurcze:1)SKURCZ SUSZENIA-zalezy od ilosci wody dodanej.Jest tym wieksza im wiecej H2O dodano do przygotowania masy.2)SKURCZ WYPALANIA:cegla zwykla-nasiakliowsc do 22%,cegla klinkierowa nasiakliwosc do 6%.;-skurcz zalezy od temperatury wypalania;-modyfikowanie struktury temperatura wypalanai.w obu przypadkach nastepuje zmniejszenie objetosci.Proces technologiczny -proces wieloetapowy.Przygotowanei mas:formowanei,suszenie,wykanczanie=szkliwienie lub samoszkliwienie (np.klinkier ceramiczny).PORORWATOSC:jest funkcja temperatury wypalania i czasu-1 tydzien w nizszej temp. Lub pare dni w wyzszej.Dobierajac temp.należy dobrac tez czas.temp.wyp:cegla zwykla~1000°C, ceramika ogniotrwala 1000-1500°C i wyzej az do stopienia-LEIZNA KAMIENIA(bazalt,wata mineralna,szklo).Im wyzsza temp.tym nizsza porowatosc.Materialy:tlenkowe:-SiO2 -odporne na dzialanie wszystkich kwasow poza fluorowodorowymi .SiO2 -duzy udzial wiazanai atomowego;-brak swobodnych elektronow-DOBRE IZOLATORY ELEKTR. I CIEPLA.Wysokie temp.topnienia powieksza przydatnosc materialow.Właściwości mechaniczne -zaleza od struktury,a jonowo-atom.charakter wiazanai zalicza je do materialow kruchych(II gr);-wytrzymalosc do 200Mpa.;-gestosc pozozrna zalezy od mas atomowych skaldnikow i stopnia spieczenia,jest wzglednie mala<2,7 mg/cm3.PODSTAWA PODZIALU:Podzial ceramiki budowlanej na grupy zalezy od:STOPNIA SPIECZENIA(mierzony nasiakliwoscia N do -wag {nasiakliwosc wagowa}).I wyroby porowate N do 22%:-wyroby ceglarskie tw.800-1000°C cegly pelne,kratowki,dziurawki,pustaki scienne i stropowe saczki,filtry szkliwione kufle i ksztaltki ogniotrwale. II.Ceramika spieczona N do 12%:-dachowki roznego rodzaju,cegla klinkierowa,kostkaklinkierowa,plytkipodlogowe,materialy ze szkla,cegly kanalizacyjne,wyroby kamionkowe-rury,ksztaltki.III.Ceramika polszlachetna -szkliwiona-polporcelanowa,porcelit:-plytki,wyroby sanitarne.|Dziury w dziurawkach powoduja:mniejsze zuzycie przy wypalaniu;mniejsze masy wyrobu;wieksza izolacyjnosc;mniejsze właściwości mechaniczne.Im wieksza warstwa laczaca tym wiecej ciepla ucieka przez zaprawe.WYROBY CEGLARSKIE:najogolniej dzieli się na podstawie wytrzymalosci na sciskanie(Rc).Podzial na 5 klas,liczby mowia nam o wytzrymalosci w Mpa :5,(7,5),10,15,20-to dla cegly pelnej klinkierowej.Dla cegly dziurawki sa 2 klasy:3,5 i 5.Dla cegly kratowki sa 3 typy:k-1,k-2,k-3:-roznice w wymiaarch;-kazde k ma jeszcze 3 klasy,k-2 250×120×130.dla pustakow ceramicznych:podstawowy,uzupelniajacy,pustaki scienne drazone szczelinowe SZ,U,UZ.Otwory zajmuja ponizej 25% obj. Cegla ze względu na wytrzymalosc zalicza się do cegly pelnej.Gestosc pozozrna 1700-1950 kg/m3(pelna,510 sztuk=1m3)<1400;(kratowka,λ=0,46 W/m*c).Dachowki ceramiczne:-karpiowka m=1,4kg-2 gatunki;-zakladkowa ciagniona;-holenderska esowka;gasior tloczony.Przy ocenie trwalosci bierze się pod uwage:-nasiakliwosc-<10,5% powinna być;-wykoywane maszynowo wykazuja nizsza trwalosc luszcza się ,rozkruszaja;-nieprzesiakliwosc;-mrozoodpornosc|Badania wykonuje się NIE na probkach tylko po obciazeniu statycznym.POROTON:-material ceramiczny XXIw. Pelna cegla;-do masy ceramiczne wstanie dodaje się wypalajacy się proszek,który po wypaleniu pozostawia zamkniete otworki;-można ten material przycinac.SZKLO BUDOWLANE:-LUKSFER;-ksztaltki sufitowe,stropowe;-ksztaltki szklone;-kafle;-szyby zespolone.DEF:STOP MINERALNYCH SKLADNIKOW PO NADANIU WYMAGANYCH KSZTALTOW zespala się zachowujac bezpostaciowa budowe.SKLADNIKI:SiO2 (czysty→szklo kwarcowe-bardzo maly wsp.rozszerz.)(temp.topnienia 1710st.C)-aby obnizyc temp.topnienia dodaje się topniki Na2CO3(Na,Ca).Szklo wapniowe,sodowe.spdpwp-wapniowe-w zaleznosci od topnikow. 72%SIO2,15-17%Na2O,5-8%CaO,szklo potasowe.MATERIALY WLOKNISTE,np.wata szklana:Wlokniste-66% i po 17% Na2O i CaO.WŁAŚCIWOŚCI SZKLA:-GESTOSC 2,6-2,8 mg/m3;-wytrzymalosc na sciskanie fc(Rc)>390Mpa,nawet dochodzi do 1200 Mpa silnie zalezy od stanu powierz.;-wybitnie kruche-kazda rysa ,zadrapanie,zarysowanie powoduej poczatek niszczenia kruchego. Rzg-59Mpa. E-modul Younga(sprezystosci) jest duzy i wynosi 72 Gpa-mala odksztalcalnosc.Twardosc wynosi 5-7.λ=0,93-1,04Wm/st.C.α=8,7*10-6/st.C.ELEKTRYCZNE WŁAŚCIWOŚCI:wiazanei jonowo-atomowe brak swobodnych elektronow -dobry izolatow.CHEMICZNE WLASCWIOSCI:duza zawartosc SiO2,duza odpornosc na dzialanie czynnikow atmosferycznych i kwasow poza ℵF:Schemat reakcji SiO2+HF=H2SiF6.PODZIAL SZKLA:-plaskei ciagnione plyty(ciete cienkie),polerowane,szlifowane,max wymiar 180*350cm,grubosc 1,3-10mm,przeouszczalnosc swiatla 90%(duza);-szkla plaskie-float-otrzymuje się z wukorzystaniem powierzzchni stopionego metalu(przewaznie cyna),powierzchnai metalu stopionego może być szklo hartowane giete-drozsze od zwyklego.Zaneiczyszczony piasek jest Fe,Ti,musi być uzyty piasek szklarski;-szklo plaskie zespolone -plyty laczone bezposrednio klejem (2-3 szyby) lub z przekladka dystansowa.Grubosc plyt 8-24mm.Fmax(powierzchnia)=3m2.;-szklo profilowane-plyty vitrolit,kopulki szklane,ksztaltki szklane(prasowanie);-mozaika szklana;-szklo piankowe-czarne d-wegla dp>180kg/m3;λ<0,075W/m*C;-mrozoodpornosc 25 cykli bez uszkodzen;-wlokna szklane φ=35um sprasowane maty,tasmy,welony-sklejone pod obciazeneim dp<120kg/m3(lekkie); λ<0,042W/m*C.Porownanie:wlokna azbestowe chryzotowe(tworzywa naturalne) φ≈0,1um ok.100A.doskonale wspolpracuja z matryca cementowa.wycofuje się je ze stosowania nie ze względu na skladniki chemiczne,tylko z powodu ksztaltow.SPOIWA MINERALNE:definicja:-substancje pochodzenia nieorganicznego,które po sproszkowaniu(przez mielenie) zmieszane z woda wiaza i twardnieja.|Slowo „cementy” obejmuje wiele nieorganicznych spoiw..Najczesciej stosowane :gipsiowe,wapienne,cementowe(glownie portlandzki).PODSTAWOWE NAZWY: zaczyny=cement+woda+powietrze+dodatki i domieszki;ZAPRAWY=zaczyn+drobne kruszywo(<2mm);BETONY=zaprawy+kruszywo(>2mm); BETONY ZBROJONE=betony +stal zbrojeniowa..PODZIAL SPOIW W ZALEZNOSCI ZACHOWANIA SIĘ W STOSUNKU DO WODY:I.spoiwa powietrzne(gips,wapno,spoiwo lrzemianowe i magnezjowe):-wiaza w wyniku reakcji chemicznych przy udziale wody;-twardnieja i zachowuja wytrzymaloscv tylko na powietrzu.CaSO4*1/2H2O+3/2H2)=CaSO4*2H2O;Iispoiwa hydraulicznewapno hydrauliczne,wszystkie odmiany cementu portlandzkiego):-wiaza w wyniku r.chem. z woda;-twardnieja na powietrzu i pod woda zachowujac te same wytrzymalosci.wszystkie reakcje lezace u podstaw wiazania sa reakcjami EGZOTERMICZNYMI-wydziela się cieplo.GIPS ,SPOIWIO MAGNEZJOWE α→mokre→W/G;β →suche→W<G,roznia się uziarniniem WG(od alfa) <WG(od beta);fc(od alfa)>fc(od beta);GIPS-NIE MA skurczu-rozszezalnosc dochodzi nawet do 1%.Stosowany w medynie pH=7.sol mocnego kwasu i mocnej zasady-nie dozbraja się -korozja.pH=12,5-ochrona stali przed korozja:-niepalny,ognioodporny;-maly ciezar(wzglednie)tzn.gestosc pozorna;-można formowac male ksztalty;-estyetyczny (zaleta);-gips jest materialem ognioodpornym ale ogniozmiennym:CaSO4*2H2O→CaSO4+2H2O↑(pary),wychamowywuje rozprzestrzenianie ognia.PODZIAL:-ze względu na czas wiazania:1)szybkowiazace tp=2min tk=do 15 min;2)normalno wiazace tp=6 min tk=30min;3)wolnowiazace tp=30min tk=do 60min;podzial ze względu na cechy wytrzymalosciowe:1)marka:G-2,G-3,G-4,G-5,wytzrmalosc na sciskanie po 2 godzinach,roznia się rozdrobnieniem,zanieczyszczeniemi>0,2mm może być 1-2% zanieczyszczen.Zastsowanie:budowle nadziemne,podziemne,hydrostatyczne.Podstawa wiazania:-reakcja chemiczna,w ktorej jednym ze substratow jest woda→proces samorzutny-jest wynikiem dazenia ukladu do osiagniecia min.energii.Im miejsza energia tym bardziej stabilny uklad.ETAPY PROCESU:1)zwilzanie ziarn;2)rozpuszczenie(kontrolowanie skladnikow,temp i stopien);3)wytracanie hydratow;4)formowanie struktury;5)kontynuacja reakcji chemicznych(jak w fazie stalej)twardnienie.ad.1Proszki wyjsciowe maja wieksza roczalnosc niż rozp.produktu CaSO4*2H20-ro=2,4g/dm3; ad.2.charakteryzuje się duza szybkoscia rozpuszczania. ad.3.rozp.hydratu powinna być jak najmniejsza,aby material był wodoodporny;4)powinno powstawac plastyczneciasto,przy stosunkowo niewielkiej ilosci wody.KONSYSTENCJA NORMALNA:miara jest6 ilosc wody do uzyskanai okresdlonej norma urabianosci.CZAS WIAZANIA:czas,w którym mieszanina mspoiwa w ilosci odpowiadajacej kons.normalnej zmienai się od cieklej do stalej.Czas urabialnosci w wyniku zwiazania wody.Najczesciej okresla się aparatem Vacata. ZASTOSOWANIE::plyt,laczenie,szpachlowanie,wykanczanie|stosowane zbrojenie do gipsu:karton,wlokna;-stsowane wypelnienia :-opilki drzewne,zuzle,piasek kwarcowy,pulba celulozowa.WADY:-spadek wytzrmalosci po zawilgoceniu;-duza zdolnosc podciagania kapilarnego;-nasiakliwosc do 30%;-pecznienie;-rozmywalnosc powierzchni;-mala przyczepnosc do kruszyw i wypelnien;-korodujacy wplyw na stal.ANHYDRYT(ESTRICHGIPS):CaSO4,r=2,1g/dm3.wymaga mneijszej WG ,fc do 20Mpa-dosyc wysoka wytrzymalosc;-nie ma skurczu;-wolnowiazace spoiwo;-aktywator wiazania CaO;regulator wiazania cementu Ca 5%;-podklad pod podlogi;-posadzki bezspoinowe.ESTRICHGIPS:produkt termicznej obrobki gipsu lub anhydrytu:CaSO4→900-1100=CaSO4+~5% CaO.fc=18Mpa(wytrzymalosc dosc duza)SPOIWA WAPIENNE:-otrzymywanie:CaCO3→(900st.C)CaO(wapno niegaszone)+CO2↑,przez rozklad weglanu wapnia,wapno gaszone -Ca(OH)2;-zawartosc czystych skal weglanowych CaO(podstawa podzialu na 4 gatunki),MgO;1)ekstra 01020304(94-85-procentowa zawartosc CaO i MgO);2)aktywne CaO,MgO 84-75-zakres procentowy.CaO+H2O→(Ca(OH)2+Q),Q-reakcja silnie egzotermiczna-1160kJ/kg|Gaszenie rozdrobnionego wapna trwa 7 dni:- w dolach z nadmiarem wody-PROCES KOLOIDYZACJI;-gaszenie bryl-min.2 tygodnie ,do robot murarskich,do robot tynkarskich 22 miesiace.WAPNO-UPLASTYCZNIAJACY SKLADNIK SPOIW.Produktem gaszenia w zaleznosci od ilosci uzytejwody:-wapno suchogaszone(w.hydratyzowane);-proszek,wodorotlenek wapnia Ca(OH)2.Po dodaniu 65% H2O;-dostarczane w potrojnych workach(jest to wapno palne);magazynowane bez dostepu wilgoci.CIASTO WAPIENNE-dodawane 100% H2O:-zawartosc czesci niegaszonych<10%;-barwa brazowa-wapno przepalone(niedobra jakosc),tzn.uzyto za malo wody .CIASTO POKARBIOLOWE:otrzym.prod.acetylenu(karbidCaC2), CaC2+2H2O→C2H2(acetylen)+Ca(OH)2.∑CaO+MgO-65%.wiazanieCa(OH)2+H2O→(rozp.1,7g/l)(odparowywanie i krystalizacja).Rozpuszczanie wzrasta z obnizeniem temperatury.Reakcja karbonizacji trwa latami:Ca(OH)2+CO2→CaCO3 .zastosowanie:-do zapraw wapiennych;-zew.i wew.bud.;-farba budowl.;-prod.pustakow i blokow;-prod.betonow komorkowych;-produkcja cegly wapienno-piaskowej;-dodatek poprawiajacy urabialnosc zapraw.SPOIWO MAGNEZJOWE:mieszanina MgO(tlenek wapnia) i MgCl2*6H2O w stosunku 3:1 do 4:1.MgCl2;-twardneje szybko-po 24 gofdzinach maja 50% wytrzymalosci,po 7 dniach 90%;-można dodac duza wypelnien roznego rodzaju;KSYLOLIT lub SKALODRZEW:material.który powstaje.SPOIWA KRZEMIANOWE:-szklo wodne+fluorokrzemian sodu;-roztwor ciekly;-charakteryuje się dwoma parametrami:modulem stosunek mole SiO2/mole NaO2 =2,0-3,5.-gestoscia ρ=1,3-1,5 mg/m3;-szybko twardnieja;-duza odpornosc na dzialanei kwasow;-do ukladania kwasoodpornych plytek;tp=30 min-60 min;tk=45-120min;fc=25-45Mpa.kwasoodpornosc 92-96%.SPOIWA HYDRAULICZNE:wapno hydrauliczne:-wypalanie margle(weglan zmieszny z glinami) Si ,Al.;skroty:C-CaO;S-SiO2;A-Al2O3;F-Fe2O3;So-SO3;-wiazanie i twardnienie przebiega inaczej niż u wapna;-uwodnione krzemiany,gliniany zwiekszaja odpornosc na H2O;-wiazanie 7 dni na powietrzu i 21 dni w wodzie.CEMENT ROMANSKI:=W.HYDRAULICZNE;zastosowanie:-do zapraw do murow fundam.;-do zapraw zastepujacych zaprawy wapienno-cementowe;-do betonow niskich marek.CEMENT PORTLANDZKI:-spoiwo otrzymywane przez zmielenie klinkieru(czyli produktu syntezy dokladnie dobranych skladnikow w temp.1450stC);zmielony klinkier+CaSO4→cement;-wieloskladnikowy mat.poszczegolne skladniki chatakteryzuja się roznymi wlasciwosciami.METALE I STOPY:właściwości:-wynikaja glownie ze skaldu i struktury(czyli bud,chemicznej).wiazanie metaliczne-nieukierunkowane -uwspolnione elektrony nadaja spojnosc i informuja nas o tym ze ;-sa to przewodniki elektr.I rodzaju ,sa dobrymi przewodnikami ciepla.BUDOWA KRYSTALICZNA:polikrysztaly(wyst.granice miedzyziarnowe -o najgestrzym ulozeniu atomow-regularna plaska lub wewnetrznie centrowana haksagonalna-informuje o gestosci.Konsekwencja wiazania metalicznego wszystkich struktur wyzszych jest plastycznosc.PLASTYCZNOSC:materialy o budowie zwartej-monolity P=0(porowatosc);N=0(nasiakliwosc);-wady (punktowe-roztwory substytucyjne,liniowe,powierzchniowe),wyst.w zaleznosci od zanuieczyszczen,procesow technologicznych.maja wplyw na odksztalcalnosc;-roznice od innych materialow):-wieksza gestosc(oparte na zelazie d=dp≅7,8mg/m3;-zdolnosc do odksztalcen trwalych z zachowaniem ciaglosci;-duza wytrzymalosc na rozciaganie;-brak porow;-dobra przewodnopsc elektr.i cieplna;-podatnosc na reakcje z tlenem(to nie sa tlenki-wada-wymagaja ochrony np. malowanie); Tlenki nie koroduja ,sa niepalne,nie maja zdolnosci do odksztalcen; -duzy koszt produkcji i zuzycie energii.PODZIAL MATERII I STOPOW:Na podsatwie temp.topnienia:a)latwotopliwe(temp od 230-660st.C),np.olow,magnez,glin;b)trudno topliwe(1083-1820st.C)np.miedz,nikiel,zelazo,tytan;Ze względu na sklad:Stopy zelazne:a)stale (do 1,7% C)-biskostopowe:niskoweglowe,srednioweglowe;wysokoweglowe;b)zeliwo(>2% C):szare,ciagliwe,biale,czarne. Wyrozniamy w podziale obiok stopow zelaznych tez stopy niezelazne.C.D podzialu:NISKOWEGLOWE:-stale zwykle;-stale niskostopowe,wysoko -wytrzymale;SREDNIOWEGLOWE:-zwykle;-po obrobce cieplnej;WYSOKOWEGLOWE:-zwykle;-narzedziowe;WYSOKOSTOPOWE:narzedziowe.STOPY:mieszanina 1 lub wiecej (w tym także niemetalicznego skaldnika) nazywana roztworem stalym:-roztwor miedzywezlowy;-roztwor substytucyjny;STAL:stop fe z C i nnymi pierwiastkami celowo lub przy[adkowo dodanymi;STALIWO:1,7%C-2%C.w STALI wegiel jest calkowicie rozpuszczony w wysokiej temp. Plasko centrowanej regularnej sieci γ-Re.STAL STOPOWA:skaldnikami sa poza C:krzem(Si),mangan(Mn),chrom(Cr)-zwiekasza odpornosc,fosfor(P),siarka(S)-fosfor i siarka powoduja kruchosc stali.chrom+0,5%% Cu zmniejsza korozje o 60%.SYMBOLE I ZNACZENIE:-stal niskoweglowa zwykla-na poczatku st,nastepnie jedna z liczb z przedzialu (0,2,3,4,5,6)-oznacza gatunek stali -im wyzsza liczba tym wyzsze Rr.Granica palstycznosci i mniejsze wydluzenie.;np.St0,St.2,itd.S-przydatne do spawania.w agtunkach St3 i St4 dodawana jest lirtera V (mala zawartosc wegla) lub W(ograniczona zawartosc wegla).X lub Y wskazuje czy jest to stal uspokojona (Y) czy nieuspokojona(X);np.St0S;St2S;St3S+X;St3VY;-stal niskostopowa,liczby okreslaja zawartosc C wyrazona w procentach ;np.34=0,34% C,litery wskazuja na rodzaj skaldnikow stopowych:G-mangan;S-krzem;B-bor;-V-wanad;-Nb-niob;-J-glin;Cu-miedz;-H-chrom;-N-nikiel.jest przecietna zawartosc skaldnika jest miedzy 1%<x<2% dodaje się cyfre 2 po literze.stale nisko i wysokoweglowe oraz niskstopowe;stale o wiekszej wytzrymalosci maja litere D,zawartosc C=0,5%;PODZIAL STALI:1)ze wzgkedu na przeznaczenie;a)stale do zbrojenia betonow(walcowka,prety)-mogą roznic się zawartoscia chromu;St0S,St0X,34GS,0% Cu i 0%Cr;0,4%Cu i 0,9%Cr;b)stale do konstrukcji budowlaych (katowniki)18G2,st3,st4;WŁAŚCIWOŚCI STALI:-modul sprezystosci podluznej≅205Gpa,twardosc,udarnosc ,ciagliwosc spawalnosc;<0,15%C dobra spawalnosc;>0,15%C peka;>250st.C zmniejsza się granica plastyzcnosci,zmniejsza się Rr;>500st.C Rr zmniejsza o 50%.STALIWO:Mn<1;Cr<0,3;nikiel<0,3;METALE NIEZALEZNE:-stsowane jako tworzywa konstrukcyjne :cyna,Mg,tytan,Al.,cu,zn,mangan,krzem;-roznice:-lepsze właściwości technologiczne;-duzy wsp.przewodnosci cieopla;-stolarka aluminiowa;wytrzymalosc maleje ze wzrostem czystosci glinu.Al. i zn sa najbardziej podatne na korozje ale stosuje si je do cynkowania stali.DREWNO:-anizotropowa budowa;-skald chemiczny:C-50%;O-43%;H-6%;N-1%;celuloza,chemiceluloza,lignina,olejki naturalne;polikeryzcja glukozy:C6H12O6 :H-C-OH;H-C-OH-hydrofilina;-rola poszzcegolnych skladnikow:celuloza-tworzey siec,zbrojenie;chemiceluloza'lignina-sa matryca-,subst.amorficzna.DEFINICJA DREWNA Zz uwzglednieniem bud.amorf. wiazania-II:drewno jest naturalnym,wlokniosto-komorkowym kompzytem o duzej wytrzymalosci i sztywnosci w stosunku do swojej masy.Ma dobre cechy wytrzymalosciowe przy wzglednie malej masie);-stosunek porowatosci do objetosci %p/Vc okresla gestosc;d=1560 kg/m3=1,56mg/m3-stala niezalezna do rodzaju drewna.w gestosci pozornej stala zalezy od rodzaju drewna,dp=740-120;wlasciw.zalety:-drewno jest materialem lekkim (dp<1mg/m3);-material o malej przewodnsci cieplnej λ(<0,3w/m*k);-dobre właściwości mechniczne(Rr≅2Rc);wady:materialy kruche;-mat.palne;-powinowactwo do wody -hydrofilnosc(konsekwencja budowy pionicznej);-max-28% w stanie powietrzno suchym (zalezy od wilgotnosci powietrza );swiezo sciete drewno >200%.Nigdy w budownictwie nie stosuej się drewna swiezo scietago(komorki wyp[elnione sa sokami,należy poddac sezonowaniu(1-2 lata);barwa drewna ciemniej jeżeli jest nadmiernie suszone;-drewno nie może być zbyt suche bo peka;zalety:dobre do budownictwa,wilgotnosc 6-15%;-suche drewno ma wieksza wytrzymalosc na sciskanie(nei peka katastroficznie);-właściwości zmieniaja się z wilgotnoscia;wady:-anizometria skurczu;-anizometryczna budowa-rozne skurcze.Jeżeli drewno jest przesuszone trzeab zostawic dylatacje.