materiały budowlane (3)

MATERIAŁY BUDOWLANE

PODZIAŁ MATERIALÓW:

1.Pochodzenie:

a)materiały rodzime: skały, drewno; ogólnie występujące w przyrodzie, można je poddawać obróbce;

b)materiały wytw. przemysłowo- ceramika, szkło, spoiwa mineralne, cementy, tworzywa sztuczne, obróbka termiczna,

c)mat.wytw. na planu budowy lub w zakładach produkcyjnych.

2.Pod względem skł. chemicznego:

a)organiczne: drewno, drewnopochodne,

b)nieorganiczne: ceramika, metale,

c)mieszane: kruszywa z lepiszczu.

3.Ogniotrwałość - odporność na działanie ognia w trakcie pożaru:

a)ogniotrwałe: wytrzymałość powyżej 1580°C;

b)trudno topliwe,

c)łatwo topliwe: do 1300°C.

4.Ognioodporność - odporność materiałów:

a)wysokoogniotrwałe - szamot, kamionka;

b)ogniotrwałe- cegła ceramiczna, beton wykonany z kruszywa ogniotrw.,

c)ognioodporne- wełna mineralna, azbest, wata szklana;

d)ogniochronne- wyroby glinowe, płyty wiórowo-cementowe;

e)nie ognioodporne- guma, drewno, torf.

5.Palność:

a)niepalne,

b)trudnopalne,

c)palne.

CECHY FIZYCZNE I MECHANICZNE (WYTRZYMAŁOŚCIOWE):

1.Fizyczne:

a)gęstość- jest to masa jednostki objętości materiału suchego liczona bez porów i kapilar:

gęstość pozorna- stos. masy do objętości z uwzględnieniem pustek powietrznych

*szczelność- stos. gęstości pozornej do gęstości,

*porowatość- pustki powietrzne.

b)wilgotność materiałów- procent. Zawartość wody w danym materiale w stanie naturalnym lub powstającym na skutek innych czynników atmosferycznych;

c)nasiąkliwość- pozwala ocenić max. Nasycenie wodą danego materiału, określany w %;

d)stopień nasycenia- stosunek nasiąkliwości objętościowej do nasycenia max.

e)higroskopijność,

f)przesiąkliwość,

g)kapilarność,

h)przewodność cieplna- przepuszczalność pary wodnej, zdolność do przepuszczania pary z jednej przegrody do drugiej ( zmiana ciśnień),

2.Cechy wytrzymałościowe:

a)wytrzymałość materiałów- stopień odporności materiałów na działanie sił, które powodują jego niszczenie, miarą tego jest największe naprężenie jakie może ten materiał przenieść bez zniszczenia jego struktur:

*na ściskanie,

*na rozciąganie,

*na zginanie.

b)określenie plastyczność- zdolność wyrobu do zachowania odkształceń po usunięciu sił.

c)pełzanie

d)ciągliwość,

e)kurczliwość

f)trwałość,

g)ścieralność,

h)pojemność cieplna.

CERAMIKA BUDOWLANA:

Uzyskiwana jest z gliny rozwodnionej. Po wypaleniu są trwałe i wykazują właściwości wytrzymałościowe. Zachowują swój kształt. Wyroby zależne są od surowców i zastosowanej technologii. Wł. surowców:

a)surowce o właściwościach plastycznych- kaoliny, liny, łupki ilaste, magle ilaste;

b)surowce nie plastyczne- piasek kwarcowy, kwarcyt, szamot, łupki kwarcytowe, zw. magnezu i wapna, tlenki metali.

Gliny i kaoliny dają nam glinę ceglastą. Cechuje się plastycznością, Wypalenie powoduje pełną utratę plastyczności, Istotną rolę spełnia temp. wypalania:

a)pospolite- temp. 900°C (dachówki),

b)1100°C temp. spiekania ( powoduje zmianę cech),

c)1350°C temp. Topnienia.

Szkodliwe domieszki:

a)margiel CaCO₃- substancja złożona z glinu- absorbuje wilgoć z otoczenia ( zwiększa swoją objętość), siły pęcznienia są większe od sił spójności cegły.

b)sole rozpuszczalne:

siarczan sodu,
-siarczan magnezu

po połączeniu się z wilgocią w czasie eksploatacji zwiększają swoją objętość, wypływają na zewn. I tworzą się wykwity.

OGÓLNE WŁAŚCIWOŚCI CERAMIKI BUDOWLANEJ:

wymiary małe, przystosowanie do bud. uprzemysłowionego,
materiał zdrowy dla człowieka,
materiał dobrze łączy się z innymi materiałami,
poprzez modyfikację technologii wytwarzania daje możliwość bud. cienkościennego,
duża wytrzymałość na ściskanie- pozwala na wykonywanie elementów konstrukcyjnych,
mała wytrzymałość na rozciąganie,
mała wytrzymałość na zginanie,
bardzo dobra trwałość i odporność,
mała ścieralność,
duża twardość,
przepuszczalność pary wodnej,
mała sorpcja,
odporność na temp.,
gęstość 0,6 g/gm³,
gęstość pozorna 1,8 g/cm³- 0,4 do 0,3 g/cm³,
przewodność cieplna λ= 0,76W/m.

KLASYFIKACJA CERAMIKI:

a)podział ze wzgl. Na skł. sur.:

ceramika czerwona - niższa jakoś glin, wypalana z temp. 900°C, tradycyjna;
ceramika czerwona poryzowana - dodanie skł. Zwiększających porowatości, np. trocin, drewna, miał drzewny, miał węglowy);
klinkier - gliny wapienno - żelaziste, wymagają schudzanie - dodanie piasku, wypalanie w temp. 1350°C;
kamionka - gliny kamionkowe, lepsza jakość, tlusta glina, dod. mat. schudzające i topników wypalany w temp 1250°C, otrzymamy dużą szczelność mat a wytrzymałość taka samą jak inne;
ceramika ogniotrwała - tluste gliny i dodajemy sur. Min.- schudzajace, wypalanie w temp. 1200-1300°C, dająwyroby wytrzymujące temp 1500°C, szamotowe, krzemionkowe, magnezuty;
fajans - wyk. Z glin, wypala się na biało w temp 1300°C, często się go oszkliwia;
porcelana- wytw. z kaolinu, z dod. kwarcu mają większą zwartość; wypala się na biało,
wyroby zwane porcelitem - pochodne fajansu i porcelitu.

ASORTYMENT

1)cegły:

-

kratówka- zastosowanie: ściany zewnętrzne warstwowe, ściany wewnętrzne nośne, osłonowe, typowa konstrukcyjna, duża ilość pustek powietrznych, klasy-3,5;5;7,5;10;15;20; dobra izolacyjność termiczna, nasiąkliwość 22%, niska waga, mała przewodność cieplna,
-
dziurawka- typowa nie konstrukcyjna, zastosowanie: ściany zewnętrzne trójwarstwowe, ściany osłonowe, ścianki działowe, płyty stropowe w stropach stalowo-ceramicznych, 3klasy: 3,5;5;7,5; nasiąkliwość 6-22%, niska gęstość pozorna, rodzaje dziurawki: wozówkowa, główkowa;
-termalitowa- duża odporność na wysokie temp., duży udział w składzie mat. organicznych, powst. po zmieszaniu gliny z ziemią okrzemową torf, trociny;
-trocinówka- do gliny dodajemy mat. organicznych, niska gęstość pozorna, 1t/m³, lepsza izol. termiczna, nie jest cegłą konstrukcyjną, pustki przestrzenne są zróżnicowane,
-sitówka- dużej liczbie (60 do ponad 100) małych, najczęściej kwadratowych otworów, prostopadłych do podstawy cegły), niska gęstość, większa cieplna przewodność konstrukcyjna;
-krotoszyńska- cegła konstrukcyjna; K1,K2,K3, dobra izolacyjność;
-kominówka- o kształcie klina różnej długości, będącego wycinkiem pierścienia kołowego, klasa:18, 25, obniżona nasiąkliwość do 12%;
-kanalizacyjna- wyst. w dwóch typach: prostokątna i klinowa, chemoodporne klasa:17; obniżona nasiąkliwość do 12%, zwarta struktura.

Inne cegły:

-modularna- 0x01 graphic
.

2)Pustaki:

a)pustaki ścienne:

-konstrukcyjno- osłonowe - 25-50% pustek powietrznych, drążenia pionowe do przekroju ścian, duża wytrzymałość na ściskanie, właściwości konstrukcyjne, ściany przenoszące obciążenie, niski współczynnik wytrzymałości
-ścian osłonowych- 40-50%, stos. do wyk. ścian osłonowych nie wymagających dużej izolacyjności cieplnej, wewn. i rzadko działowych, duża wytrzymałość na ściskanie, izolacyjność cieplna i akustyczna oraz odporność ogniowa,
-ścian działowych- MAX, SZ ( szczelinowe ), U, UNI, MEGA, M-44, K065; mniejsze wymiary oraz niższa wytrzymałość na ściskanie niż pustaki konstrukcyjno- osłonowe i osłonowe, dobra izolacyjność akustyczna oraz odporność ogniowa.

Podział:

Klasyfikacja	Podział
Grupy	Z- pustak do murowania zwykłego S- do murowania na suchy styk W- -----\|\|-------- wpust i wypust P- ------\|\|--------na spoiny pocienione
Rodzaj	M- mrozoodporne N- nie mrozoodporne
Typy	D-drążenie zwykłe S-drążenie szczelinowe
Klasy	3,5= 5= nie konstrukcyjna 7,5- 10- konstrukcyjna 15- 20-
Sortyment	0,6 0,8 1 1,2 1,4

0x01 graphic

b)pustaki ścian wewn. osłonowych:

warunek wytrzymałościowy,
właściwości termiczne- odizolowanie ściany od warunków zewn.,

c)pustaki ścian działowych-

Klasyfikacja

Podział

Typy

PD- pozioma drążona

PM- ------||-------

PDH- pionowa

Odmiany

o gr. 65 i 88 mm
o gr. 120 i 138mm

0x01 graphic

d)pustaki wentylacyjne- do wykonywania przewodów wentylacyjnych umieszczonych w ścianach wykonanych metodami tradycyjnymi, produkowane są pustaki: odmiany 1- bez otworu bocznego, odmiany 2- z otworem bocznym kwadratowym lub prostokątnym, odmiany 3- z otworem bocznym okrągłym, umożliwiającym zainstalowanie kratki wentylacyjnej w pomieszczeniu.

0x01 graphic

e)pustaki dymowe- do wykonywania s ścianach budynków przewodów odprowadzających spaliny, są produkowane w dwóch odmianach: odmiana 1 - bez otworu bocznego, odmiana 2- z otworem bocznym wlotowym. Właściwości:

nasiąkliwość 18% ale zalecany przedział 3-12%,
jednorodny materiał,
wytrzymałość na wysoką temperaturę,
w ciągu 2 godzin jeżeli będzie ogrzewany płomieniem o temp. 250°C nie mogą wystąpić spękania,
pustaki powietrzne rozładowują naprężenie termiczne,
łączone pustaki są zaprawą cement.- wapienną.

0x01 graphic

3)Stropy:

Większość stropów ma rozpiętość 6 metrów.

a)Ceramiczne elementy stropowe:

-stalowe,
-żelbetowe-
-stalo- ceramiczne

b)Strop gęstożebrowy- pustaki ceramiczne:

strop Ackermana- strop żelbetowy, monolityczny, gęstożebrowy.
strop DZ-3,
strop DZ-5,
strop DS. Żerań
strop FERT 45 40 60- jest stropem ceramiczno- żelbetowym, gęstożebrowym, stosowanym w budownictwie jednorodzinnym, składa się z prefabrykowanych belek ceramiczno- żelbetowych, pustaków ceramicznych, żeber żelbetowych i płyty betonowej.

Rodzaj stropu FERT	Rozstaw żeber	wysokość
40	40	23
45	45	23
60	60	24

strop FERT 45 bez nadbetonu,
ceram 50 50B,
EF 45,
EKO,
CERIT,
toruński,
TERIVA 1: 1bis 2 3,
HURDIS.

A)strop Ackermana- strop żelbetowy monolityczny, gęstożebrowy, jest najszerzej stosowanym w polskim budownictwie stropem monolitycznym z wypełnieniem sztywnym i trwałym. Wypełnienie stropu stanowią pustaki ceramiczne o wysokości 18 i 20 cm. Rozstaw osiowy żeber stropu wynosi 31cm, obliczeniowa szerokość żebra 7 cm, grubość górnej płyty betonowej 3 lub 4 cm, zależnie od wartości i rodzaju obciążenia zmiennego.

0x01 graphic

Wytwarza się je w trzech typach - 18, 20, 22, przy czym liczba oznacza wysokość w centymetrach

B)FERT 40 45 60- Są to stropy ceramiczno-żelbetowe gęstożebrowe, betonowane na miejscu budowy, stosowane głównie w budownictwie jednorodzinnym. Składają się one z prefabrykowanych belek ceramiczno-żelbetowych, pustaków ceramicznych, żeber żelbetowych i płyty betonowej

0x01 graphic
Pustak ceramiczny FERT

0x01 graphic
Przykł. FERT 45

C)STROP DZ- Strop DZ jest stropem monolitycznym belkowo-pustakowym.
Stropy DZ są stosowane w budownictwie mieszkaniowym użyteczności publicznej w szczególności w budownictwie szkolnym. Składają się z prefabrykowanych belek żelbetowych o rozstawie osiowym 60 cm, pustaków betonowych oraz górnej płyty betonowej. Stosuje się trzy odmiany stropów DZ:

 DZ-3 o wysokości 23 cm,

 DZ-4 o wysokości 27,5 cm,

 DZ-5 o wysokości 34,5 cm.

0x01 graphic

WYROBY PORYZOWANE:

1)cegła,
2)pustaki,
3)większe wyroby.

Surowcem są gliny z dodatkiem trocin i substancji org.

Składniki powodujące równomierne rozłożenie tych trocin.

Gęstość pozorna 0,8-1,0kg/m³.

Klasa: 15.

λ współ. Przenikania ciepła 0,90W/m*K

Protherm- system budownictwa w oparciu o materiały poryzowane.

Ceramika jest wytrzymała na ściskanie, gładka i szczelna powierzchnia, obniżenie λ i ciężaru.

DACHÓWKI I GĄSIORY CERAMICZNE:

Dachówki- w trakcie eksploatacji nie jest wyprowadzana woda, pod nimi izolacja termiczna.

Surowce: gliny+ mała zawartość margla, tłuste gliny schudzane (krzemionka ).

Metody wyrabiania:

ciągniona (jak przy cegłach )- element wychodzi z ustnika i jest cięty na mniejsze części ,normalny cykl wypalania a na koniec podwyższona temp. Aby powstała warstwa stopiona trzeba obciąć na koniec część.
prasowana- glina wtłoczona w prasę daje równomierną strukturę na całej dachówce, lepsze parametry, wymiary dokładne,.

Podział dachówek:

a)typy:

-karpiówka,
-karpiówka zakładkowa,
-zakładkowa z pojedynczą lub podwójną zakładka,
-esówka,
-holenderska,
-reńska,
-pola,
-wita,
-mnich i mniszka.

b)gatunki:

-I gatunek ( decyduje ilość wody),
-II gatunek.

c)odmiany ze względu na funkcje:

-podstawowa,
-wietrznikowa,
-krawędziowa,
-kalenicowa,
-okopowa.

d)wymogi:

-mrozoodporne,
-mała przesiąkliwość,
-kąt pochylenia, na którym może być układana.

RURKI DRENARSKIE

Odmiany uzależnione są od kształtu przekroju poprzecznego:

a)cylindryczne,
b)sześciokątne,
c)ośmiokątne,
d)16-kątne,
e)20-kątne.

Typy określają średnie wewnętrzne:

-R50, R62,5, R75, R100, R125, R150, R175, R200.

WYROBY CERAMIKI SPIECZONEJ:

a)wyroby klinkierowe,
b)kamionkowe,
c)terakotowe.

Poddawane są wyższej temp. wypalania, lepsze właściwości.

KLINKIEROWE- doborowe gatunki glin, tłuste potem odchudza się. Temp. wypalania 1250-1450°C. W wyniku wypalania wyroby charakteryzują się:

-dużą gęstością pozorną 200kg/m³,
-duża wartość λ1,15 W/m*K,
-znaczące wytrzymałości na ściskanie 100Mpa,
-mała ścieralność,
-duża twardość,
-odporna na wysokie temp. do 1000°C,
-duża odporność chemiczna.

Do łączenia stosujemy (na szorstkich powierzchniach) zaprawę.

Wyroby:

a)cegły:

klinkier drogowy- klasy 60, 80, 100;
klinkier budowlany- klasy 25, 35 Mpa.

b)płytki,

c)kształtki (elewacyjne itd., różnego rodzaju, np.: nadokienne, do parapetów, w naszych warunkach są bardzo odporne

WYROBY KAMIONKOWE

1)rury,
2)kształtki,
3)wyroby sanitarne,
4)laboratoryjne wykończenia.

Podział:

a)wyroby kam. Gospodarcze,
b)sanitarne,
c)kanalizacyjne (rury, kształtki, płytki ),
d)kwasoodporne,
e)szkliwione.

Właściwości:

a)wytrzymałość na ściskanie do 60Mpa,
b)mała nasiąkliwość 3-10%,
c)zwiększona odporność na zw. chemiczne szczególne na środowisko kwaś.,
d)odporne na wysoką temp. gwałtowne zmiany temp.,
e)duża masa,
f)mała przyczepność do otoczenia,
g)odporne na ścieranie.

Płytki kamionkowe

3metody otrzymywania:

a)płytki ciągnione- najniższa wytrzymałość,
b)płytki prasowane,
c)płytki odlewane- brak pustek, duża wytrzymałość, nasiąkliwość poniżej 3% poprzez tlenki metali i temp.

Zastosowanie:

-płytki: podłogowe, okładzinowe, odpływowe.

Badanie ścieralności:

Płytki gresowe: temp. wypalania 1200°C, prasowane pod wysokim ciśnieniem.

Rury i kształtki kamionkowe:

-zwiększona odporność na agresywne chem. środowisko,
-odporne na ścieranie,
-stosowane pizzy grawitacyjnej odprowadzeniu ścieków.

Charakterystyka:

-długość rur,
-średnica.

WYROBY TERRAKOTOWE:

Do wyrobu stosuje się dobre gliny(tłuste ), kaoliny, schudzane są piaskiem kwarcowym oraz szamotowym. Dodaje się topiki (tlenki metali ). Bardzo dobre właściwości: odporny na wodę (wsiąkania ),trwały.

WYROBY OGNIOTRWAŁE

Wyroby glino-krzemianowe:

-szamotowe,
-kwarcowo-szamotowe,
-wysoko wysokoglinowe,
-wysoko glinowe korundowe.

Wyroby magnezytowe

Wyroby dolomitowe

Wyroby krzemionkowe

Wyroby magnezytowo-krzemianowe

Wyroby szamotowe-grafitowe

Zastosowanie:

-do wyrobu pieców,
-do konstrukcji pieców (wypełnienie paleniska ).

Wykonane są z glin ogniotrwałych (tłuste ) z duża zawartością kwarcu.

Gliny szamotowe:

-wypala się w wysokiej temp., otrzymuje się duże bryły, które się rozdrabnia do różnych frakcji (0-6mm), następnie miesza się wypaloną skruszoną glinę z jeszcze nie wypaloną +woda, po zmieszaniu powolnie wypala się.

Asortyment:

-płytki,
-cegły,
-kształtki.

W zależności od zawartości szamotu:

-wysokoszamotowe >80% większa odporność na ściskanie do 70MPa,
-zwykły szamot <80% 30MPa.

Gęstość pozorna 2180-2200kg/m^3.

W temp. nawet 1200°C zachowuje sztywność, w czasie palenia w piecu wytwarzają się gazy - szamot jest nie odporny.

WYROBY GIPSOWE

Wytwarza się z kamienia gipsowego.

Temp. wypalania do 190°C- gips budowlany,

Temp. wypalania 800-1000°C -estrychgips ( inne właściwości).

Gips- minerał, który posiada pewną ilość wody, w trakcie wypalania traci wodę. Po wypaleniu i skruszeniu dodajemy wody. Następuje proces wiązania i twardnienia. Część wody wykorzystana jest chemicznie do reakcji chem., reszta wody wypełnia pustki. Podczas wiązania wytwarza duże ilości ciepła.

Wyroby gipsowe wykonuje się z gipsu+ woda.

-wytrzymałość na ściskanie woda/gips (po stwardnieniu).

Estychgips:

Wypalają się w temp. 800-1200°C.

-większa wytrzymałość na ściskanie (do 30Mpa ),
-większa porowatość,
-ściśliwość,
-mniejsza nasiąkliwość,
większa twardość.

Są to spoiwa powietrzne.

Działanie wody na gips powoduje ograniczenie w zastosowaniu tych wyrobów ( >60% wilgoci ).

Gips przejmuje wilgoć do swojej struktury, robi się plastyczny i zmniejsza siłę jego wytrzymałości.

Jastrychgips- grupa spoiw powietrznych(odporne na działanie wilgoci). Współczynnik rozmiękania jest niski.

Poprawa właściwości gipsu poprzez:

użycie do wody roztworu baraksu,
dodanie wapna do gipsu,
powlekanie środkami hydrofobowymi,
dodatek żywicy.

Zastosowanie:

-tynki wewnętrzne,
-detale architektoniczne,
-zaprawy murarskie (tam gdzie nie ma wody).
-sztuczny marmur (stiuks ).

Zalety	Wady
-duża łatwość wykonania odlewów	-zbyt szybkie procesy wiązania
-b. szybki proces wiązania i twardnienia	-mała odporność na działanie wody i wilgoci
-do jego prod. potrzebne są niewielkie ilości energii	-mała przyczepność do innych materiałów

WYROBY:

gipsowo-kartonowe:

-zwykłe (zaczyn gipsowy obłożony kartonem),

-ogniochronne ( do zaczynu dodajemy włókna szklane),

-z zwiększonej odporności na działanie wody (dodanie żywic i sylikonów).

Grubość 9,5 i 12mm.

Zastosowanie: suche tynki.

elementy wielowymiarowe ścienne- do budowy ścian działowych,
*dyle pełne, lub z wykształconymi otworami- grubość 6mm, wysokość 1 kondygnacji,

*dyle ścienne drążone do ścian działowych: grubość 7mm, wysokość 1 kondygnacji

płyty promonta- składa się z płytek, ustabilizowanej grubości 10cm,
bloki gipsowe BSU- bloki, z których wykonano ściany zewn. osłonowe (do gipsu dodano trocin, sylikonów itd. - były odporne na war. eksploatacyjne
pustaki BSP- do budowy ścian samonośnych, wypełniających, nie obciążonych,
dyle ścienne M1,MB- z czystego zaczynu gipsowego, różni się kształtem, długość kondygnacji, stosow. do ścian osłonowych, obciążonych- konstrukcyjnych, działowych.
pustaki stropowe- wykonane do stropów DZ, Ackermana,
dyle stropowe MK- różni się od pustaka tylko długością (do 180km)

WYROBY SILIKONOWE WAPIENNO- PIASKOWE:

Skład:

wapno palone (budowlane)- spoiwo,
piaski kwarcowe bogate w krzemionkę (więcej niż 90-92% a dochodzi do 98%),
woda,

Właściwości poprawia:

-krzemionka,
-żużel,
-popioły lotne,
-dodatki powierzchniowo czynne,
-mydła,
-dodatki regulujące proces wiązania.

Właściwości:

-odporne na działanie warunków atmosferycznych,
-wytrzymałościowo dobre do 15MPa,
-duża przewodność cieplna 1,15 W/m*K,
mrozoodporne.

Zastosowanie:

elem. elewacyjne,
słupki, elem. ogrodzenia,
ściany działowe w piwnicach,
ściany nośne 12-18cm, ocieplane.

Wyroby:

-cegła pełna 1NF, 1,5NF, klasy:15;10;7,5;
-kształtki drążone: 2NFD, 3NFD, 6NFD, klasy:10;7,5 i 15.

Gęstość pozorna: λ 0,8-1,15

WYROBY NA SPOIWIE CEMENTOWYM:

-cegła,
-dachówki,
-bloczki betonowe, zaprawy,
-pustaki betonowe ścienne,
---------||--------- stropowe,
-płyty stropowe typu żerań,
-elem. nadproża,
-elem. dźwigarów,
-elem. odwodnienia (rury),
-płyty chodnikowe.

Cegła z zaprawy cementowej:

-klasy:5;7,5;10,
-gęstość 1900-2000kg/m³,
-λ 1,15-1,20 W/m*K,
-są cegły z drążeniem,
-wzmocnione boki wozówkowe,
-zaprawa 1:2, 1:3, 1:4, 1:5,

Zastosowanie:

-bud. gospodarcze ( II kategorii),
-el. konstrukcyjne.

Wady:

-duża rozszerzalność liniowa- trzeba stosować dylatację,

-wpływ środowiska (zasiarczonego ) -szkodzi.

Dachówki:

Cementy portlandzkie, cementy hutnicze, piasek, woda+ domieszki, np. popiołu, krzemionki.

Cechy:

-mrozoodporność,

-łamliwość.

Pustaki ścienne na zaprawie cementowej

Beton lekki- cement port. lub hut., piasek woda+ kruszywo lekkie (żużel, kermazyt ).

Warunek wytrzymałości kl.7,5;10;15;

Warunek nasiąkliwość mniej12%

Mrozoodporne dla pustaków osłonowych

Pustaki stropowe

Do produkcji stosuje się lekkie kruszywa.

Belki wyższe, klasy betonu.

Lastryko:

Skład: cement port. wyższych klas 32,5 i > , woda i kruszywo ze skał magmowych, granitowych, bazaltu. Bardzo dobrze odporne na atmosf. I uszkodzenia mechaniczne ,duża wytrzymałość na ściskanie.

Zastosowanie lastryko szlifowane i płukane:

Płukane:

-el. osłonowe (np. cokoły wkoło budynku),
-beton nakładany i pędzlem z wodą spłukujemy.

Szlifowany:

-schody, posadzki, parapety,
-kruszywa wysokiej jakości,
-duża odporność na ścieranie,
-niższa nasiąkliwość wodą.

Wyroby magnezjowe (skałodrzewa lub ksyolity)

Skład: cement magnezjowy, sole ( tlenki magnezu i chlorki magnezu ), woda oraz kruszywo ( mączka drzewna lub trociny drewniane)

-płytki podłogowe MAX 25x25,

-masy podłogowe,

-λ 0,12-0,15 W/m*K,

-wytrzymałość na ściskanie 20Mpa.

MATERIAŁY IZOLACJI TERMICZNEJ I IZOLACJI AKUSTYCZNEJ:

W ściankach działowych stosujemy modyfikacje wełny mineralnej ( o większej gęstości pozornej i dużej porowatości) lub inne materiały.

Na początku 38cm cegły i 28cm betonu komórkowego. Dzisiaj nie wystarcza to. Gdyż nie są spełnione wymogi. Teraz ocieplamy budynki. Ciepło musi być na poziomie 70-120 kWh/m³/rok. Zmodyfikowano przegrody budowlane (np. okna z szybami zespolonymi). Dzisiaj mamy przegrody warstwowe lub ściany jednorodne z parothermu (poryzowanej ceramiki) ok. 40cm lub z betonu komórkowego YTONG. Zadaniem materiałów izolacji termicznej jest ochrona przed utrata ciepła z pomieszczeń, konstrukcji itd.

Cecha charakterystyczna:

Współczynnik λ jest ograniczony. Zależy od gęstości mat. i porowatości (przestrzeń musi mieć ograniczoną objętość i powietrze w niej musi być unieruchomione. Im mniejsze pustki tym przewodność lepsza.

Charakter porów- są pory otwarte (umożliwia ruch powietrza) i zamknięte. Na przewodność cieplną ma wpływ wilgotność, ponieważ obniża izolacyjność. Najgorszy przypadek- jeśli woda w przegrodach zawilgoconego materiału zamarza.

Wymagania stawiane mat. iż/ termicznej:

λ= 0,17W/m/k,
gęstość pozorna < 500kg/m^3,
zawartość pustek powietrznych min 60%,
min. nasiąkliwość (charakteryzuje się dla każdego mat. indywidualnie), np.: wełny hydrofobizowane

Wymagania eksploatacyjne:

nie palność,
niezmienność struktury,
odporność na korozję biologiczną,
opór dyfuzyjny (dotyczy pary wodnej, materiały musze być powiązane z foliami, które izolują od pary wodnej),
od 125°C nie stosujemy mat. izol. org.,
od 150°C- mat. specjalistyczne od wys. temp.,

Kierunki modyfikacji mat. izolacji termicznej:

obniżenie λ do ok. 0,03, kiedyś było 0,1, nawet styropiany z 0,08 do 0,028;
zwiększenie odporność na zawilgocenie- wełny mineralne kiedys nasiąkały do 600%, dzisiaj mamy nasiąkliwość poniżej 2% (nasycona środkami hydrofobowymi, więc można ją stosować do 200°);
zwiększenie wytrzymałości na ściskanie- tradycyjny styropian miał W=0,1Mpa. Dzisiaj wymagamy aby styropiany miały W=0,8Mpa, wełna mineralna 0,1-0,4Mpa

Podział materiałów termicznych:

organiczne

płyty pilśniowe porowate,
płyty wiórowe,
płyty paździerzeowe,
wyroby trzcinowe,
wyroby słomiane,
wyroby na bazie torfu,
płyty wiórowo- cementowe (syfrema),
wyroby korkowe.

nieorganiczne:

wełny mineralne (żużlowo- bazaltowe),
wata szklana,
wyroby na bazie szkła, ziemi okrzemkowej,
wyroby z tworzyw (styropiany), z PCV, piaski, betony.

Podział ze względu na przeznaczenie:

do izolacji cieplnej konstrukcji bud.,
do izolacji urządzeń chłodniczych,
do izolacji gorących powierzchni (rury, CO, kominy), tu stos. się szło piankowe czarne.

Wyroby korkowe:

Materiał org. Zimno- i ciepłochronne. Prod. się go z gąbczastej kory dębu korkowego (w Polsce materiał jest modyfikowany ziarnami kory sosnowej- max. 25%).

Uzyskiwanie:

sposób poprzez łączenie klejami i asfaltami- średnie własności,
proces ekspandowania (rozdrobniony korek podgrzewany do 350°C bez dostępu powietrza z korka wydzielają się żywice. Następnie pracujemy korek)- niszczenie bakterii i zarodników gnilnych, samoczynne zwiększenie porów.

Uzyskujemy wzorcowy materiał pozyskiwany naturalnie. Co to powoduje? Mamy naturalną wodo- i gazoszczelność oraz stały λ w dużym przedziale temp. od -60 do 120 °C, trudno palny oraz samogasnący, gęstość pozorna równa 130 kg/m³.

Asortyment w. korkowych:

płyty korkowe izolacyjne (na lepuszczu białkowym i bitumicznym( od 30-120mm grubość płyty,
otuliny korkowe (kształtki) lep. Białkowym lub bitumicznym, grubość 10-50mm (na lep. Białko. Do 120°C. Na lep. białk. Do 50°C, z korka ekspl. Do 130 °C)
płyty do posadzek korkowych,
korek w postaci tapet (modyfikacja mikroklimatu i komfortu cieplno- wilgotn.)

CEMENTY

Krótki rys historyczny, pojęcia podstawowe

Materiał zwany betonem stosowano już w IV w. p.n.e. Stosowano go także później, np. w kopule Panteonu w Rzymie lub w murze chińskim. Spoiwem było wówczas wapno hydrauliczne z dodatkiem naturalnych materiałów wiążących( np. pucolany) lub sztucznych materiałów wiążących ( np. sproszkowanej ceramiki)

Nazwy cement i beton pochodzą z czasów rzymskich ( caementum, betunium ).

Dynamiczny rozwój betonu to rok 1824 , gdy Anglik Aspdin opracował i opatentował technologię sztucznego spoiwa, które nazwał cementem portlandzkim.

Jego nazwa pochodziła od miejscowości Portland, w której wydobywano kamień naturalny, do którego materiał Aspdina był podobny.

W 1867 roku Francuz Monier wpadł na pomysł zbrojenia betonu. Potem rozwinęła się teoria żelbetnictwa.

W roku 1854 uruchomiono pierwszą w Polsce a 5-tą w świecie cementownię w Grodźcu k/Będzina. Produkcję cementu w USA rozpoczęto dopiero w roku 1890.

Zgodnie z obowiązującą jeszcze normą PN-88/B-06250 betonem zwykłym nazywamy beton o gęstości pozornej powyżej 1800kg/m³, składający się ze spoiwa cementowego, kruszywa mineralnego i wody oraz ewentualnie z domieszek chemicznych i dodatków.

Wg nowej normy EN-206-1:2003 - beton zwykły to mieszanina cementu, kruszywa grubego i drobnego, wody oraz ewentualnych domieszek i dodatków, który zmienia swoje właściwości w czasie, dzięki procesowi hydratacji cementu. Jego gęstość pozorna mieści się w przedziale 2000-2600 kg/m³.

Technologia betonu jest nauką o wykonywaniu i cechach betonów i zapraw, przeznaczonych dla różnych celów, a więc posiadających odpowiednie do przeznaczenia właściwości.

Betony i zaprawy są wykonywane z luźnych materiałów kamiennych, zwanych kruszywem, połączonych w monolit za pomocą spoiwa.

Kruszywem albo wypełniaczem albo materiałem wypełniającym nazywamy wszelkie okruchowe materiały pochodzenia naturalnego lub sztucznego, tak nieorganiczne jak i organiczne, wchodzące w skład zaprawy lub betonu, np. piasek, żwir, tłuczeń, żużle paleniskowe i wielkopiecowe, keramzyt, trociny, styropian itp. oraz wszelkie mieszaniny tych materiałów.

W zależności od wielkości ziaren mówi się o kruszywie drobnym, grubym i bardzo grubym.

Wszystkie spoiwa ze względu na pochodzenie dzielimy na mineralne i organiczne.

Spoiwa mineralne są to sproszkowane minerały wiążące, posiadające tę własność, że po zmieszaniu z wodą zamieniają się w plastyczną masę, która po pewnym czasie -w wyniku przemian fizycznych i chemicznych- zaczyna gęstnieć, aż w końcu zamienia się w ciało stałe- sztuczny kamień, tj. beton lub zaprawę.

Wspomniany proces gęstnienia nazywa się wiązaniem. Po nim następuje drugi proces, zwany twardnieniem, który charakteryzuje wzrost wytrzymałości betonu lub zaprawy z biegiem czasu.

Spoiwa organiczne, inaczej żywice syntetyczne (epoksydowe, poliuretanowe, akrylowe) mogą występować samodzielnie (polimerobeton) lub jako dodatek do betonu cementowego ( beton modyfikowany).

W zależności od składu chemicznego oraz zachowania się spoiwa w czasie wiązania i twardnienia w środowisku wodnym, spoiwa mineralne dzielimy na :

powietrzne
hydrauliczne

Spoiwa powietrzne wiążą i twardnieją jedynie na powietrzu; nie twardnieją w wodzie; i po stwardnieniu nie są odporne na działanie wody.

Składniki powietrzne CaO, MgO ( składniki zasadowe) w reakcji z wodą tworzą nietrwałe związki Ca (OH )₂ i Mg (OH )_2,które z kolei w reakcji z CO₂ z powietrza tworzą trwałe związki w postaci CaCO₃ i MgCO_3.

Do spoiw powietrznych należą:

spoiwa wapienne (np. wapno palone mielone, wapno suchogaszone, wapno mokrogaszone)
spoiwa gipsowe ( gips budowlany, anhydryt, estrichgips)

Spoiwa hydrauliczne wiążą i twardnieją zarówno w powietrzu jak i pod wodą, a po stwardnieniu są odporne na działanie wody. Zawierają składniki hydrauliczne ( składniki kwaśne) SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, które w obecności wolnego CaO i po połączeniu się z nim, trwale wiążą wodę.

Do spoiw hydraulicznych należą cementy portlandzkie, hutnicze i szereg innych a także wapno hydrauliczne.

Powietrzne spoiwa wapienne mogą uzyskać własności hydrauliczne po dodaniu do nich dodatków hydraulicznych. Np. w okresie cesarstwa rzymskiego zaprawy wapienne mieszano z tufami wulkanicznymi, uzyskując materiał twardniejący pod wodą.

Dodatki hydrauliczne są to wszystkie materiały naturalne i sztuczne, posiadające własności hydrauliczne, tzn. zawierające składniki, które mogą w normalnej temperaturze wchodzić w środowisku wodnym w reakcje z wapnem, tworząc minerały wodoodporne. Zaliczamy do nich:

- pucolany naturalne, czyli popioły wulkaniczne, trasy, tufy, ziemię okrzemkową i

santorinową

pucolany sztuczne-produkty spalania węgla (zmielony żużel paleniskowy, popiół lotny ), zmielona wypalona glina. Żużle wielkopiecowe kwaśne ( CaO poniżej 40%) zalicza się także do dodatków hydraulicznych, natomiast żużle wielkopiecowe zasadowe ( CaO powyżej 40%)mogą być samoistnymi spoiwami hydraulicznymi.

Dodatki obojętne są to materiały o różnym pochodzeniu, które po wymieszaniu ze spoiwem i wodą nie wykazują własności wiążących.

Są to np.:

mączki kamienne, stosowne w celu poprawy urabialności, w betonach pompowych
zbrojenie rozproszone( stalowe, polipropylenowe)

Ogólnie: dodatki to materiały(np. popioły lotne, mączki kamienne, zbrojenie rozproszone) dodawane w ilości powyżej 5% m.c., często nawet około 40%m.c., w celu zmodyfikowania cech betonu.

Natomiast domieszki są to substancje chemiczne dodawane do betonu w ilościach nie przekraczających 5% m.c., modyfikujące jego właściwości( zmiana czasu wiązania, wprowadzenie pęcherzyków powietrza).

W zależności od udziału kruszywa i jego uziarnienia wprowadza się pojęcia:

Zaczyn- mieszanina cementu i wody (C+W)

Zaprawa- mieszanina cementu, wody i kruszywa drobnego (C+W+K_d)

Beton- mieszanina cementu, wody, kruszywa drobnego i kruszywa grubego (C+W+K_d+K_g).

Rozróżniać należy beton od mieszanki betonowej.

Beton to (C+W+K_d+K_g ) po stwardnieniu

Mieszanka betonowa to mieszanina ww składników jeszcze przed stwardnieniem ( do czasu, gdy można ją jeszcze układać w deskowaniu lub formie i zagęszczać).

Podstawowe właściwości spoiw

Podstawowymi składnikami chemicznymi większości spoiw są :

tlenek wapnia CaO
tlenek krzemu SiO₂
tlenek glinu Al₂O₃
tlenek żelazowy Fe₂O₃
tlenek magnezowy MgO

W nieznacznych ilościach występują też: tlenki manganu MnO, potasu K₂O, sodu Na₂O i trójtlenek siarki SO₃

Spoiwa charakteryzują następujące własności:

miałkość
kaloryczność
zmiana objętości
tężenie i twardnienie

Miałkość ( stopień zmielenia) określa przeciętną wielkość ziaren spoiwa ( cm²/g).

Miałkość dotyczy tych spoiw, które po wypaleniu są rozdrabniane mechanicznie, a więc głównie spoiw hydraulicznych ( np. cementy). Im drobniejsze ziarenka, tym większa powierzchni styku z wodą, a więc intensywniejszy przebieg reakcji wiązania i tężenia.

Kaloryczność polega na wydzielaniu ciepła przez spoiwo po zetknięciu z wodą, tj. w czasie hydratacji.

Hydratacja ( uwodnienie ) spoiwa jest zawsze połączona z wydzielaniem ciepła ( reakcja egzotermiczna).

Ciepło hydratacji ( c. uwodnienia) mierzy się w kJ/ kg lub J/g.

Kaloryczność zależy przede wszystkim od:

miałkości cementu. Im drobniej zmielone spoiwo, tym szybciej reaguje z wodą i więcej ciepła wydziela w jednostce czasu. Ponadto cement drobniej zmielony ( o średnicy poniżej 15 mμ) hydratyzuje w całej swej masie, natomiast grubiej zmielony ( np. około 30mμ) tylko w 50%.
składu chemicznego. Wraz ze wzrostem zawartości CaO, który wykazuje najwyższe ciepło hydratacji, kaloryczność spoiwa wzrasta.
temperatury spoiwa. Wiadomo z chemii, że przy wzroście temperatury o 10°C, szybkość przebiegu reakcji chemicznej rośnie dwukrotnie. Temperatura otoczenia ma istotny wpływ na ilość ciepła wydzielanego przez spoiwo.

Przykładowo dla cementu portlandzkiego w temperaturze 4°C ilość ciepła hydratacji

wynosi 154 J/kg, w 24°C - 285J/kg, w 32°C - 309 J/kg a w temperaturze 41°C -

335J/kg.

W praktyce budowlanej kaloryczność może mieć pozytywny bądź negatywny wpływ na beton.

Wpływ pozytywny to pożądane w okresie chłodów lub zimy samoocieplenie się m.b. lub zaprawy, ponieważ proces wiązania i początkowego twardnienia muszą zachodzić w temperaturze dodatniej.

Wpływ negatywny to możliwość powstania rys i pęknięć masywu betonowego, wywołanych różnicą temperatur pomiędzy warstwą zewnętrzną betonu, a znacznie wolniej stygnącą warstwą wewnętrzną ( gradient temperaturowy może wywołać rysy termiczne).

Zmiany objętości spoiw to :

skurcz ( wywoływany jest głównie przyczynami natury fizycznej, jak temperatura, wysychanie)
pęcznienie ( wywoływane jest głównie przyczynami natury chemicznej)

Skurcz w zaprawie lub betonie dzieli się na:

skurcz plastyczny, zachodzący w ciągu pierwszych 24 godzin. Wynosi on na ogół od 0,5 do5 mm/m. Jego wielkość rośnie wraz ze wzrostem ilości cementu, ciekłości m.b., temperatury oraz ze spadkiem wilgotności powietrza.
skurcz tradycyjny, zachodzący po 24 godzinach dojrzewania wstępnego. Jego wielkość rośnie wraz z e wzrostem odparowywania wody i przewiewem.

Pęcznienie w betonie lub zaprawie wywołuje obecność tlenku wapnia (CaO), tlenku magnezu ( MgO) lub siarczanu wapnia (CaSO₄). Pod wpływem wilgoci z powietrza zarówno CaO jak i MgO uwadniają się na Ca(OH)₂ i Mg(OH)₂ jednocześnie zwiększając swoją objętość.

Natomiast gips (CaSO₄) w obecności glinianu trójwapniowego (3CaO ⋅Al₂O₃) wiąże chemicznie wodę, tworząc sól Candlota, czyli tzw. bakcyl cementowy o wzorze 3CaO ⋅ Al₂O₃⋅ 3 CaSO₄⋅ 31H₂O, który krystalizując znacznie zwiększa swoją objętość.

W każdym z wymienionych przypadków zaprawa lub beton ulega spękaniu a niekiedy nawet rozpada się.

Tężenie i twardnienie .

Tężenie obejmuje procesy wiązania i twardnienia.

Okres I- wstępne dojrzewanie -od wymieszania cementu z wodą do chwili, którą się

określa początkiem wiązania

Okres II - czas wiązania ;od chwili zwanej początkiem wiązania do chwili zwanej końcem wiązania

Okres III- okres twardnienia; trwa do uzyskania przez cement pełnej wymaganej

wytrzymałości na ściskanie ( 28 dni, cementy hydrotechniczne 90 dni)

Okres IV- okres eksploatacji produktu; z reguły cechuje go dalszy b. powolny proces

tężenia, czyli wzrost wytrzymałości. Twardnienie trwa u wielu spoiw wiele lat

W zależności od szybkości twardnienia spoiwa dzieli się na:

szybko twardniejące- twardnienie kończy się po kilkudziesięciu godzinach lub kilku dniach
normalnie twardniejące -po kilkunastu/kilkudziesięciu dniach
wolno twardniejące- po kilkunastu/kilkudziesięciu tygodniach

W zależności od szybkości wiązania i twardnienia wyróżniamy następujące grupy spoiw:

I - spoiwa szybko wiążące np. gips

II - spoiwa normalnie wiążące i szybko twardniejące np. cement glinowy, cement

szybko sprawny

III - spoiwa normalnie wiążące i normalnie twardniejące np. cement portlandzki i cement

hutniczy

IV - spoiwa wolno wiążące i wolno twardniejące np. wapno

Rodzaje cementów i ich klasyfikacja

Cementy dzielimy na:

naturalne ( np. cement romański) produkowane z margli o naturalnym składzie ( zawierają zwykle 25-40% gliny), wypalane w temperaturze 1000-1100°C. W Polsce nie produkowane.

Margiel to skala osadowa; jest to wapień z zawartością gliny i iłów (10-50% )

sztuczne - produkowane z surowców wymieszanych w takich proporcjach, aby

uzyskać spoiwo o wymaganych właściwościach.

Podstawowym surowcami do uzyskania klinkieru są:

wapień (72-78%), dostarczający CaO,
glina ( 22-28% ), dostarczająca krzemionki SiO₂ i glinianów Al₂O_3.

Klinkier otrzymuje się przez wypalenie surowców w temperaturze 1 400-1450°C., zwykle w piecach obrotowych, opalanych miałem węglowym.

Efektem spiekania surowców jest spiek ( klinkier cementowy) w postaci ziaren o średnicy 3 do 20 mm.

Klinkier mieli się z ilością 1,5-4 % gipsu (CaSO₄⋅2H₂O) regulującego wiązanie cementu i ewentualnie z dodatkami modyfikującymi właściwości cementu.

Skład chemiczny cementu podaje poniższa tabela:

Składniki chemiczne cementu - tlenki		Zawartość ( % )
Tlenek wapniowy	CaO	60-68
Krzemionka	SiO₂	18-26
Tlenek glinowy	Al₂O₃	4-9
Tlenek żelazowy	Fe₂O₃	1-6
Tlenek magnezu	MgO	0,3-5
Trójtlenek siarki	SO₃	0,5-3
Tlenek sodu i potasu	Na₂O+K₂O	0,5-1,8

Proporcje mas poszczególnych tlenków mogą zmieniać się w stosunkowo wąskich granicach.

Proporcje te nazywamy modułami. Wyróżniamy następujące moduły:

Moduł hydrauliczny, czyli stosunek składników zasadowych do hydraulicznych:

M_h = (CaO+MgO) / ( SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃) = 1,7 do 2,3

Ze wzrostem tego modułu:

wzrasta wytrzymałość na ściskanie,
maleje odporność na działanie siarczanów.

Moduł krzemianowy:

M_s =SiO₂ / (Al₂O₃+Fe₂O₃) =2,4 do 2,7

Z obniżeniem wielkości M_s następuje wzrost szybkości wiązania cementu.

Moduł glinowy:

M_a=Al₂O₃ / Fe₂O₃=1 do 4

Im niższe wielkości M_a tym:

mniejszy skurcz,
większa odporność na siarczany,
mniejsza wytrzymałość
większa kaloryczność.

Skład mineralny

W wysokiej temperaturze wypalania tlenki reagują ze sobą tworząc wiele złożonych związków, głównie: krzemianów, glinianów i żelazoglinianów wapnia.

Ważniejsze z nich to:

Nazwa związku	Wzór tlenkowy	Oznaczenie skrótowe	Nazwa skrótowa	Zawartość (%)
Krzemian trójwapniowy	3CaO⋅SiO₂	C₃S	alit	30-60
Krzemian dwuwapniowy	2CaO⋅SiO₂	C₂S	belit	15-45
Glinian trójwapniowy	3CaO⋅Al₂O₃	C₃A	-	5-15
Glinożelazian czterowapniowy	4CaO⋅Al₂O₃⋅Fe₂O₃	C₄AF	brownmilleryt	7-18

Procentowa zawartość minerałów zależy od:

składu surowców,
temperatury wypału,
szybkości studzenia.

W literaturze pojawia się jeszcze celit, czyli mieszanina C₄AF oraz C₃A.

C₃S, czyli alit jest najważniejszym składnikiem cementu, decydującym o szybkim wzroście wytrzymałości początkowej oraz o wytrzymałości końcowej.

C₂S, czyli belit reaguje z wodą wolniej niż alit.

Celit reaguje szybko z wodą , powodując szybkie narastanie wytrzymałości.

Wpływ minerałów na właściwości cementu przedstawiono w tabeli:

		C₃S	C₂S	C₃A	C₄AF
Reakcja z wodą	wiązanie	godziny	dni	minuty	minuty
		uwodnienie	kilka godz.	miesiące	szybko	szybko
		wydz. ciepła	wielkie	małe	b. duże (para)	łagodnie
Przyrost wytrzymałości		szybki (7 dni)	wolny ( ½ do 1 roku)	szybki
Wytrzymałość końcowa		wysoka	wysoka	b. niska	b. niska

Hydroliza - rozkład pod wpływem wody

Hydratacja - uwodnienie ( proces w wyniku którego woda zostaje chemicznie związana)

Hydratacja w rozumieniu Technologii Betonu- to zbiór reakcji chemicznych i procesów fizycznych, zachodzących po zarobieniu cementu wodą

Składniki główne i drugorzędne

W nowych polskich normach wprowadzono podział cementów na:

cementy powszechnego użytku
cementy specjalne

Cementy powszechnego użytku ( PN-EN- 197-1)

Powyższa nazwa nawiązuje do odpowiedniej normy europejskiej ( EN ), przyjmując zastosowany tam europejski system klasyfikacji cementów na rodzaje i klasy wytrzymałości, ich nazewnictwo i oznakowanie.

Wg tej normy cement jest to ” spoiwo hydrauliczne, tj. drobno zmielony materiał nieorganiczny, który po zmieszaniu z wodą daje zaczyn, wiążący i twardniejący w wyniku reakcji i procesów hydratacji, który po stwardnieniu pozostaje wytrzymały i trwały także pod wodą”

Jest on mieszaniną:

- składników głównych,

składników drugorzędnych,
siarczanu wapnia,
dodatków.

Składniki główne są to materiały nieorganiczne, których udział w stosunku do sumy wszystkich składników cementu przekracza 5% (wagowo). Są to:

klinkier- główny składnik wszystkich cementów oznaczenie K
materiały modyfikujące właściwości cementów:

granulowany żużel wielkopiecowy oznaczenie S
popiół lotny krzemionkowy oznaczenie V
popiół lotny wapienny oznaczenie W
pucolana naturalna oznaczenie P
pucolana przemysłowa oznaczenie Q
wapień oznaczenie L,LL
pył krzemionkowy oznaczenie D
łupek palony oznaczenie T

Składniki drugorzędne są to specjalnie wyselekcjonowane naturalne materiały nieorganiczne, pochodzące z procesy produkcji klinkieru, lub składniki z powyższej listy, jeżeli nie są one głównymi składnikami cementu, których udział w stosunku do sumy składników cementu nie przekracza 5% (wagowo).

Siarczan wapnia dodawany jest do cementu podczas jego wytwarzania w celu regulacji czasu wiązania.

Dodatki są to składniki nie wymienione na powyższej liście, dodawane w celu poprawy wytwarzania bądź właściwości cementu. Całkowita ich ilość nie powinna przekraczać 1% masy cementu, a w przypadku dodatków organicznych- 0,5% masy cementu.

Omówimy teraz składniki główne, nie klinkierowe cementu.

Granulowany żużel wielkopiecowy (S) jest produktem odpadowym powstającym przy wytapianiu surówki w wielkich piecach hutniczych, przy użyciu wapieni jako topników.

Żużle w wyniku szybkiego studzenia są spulchniane i rozpadają się na okruchy o prawie jednakowej wielkości -granulacja. Struktura ziaren jest szklista bądź gąbczasta.

Żużel jest materiałem o utajonych właściwościach hydraulicznych, tj. wykazuje właściwości hydrauliczne przez odpowiednie pobudzenie ( aktywację ).

Aktywatorami żużla mogą być:

materiały zasadowe np. CaO, Ca(OH)₂, NaOH,
materiały słabo kwaśne np. CaSO₄, Al₂(SO₄)_3,
podwyższona temperatura, ciśnienie.

Pucolany P,Q- są to materiały krzemionkowe lub glinokrzemionkowe.

Mogą być pochodzenia :

naturalnego ( P)- skały wulkaniczne lub osadowe, popioły i pyły wulkaniczne, tufy,

pumeksy, ziemia okrzemkowa, surowa glina,

sztucznego (Q) - wypalone gliny i łupki.

Samodzielnie nie twardnieją, ale drobno zmielone i w obecności wody reagują w normalnej temperaturze otoczenia z Ca(OH)₂, tworząc związki o właściwościach hydraulicznych (uwodnione krzemiany i gliniany wapniowe).

Główne składniki to : SiO₂ i Al₂O₃.

Popioły lotne V,W otrzymywane są przez elektrostatyczne lub mechaniczne osadzanie pylastych cząstek( o średnicy mniejszej niż 0,2 mm ) spalin z palenisk opalanych pyłem węglowym.

Własności hydrauliczne i własności pucolanowe,

własności hydrauliczne mają materiały same zawierające wapń, natomiast własności pucolanowe wykazują materiały, do których trzeba wapń dostarczyć jako ”aktywizator”, a jednocześnie składnik związków:

Popiół lotny krzemionkowy V - jest to popiół z pyłu węgla kamiennego. Główne składniki to SiO₂, Al₂O₃. Wykazuje własności pucolanowe
Popiół lotny wapienny W -jest to popiół z węgla brunatnego, zwykle zawierającego dużo CaO.

Wykazuje właściwości hydrauliczne i pucolanowe.

Wapień ( kamień wapienny ) L,LL jest to zmielony do dużej miałkości (około 5000cm²/g) węglan wapniowy.

Zawartość węglanu wapnia min 75% masy.

Całkowita zawartość węgla organicznego powinna spełniać jedno z 2 kryteriów

-LL- nie powinna przekraczać 0,20% masy

-L- nie powinna przekraczać 0,50% masy:

Nie ma on właściwości wiążących, pucolanowych czy hydraulicznych. Wpływa na poprawę niektórych właściwości betonu.

Pył krzemionkowy D składa się z bardzo drobnych kulistych cząstek o dużej zawartości bezpostaciowej krzemionki. Powstaje w elektrycznych piecach łukowych przy produkcji krzemu lub żelazostopów.

Składniki drugorzędne są to nieorganiczne mineralne materiały pochodzące z procesu produkcji klinkieru lub składniki główne (popiół lotny, pucolana, granulowany żużel wielkopiecowy, kamień wapienny, pył krzemionkowy) , jeżeli ich zawartość jest mniejsza od 5%.

W zależności od rodzaju składnika głównego, nie klinkierowego, cementy powszechnego użytku dzieli się na pięć rodzajów:

Nazwa	Rodzaj cementu	Symbol	Maksymalna ilość składnika nie klinkierowego (%)	Minimalna ilość klinkieru cementowego (%)
Cement portlandzki	CEM I	CEM I	5	95
Cement portlandzki mieszany	CEM II	CEM II/A CEM II/B	20 35	80 65
Cement hutniczy	CEM III	CEM III/A CEM III/B CEM III/C	65 80 95	35 20 5
Cement pucolanowy	CEM IV	CEM IV/A CEM IV/B	35 55	65 45
Cement wieloskładnikowy	CEM V	CEM V/A CEM V/B	60 80	40 20

Symbole A i B określają ilość składnika głównego nie klinkierowego.

CEM I (cement portlandzki )

- zawiera co najmniej 95% klinkieru ,

miałkość ziaren 2700cm²/g ( dominująca średnica ziaren to 20 do 40 μm,

dopuszcza się od 5 do 15% nadziarna o średnicy do 200 μm),

gęstość nasypowa wynosi 1,1 do 1,3 kg/dm³ (b. mała, bo ziarenka cementu

absorbują na powierzchni powietrze w postaci pęcherzyków mikroskopijnej

wielkości),

gęstość właściwa wynosi 3,1 kg/dm³,
powierzchnia ziaren jest stosunkowo słabo zwilżalna wodą a ziarna w zetknięciu z wodą mają tendencję do koagulacji ( zbijania się w grudki );mogą temu zapobiec plastyfikatory,
jest higroskopijny; wilgoć z powietrza prowadzi do wietrzenia cementu
stosowany do wszystkich konstrukcji betonowych i żelbetowych bez względu na porę roku i warunki dojrzewania..

CEM II ( cement portlandzki mieszany )

W zależności od rodzaju składnika głównego, nie klinkierowego mamy 7 rodzajów cementów:

Nazwa

Symbol

Maksymalna ilość

składnika nie

klinkierowego (%)

Minimalna ilość klinkieru cementowego (%)

Cement portlandzki

żużlowy

CEM II/A-S

CEM II/B-S

Cement portlandzki krzemionkowy

CEM II/A-D

Cement portlandzki pucolanowy

CEM II/A-P

CEM II/B-P

CEM II/A-Q

CEM II/B-Q

Cement portlandzki popiołowy

CEM II/A-V

CEM II/B-V

CEM II/A-W

CEM II/B-W

Cement portlandzki łupkowy

CEM II/A-T

CEM II/B-T

Cement portlandzki wapienny

CEM II/A-L

CEM II/B-L

CEM II/A-LL

CEM II/B-LL

Cement portlandzki wieloskładnikowy

CEM II/A-M

CEM II/B-M

Symbole A i B określają ilość składnika głównego nie klinkierowego.

W celu regulacji czasu wiązania do cementu CEM II dodaje się od 3 do 4 % gipsu.

CEM III (cement hutniczy)

Głównym jego składnikiem nie klinkierowym jest granulowany żużel wielkopiecowy, którego maksymalna ilość w odmianie A wynosi 65% a w odmianie B- 80% .

Ma on właściwości zbliżone do właściwości CEM I.

Zawiera mniej CaO , natomiast więcej SiO_2.

W porównaniu do CEM I cechują go następujące właściwości:

opóźniony o około 30 % początek i koniec wiązania,
wolniejszy proces wiązania i twardnienia,
większa odporność na działanie środowiska o średniej agresywności , zwłaszcza siarczanowej,
wydzielanie mniejszej ilości ciepła przy wiązaniu,
większe przyrosty wytrzymałości po 28 a zwłaszcza po 90 dniach
mniejszy o 40% skurcz,
niższa nasiąkliwość, a więc większa mrozoodporność.

CEM IV ( cement pucolanowy )- nie jest produkowany aktualnie w Polsce.

Głównym jego składnikiem jest naturalna lub sztuczna pucolana, której maksymalna ilość w odmianie A wynosi 35% a w odmianie B - 55%.

Cement ten charakteryzuje:

niskie ciepło hydratacji,
powolne przyrosty wytrzymałości początkowych,
dynamiczne przyrosty wytrzymałości późniejszych,
odporność na agresję chemiczną.

Wytrzymałość na ściskanie jest najważniejszą właściwością cementu .

Jest to 28-dniowa wytrzymałość normowej zaprawy, wykonanej przy użyciu tego cementu wg PN-EN-196-1 .

Klasa wytrzymałości cementu to wyrażona w MPa gwarantowana wytrzymałość na ściskanie zaprawy normowej, dojrzewającej w określonych przez normę warunkach i zbadanej po 28 dniach.

W zależności od:

wytrzymałości normowej ( 28 dni )
wytrzymałości wczesnej (2 dni )

rozróżnia się 6 klas cementu powszechnego użytku

Klasa

Wytrzymałość na ściskanie, MPa

Początek czasu wiązania

Stałość objętości- rozszerz. , mm

Zalecane klasy cementu do betonu

wczesna

normowa

2 dni

7 dni

28 dni

min

32,5

>16

>32,5

<52,5

>75

<10

B7,5-B40

32,5R

>10

42,5

>10

>42,5

<62,5

>60

B30-B50

42,5R

>20

52,5

>20

>52,5

>45

B50 i więcej

52,5R

>30

R - cementy charakteryzujące się wysokimi wytrzymałościami wczesnymi

Przykładowe oznaczenia cementów:

-cement portlandzki popiołowy, o zawartości popiołu krzemionkowego 6%-20%, klasy

wytrzymałościowej 32,5, z wysoka wytrzymałością wczesną-

CEM II/A-V 32,5

cement hutniczy z zawartością żużla wielkopiecowego 36%-65%, klasy

wytrzymałości 42,5 z normalną wytrzymałością wczesną, niskoalkaliczny

CEM III/A 42,5 NA

cement portlandzki wieloskładnikowy zawierający granulowany żużel wielkopiecowy

(S), popiół lotny krzemionkowy (V), i wapień (L) w łącznej ilości między 6% a 20%

masy- o klasie wytrzymałości 32,5 i o wysokiej wytrzymałości wczesnej

CEM II/A-M (S-V-L ) 32,5R

Kierunki stosowania wybranych cementów powszechnego użytku

Rodzaj cementu	Właściwości				Zalecane zastosowanie
		Ciepło hydratacji	Dynamika narastania wytrzymałości wczesnej	Dynamika narastania wytrzymałości w długich okresach dojrzewania		Odporn. na agresję chem.
	Portlandzki CEM I 32,5 CEM I 32,5R CEM I 42,5	umiark.	umiarkowana	umiarkowana			Beton zwykły B15-B40 Konstrukcje monolityczne , prefabrykowane i sprężone- dojrzew. w naturalnych i podwyższonych temperaturach, Betonowanie w obniż.temperat, Betony komórkowe


Portlandzki CEM I 42,5R CEM I 52,5 CEM I 52,5R	b.wysokie	Szybka	niewielka		Beton zwykły B25-B50 jw. ,Beton o wymaganej wysokiej wytrzymałości wczesnej, Betonowanie w warunkach zimowych, Beton wysokowartościowy BWW,B50-B-100
Portlandzki CEM I 42,5 NA CEM I 42,5 R NA CEM I/52,5 NA	wysokie	szybka	niewielka		Beton zwykły B25-B50 o zastosowaniach jak wyżej, Dopuszcza się stosowanie kruszyw reaktywnych
Portlandzki popiołowy CEM II/A-V 32,5R CEM II/A-V 42,5 Portlandzki żużlowy CEM II/A-S 32,5R CEM II/A-S 42,5R	umiark.	umiarkowana	b.dobra		Beton zwykły B15-B40 Konstrukcje monolityczne i prefabrykowane, Beton komórkowy, Zaprawy murarskie i tynkarskie
Portlandzki żużlowy CEM II/B-SV 32,5	niskie	powolna	b. dobra	podwyższona	Beton zwykły B7,5-B30 Konstrukcje monolityczne i prefabrykowane, dojrzew. W normalnych i podwyższonych temperaturach, Beton o podwyższonej odporności na agresję chemiczną, Beton chudy, Zaprawy murarskie i tynkarskie
Hutniczy CEM III/A 32,5 CEM III/B 32,5	b. niskie	powolna	b. dobra		Beton zwykły B7,5-B-30 Konstrukcje masywne Zaprawy murarskie i tynkarskie Betony odporne na siarczany
Hutniczy CEM III/A 32,5R CEM III/B 32,5R	niskie	powolna	b. dobra		Beton zwykły B25-B40 jw. Konstrukcje i elementy prefabrykowane
Hutniczy CEM III/A 42,5 CEM III/B 42,5	umiarkowane	umiarkowana	b. dobra		Beton zwykły B25-B50 i wyżej Konstrukcje masywne Betony odporne na siarczany (CEM III/B)
Pucolanowy CEM IV/A 32,5 CEM IV/B 32,5	b. niskie	powolne	b. dobre		Beton zwykły B7,5-B30 jw.
Pucolanowy CEM IV/A 32,5R CEM IV/B 32,5R	niskie	powolne	b. dobre		Beton zwykły B25-B40 Beton prefabrykowany Beton hydrotechniczny Beton odporny na siarczany ( CEM IV/B)
Pucolanowy CEM IV/A 42,5 CEM IV/B 42,5	umiarkowane	umiarkowane	b. dobre		Beton zwykły B25- B50 Konstrukcje masywne Betony odporne na siarczany

W odróżnieniu od cementów powszechnego użytku, cementy specjalne posiadają właściwości umożliwiające prowadzenie prac specjalistycznych np. w górnictwie, przy wierceniach, w drogownictwie itp.

Cementy specjalne dzielą się na 3 grupy:

oparte na klinkierze portlandzkim

- biały, kolorowy

- hydrofobizowany

- bitumizowany

- plastyfikowany

- bezskurczowy

- ekspansywny

- drogowy

- mostowy

- hydrotechniczny

- wiertniczy

- bezgipsowy

oparte na klinkierze glinowym

- glinowy

- glinowy, żaroodporny

bezklinkierowe

- pucolanowo- wapienny

- żużlowo-wapienno-gipsowy

- żużlowo-alkaliczny

Krótki przegląd cementów specjalnych:

Cement szybkotwardniejący, -w Polsce aktualnie brak. Produkowany np. w Japonii i Niemczech.

Charakteryzuje go duża miałkość (3000-3500 cm²/g), duże ciepło hydratacji i wysokie wytrzymałości wczesne.

Stosowany w prefabrykacji, remontach, wykonywaniu posadzek, mocowaniu kotew.

Początek wiązania po 60 min, po 2 h wytrzymałość ponad 4 MPa.

Umożliwia między innymi:

znaczne skrócenie czasu obróbki cieplnej betonu
eliminację obróbki cieplnej i „ rozdeskowanie” konstrukcji monolitycznych już po 12 godzinach ich twardnienia

Cement niskokaloryczny ( hydrotechniczny) -przeznaczony do wznoszenia obiektów hydrotechnicznych ( zapory, śluzy, falochrony itp. ), które pracują w bardzo trudnych warunkach eksploatacyjnych. Cechuje je :

powolne i nie duże wydzielanie ciepła ( nie więcej niż 250 kJ/kg po 7 dniach i 300

kJ/kg po 28 dniach),

wolne wiązanie i twardnienie, osiągnięte dzięki obniżeniu zawartości C₃A i C₃S,
mały skurcz,
wysoka mrozoodporność.

Stosowany głównie do masywów betonowych.

Cement drogowy -cechuje mały skurcz, powolne wiązanie ( początek wiązania najwcześniej po upływie 2 godzin ), powolne twardnienie, miałkość do 3500cm²/g, wysoka wytrzymałość na ściskanie, dobra przyczepność do kruszywa, bardzo wysoka mrozoodporność, a także odporność na agresję siarczanową, amonową, kwasową i chlorkową.

Zastosowanie- budowa dróg i lotnisk

Oznaczany CEM I HSR 42,5

CEM I MSR 42,5

MATERIAŁY SAMODZIELNE

SZKŁO BUDOWLANE:

Podstawowym surowcem do produkcji szkła budowlanego jest dwutlenek krzemu SiO₂ (55-80%) w postaci piasku szklarskiego. Szkło jest modyfikowane przez dodanie różnych tlenków w procesie wytwarzania. Surowcami wprowadzającymi tlenki modyfikujące cechy szkła są związki sodu, potasu, litu, wapnia, baru, ołowiu, cynku, magnezu, manganu i glinu.

Szkło można produkować różnymi metodami, a najpopularniejsze z nich to: metoda Forcaulta, polegająca na tym, że szkło jest ciągnione i formowane pionowo za pomocą szeregu wałków w taśmę, ciętą następnie na arkusze, metoda Colburna (zwana też metodą bezdyszową Pittsburgha), w przypadku której taśma szkła walcowana jest poziomo, oraz metoda Pilkingtona, w której stopiona masa płynie po powierzchni roztopionej cyny, gdzie jest formowana w taśmę szklaną o jednakowej grubości. Metodą Pilkingtona otrzymuje się szkło płaskie float.

WŁAŚCIWOŚCI SZKŁA:

a)gęstość ok. 2,50 g/cm³,

b)wytrzymałość na ściskanie ok. 800Mpa,

c)wytrzymałość na rozciąganie i zginanie ok. 30Mpa,

d)materiał kruchy - współczynnik 0,0375,

e) twardość szkła ok. 6,

f)dobry przewodnik ciepła λ=0,84W/(m*k),

g)współczynnik przenikania ciepła U=6,10W(m*k).

Właściwości optyczne:

Szkło jest przejrzyste wówczas, gdy przepuszcza i rozprasza promienie widzialne, przez co obraz jest niewidoczny. Szkło jest przezroczyste wtedy, kiedy przepuszcza, ale nie rozprasza promieniowania widzialnego i dlatego obraz jest widoczny.

Przepuszczalność szkła określana jest współczynnikiem przepuszczania, zdefiniowanym jako stosunek energetycznego przepuszczanego przez szkło do strumienia energetycznego padającego na szkło. Współczynnik pochłaniania, który stanowi stosunek strumienia energetycznego pochłoniętego przez szkło do strumienia energetycznego padającego na szkło. Współczynnik odbicia zdefiniowany jako stosunek strumienia energ. odbijanego przez szkło do strumienia energ. padającego na szkło.

Rodzaje szkła:

Płaskie okienne:

a)szkło płaskie ciągnione:

to płyty otrzymywane przez cięci taśmy szklanej formowanej metodą ciągnioną dyszową lub bezdyszową. Powierzchnia może być szlifowana, polerowana lub matowa. Mogą być hartowane, pochłaniające lub przepuszczające określony zakres promieniowania. Szkło płaskie ciągnione przezroczyste jest stosowane do szklenia otworów okiennych, zaś szkło płaskie ciągnione szlifowane i polerowane w celu usunięcia wad optycznych z jego powierzchni jest używane tam, gdzie wymagana jest jego wyższa jakość. Szkło prod. jest w taflach o gr. 1,0- 10mm. Produkowane szkło jest bezbarwne. Przepuszczalność światła wynosi od 88%-77%.

b)szkło płaskie walcowane- gładkie produkowane jest w płytach otrzymywanych przez cięcie taśmy szklanej formowanej metodą walcowania. Mogą być szlifowane i polerowane. Szkło płaskie walcowane jest stosowane do szklenia otworów okiennych, drzwiowych itp. Produkuje się je grubości 3,5-10 mm.

c)szkło płaskie float- to szkło otrzymywane przez pocięcie taśmy szklanej formowanej na powierzchni stopionego metalu (

przeważnie cyny). Może być hartowane, gięte, polerowane itp. Szkło przejrzyste o jednolitej grubości, które charakteryzuje się brakiem zniekształceń optycznych. Stosowane do szklenia otworów okiennych i drzwiowych. Przepuszczalność światła słonecznego o gr. 2,0 mm wynosi 91%. Szkło często pokrywane jest specjalnymi warstwami, które modyfikują jego cechy, np.: tlenki metali, które stanowią barierę dla promieniowania cieplnego.

Szkło płaskie wzorzyste i barwne:

a)płaskie wzorzyste- jest w postaci tafli, które w procesie walcowania mają na powierzchni wytłoczony wzór lub ornament. Stosowane są do szklenia otworów drzwiowych lub tam, gdzie konieczne jest przepuszczenie światła rozproszonego.

b)walcowe barwne- zastosowane do szklenia , jak i do okładania z zewnątrz i wewnątrz ścian.

płaskie walcowane barwne przejrzyste- dzieli się na gatunki I i II, produkowane szkło płaskie walcowane głaskie i wzorzyste, do szklenia kolorowego;
szkło płaskie walcowane barwne nieprzejrzyste- inna nazwa „szkło opakowe”, jest stos. w budownictwie jako materiał okładzinowy i dekoracyjny, gatunki I i II, grubość o,6 mm, barwy ustala się miedzy producentem a odbiorcą.

Szkło płaskie zbrojone:

-to płyty szkła walcowanego gładkiego lub wzorzystego, bezbarwnego lub barwionego w masie, które mają wtopioną w procesie walcowania siatkę metalową. Stosowane do szkleń poziomych i pionowych wszędzie tam, gdzie jest wymagane podwyższona wytrzymałość i odporność na uderzenia.

Szkło bezpieczne:

-wykonane co najmniej z jednej tafli szkła, które minimalizuje niebezpieczeństwo doznania skaleczeń. Szkło stos. do szklenia otworów wszędzie tam, gdzie są podwyższone wymagania wytrzymałościowe lub zwiększone warunki bezpieczeństwa. 4 rodzaje szkła:

hartowane termiczne- nagrzewane, a następnie gwałtownie schłodzone w celu wywołania trwałego gradientu naprężeń dającego wzrost wytrzymałości mechanicznej i odporności termicznej.
hartowane emaliowane- to szkło mające co najmniej 50% powierzchni pokrytej warstwą emalii wtapianej w procesie hartowania,
klejone bezpieczne- kilka tafli sklejonych na całej powierzchni,
klejone ognioodporne- szkło, w którym jedna lub kilka warstw sklejanych w wysokiej temp. stanowi materiał o właściwościach ognioodpornych.

Szyby zespolone:

Szyba zespolona to wyrób składający się co najmniej z dwóch oddzielonych elementem dystansowym na całym obwodzie, połączonych ze sobą w sposób hermetyczny. Przestrzeń między szybami jest wypełniona powietrzem lub gazem szlachetnym. Szyby zespolone stosowane są wszędzie tam, gdzie jest wymagane podwójne oszklenie i duża izolacyjność termiczna.

Sposoby łączenia szyb:

0x01 graphic

Szyby zespolone o specjalnych właściwościach:

a)folia Heat Mirror wypełniająca przestrzeń międzyszybową, to spektroselektywna folia pokryta powłokami, którymi nie można pokryć szkła. Folia jest gładsza niż szkło i dzięki temu można stosować najnowsze, bardzo precyzyjne techniki napylania, co pozwala uzyskać efekty niemożliwe od osiągnięcia na szkle. Silne odbicie promieniowania cieplnego oraz izolacyjność termiczną.

b)szyby zespolone ognioodporne i ogniochronne uzyskuje się, stosując szkło float przedzielone warstwami ogniochronnymi. W czasie pożaru warstwy ogniochronne ulegają spienieniu, tworząc porowatą, twardą i nieprzezroczystą masę.

KSZTAŁTKI I PUSTAKI SZKLANE ORAZ SZKŁO PROFILOWANE:

a)kształtki szklane- to prasowane jednoczęściowe lub dwuczęściowe elementy szklane. Rozróżnia się następujące ich rodzaje:

pustaki szklane= to kształtki szklane o podstawie kwadratowej spajane z dwóch wypracowanych elementów. Zastosowanie: do wypełniania przegród doświetlających; dobra izolacyjność akustyczna i termiczna,
luksfery- zastosowanie: ścienny element wypełniający- wypełnianie wewn. przegród doświetlających ,
cegły szklane,
kształtki sufitowe,
kształtki stropowe,
kształtki posadzkowe.

0x01 graphic

SZKŁO PROFILOWANE I KOPUŁKI:

a)szkło profilowane- to odpowiednio ukształtowane elementy szklane produkowane metoda walcowania lub formowane metodą termiczno-grawitacyjną. Stosowane na przegrody pionowe i na przegrody poziome lub pochyłe.

b)kopułki szklane- to zahartowane i wygięte w kształcie kopułki płyty szklane. Są stosowane do szklenia świetlików dachowych.

WYROBY IZOLACYJNE:

a)szkło piankowe- otrzymywane przez spienienie proszku szklanego z subst. wywoł. w temp. mięknienia szkła fazą gazową. Jest odporne na większość agresywnych środowisk chemicznych z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego. Zastosowanie: ze względu na wysoką cenę stosuje się tam gdzie jest niemożliwe użycie innych materiałów izolacyjnych.

b)przędza szklana- stosowana do izolacji cieplne, składa się z włókien o średnicy ok. 35 μn, z których są formowane maty.

c)wata szklana- to luźno ułożone włókna szklane o gr. 3-35μm. Jest formowana w maty, płyty i kształtki. Maty z wełny można stosować w temp. dochodzącej do 200°C. Stosuje się je jako izaolację cieplną i akustyczną ścian, stropów oraz konstrukcji szkieletowych.

d)siatki szklane- produkuje się z włókiem łączonych w pasma o różnej grubości. Pasma są następnie plecione w siatki o oczkach kwadratowych lub prostokątnych o wymiarach od 4x4 do 10x10mm. Siatki stosuje się do wzmacniania przez zbrojenie mas plastycznych zapraw, betonu oraz różnego rodzaju tkanin.

e)tapeta szklana- to tkanina wyprodukowana z włókien ciągłych, przeważnie koloru białego. Tapety stosowane są do krycia powierzchni narażonych na uszkodzenia mechaniczne.

f)welon szklany- produkuje się z włókien szklanych nieciągłych. Stosowany jest głównie jako osnowa pap oraz materiał okładzinowy wyrobów termoizolacyjnych. W zależności od rodzaju welonu jego gramatura waha się 50-700g/m².

DREWNO I MATERIAŁY DREWNOPOCHODNE:

Burowa drewna:

a)kora,

b)łyko,

c)miazga,

d)biel,

e)twardziel,

f)rdzeń.

Właściwości fizyczne drewna:

a)wilgotność bezwzględna- jest to wyrażony w procentach stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna całkowicie wysuszonego,

b)higroskopijność- jest to zdolność wchłaniania przez drewno pary wodnej z powietrza. Wilgotność drewna kształtuje się w zależności od temperatury i wilgotności otaczającego powietrza.

c)nasiąkliwość- jest to zdolność do wchłaniania wody lub innych cieczy przez drewno w nich zanurzone. Parametrami nasiąkliwości są: wilgotność maksymalna osiągana przez drewno, prędkość nasiąkania i stopień nasycenia.

d)pęcznienie i skurcz- powstają w wyniku zmiany objętości włókien drewna wywołanej zmianami ich wilgotności. Pęcznienie rozumie się zwiększenie objętości drewna wywołane wzrostem jego wilgotności. Skurcz natomiast jest zmniejszeniem objętości drewna wskutek spadku jego wilgotności.

e)przewodność cieplna- jest to zdolność do przewodzenia ciepła,

f)przewodność akustyczna - zależy od budowy anatomicznej, wilgotności i temperatury drewna oraz innych jego właściwości.

g)przewodność elektryczna- jest wielkością charakteryzującą przepływ prądu elektrycznego przez drewno pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. Wpływ na przewodność drewna ma jego wilgotność.

Właściwości mechaniczne drewna:

a)anizotropia i niejednorodność- anizotropia: gdyż właściwości drewna silnie zależą od kierunków anatomicznych w pniu drzewa, niejednorodność- w obrębie jednego słoja rocznego warstwy drewna wczesnego i późnego mają różną strukturę.

b)sprężystość- dla drewna wynosi 65%-85% wytrzymałości doraźnej drewna, zależy od długości trwania i wielkości obciążenia.

c)pełzanie- określa się zależny od czasu przyrost jego odkształcenia przy stałym obciążeniu.

d)wytrzymałość doraźna- największa wartość występującego w trakcie krótkotrwałej próby wykonanej do zniszczenia,

e)wytrzymałość na zmęczenie- jest maksymalnym obciążeniem, które materiał wytrzymuje przy obciążeniach zmiennych dla liczby cykli 10⁶-10⁷,

f)udarność- odporność na uderzenie,

g)twardość- określa opór, jaki drewno stawia przy wciskaniu obcego ciała,

h)ścieralność- zmiany zachodzące na powierzchni drewna pod wpływem tarcia.

i)łupliwość)- jest to zdolność do rozwarstwiania się drewna wzdłuż włókien,

j)giętkość- zdolność do wginania się bez uszkodzenia

DREWNO JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY:

Gatunki iglaste:

a)sosna pospolita- drewno średnio ciężkie, ma dobre wł. wytrzymałościowe, dzięki duże zawartości żywicy jest stosunkowo trwałe, odporne na działanie umiarkowanej wilgoci i dobrze zachowuje się pod wodą. Wykonuje się z niego konstrukcje nośne, tarcicę jako surowiec do dalszego przerobu, stolarkę budowlaną, podłogi, sklejki, okleiny,

b)świerk- drewno jest lekkie, miękkie, ma średnie parametry wytrzymałościowe, jest łupliwe i trudna jest jego obróbka mechaniczna, stosowany w miejscach suchych i przewiewnych lub gdy stale znajduje się pod wodą, zastosowanie p0odobne to sosny ale jest materiałem gorszym,

c)jodła- ma średnie parametry wytrzymałościowe, jest miękkie, łupliwe, skłonność do pękania i pęcznienia, jest twardsze i trudniejsze w obróbce od świerka, bardzo trwałe w wodzie, zastosowanie w budownictwie wodnym, mostowym i ogólnym,

d)modrzew- jest ciężki, żywiczny, twardy i ma wyraźny połysk, jest najlepszym i najtwardszym drewnem budowlanym,

Gatunki liściaste:

a)dąb- drewno szerokosłoiste jest twardy, trudny w obróbce, ma dużą wytrzymałość i odporność na ścieranie, elementy z drewna dębowego łatwo ulegają pękaniu i pęcznieniu, dlatego materiał przed użyciem powinien być dokładnie wysuszony,

b)jesion- drewno szerokosłoiste jest ciężkie, twarde, o dużej wytrzymałości, trudne w obróbce, jest elastyczne, w warunkach suchych drewno jest trwałe, stosuje się do wyrobu stolarki budowlanej, boazerii, robót posadzkarskich.

c)buk- jest ciężkie, łupliwe, o dużej kurczliwości, skłonne do pękania i paczenia, trudno je konserwowac, jest trwałe w warunkach suchych jak i pod wodą, trwałość i właściwości mechaniczne buka są lepsze niż dębu, łatwo ulega zniszczeniu przez owady, daje się łatwo nasycać pod ciśnieniem, wykonuje się z niego stolarkę budowlaną, posadzki, schody i balustrady,

d)wiąz- jest ciężkie, trudno łupliwe, trudne w obróbce, trwałe na powierzchni i pod wodą, twarde i charakteryzuje się dobrymi parametrami wytrzymałościowymi, dobrze się toczy, trudno poleruje, parzone- dobrze się wygina, wykonuje się z niego stolarkę budowlaną, boazerię, posadzki,

e)olcha- jest miękkie, lekkie, łupliwe, łatwo się obrabia i poleruje, ma przeciętne właściwości mechaniczne, pod wodą jest bardzo trwałe, łatwo ulega zniszczeniu przez owady, ma zastosowanie do produkcji sklejek, płyt pilśniowych, wiórowych,

f)brzoza- ma średnia gęstość, jest średnio twarde i łupliwe. Właściwości mechaniczne brzozy są dobre, jej trwałość i odporność na grzyby domowe jest mała. Jest stosowane do produkcji sklejek, oklein, narzędzi,

g)grab- ma dużą gęstość, jest trudno łupliwe, bardzo twarde, charakteryzuje się korzystnymi właściwościami mechanicznymi, jest trudno ścieralne, stosuje się je na deszczułki posadzkowe i jako drewno narzędziowe

Materiały drewnopochodne:

-są płytowymi elementami budowlanymi wytwarzanymi na bazie drewna przez sprasowanie rozdrobnionych jego części z dodatkiem środków wiążących.

a)sklejka- jest płytą sklejoną z co najmniej trzech warstw fornirów i sprasowanie ich w wysokiej temperaturze, przy czym kierunki włókien w przyległych warstwach są do siebie prostopadłe. Forniry są cienkimi arkuszami drewna o grubości ok. 6mm, które otrzymuje się przez skrawanie wyrzynka drewna. Stosuje się do wykonywania konstrukcji drewnianych, produkcji okleiny, obłogi,

b)płyty stolarskie- zbudowane z grubej warstwy środkowej, oklejonej obustronnie pojedynczymi lub podwójnymi warstwami obłogu lub twardymi płytami pilśniowymi, dzieli sieje na pełne i komórkowe, pełne- mają warstwę środkową z elementów całkowicie wypełniających przestrzeń między obłogami, komórkowe- maja warstwę utworzoną z elementów rozmieszczonych w odstępach pozostawieniem wolnych przestrzeni, natomiast warstwy zewnętrzne stanowią twarde płyty pilśniowe,

c)płyty wiórowe- są zbudowane z wiórów drzewnych lub innych drobnych cząstek drewna połączonych spoiwem, którym są zwykle kleje syntetyczne. Rozróżnia się płyty prasowane (np.OSB) i płyty wytłaczane.

d)płyty pilśniowe- produkuje się z włokiem lignocelulozowych bez dodawania środków chemicznych lub ze środkami hydrofobowymi. Surowiec: małowymiarowe odpady drewna iglastego. Dzieli się je na: miękkie- formowane na mokro, stosuje się je jako materiał izolacji cieplnej i akustycznej, półtwarde stosowane do produkcji mebli oraz jako płyty budowlane, twarde i bardzo twarde maja zastosowanie w konstrukcjach drewnianych i jako materiał podłogowy;

e)płyty z wełny drzewnej- są wytwarzane z długowłóknistej wełny drzewnej i spoiwa mineralne, prasowane pod małym ciśnieniem , mała grubość, niski współczynnik przewodności cieplnej i przepuszczalności pary wodnej oraz są odporne na korozję biologiczną.

Właściwości fizyczne i mechaniczne zależą od rodzaju materiału z jakiego są wykonane oraz sposobu wyrabiania.

Drewno modyfikowane:

a)drewno bakelizowane- nasycone żywicą fenolowo-formaldehydową, odporne na działanie wysokiej temperatury oraz kwasów azotowego i siarkowego,

b)lignoston- zagęszczone przez sprasowanie pod ciśnieniem 15-35Mpa w ternp. 130-160°C,

c)lignofol- sklejanie cienkich arkuszy drewna(do 1mm gr.) , przesyconych pod ciśnieniem 5-10Mpa i w temp. 130-150°C żywicą syntetyczną,

Korozja biologiczna drewna:

a)zgnilizna drewna- jest wynikiem enzymatycznego rozkładu drewna żywego lub budulcowego powodowanego przez grzyby oraz bakterie, większość grzybów atakuje drewno o wilgotności 20-60%,

b)rodzaje grzybów:

grzyby niszczące-grzyby najbardziej niebezpieczne, szkodliwe w miejscach otwartych i w budynkach, grzyby powodujące słaby, powierzchowny rozkład drewna w warunkach dużej wilgoci,
grzyby korodujące- rozwijają się przeważnie w postaci hub,
grzyby pleśniowe- rozwijają się na powierzchni drewna i nie osłabiają jego struktury.

c)niszczenie drewna przez owady,

Chemiczne środki ochrony drewna budowlanego:

a)Impregnaty solne,

b)impregnaty oleiste,

c)impregnaty rozpuszczalnikowe,

d)impregnaty wodorozcieńczalne,

e)emulsje wolno-oleiste lub wodno-rozpuszczalnikowe,

f)pasty.

METALE BUDOWLANE:

Podział metali:

a)żelazo i stopy żelaza, w których głównym składnikiem jest żelazo (stal, staliwo, żeliwo), uzyskiwane w procesach metalurgii żelaza,

b)metale i stopy metali nieżelaznych, których podstawowy składnik stanowią, np.: aluminium, miedź, cyna i in., uzyskiwane w procesach metalurgii metali nieżelaznych.

Drugi podział:

a)metale lekkie, o gęstości poniżej 4,5g/m³, np. magnez, glina;

b)metale ciężkie, np.: żelazo, cynk, miedź; w grupie tej znajdują się też metal szlachetne, o dużej odporności chemicznej, z więc złoto, srebro, platynowce.

Metale:

a)stal budowlana- wytwarzana ze stopu żelaza podczas obróbki z piecach hutniczych, utlenianie surówki w konwertorach Bessemera, Thomasa, piecach martenowskich lub elektrycznych.

Właściwości mechaniczne i fizyczne stali:

a)właściwości fizyczne:

masa objętościowa 7850kg/m³,
moduł sprężystości podłużnej 205Gpa,
moduł sprężystości poprzecznej 80Gpa,
współczynnik Poisssona 0,30,
współczynnik rozszerzalności cieplnej liniowej 0,000012 1/K.

b)właściwości mechaniczne:

wytrzymałość,
udarność,
twardość,
kowalność,
spawalność,
ścieralność,
odporność na czynniki agresywne.

Gatunki stali budowlanej:

stal niestopowa (niskowęglowa) konstrukcyjna,
stal niskotopowa,
stal ulepszona cieplnie- uzyskiwana ze stali niskotopowej, węglowo- manganowej,
stal do produkcji rur- mała zawartość węgla i manganu,
stal trudno rdzewiejąca- uzyskiwana ze stali niskotopowej, domieszki miedzi, fosforu i chromu,
staliwo- stosowana głównie na przeguby i wałki łożysk mostowych,