Właściwości fizyczne:

Gęstość (właściwa)

Jest to masa jednostki objętości materiału, bez uwzględniania

porów wewnątrz materiału, a więc w stanie zupełnej szczelności.

ρ=m_s/V [g/cm³]

gdzie: m_s - masa próbki suchej, V- objętość próbki materiału bez pór

Gęstość objętościowa (pozorna)

Jest to masa jednostki objętości materiału wraz z zawartymi w niej

porami (otwartymi oraz zamkniętymi).

ρ=m_s/V_o [g/cm³]

gdzie: m_s – masa próbki suchej, V_o – objętość próbki wraz z

porami wewnętrznymi

Szczelność

Określa, jaką część całkowitej objętości badanego materiału

zajmuje masa materiału bez porów.

s=ρ_o/ρ *100; [%]

Porowatość

Określa, jaką część całkowitej objętości materiału stanowi

objętość porów (inaczej procentowa zawartość porów w

materiale).

P=[(ρ-ρ_o)/ρ]*100; [%] lub P=(1-S)x100; [%]

Porowatość decyduje o innych cechach, jak:

wytrzymałość na ściskanie, mrozoodporność, właściwości

izolacyjne.

Porowatość materiałów budowlanych zawiera się od 0%

(szkło, stal) do 95% (wełna mineralna, pianka poliuretanowa).

Wilgotność

Procentowa zawartość wody w materiale (w danej chwili) w jego

stanie naturalnym (drewno, skała naturalna) lub powstała pod

wpływem czynników atmosferycznych.

w = [(m_w – m_s)/m_s] *100; [%]

gdzie: m_w - masa próbki wilgotnej, m_s – masa próbki suchej

(wysuszonej do stałej masy)

Nasiąkliwość

Nasiąkliwość to zdolność pochłaniania wody przez materiał przy

ciśnieniu atmosferycznym oraz zdolność do jej utrzymywania.

WyróŜnia się nasiąkliwość wagową i objętościową.

Nasiąkliwość wagowa (masowa) to stosunek masy wchłoniętej

wody do masy próbki materiału suchego.

n_w = [(m_n – m_s)/m_s]*100; [%]

gdzie:

m_n - masa próbki nasyconej wodą,

m_s – masa próbki suchej

Nasiąkliwość objętościowa

To stosunek objętości masy wody wchłoniętej do objętości próbki

materiału suchego

n_o = [(m_n – m_s)/V] * 100

gdzie: m_n - masa próbki nasyconej wodą, m_s – masa próbki suchej,

V – objętość próbki suchej

Zależność między nasiąkliwością objętościową i wagową:

n_o = n_w * ρ_o

Higroskopijność

To zdolność szybkiego wchłaniania przez materiał pary wodnej z

otaczającego powietrza. Higroskopijność zależy od wilgotności

powietrza oraz od właściwości samego materiału.

Higroskopijność może być przyczyną zawilgocenia materiałów,

które znajdują się w pomieszczeniu i nie mają kontaktu z wodą.

Do najbardziej higroskopijnych materiałów należy chlorek wapnia,

a do najmniej – wyroby ceramiczne.

Kapilarność

To zdolność podciągania w górę wody przez włoskowate kanaliki

materiału (kapilary) stykającego się z wodą.

Największa kapilarność występuje w materiałach z otwartymi i

połączonymi ze sobą porami ( o średnicy poniżej 10-7m).

Przesiąkliwość

To zawilgocenie materiału pod wpływem wody pod ciśnieniem.

Wyraża się ją ilością wody w gramach, która w ciągu godziny

przenika przez 1 cm2 próbki materiału, przy stałym ciśnieniu.

Przesiąkliwośc jest ważną cechą dla materiałów

hydroizolacyjnych i pokryć dachowych (np. dachówki, papa, lepiki).

Mrozoodporność

To zdolność materiału nasyconego wodą do przeciwstawiania się

zniszczeniu jego struktury pod wpływem wielokrotnych cykli

zamrażania i odmrażania. Podczas zamrażania woda w porach

materiału zwiększa swoją objętość o około 10%, wywołując tym

samym naprężenia mogące zniszczyć strukturę materiału.

Na odporność na cykliczne zamrażanie i odmrażanie ma wpływ wielkość porów, czy pory są zamknięte czy otwarte, ich połączenie między sobą oraz stopień nasycenia wodą.

Elementy drogowe takie jak: płytki chodnikowe, kostki brukowe,

krawężniki drogowe, rabatki chodnikowe muszą być odporne na

cykliczne zamrażanie i odmrażanie przy udziale soli

odladzających.

W celu określenia ich odporności wykonuje się badanie

mrozoodporności, polegające na zamrażaniu w obecności 3 %

roztworu chlorku NaCl (PN-EN1338, PN-EN1339, PN-EN1340).

Skurcz

To zmiana objętości lub wymiarów liniowych materiału wilgotnego

przy wysychaniu (drewno, glina) i twardnieniu (beton, zaprawa).

W celu zminimalizowania skurczu przed wypalaniem wyrobów

ceramicznych należy je wysuszyć. Ponadto do masy ceramicznej

dodaje się środki schudzające (piasek i łupki kwarcowe, gruz

ceglany mielony), które ograniczają skurcz.

W przypadku betonów i zapraw (materiałów wykonanych z

cementu), w trakcie ich twardnienia należy zachować jak

największą ich wilgotność (pielęgnacja). Nie należy stosować

również większej ilości cementu niż 500kg na 1m3 betonu.

Przewodność cieplna

To przewodzenie przez materiał ciepła w wyniku różnicy

temperatur na przeciwległych jego powierzchniach. Określa ją

współczynnik λ, który jest ilością ciepła przechodzącą przez

powierzchnię 1m2 grubości 1m w ciągu 1 godziny przy różnicy

temperatur obu powierzchni równej 1^oK.

Palność

To podatność materiału budowlanego na zapalanie się. Wyróżnia

się:

- niepalne: (kamienie, ceramika, beton, metale). Materiały

niepalne pod wpływem działania wysokich temperatur nie

zapalają się, nie żarzą i nie zwęglają. Niektóre ulegają

deformacjom (stal), lub ulegają zniszczeniu (granit, marmur, gips,

wapień);

- trudno palne: zapalają się z trudnością, żarzą się i zwęglają, a

usunięcie ognia powoduje przerwanie procesu palenia (płyty

wiórowo – cementowe, pilśniowe twarde);

- palne: łatwo zapalają się płomieniem lub żarzą i proces ten trwa

także po usunięciu źródła ognia.

Właściwości mechaniczne:

Wytrzymałość na ściskanie

To maksymalne naprężenia ściskające występujące w chwili

zniszczenia materiału pod działaniem siły zewnętrznej.

Miernikiem wytrzymałości na ściskanie jest stosunek maksymalnej

siły ściskającej do pola powierzchni, na którą działa ta siła.

R_c = F_c / P_c [MPa]

gdzie: F_c - siła ściskająca

P_c - pole powierzchni ściskanej

Na wartość uzyskanej wytrzymałości na ściskanie mają

wpływ:

- kształt i wielkość badanej próbki (tzw. efekt skali);

- stopień wilgotności badanego materiału (próbka może być w

stanie suchym, powietrzno – suchym, wilgotnym, nasyconym

wodą);

- prędkość przyrostu naprężeń w trakcie badania (dla betonu

prędkość ta powinna wynosić: 0,2 - 1,0 MPa/s;

- gładkość powierzchni ściskanych;

- równoległość powierzchni ściskanych;

- prostopadłość powierzchni bocznych próbki względem

powierzchni ściskanych.

Wytrzymałość na rozciąganie

To największe naprężenie, jakie wytrzymuje próbka materiału

podczas rozciągania. Miernikiem wytrzymałości na rozciąganie

jest stosunek siły rozciągającej do pola powierzchni próbki

materiału przed przyłożeniem siły.

R_r = F_r / P_r [MPa]

gdzie: F_r – siła rozciągająca

P_r – pole przekroju próbki materiału

przed przyłożeniem siły

Wytrzymałość na zginanie

To największe naprężenie, jakie wytrzymuje próbka materiału

podczas zginania do momentu jej złamania.

R_zg = M/W [MPa]

M = Pl / 4

W = bh²/6

gdzie: M - moment zginający; P – siła niszcząca,

l – rozpiętość belki między podporami;

W- wskaźnik wytrzymałości przekroju zginanego

belki; b – szerokość belki; h – wysokość belki

Sprężystość

To zdolność materiału do przyjęcia początkowej postaci z

chwilą usunięcia działającej siły zewnętrznej, która spowodowała

odkształcenie materiału.

Pełzanie

To ciągły wzrost odkształceń plastycznych (trwałych

odkształceń) materiału bez zmiany wartości działającej siły

zewnętrznej.

Kruchość

Jest to zjawisko nagłego zniszczenia materiału pod

wpływem działania sił, bez wyraźnych oznak odkształceń

poprzedzających ten proces.

Ścieralność

Jest to podatność materiału do zmniejszania masy lub objętości

pod wpływem czynników ścierających. (tarcza Boehmego, aparat

Alpha dla drewna; aparat Stuttgart dla podłogowych wyrobów

sztucznych; bęben Los Angeles dla kruszyw do nawierzchni

drogowych).

Twardość

Jest to odporność materiału na odkształcenia trwałe przy

wciskaniu weń innego twardego materiału. Metody: Brinnela,

Rockwella, Janki (twardość drewna), skala Mohsa.

Udarność

Jest to odporność materiału na uderzenia dynamiczne. Badanie

wykonuje się przez opuszczanie z wysokości metalowej kuli na

badany materiał lub przy użyciu aparatu Martena.

Materiały kamienne

Stosowane w budownictwie skały dzieli się

ze względu na pochodzenie na trzy grupy:

MAGMOWE OSADOWE METAMORFICZNE

Skały magmowe – to skały, które powstały w wyniku zastygnięcia

ciekłej magmy. Wyróżnia się skały:

- magmowe głębinowe, które zastygły w głębi skorupy ziemskiej

- magmowe wylewne, czyli te, które zastygły na powierzchni

ziemi.

W zależności od sposobu zastygania magmy powstałe skały

różnią się budową, choć ich skład chemiczny jest bardzo zbliżony.

Skały głębinowe mają strukturę grubokrystaliczną, ponieważ

powolne stygnięcie lawy sprzyjało wykształceniu się kryształów.

Skały wylewne mają strukturę drobnokrystaliczną.

Do skał magmowych głębinowych zalicza się: granit, sjenit,

dioryt, gabro.

Do skał magmowych wylewnych zalicza się: porfir, andezyt,

bazalt, diabaz, melafir.

Granity, dioryty, gabro (skały magmowe głębinowe)

wykorzystywane są głównie jako kruszywa do betonów, podobnie

jak bazalty i melafiry (magmowe, wylewne). Zastosowanie w

budownictwie ogólnym, mostowym, kolejowym, drogowym.

Z materiałów kamiennych: bazalt, gabro produkuje się wełnę

mineralną.

Skały osadowe

Powstałe w wyniku osadzania się cząstek mineralnych lub

organicznych na lądzie lub w wodzie, a także rozpuszczalnych w

wodzie związków chemicznych w zbiornikach wodnych.

W zależności od pochodzenia geologicznego wyróżnia się:

- skały osadowe krzemionkowe, okruchowe, ilaste: piaskowce,

lessy, piaski, żwiry, iły, gliny;

- skały osadowe węglanowe: wapienie, dolomity, margiel;

- skały osadowe siarczanowe: gips, anhydryt, alabaster.

Piaski wykorzystywane do produkcji szkła, zapraw, betonów;

świry wykorzystywane do betonów.

Skały osadowe węglanowe wykorzystywane do produkcji spoiw

mineralnych (cement, wapno).

Dolomity wykorzystywane jako kruszywo do produkcji do budowy

dróg.

Gliny, iły wykorzystywane do produkcji ceramiki budowlanej.

Skały metamorficzne

Są one produktami przeobrażenia skał magmowych i osadowych

w głębi skorupy ziemskiej, w wyniku działania wysokich

temperatur i wysokiego ciśnienia.

Do skał metamorficznych zalicza się np.: gnejs, serpentynit,

kwarcyt, marmur.

Marmury wykorzystywane na płyty posadzkowe, stopnie schodów,

okładziny, kominki. Kwarcyty do produkcji kruszyw.

O przydatności skał do określonego celu decydują właściwości,

takie jak: nasiąkliwość, przewodność cieplna, wytrzymałość na

ściskanie, odporność na działanie mrozu, ścieralność, a także

właściwości techniczne, a więc podatność skał na obróbkę.

Ogólna nazwa „spoiwa mineralne” dotyczy grupy tworzyw,

które po rozdrobnieniu do postaci pyłu i zarobione wodą dają

plastyczny zaczyn, łatwo układający się i formujący, a także

wiążący po pewnym czasie i twardniejący na powietrzu lub w

wodzie.

Spoiwa mineralne wiążą w wyniki zachodzących reakcji

chemicznych.

Ze względu na ich zachowanie się w środowisku wodnym można

podzielić spoiwa mineralne na:

hydrauliczne

powietrzne

Spoiwa powietrzne po zarobieniu wodą wiążą i twardnieją tylko

na powietrzu.

Do grupy spoiw powietrznych zaliczyć można m.in.: spoiwa

wapienne, spoiwa gipsowe, spoiwa magnezjowe, spoiwa

krzemianowe, wapno hydratyzowane.

Spoiwa hydrauliczne twardnieją zarówno na powietrzu jak

również zanurzone w wodzie.

Wśród spoiw hydraulicznych występują: cementy portlandzkie,

cementy hutnicze, cementy glinowe.

Cement – PROCES PRODUKCJI

Cementy portlandzkie otrzymuje się z naturalnych skał, takich

jak: wapień, margiel, glina, kreda.

Są to surowce służące do produkcji klinkieru portlandzkiego,

który jest podstawą do produkcji wszystkich rodzajów

cementów.

W zależności od surowców i metody ich rozdrabniania

rozróżnia się metodę suchą i mokrą produkcji klinkieru

portlandzkiego.

1. Surowce do produkcji klinkieru portlandzkiego

Surowce do produkcji cementu (klinkieru) to kopaliny naturalne:

wapień (kamień wapienny), margiel, glina, kreda, które

stanowią źródło węglanu wapnia (CaCO₃).

Do korekcji składu surowcowego wykorzystuje się:

łupek, pucolanowy, mułek żelazo – nośny, piasek kwarcowy,

pył dymnicowy.

Prawie wszystkie surowce naturalne są pozyskiwane

w kamieniołomach lub kopalniach, które w większości

przypadków zlokalizowane są w pobliżu cementowni. Po

wstępnym kruszeniu surowce te transportowane są do

cementowni celem składowania i dalszej przeróbki.

Mieszanie i rozdrabnianie surowców

Metody produkcji klinkieru portlandzkiego:

SUCHA Mączka surowcowa

MOKRA Szlam

Wybór metody produkcji klinkieru portlandzkiego jest

uzależniony od przyjętych surowców wyjściowych.

Metodę suchą stosuje się, gdy surowcem są mieszanki ze skał

zwięzłych, kruchych.

W metodzie tej surowce w odpowiednich proporcjach są

przemielane i mieszane dla uzyskania mieszaniny o

wymaganym składzie chemicznym. W metodzie suchej

składniki są mielone i suszone do drobnego pyłu z

wykorzystaniem gazów odlotowych z pieca – otrzymuje się tzw.

mączkę surowcową. Mączkę surowcową magazynuje się w silosach, a następnie sucha mączka podawana jest do pieca.

Metodę na mokro stosuje się wówczas, gdy surowcem jako

surowiec jest np. kreda lub glina.

Kreda zostaje najpierw pokruszona i rozdrobniona w specjalnym

młynie do przemiału na mokro. Jest to kolista studnia, w której

obracające się promieniście ramiona, rozbijają grudki kredy.

Glina jest kruszona i mieszana z wodą, zazwyczaj w podobnym

młynie. Powstają zawiesiny, które zostają przepompowane i

zmieszane w odpowiednich proporcjach oraz przechodzą przez

zestaw sit. Uzyskany w ten sposób roztwór (szlam) wpływa do

zbiorników magazynujących.

Jeżeli surowcem jest wapień, musi on być najpierw rozsadzony

ładunkami wybuchowymi, potem rozkruszony, a następnie

doprowadzony do młyna kulowego wraz z gliną rozdrobnioną w

wodzie.

W metodzie na mokro końcowy roztwór ma konsystencje

śmietany, a zawartość wody wynosi 35-50%.

Sedymentacji zawiesiny zapobiega się poprzez stosowanie

mechanicznego mieszania oraz przedmuchiwania powietrzem

pod ciśnieniem.

W fazie końcowej otrzymanie wymaganego składu

chemicznego uzyskuje się przez mieszanie szlamów z różnych

zbiorników magazynujących.

Od tego momentu proces produkcji cementu przebiega

jednakowo niezależnie od użytych surowców.

3. Homogenizacja i magazynowanie mączki surowcowej

lub szlamu

Mączka surowcowa lub szlam z procesu przemiału

surowca, wymagają dalszej homogenizacji (mieszania), aby

uzyskać optymalną konsystencję mieszaniny surowcowej przed

jej podaniem do pieca obrotowego każdego typu.

Homogenizacja i składowanie mączki surowcowej odbywa się

w silosach, natomiast szlamu w zbiornikach lub basenach.

4. Wypalanie klinkieru

Wypalanie klinkieru to najważniejszy proces ze względu

na jakość produktu oraz koszty. Na wyprodukowanie 1 tony

klinkieru zużywa się około 200 kg miału węglowego.

W procesie wypalania klinkieru mączka surowcowa (lub

szlam w przypadku metody mokrej) jest wprowadzana do linii

pieca obrotowego, gdzie jest:

- suszona,

- wstępnie podgrzewana,

- kalcynowana,

- a następnie spiekana tworząc klinkier cementowy.

Wszystkie wymienione wyżej procesy odbywają się w piecu

obrotowym.

Proces wytwarzania klinkieru portlandzkiego rozpoczyna się

od rozkładu węglanu wapnia (CaCO₃) w temperaturze około

9000C, pozostawiając tlenek wapnia (CaO, wapno) i wolny

dwutlenek węgla (CO₂) – proces ten nazywa się kalcynacją.

Dalej następuje proces klinkieryzacji (spiekania), w którym

tlenek wapnia reaguje w wysokiej temperaturze (około 1400-

1500oC) z tlenkami krzemu, glinu i żelaza, tworząc klinkier

portlandzki, w skład którego wchodzą następujące minerały:

- alit (3CaO·SiO₂) –krzemian trójwapniowy (oznaczany jako

C3S);

- belit (2CaO·SiO₂) – krzemian dwuwapniowy, (oznaczany

C2S);

- celit (3CaO·Al₂O₃) – glinian trójwapniowy, (oznaczany C₃A);

- brownmilleryt (4CaO·Al₂O₃ ·Fe₃O₃) – żelazoglinian

czterowapniowy, (oznaczany jako C₄AF)

5. Przemiał cementu

Klinkier i inne składniki (dodatki) cementu magazynowane są

w silosach lub zamkniętych halach.

Operacja, która prowadzi do uzyskania końcowego produktu

jest mielenie. Młyny, w których odbywa się przemiał to

przeważnie młyny kulowe, składające się z kilku komór, o

stopniowo coraz mniejszych kulach stalowych.

Podstawowymi minerałami klinkieru cementowego są:

- alit;

- belit;

- celit;

- brownimelleryt.

Rodzaje cementów

Cement portlandzki CEM I

Uzyskiwany w wyniku zmielenia klinkieru portlandzkiego z

dodatkiem (do 5%) gipsu (regulator czasu wiązania).

Cementy CEM I charakteryzują się wysoką wytrzymałością

wczesną oraz dość wysokim ciepłem hydratacji (w zależności

od klas wytrzymałościowych).

Cementy CEM I 32.5 charakteryzują się umiarkowanym

ciepłem hydratacji, natomiast cementy CEM I klas 42.5 oraz

52.5 charakteryzują się dużym ciepłem hydratacji oraz wysoką

wytrzymałością w początkowym okresie twardnienia.

Zastosowanie do: betonów, prefabrykatów betonowych,

zapraw. Praktycznie zastosowanie bez ograniczeń

pamiętając, że wydzielają duże ilości ciepła.

Cement portlandzki (z dodatkami) – tzw. wieloskładnikowy

CEM II

Cement ten produkuje się przez wspólne zmielenie klinkieru

portlandzkiego, z dodatkami mineralnymi oraz gipsu (jako

regulatora czasu wiązania).

Zawartość dodatków mineralnych w może wynosić od 6 do

35%. W zależności od ilości dodatków rozróżnia się dwie

odmiany cementów CEM II:

- A (dodatki w ilości od 6 do 20%);

- B (dodatki w ilości od 21 do 35%).

W zależności od rodzaju dodatku cementy CEM II charakteryzują się

różnymi dodatkowymi właściwościami.

CEM II/A-S

Jest to cement portlandzki wieloskładnikowy z dodatkiem

żużla wielkopiecowego w ilości 6-20%.

CEM II/B-S

Jest to cement portlandzki wieloskładnikowy z dodatkiem

żużla wielkopiecowego w ilości od 21 do 35%.

Uwaga: Jeżeli ilość dodatku w postaci żużla wielkopiecowego

przekroczy wartość 35 % - mamy do czynienia z cementem

hutniczym CEM III.

Dodanie do cementu żużla (S) lub popiołu lotnego (V lub

W) powoduje:

- wydłużenie czasu wiązania;

- obniżenie początkowej wytrzymałościowi w stosunku do

cementów czystych.

Cement ten jednak ma inne zalety, mianowicie:

- charakteryzuje się mniejszym ciepłem hydratacji;

- mniejszym skurczem;

- zwiększoną odpornością na działanie wód agresywnych.

Cement hutniczy CEM III

Jeżeli dodatku żużla wielkopiecowego będzie powyżej 35%

otrzymuje się cement hutniczy CEM III.

Cement hutniczy produkowany jest w dwóch odmianach

różniących się zwartością żużla:

- CEM III/A zawiera żużel od 36 do 65%,

- CEM III/B zawiera żużel w ilości od 66 do 80%.

Cementy hutnicze CEM III charakteryzują się:

- wysoką odpornością siarczanową oraz alkaliczną,

- nie należy ich stosować w okresie zimowym

- niskim ciepłem hydratacji (twardnienia), dzięki czemu są

przydatne do wykonywania dużych elementów betonowych i

obiektów hydrotechnicznych, niskim skurczem,

- betony wykonane na bazie tych cementów charakteryzują się

mała przepuszczalnością),

- bardzo dobra dynamika narastania wytrzymałości w długich

okresach twardnienia (do kilkunastu miesięcy, a nawet kilku lat).

Ciekawostka: betony wykonane z cementu hutniczego CEM III mają

barwę przełomu (po przełamaniu) jasnoniebieską.

Cement pucolanowy CEM IV

Cement pucolanowy produkowany jest ze wspólnego zmielenia

klinkieru portlandzkiego z dodatkami pucolanowymi oraz gipsu.

Rozróżnia się dwie odmiany cementu pucolanowego:

CEM IV/A, w którym łączna zawartość dodatków pucolanowych,

takich jak: pucolana naturalna (P), popiół lotny

krzemionkowy (V) wynosi od 11 do 35 %, natomiast dodatek

pyłu krzemionkowego (D) nie może być większy niż 10%.

CEM IV/B, w którym łączna ilość wymienionych dodatków

powinna być w przedziale 36-55%, natomiast pyłu

krzemionkowego również nie więcej niż 10%.

Cementy pucolanowe charakteryzują się:

-zwiększoną wodożądnością,

-mniejszą dynamiką narastania wytrzymałości początkowych,

szczególnie w niższych temperaturach.

Zastosowanie – do betonów monolitycznych, w budownictwie

hydrotechnicznym, do budowy oczyszczalni ścieków.

Cementy pucolanowe produkowane są w klasach 32.5

oraz 42.5.

Cement wieloskładnikowy CEM V

Cement ten otrzymuje się przez zmielenie klinkieru

portlandzkiego z dodatkiem żużla wielkopiecowego, pucolany

naturalnej, popiołu lotnego krzemionkowego oraz gipsu.

Rozróżnia się dwie odmiany cementu:

CEM V/A z udziałem 18-30% żużla wielkopiecowego

oraz 18-30% pucolany;

CEM V/B z udziałem 31-50% żużla wielkopiecowego

oraz 31-50% pucolany.

Cementy wieloskładnikowe CEM V mają zbliżone

właściwości do cementów hutniczych i pucolanowych,

produkowane są w dwóch klasach wytrzymałościowych: 32.5

oraz 42.5.

Cement o niskim cieple hydratacji (LH)

To cement o cieple hydratacji poniżej 270 J/g. Są to najczęściej

cementy hutnicze CEM III i pucolanowe CEM IV o dużej

zwartości żużla i popiołu. Stosowane do konstrukcji masywnych.

Cement o wysokiej odporności na siarczany (HSR)

Zalicza się do tych cementów: CEM I; CEM II/B-V (popiół lotny

krzemionkowy w ilości 21-35%) oraz cementy CEM III oraz CEM

IV;

Cement niskoalkaliczny (NA)

Wymagania dla cementów niskoalkalicznych spełniają cementy

CEM I, CEM II, CEM III oraz CEM IV, zawierające poniżej 0,6%

alkaliów.

Cement glinowy

Jest to szybko twardniejące spoiwo hydrauliczne otrzymywane

przez zmielenie bez dodatku gipsu, klinkieru glinowego

spiekanego lub topionego. Klinkier glinowy wytwarza się z

kamienia wapiennego oraz boksytu.

Cement glinowy charakteryzuje się bardzo dużą dynamiką

narastania wytrzymałości początkowych. Po 1-2 dni

twardnieniu osiąga 80-90% wytrzymałości 28-dniowych.

Cechuje się wysokim ciepłem twardnienia. Zastosowanie do

produkcji betonów ogniotrwałych oraz betonów odpornych na

korozję siarczanową. Można stosować go podczas

betonowania zimą (przy temperaturze do – 10°C) bez

specjalnych zabezpieczeń.

Cement portlandzki biały

Produkowany w klasie wytrzymałościowej 32.5; 42.5 oraz 52.5.

Cementy białe zawierają głównie krzemiany wapnia.

Stosuje się do wytwarzania betonu architektonicznego,

ozdobnej galanterii betonowej oraz zapraw murarskich i

tynkarskich.

Według normy PN-EN197-1:2002 obowiązują trzy klasy

wytrzymałości normowej.

Są to klasy 32.5; 42.5 oraz 52.5.

Dla każdej klasy wytrzymałościowej odpowiadają dwie

klasy wytrzymałości wczesnej:

-klasy o normalnej wytrzymałości wczesnej oznacza się

symbolem N,

- natomiast klasy wysokiej wytrzymałości wczesnej jako R.

Po zarobieniu cementu wodą dochodzi do:

-rozpuszczenia się niektórych minerałów w wodzie,

-następnie dochodzi do hydrolizy, czyli reakcji chemicznej

minerału z wodą, której towarzyszy rozpad minerału na części

składowe,

- a następnie mamy do czynienia z uwodnieniem (hydratacją),

czyli przyłączeniem wody przez minerał.

Wszystkie wymienione zjawiska oddziaływania wody określa

się w praktyce jako hydratację.

Hydratacji towarzyszy twardnienie przetworzonych lub nowo

utworzonych produktów.

Przyjmuje się, że hydratacja trwa od chwili zmieszania

cementu z wodą, aż do czasu uzyskania założonego produktu,

co powinno nastąpić po 28 dniach.

Niektóre uwodnione minerały przybierają formy kryształów,

inne są amorficzne (bezpostaciowe) lub po części przyjmują

obie te formy.

Charakterystyczne jest, że w zasadzie każdy minerał reaguje z

wodą samodzielnie. Dopiero po tej pierwszej przebudowie,

niektóre z nich wchodzą częściowo w związek z innymi.

Można wyróżnić cztery charakterystyczne okresy w

procesie przetwarzania się cementu zarobionego wodą:

• Okres I – wstępnego dojrzewania (przedindukcyjny)

Trwa on od momentu zmieszania cementu z wodą do około

10 minut.

Natychmiast po wymieszaniu cementu z wodą, woda wnika

(penetruje) do pewnej głębokości (≈ 1μm) w ziarna cementu,

rozmiękczając ich zewnętrzne partie.

Towarzyszy temu intensywne rozpuszczanie się w wodzie

przede wszystkim glinianu wapniowego (celitu) zawartego w

cemencie, gipsu i alkaliów. W wyniku tego w wodzie pojawiają

się jony siarczanowe, wapniowe, potasowe, sodowe.

Okres I (wstępnego dojrzewania) najintensywniej przebiega w

pierwszych 5 minutach od zarobienia cementu wodą.

Woda zarobowa zmienia w tym czasie swój odczyn z

obojętnego o pH=7 na silnie alkaliczny o pH>12.

Najwcześniej rozpoczyna hydratację:

- glinian trójwapniowy (C3A – celit),

- z kolei krzemian trójwapniowy (C3S – alit),

- a krzemian dwuwapniowy (C2S – belit) reaguje

znacznie wolniej.

Reakcjom chemicznym towarzyszy silne wydzielanie się ciepła.

Okres II – okres indukcji (okres wiązania)

Trwa od momentu zakończenia I okresu (tj. po około 10

minutach od chwili wymieszania cementu z wodą) do chwili

zwanej końcem wiązania (około 6-8 godzin).

Okres ten rozpoczyna się w chwili, gdy woda całkowicie

nasyci się wapnem oraz gdy na ziarnach cementu zaczną

tworzyć się pierwsze narosty krystaliczne, które tworzy

głównie etryngit oraz CSH (Ŝel krzemianowo wapniowy).

Ponadto zwiększa się ilość kryształów portlantydu

(CaOH2), ale już o mniejszych wymiarach. Ten właśnie

moment uznaje się za początek czasu wiązania cementu,

który w zależności od klasy cementu powinien wynosić nie

mniej niż 75, 60 i 45 minut.

Okres III – okres tężenia

Trwa on do chwili uzyskania przez cement pełnej wymaganej

wytrzymałości na ściskanie – według założeń normowych 28

dni.

Okres III to okres tężenia masy i nabierania

wytrzymałości mechanicznej.

Po upływie 24 godzin od zarobienia zaczynu wyczerpuje się

zapas gipsu i tym samym następuje intensywnie hydratacja

celitu, w wyniku czego powstają hydraty drobnych

prostopadłościennych kryształków C4AH13. Zagęszczają one

strukturę i zmniejszają wielkość porów w zaczynie

cementowym.

IV okres – okres eksploatacji stwardniałego betonu

W sprzyjających warunkach następuje dalszy, choć

bardzo powolny proces tężenia objawiający się dalszym

wzrostem wytrzymałości.

Zakres wzrostu wytrzymałości zależy od rodzaju

cementu. Cementy zawierające więcej belitu kosztem alitu są

w tym okresie bardziej aktywne i wykazują większy przyrost

wytrzymałości na ściskanie.

Spoiwa gipsowe – powietrzne

Gips to zarówno minerał, jak i skała zbudowana z tego minerału.

Spoiwo gipsowe otrzymuje się przez częściowe lub

prawie całkowite odwodnienie kamienia gipsowego, tj.

dwuwodnego siarczanu wapnia.

Następuje to w prażarkach w temperaturach

140 – 230oC. Surowcem jest mączka gipsowa. Podczas

wypalania zachodzi proces odwodnienia według reakcji:

Proces wiązania i twardnienia moąna podzielić na trzy okresy:

- rozpuszczanie się gipsu i tworzenie dwuhydratu w postaci

żelu;

- tężenie w wyniku przemiany żelu w postać krystaliczną;

- wysychanie oraz dalsze rośnięcie i zrastanie się kryształów

gipsu dwuwodnego.

Podstawowe cechy spoiw gipsowych:

• Wytrzymałość zależy od rodzaju i gatunku spoiwa

gipsowego oraz stosunku gips/woda. Maksymalną

wytrzymałość tworzywa gipsowe uzyskują w stanie suchym,

to jest po wysuszeniu do stałej masy. Niewielkie zawilgocenie

tego tworzywa prowadzi do dużego spadku wytrzymałości. Ze

wzrostem wilgotności od 0 do 1% wytrzymałość może ulec

zmniejszeniu nawet o 50-70%;

• Nasiąkliwość. Tworzywa gipsowe wykazują znaczną

nasiąkliwość, wynoszącą 25-40%. Zmniejszenie nasiąkliwości

można uzyskać poprzez stosowanie zaczynów o niskim

stosunku wodno – gipsowym, połączonym z mechanicznym

zagęszczaniem, lub poprzez wprowadzanie do zaczynów

dodatków modyfikujących, zwłaszcza środków hydrofobowych.

Higroskopijność - czyli zdolność pochłaniania wilgoci

z powietrza jest średnia. Przy dużej wilgotności powietrza w

pomieszczeniu materiały gipsowe pochłaniają nadmiar wilgoci,

natomiast przy niskiej wilgotności – oddają ją (korzystne dla

mikroklimatu pomieszczeń);

• Kapilarność – duża;

• Mrozoodporność – tworzywa gipsowe wykazują na

ogół pełną mrozoodporność, tzn. wytrzymują one 15 krotne

cykle zamrażania (-150C) i odmrażania (+18oC);

• Izolacyjność termiczna – wyroby gipsowe

charakteryzują się dobrą izolacyjnością termiczną.

Odporność ogniowa – tworzywa gipsowe należą do

materiałów niepalnych, w związku z tym znajdują

zastosowanie w ochronie przeciwogniowej. W czasie pożaru

tworzywa gipsowe pochłaniają duże ilości ciepła potrzebnego

do odparowania wilgoci i odwodnienia gipsu.

Pozwala to na ochronę konstrukcji budowlanych przed

wzrostem temperatury krytycznej na długi okres czasu,

zależnie od grubości zastosowanej otuliny gipsowej.

Szerokie zastosowanie jako okładziny ognioochronne

mają płyty gipsowo – kartonowe zbrojone włóknem szklanym

oraz lekkie zaprawy gipsowo - perlitowe.

Spoiwa wapienne

Należą one do grupy spoiw powietrznych, które po zarobieniu

wodą wiążą i twardnieją tylko na powietrzu.

Zalicza się do nich wapno palone, wapno hydratyzowane,

wapno pokarbidowe i wapno hydrauliczne.

Do wytwarzania spoiw wapiennych stosuje się

surowce, których podstawowym składnikiem jest węglan

wapnia (CaCO3).

Do skał wapiennych zalicza się skały węglanowe

zawierające nie mniej niż 50% węglanu wapnia.

Węglan wapnia występuje najczęściej w postaci kalcytu oraz

aragonitu.

Wapno palone – tlenek wapnia (wapno niegaszone) CaO

Otrzymuje się przez wypalanie (prażenie) węglanu wapnia

CaCO3 w temperaturze 950-1050oC, podczas którego

następuje reakcja przebiegająca zgodnie z równaniem:

CaCO3 ↔CaO + CO2 -176,6kJ

Wypalanie odbywa się w tzw. wapiennikach. Jest to

reakcja endotermiczna, wymagająca doprowadzenia ciepła

(jest to reakcja odwracalna). Na 1 kg CaCo3 ( w celu jego

rozkładu) należy doprowadzić 176,6 kJ ciepła.

Wapno palone (niegaszone) może występować w handlu jako:

_ wapno palone mielone, pakowane w workach; Miałkość

zbliżona do cementu. Można je przechowywać do 1 miesiąca,

zabezpieczając przed działaniem wilgoci.

W razie zawilgocenia dochodzi do tzw. gaszenia wapna, co

powoduje wzrost objętości nawet o 250%. Towarzyszy temu

wysoka temperatura (reakcja egzotermiczna), co może

doprowadzić nawet do pożaru.

Zastosowanie:

-do produkcji wyrobów siliaktowych (wapienno – piaskowych;

-do produkcji betonów komórkowych;

-do robót murarskich w okresie niskich temperatur.

Wyroby silikatowe produkowane są z piasku kwarcowego

(około 90%) i mielonego wapna palonego w ilości około 8%, z

dodatkiem wody do uzyskania konsystencji wilgotnej.

Wyroby poddawane są prasowaniu i autoklawizacji w parze

wodnej.

Wyroby silikatowe mają stosowanie: do wznoszenia ścian,

zwłaszcza na elewacje nietynkowane, do produkcji elementów

ogrodzeniowych.

wapno palone (niegaszone) w bryłach – luzem

Takie spoiwo jest nietrwałe, ze względu na wchłanianie wilgoci i

dwutlenku węgla z powietrza.

Transport koniecznie kryty. Na budowie należy momentalnie

poddać procesowi gaszenia.

Zastosowanie:

-w przemyśle hutniczym;

-półprodukt do zapraw murarskich.

Wapno gaszone – wodorotlenek wapnia (lasowane) – Ca(OH)2

Gaszenie wapna inaczej lasowanie, to reakcja chemiczna

tlenku wapnia (wapna palonego) z wodą w wyniku czego

powstaje wodorotlenek wapnia (wapno gaszone).

Jest to proces silnie egzotermiczny. Reakcja przebiega

zgodnie z równaniem:

CaO + H2O = Ca(OH)2 +15,5 kcal

Proces gaszenia wapna palonego może być przeprowadzony

metodą:

-na sucho – przy minimalnej ilości wody, wykonywany w

warunkach przemysłowych (w hydratorach).

Otrzymuje się wapno hydratyzowane - zastosowanie do

zapraw wapiennych i cementowo - wapiennych.

-na mokro – stosowana na budowie, przy znacznie większej

ilości wody. Prowadzi to do otrzymania ciasta wapiennego i

mleka wapiennego.

Gaszenie na mokro powinno trwać:

- minimum 2-3 tygodnie dla wapna do prac murarskich;

- minimum 2-3 miesiące dla wapna do prac tynkarskich.

Im grubsze bryły wapna palonego, tym proces gaszenia

powinien być dłuższy. Dawniej trwał on nawet rok czasu przed

planowanym wykorzystaniem materiału.

W metodzie gaszenia na mokro - wapno palone miesza się z

wodą w skrzyni drewnianej wyłożonej folią.

Wapno można gasić: szybko lub wolno - uzyskuje się

wówczas:

- wapno szybko-gaszone;

- wapno wolno-gaszone.

W przypadku gaszenia szybkiego do folii wlewa się całą ilość

potrzebnej wody, a następnie stopniowo dozuje się bryły

wapna, tak aby nie doszło do przegrzania.

W przypadku gaszenia wolnego do folii umieszcza się bryły

wapna, a następnie stopniowo dozuje się wodę rozpylonym

strumieniem.

Zawiesinę miesza się do pełnego rozpadu wapna (15 -30

minut).

Ilość potrzebnej wody potrzebnej do gaszenia wynosi od 2,4

do 4,5 m3 na tonę wapna Im wapno jest bardziej tłuste, tym

potrzeba większej ilości wody.

Zgaszone wapno spuszcza się do dołu o głębokości

około 2 m. Boki dołu muszą być wyłożone deskami lub

obmurowane. Dołowane wapno powinno być przysypane

piaskiem o grubości minimum 20 cm, a w zimie ocieplone.

Wapno gaszone może być przechowywane w dołach nawet

kilka lat.

W wyniku zgaszenia wapna palonego metodą na mokro

otrzymuje się w postaci ciasto wapienne i mleko wapienne.

Ciasto wapienne – to plastyczna masa otrzymywana z wapna

gaszonego.

Ma kolor biały z odcieniem szarego, aż do szarego. Jeśli ma

kolor brązowy, to znaczy, że proces gaszenia przebiegał przy

użyciu za małej ilości wody.

Wydajność ciasta wapiennego wynosi 2 ÷ 2,5 m3 z tony wapna

palonego. Im dłużej dołowane jest wapno, tym jego właściwości

są lepsze.

Mleko wapienne – to zawiesina, którą uzyskuje się w wyniku

rozcieńczenia ciasta wapiennego wodą.

Jest wytwarzane bezpośrednio przed użyciem.

Używane jest jako:

- dodatek do zapraw wapienno-cementowych;

- dodawane do zapraw cementowych w celu poprawienia

plastyczności;

- oraz do bielenia (malowania) ścian budynków i pomieszczeń

gospodarczych;

- posiada silne własności odkażające.

Proces wiązania i twardnienia wapna

Wiązanie i twardnienie wapna odbywa się tylko na

powietrzu, ale w obecności wody.

Wapno wiąże w wyniku reakcji chemicznych.

Wzrost wytrzymałości wapna jest spowodowany

następującymi zjawiskami:

• utratą wody na skutek odciągania jej przez materiały muru i

wysychanie. Jest to proces stosunkowo szybki, trwa kilka

godzin.

• przez karbonatyzację. Następuje ona w wyniku reakcji

wodorotlenku wapnia z dwutlenkiem węgla zawartym w

powietrzu, a woda odgrywa tutaj rolę katalizatora. Reakcja ta

przebiega według równania:

Rosnące kryształy CaCO3 łączą się ze sobą, zrastają i spajają

w ziarenka zaprawy, dając w efekcie wytrzymały

mechanicznie materiał odporny na działanie wody. Proces

karbonatyzacji rozciąga się w czasie i zależy od ilości

dwutlenku węgla w powietrzu i grubości muru.

W strefie powierzchniowej proces przebiega dość szybko,

natomiast wiązanie CO2 z atmosfery przez głębsze strefy

zaprawy może trwać nawet kilka lat.

• w wyniku powstawania krzemianów wapnia.

Reakcje zachodzą w temperaturze powyżej 100oC w

obecności wody i piasku. Proces ten wykorzystywany jest

jedynie przy produkcji wyrobów wapienno – piaskowych

(silikatowych) oraz betonu komórkowego.

Zalety spoiw wapiennych:

- bardzo dobra urabialność (stosowane są do poprawy

urabialności zapraw cementowych i gipsowych);

- łatwo mieszają się ze wszystkimi spoiwami mineralnymi;

- korzystny wpływ na mikroklimat pomieszczeń;

- posiadają właściwości bakteriobójcze);

-biała barwa (mogą być spoiwem do farb wapiennych i białych

tynków);

- tanie i łatwo dostępne;

Wady spoiw wapiennych:

- niska wytrzymałość (w przypadku stosowania tylko spoiwa

wapiennego);

- niebezpieczne podczas stosowania, gdyż rozpuszczają

tkanki ludzkie powodując trudno gojące się rany.

Lepiszczami bitumicznymi nazywa sie:

materiały wiazace bedace zwiazkami organicznymi

(weglowodorami), które zawdzieczaja swoje własciwosci

zjawiskom fizycznym.

CECHY SPOIW BITUMICZNYCH (lepiszczy bitumicznych):

• spoiwa bitumiczne wiaza w wyniku reakcji fizycznych:

adhezji (przyczepnosci) i kohezji (spójnosci). Natomiast

spoiwa mineralne wiaza i twardnieja w wyniku reakcji

chemicznych, zachodzacych po wymieszaniu ich z woda;

Kohezja to przyciaganie sie czastek tego samego ciała.

Adhezja to siły wiazace, które powstaja miedzy czasteczkami

asfaltu oraz powierzchnia ciała stałego (np. kruszywem),

która pokrywa lub otacza błonka asfaltowa.

Wraz ze wzrostem temperatury nastepuje zmniejszenie

kohezji i adhezji, a wiec malej zdolnosc wiazaca lepiszcza.

• sa wrazliwe na oddziaływanie temperatur.

O ile na spoiwa mineralne nie ma wpływu temperatura, to

lepiszcze bitumiczne naleza do materiałów

termoplastycznych;

• proces wiazania lepiszczy bitumicznych jest procesem

odwracalnym, w przeciwienstwie do spoiw mineralnych;

• spoiwa bitumiczne odznaczaja sie całkowita odpornoscia na

działanie wody, kwasów i ługów, rozpuszczaja sie natomiast w

dwusiarczku wegla, benzynie, benzolu i innych

rozpuszczalnikach organicznych.

W grupie lepiszczy asfaltowych do nazwy „asfalt” dodaje sie

czesto okreslenie wskazujace na zródło pochodzenia:

-asfalt ponaftowy,

-asfalt naturalny,

badz technologie otrzymywania:

-asfalt destylacyjny,

-asfalt utleniony.

W polskim potocznym nazewnictwie przez nazwe

asfalt rozumie sie mieszanine składajaca sie z lepiszcza

asfaltowego i kruszywa mineralnego, stosowana do budowy

dróg (np. asfalt lany, beton asfaltowy).

Asfalt (lepka ciecza lub skała) to materiał:

- pochodzenia naturalnego wystepuje jako skała osadowa,

- lub otrzymywany w wyniku przerobu ropy naftowej (asfalt

ponaftowy) o konsystencji stałej lub półstałej barwy

ciemnobrazowej, czarnej.

Asfalty naturalne wystepuja w przyrodzie w poblizu zródeł

ropy naftowej i pod wzgledem chemicznym sa blisko

spokrewnione zarówno z ropa naftowa, jak asfaltami

otrzymywanymi z ropy naftowej.

Wystepuja w wygasłych kraterach wulkanów lub na terenach o

duzej aktywnosci tektonicznej. Wystepuja w Wenezueli, na

wyspie Trinidad, w Syrii, Albanii itp. Stanowia bardzo dobry

dodatek do asfaltu ponaftowego.

Asfalty ponaftowe stanowia mieszanine weglowodorów

wielkoczasteczkowych, sa otrzymywane z przeróbki ropy

naftowej.

Skład chemiczny asfaltów ponaftowych zwykle jest

nastepujacy: wegiel (82-87%), wodór (10-15%), tlen (2-3%),

azot (0,1-1,0%), siarka (0,2-7%).

Ze wzgledu na własciwosci, przeznaczenie i zakres

stosowania asfalty dzieli sie na drogowe i przemysłowe

(izolacyjne).

Asfalty drogowe musza charakteryzowac sie

odpowiednimi cechami w róznych warunkach (obciazenie

statyczne, dynamiczne) oraz w szerokim zakresie temperatur

(od -30 do 70o C).

Podstawa klasyfikacji asfaltów drogowych sa

przedziały penetracji. Penetracja jako miara konsystencji,

nazywana jest czesto twardoscia.

Smoły to ciecze o konsystencji od ciekłej do gestoplastycznej

i barwie od ciemnobrunatnej do czarnej.

Smoły otrzymujemy w procesie suchej destylacji wegla lub

drzewa. W budownictwie najczesciej stosuje sie smoły z

wegla kamiennego.

Podczas suchej destylacji wegla kamiennego w piecach

koksowniczych wegiel ogrzewa sie do temperatury 800-

1300oC bez dostepu powietrza.

Jako produkt otrzymuje sie:

koks, gaz oraz smołe, której ilosc wynosi 4 do 5% wag.

całosci odgazowywanego wegla.

Uzyskana w ten sposób smoła to tzw. smoła surowa, która

w tej postaci nie ma zastosowania w budownictwie.

Smoły surowe poddane dalszej przeróbce nosza nazwe

smół preparowanych.

Przeróbka polega na tym, ze smołe surowa poddaje sie

rozfrakcjonowaniu przez destylacje, a otrzymane frakcje łaczy

sie w odpowiednim stosunku ilosciowym.

W wyniku destylacji otrzymuje sie:

-olej lekki (temperatura wrzenia do 170°C),

-olej sredni (170-270°C),

-olej ciezki (270-300°C),

-olej antracenowy (300-350°C),

-oraz pak - ciało stałe (powyzej 350°C).

Do wyrobów ze smół preparowanych zalicza sie:

- smołe dachowa (65% pasku + olej smołowy;

- lepik smołowy;

- lakier do zelaza;

- smołe drogowa;

- smołe do elektrod.

Papy

Papa to materiał rolowy, składajacy sie z wkładki

(osnowy) wykonanej z: tektury budowlanej, tkaniny z włókien

naturalnych lub sztucznych - nasyconej masa bitumiczna lub

dodatkowo powleczonej bitumem z posypka mineralna, (lub

bez posypki) albo z przyklejona folia metalowa.

W zaleznosci od materiału impregnacyjnego papy dzielimy na:

- asfaltowe,

- smołowe.

Papy sa stosowane do wykonywania izolacji:

przeciwwilgociowych i przeciwwodnych elementów budynku:

fundamentów, posadzek, scian piwnic i pokryc dachowych.

W przypadku zastosowania papy na powierzchnie

zewnetrzne, narazone na działanie promieni słonecznych i

innych czynników pogodowych, nalezy stosowac papy z

posypka mineralna na wierzchniej warstwie – tzw. papy

wierzchniego krycia

Ze wzgledu na zastosowanie papy mozna podzielic na

trzy rodzaje:

- papy asfaltowe izolacyjne

- papy asfaltowe podkładowe;

- papy asfaltowe wierzchniego krycia.

Papy asfaltowe izolacyjne (oznaczenie I) otrzymuje sie

przez nasycenie tektury asfaltem impregnacyjnym.

Zabezpieczaja jedynie przed wilgocia i woda

technologiczna. Nie nadaja sie na pokrycia dachów oraz

do izolacji przeciwwodnych.

Papy asfaltowe podkładowe (oznaczenie P). Otrzymuje sie

przez nasycenie tektury budowlanej asfaltem impregnacyjnym

i powleczenie z obu stron masa asfaltowa oraz posypanie

wierzchniej strony drobnoziarnistej posypki mineralnej.

Odmiany papy podkładowej: P/333/1100, P/400/1200,

P/400/1400, P/400/1600, P/500/1300, P/500/1500 oraz

P/500/1700. Pierwsza liczba oznacza gramature papy (g/m2),

druga liczba zawartosc asfaltu (g/m2).

Przeznaczone sa do wykonywania spodnich warstw w

wielowarstwowych pokryciach dachowych. Sa dobrym

"podkładem" pod gonty bitumiczne, blachodachówki i

dachówki. Sa takze uzywane do wykonywania izolacji

fundamentów i tarasów.

Papy asfaltowe wierzchniego krycia (oznaczenie W).

Otrzymuje sie przez nasycenie tektury budowlanej asfaltem

impregnacyjnym i powleczenie z obu stron masa asfaltowa

oraz posypanie wierzchniej strony gruboziarnistej posypki

mineralnej, a spodniej strony drobnoziarnista posypka

mineralna lub nałozenie przekładki antyadhezyjnej. Odmiany:

W/400/1200, W/400/1400, W/400/1600, w/500/1300,

w/500/1500 oraz w/500/1700.

Sa przeznaczone: do izolacji przeciwwilgociowych i

przeciwwodnych w układach jedno - lub wielowarstwowych i

moga stanowic wierzchnia warstwe pokrycia dachowego,

która jest narazona na działanie czynników atmosferycznych.

Do produkcji pap wierzchniego krycia uzywa sie

wysokogatunkowych, róznobarwnych posypek, które

podnosza estetyke pokrycia.

Sposób montazu papy asfaltowej:

- mocowane tradycyjnie - za pomoca lepiku asfaltowego;

- przez zgrzewanie - przy pomocy rozgrzanego powietrza

podawanego z palnika lub ze specjalnych urzadzen

wytwarzajacych strumien ciepłego powietrza; powoduje to

nadtapianie warstwy asfaltu na spodniej stronie papy i na

zakładzie;

- mechanicznie - za pomoca gwozdzi papowych lub specjalnych

łaczników do podłozy betonowych i z blachy falistej.

Najwazniejsze badania pap: oznaczenie gietkosci,

przesiakliwosci.

Emulsje asfaltowe

To zawiesiny drobnych czastek asfaltu o wielkosci mniejszej

od 10 mikrometrów w wodzie.

Otrzymuje sie je przez mechaniczne mieszanie asfaltu z

woda przy jednoczesnym wprowadzeniu emulgatorów (mydło

sodowe lub potasowe, kwasy tłuszczowe) i stabilizatorów,

które zapewniaja trwałosc układu.

Wyróznia sie sie emulsje asfaltowe:

-do izolacji przeciwwilgociowych. Stosuje sie je do pokryc

izolacyjnych przeciwwilgociowych i robót konserwacyjnych na

podłozach betonowych, murach ceglanych, a takze do

gruntowania tych powierzchni.

- emulsje asfaltowe stosowane w budownictwie drogowym.

Lepiki

To masy składajace sie z lepiszczy (asfalt, smoła),

wypełniaczy w postaci maczki, włókien i dodatków

uszlachetniajacych oraz rozpuszczalników.

Stosowane sa do przyklejania pap do wczesniej

zagruntowanego i oczyszczonego podłoza oraz do

wykonywania izolacji składajacej sie z kilku warstw pap.

Wyróznia sie lepiki asfaltowe stosowane na zimno i goraco.

W asortymencie sa lepiki asfaltowe i smołowe.

Uwaga: Nigdy nie wolno łaczyc ze soba materiałów na bazie

asfaltów i smół!!!

Szkło budowlane

Podstawowe składnikiem szkła to:

- dwutlenek krzemu SiO2 w postaci piasku szklarskiego - około

55-80%,

- weglan wapnia (CACO3) – około 8%,

- soda (Na2CO3) -około 13%,

- oraz zwiazki potasu, wapnia, litu ołowiu, cynku magnezu,

manganu.

Produkcja szkła obejmuje czynnosci technologiczne:

- przygotowanie zestawu surowców oraz ich stapianie w

temperaturze około 1300o C;

- klarowanie i ujednorodnienie stopu w temperaturze 1350-

1550oC;

- studzenie do odpowiedniej temperatury oraz formowanie

wyrobu.

Metody produkcji szkła

• Metoda Pilkingtona – metoda ta słuzy do otrzymywania szkła

płaskiego (float) – do szklenia okien. Mozna produkowac szkło

o grubosci od 0,4 do 25 mm.

Płynne szkło o temperaturze powyzej 1000oC jest

wylewane z pieca do wanny z płynna cyna. Szkło rozlewa sie

równomiernie, uzyskujac idealnie płaska powierzchnie.

•Metoda Forcaulta – metoda polega na tym, ze szkło jest

ciagnione i formowane pionowo za pomoca szeregu wałków

w tasme, a nastepnie ciete na arkusze;

•Metoda Colburna – w metodzie tej tasma szkła jest

walcowana poziomo.

Własciwosci szkła:

• Gestosc: 2,5 g/cm3;

• Szczelnosc: 1

• Wytrzymałosc na sciskanie: 50-200MPa, nie mniej

produkowane jest szkło o wytrzymałosci na sciskanie nawet

do 800MPa;

• Wytrzymałosc na rozciaganie: około 30MPa;

• Szkło jest materiałem bardzo kruchym, poniewaz stosunek

wytrzymałosci na rozciaganie do wytrzymałosci na sciskanie

wynosi około 0,03

• Twardosc wg skali Mohsa: 5-6;

• Współczynnik przewodnosci cieplnej: 0,9-1,2 W/mK.

Wyroby ze szkła:

Do otworów okiennych i drzwiowych:

• Szkło płaskie ciagnione – to płyty otrzymywane przez

ciecie tasmy szklanej formowanej metoda np. Forcaulta:

Powierzchnia płyt moze: byc szlifowana, polerowana lub

matowa.

Szkło płaskie ciagnione przezroczyste stosowane jest do

szklenia otworów okiennych (grubosci 2-10mm), szkło grube

stosowane jest do okien wystawowych o grubosci do 35mm.

Szkło ciagnione szlifowane i polerowane stosowane jest tam,

gdzie wymagana jest wyzsza jego jakosc.

Płyty ze szkła ciagnionego mozna pokrywac warstwa

refleksyjna odbijajaca okreslony rodzaj promieniowania

cieplnego.

• Szkło płaskie walcowane (do otworów okiennych i

drzwiowych):

Produkowane jest w płytach otrzymywanych w wyniku ciecia

tasmy szklanej formowanej metoda walcowania.

Stosowane jest do szklenia otworów okiennych drzwiowych.

Grubosc 3.5-10mm.

Szkło walcowane wzorzyste produkuje sie podobnie jak

płaskie walcowane, z tym, ze walec posiada wyzłobienia

nadajace wzór powierzchni zewnetrznej wyrobu.

•Szkło płaskie float (do otworów okiennych i drzwiowych):

To płyty otrzymywane poprzez pociecie tasmy szklanej

formowanej na powierzchni stopionej cyny.

Moze ono byc poddawane dalszej obróbce polegajacej na

hartowaniu, gieciu, polerowaniu. Ma ono znacznie lepsze

własciwosci w porównaniu do szkła ciagnionego i

walcowanego. Ze szkła float wykonuje sie takze szyby

zespolone. Szkło float produkowane jest o grubosci od 0,4 do

25mm.

Szkło float czesto jest pokrywane specjalnymi

warstwami, które modyfikuja jego cechy. Czesto stosuje sie

szkło float pokryte warstwa tlenków metali, które stanowia

bariere dla promieniowania cieplnego (szkło niskoemisyjne).

• Szkło płaskie zbrojone (do otworów okiennych i

drzwiowych):

To szkło z płyty ze szkła walcowanego gładkiego lub

wzorzystego, które posiada wtopiona w procesie walcowania

siatke metalowa. W przypadku stłuczenia siatka metalowa

utrzymuje odłamki szkła, zapobiegajac ich wypadaniu.

• Szyby refleksyjne „Vitroflex”:

Produkowane ze szkła hartowanego na powierzchnie, którego

napyla sie przezroczysta powłoke metaliczna, odbijajaca

promienie podczerwone.

• Szyby zespolone (do otworów okiennych i drzwiowych):

To wyrób składajacy sie, z co najmniej dwóch szyb

oddzielonych elementem dystansowym na całym obwodzie,

połaczonych ze soba w sposób hermetyczny, Przestrzen

miedzy szybami jest wypełniona powietrzem lub gazem

szlachetnym (argon, krypton).

Kształtki i pustaki szklane:

Kształtki szklane to prasowane jednoczesciowe lub

dwuczesciowe elementy szklane. Rozróznia sie nastepujace

ich rodzaje: pustaki szklane, lukswery, cegły szklane, kształtki

sufitowe, stropowe oraz posadzkowe.

Najbardziej znana kształtka, przepuszczajaca swiatło szklana

jest lukswer, stosowany jako scienny element wypełniajacy.

Lukswery produkuje sie o dwóch wymiarach:

-150x150x50mm i masie około 1200 gram;

-200x200x50mm i masie około 2200gram.

Lukswery sa stosowane przewaznie

do wypełniania wewnetrznych

przegród doswietlajacych.

Pustaki szklane

To kształtki szklane o podstawie kwadratowej spajane dwóch

wyprasowanych elementów.

Pustaki szklane produkuje sie jako bezbarwne lub barwne.

Stosuje sie je do wypełniania przegród doswietlajacych.

Posiadaja one stosunkowo duza odpornosc ogniowa i dosc

dobra izolacyjnosc termiczna.

Wyroby z waty szklanej

Szkło w postaci włókien ma inne własciwosci niz zwykłe szkło.

Szkło w postaci włókien szklanych ma prawie trzykrotnie

wieksza wytrzymałosc na rozciaganie niz stal. Srednice włókien

szklanych wynosza 2-40μm i sa formowane w pasma, nici,

sploty oraz tkaniny.

Wata szklana to luzno ułozone włókna o grubosci 3-

35μm. Przewodnosc cieplna wynosi 0,04-0,045 W/mK.

Wata szklana jest formowana w maty, płyty i kształtki,

takze wate szklana mozna stosowac w postaci luznego

granulatu.

Maty z wełny szklanej stosuje sie jako izolacje cieplna i

akustyczna scian, stropów oraz konstrukcji szkieletowych.

Materiały termoizolacyjne powinny sie cechowac:

- niska gestoscia objetosciowa;

- niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła l;

- wystarczajaca wytrzymałoscia mechaniczna, aby zapewnic

zachowanie kształtów w trakcie montazu i eksploatacji;

- wysoka stabilnoscia biologiczna, aby nie ulegały procesom

gnilnym;

- wysoka stabilnoscia chemiczna – odpornoscia na

oddziaływanie srodowiska;

- brakiem własciwosci higroskopijnych i mozliwosci

absorbowania wilgoci z otoczenia.

Surowce do produkcji materiałów termoizolacyjnych:

- naturalne materiały organiczne: drewno, filc, trociny, słoma,

korek, kauczuk;

- naturalne materiały nieorganiczne: gips, cement, zuzel

wielkopiecowy, bazalt, popiół, pumeks;

- syntetyczne materiały organiczne: poliuretan, polietylen,

kauczuk syntetyczny.

Materiały termoizolacyjne uzyskuja swoje własciwosci

termiczne dzieki obecnosci w nich powietrza lub innych gazów.

Zatem istota produkcji materiałów termoizolacyjnych jest

uzyskanie materiału porowatego. Mozna to uzyskac poprzez:

- luzne zasypywanie materiałów ziarnistych badz

sproszkowanych takich jak: zuzel, włókno szklane;

- tworzenie porów wypełnionych powietrzem: beton

komórkowy,

- wypalanie organicznych dodatków (trociny, miał korkowy) w

trakcie produkcji kształtek izolacyjnych;

W celu zmniejszenia gestosci objetosciowej i poprawy

własciwosci termicznych produkuje sie wyroby ceramiczne

drazone.

Styropian to materiał o dobrych własciwosciach

termoizolacyjnych, otrzymywany z polistyrenu poprzez

spienianie. Jest to materiał lekki, o współczynniku

przewodzenia ciepła l»0,031-0,042 W/mK.

Jest produkowany jako izolacja sypka w formie granulatu oraz

w postaci płyt.

Styropian ekspandowany (EPS) jest sztywnym materiałem o

zamknietych porach wypełnionych powietrzem. Składa w 98%

składa sie z powietrza, które jest doskonałym izolatorem

cieplnym, pozostałe 2% to polistyren. W trakcie produkcji

granulki polistyrenu sa podgrzewane i spieniane (w trakcie

tego procesu zwiekszaja swoja objetosc o kilkadziesiat razy).

W specjalnych formach kształtuje sie z nich bloki, które

pózniej tnie sie na płyty i sezonuje. Sezonowanie umozliwia

zachowanie stabilnosci wymiarów styropianu.

Styropian to materiał, który nie pyli, nie powoduje alergii i nie

podraznia oczu i skóry.

Poza tym płyty styropianu sa nienasiakliwe, po sezonowaniu

nie zmieniaja wymiarów po ich wbudowaniu, maja mała

przepuszczalnosc pary wodnej, a ponadto sa odporne na

wiekszosc substancji chemicznych (oprócz rozpuszczalników

organicznych), sa odporne na działanie grzybów, plesni i

bakterii.

Płyty moga byc zastosowane w zakresie temperatur od -100

do +75oC, lecz nie moga byc wystawione na długie działanie

promieni słonecznych, gdyz ulegaja degradacji do postaci

drobnego pyłu.

Standardowe wymiary płyt wynosza 500×1000 mm, a grubosc

ich wynosi od 10 do 50 mm.

Płyty produkowane sa z krawedziami gładkimi oraz

frezowanymi - na zakład lub pióro i wpust.

Dzieki frezom krawedzie płyt styropianowych idealnie

przylegaja do siebie, wyeliminowane jest wiec

niebezpieczenstwo powstawania mostków termicznych w

miejscach połaczen płyt.

Styropian moze byc takze „podrabiany’ o znacznie gorszych

własciwosciach termicznych. Styropiany takie moga zawierac znacznie

wiecej granulatu (nawet do 6%) oraz moga one byc niesezonowane w

odpowiedni sposób, co prowadzi do wyginania sie płyt po ich ułozeniu.

Oprócz zwykłych, białych płyt produkowany jest tez styropian

w czarne kropki - z dodatkiem grafitu.

Grafit zawarty w płytach styropianowych podnosi ich

własciwosci izolacyjne poprzez dodatkowa absorpcje

promieniowania cieplnego.

Styropian ekstrudowany (XPS), tzw. (styrodur)

Styrodur produkuje sie z granulek polistyrenu, które miesza

sie w maszynie razem z róznymi dodatkami. Granulki

poddaje sie działaniu wysokiej temperatury i wysokiego

cisnienia, a gdy polistyren jest podgrzany, do mieszaniny

wtłacza sie gaz, który miesza sie z roztopionym

polistyrenem. Otrzymana mieszanina przez szczeliny

wydostaje sie z maszyny, gdzie trafia na cisnienie

atmosferyczne, co powoduje natychmiastowe powstanie

piany.

Styrodur to płyty termoizolacyjne o duzo wiekszej

wytrzymałosci mechanicznej oraz duzej odpornosci na

wilgoc.

Ma zastosowanie do izolacji dachów, podłóg i konstrukcji

połozonych ponizej poziomu gruntu, basenów.

Styropianem czesto przez pomyłke bywaja równiez nazywane

płyty z polistyrenu ekstrudowanego - tymczasem sa to dwa

rózne produkty pomimo, ze wytwarzane sa one z polistyrenu

Płyty polistyrenu ekstrudowanego maja duzo wieksza

wytrzymałosc mechaniczna niz styropian oraz minimalna

nasiakliwosc (kosztuja jednak wiecej niz styropian).

Sa bardzo dobrym materiałem do ocieplania dachów

odwróconych, scian piwnic, podłóg na gruncie. Zwykle

wystepuja w kolorze zielonym, niebieskim lub rózowym.

Wełna mineralna

Surowcem do produkcji wełny mineralnej jest bazalt z

dodatkami surowców mineralnych. Po ich stopieniu (w

temperaturze powyzej 1400oC) otrzymuje sie włókna

bazaltowe, które po połaczeniu z lepiszczem tworza wełne.

Nastepnie jest ona prasowana, formowana oraz przycinana.

Współczynnik przewodnosci cieplnej wynosi l»0,034 W/mK.

Wełna mineralna nie gnije, jest odporna na insekty, nie ulega

rozkładowi pod wpływem wilgoci. Wełna mineralna stosowana

jest w postaci płyt, filców, mat oraz luzem. Gestosc

objetosciowa 20kg/m3. Jest niepalna, posiada zdolnosc

pochłaniania hałasu, wodoodporna oraz paroprzepuszczalna.

Wełna mineralna zawiera około 95% powietrza. Jest

materiałem pylacym.

Płyty pilsniowe

Produkuje sie z włókien drewnianych. Współczynnik

przewodzenia ciepła l » 0,051 W/mK. Produkowane z

drewna rozwłóknionego z dodatkami srodków chemicznych.

Sa materiałem palnym i nieodpornym na gnicie, dlatego

konieczna jest ich impregnacja.

Wata (wełna) szklana

Wytwarzana w procesie topienia w temperaturze 1000oC

piasku kwarcowego oraz dodatków. Roztopiony surowiec

poddaje sie rozwłóknianiu, a nastepnie dodaje sie lepiszcze.

Nie chłonie wilgoci z powietrza, nie wykazuje podciagania

wody przez kapilary, jest odporna biologicznie. Współczynnik

przewodzenia ciepła l » 0,032 W/mK. Dostepna jest w

postaci mat, otulin, płyt oraz granulatu. Jest materiałem

pylacym.