Gęstość masy drewna- stosunek masy drewna bez wody i porów, czyli sam szkielet drewna do objętości drewna. Waha się od 1520-1560 kg/m3, zależy od rodzaju drewna.
Gęstość pozorna- stosunek masy drewna do jego objętości, z porami i wodą. Zależy od wilgotności i rodzaju drzewa.
Metoda wanina- wycina się prostopadłościan o boku 1cm o podstawie kwadratu i wysokości 9cm, dzielimy go na 9 części wsadzamy do menzurki wypełnionej wodą i odczytujemy gęstość pozorną.
Porowatość- jest to zależność porów w drewnie, zależna od gęstości pozornej, im większa gęstość pozorna tym mniejsza porowatość.
Kurczliwość i pęcznienie jest związane z nasiąkaniem i skurczaniem drewna podczas suszenia/ pęcznienia wodą. Najczęściej do wykonania elementów konstrukcyjnych używa się drewna w stanie powietrzno-suchym.
Wilgotność- zależy od warunków w jakich drewno się znajduje i ma wpływ na fizykomechaniczne własności drewna, takie jak: wytrzymałość mechaniczną na proces spalania, obrabianie, na wagę.
Wilgotność higroskopijna -określa zdolność wchłaniania przez drewno wilgoci (pary wodnej) z otaczającej atmosfery
Wilgotność bezwzględna - ilość wody zawarta w próbce drewna w stosunku do jego masy w stanie absolutnie suchym.
Nasiąkliwość- zdolność pochłaniania wody przez drewno całkowicie zanurzone, maksymalna ilość wody pochłoniętej przez drewno to pojemność wodna.
Higroskopijność- zdolność pochłaniania wody z otaczającej atmosfery, zależy od wilgotności powietrza i temperatury.
Chemoodporność- drewno jest chemoodporne i dopuszczalne ph wynosi ok. 11.
Palność- związana z określonymi przemianami chemicznymi, które zachodzą w drewnie w zależności od temperatury. Drewno pracuje bez zmian do 65˚C. Pod wpływem temp 105˚C ulega rozkładowi i wydzielają się gazy które zapalają się : wodór, metan, etan.
I pkt zapłonu- (225-250˚C) temperatura jest zbyt mała by ogień mógł się utrzymać.
II pkt zapalenia – (260-290˚C) temp wystarczająca do palenia się w sposób ciągły.
III pkt samozapłonu – (330-470˚C) ilość gazu jest tak duża że dochodzi do samoistnego zapalenia.
Na palność wpływa wilgotność drewna, pęknięcia, zranienia, obecność żywic, budowa, sortyment.
Materiały izotropowe- materiały, których własności fizyczne(mechaniczne) nie zależą od kierunku zachodzenia zjawisk bądź działania sił.
Materiały anizotropowe- materiały, których własności fizyczne(mechaniczne) zależą od kierunku zachodzenia zjawisk lub działania sił. (np drewno: trzy kierunki działania sił: wzdłuż włókien, stycznie do włókien, prostopadle do włókien.
Własności wytrzymałościowe drewna: największa przeciwdziałanie się sile działającej wzdłuż włókien. Rm15, Rg15, Rc15
Wytrzymałość na ściskanie- maksymalne naprężenie jakie materiał może wytrzymać w warunkach działania obciążenia zgniatającego.
Prasa hydrauliczna- urządzenie techniczne zwielokrotniające siłę nacisku dzięki wykorzystaniu zjawiska stałości ciśnienia w zamkniętym układzie hydraulicznym.
Wytrzymałość zależy od – budowy im bardziej zwarta tym bardziej wytrzymała, gatunku, od kierunku działania sił w stosunku do włókien.
Twardość- opór jaki stawia materiał ciałom wciskanym w jego powierzchnią. Określana metodą Janki lub Brinella. Największą twardość wykazuje drewno wzdłuż włókien.
Wady drewna: wady pierwotne-związane z okresem wegetacji drzewa (wady kształtu=zbieżystość(nagła zmiana średnicy), zgrubienie, spłaszczenie, porowatość, krzywizna, wady anatomiczne: mimośrodowość rdzenia, sęki, zawoje, skręt włókien), wady wtórne-powstają po ścięciu (pęknięcia, zaranienia, zabarwienia)
Impregnacja zabezpieczająca przed paleniem- wytworzenie powłoki ograniczającej dostęp do drewna, duża ilość wody związanej chemicznie która wydziela dużo pary i gasi ogień. Klasy wytrzymałości betonu: I-32,5MPa, II- 42,5MPa, III- 52,5MPa R- szybko twardniejące.
Kruszywa- to ziarniste materiały budowlane wykorzystywane do produkcji mieszanin betonowych, zapraw.
Kruszywa podział ze względu na rodzaj surowca skalnego i sposób jego produkcji:
a) naturalne-powstało z rozdrobnienia skał w wyniku działań sił przyrody, kształt (niekruszone, kruszone)
b) łamane- zwykłe (powstało z rozdrobnienia skał w wyniku działań człowieka, cechują się ostrymi krawędziami i szorstką powierzchnią np grys) i granulowane (foremne kształty ze stępionymi krawędziami)
c) z odpadów: organicznych- z tworzyw sztucznych, odpady drzewne np.trocinobeton,
nieorganicznych:Naturalne-z erupcji wulkanych, Sztuczne:spieniane-szkło piankowe, spiekane-kranzyt, granulowane-żużel wielkopiecowy.
Podział kruszyw- ze skał: magmowych, osadowych, metamorficznych. – mineralne i sztuczne.
Podział kruszyw na gęstość pozorną: lekkie <1,8 Mg/m3, zwykłe 1,8-3 Mg/m3, ciężkie >3 Mg/m3.
Podział ze względu na uziarnienie: piaski <2mm, drobne 2-4mm, grube 4-63mm, bardzo grube 63-250mm.
Zmodyfikowany podział kruszyw- naturalne, sztuczne, z recyklingu. Kruszywa sztuczne- powstają z surowców mineralnych bądź przemysłowych poddawanych lub nie poddawanych obróbki termicznej.
Optymalne uziarnienie to uziarnienie, które zapewnia uzyskanie założonych własności betonu oraz mieszanki betonowej o wymaganej konsystencji przy możliwie najmniejszym zużyciu cementu i wody.
Jamistość kruszywa- wolne przestrzenie pomiedzy ziarnami kruszywa Jk= ρs-ρmk / ρs *100% ρmk=Mk/V Mk-masa kruszywa
Ocena składu ziarnowego kruszywa – dokonuje się poprzez jego podział na frakcje przy zastosowaniu znormalizowanych sit kontrolnych. Po przesianiu kruszywa sporządza się krzywą uziarnienia będącą graficznym przedstawieniem skłądu ziarnowego kruszywa, której analiza pozwala na łatwiejszą jego ocenę.
Frakcja – kruszywo pozostało na sicie o oczkach n a przeszło przez sito o oczkach n+1.
Woda zarobowa- dodaje się ją do mieszaniny cementu i kruszywa, aby uzyskać mieszankę betonową o żądanej konsystencji i umożliwić proces wiązania cementu.
Wodożądność- jest to ilość wody potrzebnej do zwilżenia poszczególnych składników mieszanki betonowej (cementu, kruszywa) w celu uzyskania założonej konsystencji.
Konsystencja mieszanki betonowej zależy od ilości wody. Warunek konsystencji: W=C*Wc + K*Wk
Zaczyn- mieszanina spoiwa mineralnego(cementu) oraz wody zarobowej
Zaprawa- mieszanina spoiwa mineralnego, wody zarobowej oraz kruszywa drobnego <2mm.
Mieszkanka betonowa- mieszanina spoiwa mineralnego, wody zarobowej, kruszywa o szerokim spektrum uziarnienia.
Beton - sztuczny kamień, wytworzony na bazie cementu, kruszywa, wody oraz ewentualnych dodatków i domieszek na skutek hydratacji cementu.
Obliczanie czasu wiązania- zaczyn umieszcza się w pierścieniu ściętym stożku i określa się za pomocą aparatu Vicata wyłącznie na zaczynach, pomiary polegają na zagłębieniu się igły, zapisuje się głębokość zanurzenia i czas w jakim nastapił jego odczyt. Początek czasu wiązania jest to czas liczony od momentu wymieszania cementu z wodą, do chwili gdy igła swobodnie zanurzająca się w zaczynie zatrzyma się w odległości 2-4mm od dolnej krawędzi pierścienia. Koniec czasu wiązania jest to czas liczony od momentu sporządzenia zaczynu gipsowego do chwili gdy igła Aparatu Vicata zanurzy się na głębokość nie większą niż 1 mm od górnej krawędzi pierścienia. Czas wiązania to różnica między końcem a początkiem czasu wiązania.
Wiązanie- zmiana konsystencji, stanu skupienia.
Oznaczenie konsystencji normowej- wykonuje się w aparacie Vickata igła dokonuje zanurzenia jeżeli wynosi 6 +/- 2 to jest to konsystencja normowa.
Spoiwo w betonie – składnik który w wyniku przemian fizycznych chemicznych lub fizykochemicznych twardnieje, łącząc się w monolityczną całość z rozdrobnionym składnikiem stałym -kruszywem.
Tężnienie – to proces wiązania i twardnienia mieszanki betonowej powodujący przebudowę chemiczną spoiwa, powstaje nowe tworzywo o stanie fizycznym stałym oraz zmienionym składzie chemicznym i mineralogicznym.
Podział spoiw: mineralne: powietrzne(wapno,gips,anhydryt), hydrauliczne (cement, wapno hydrauliczne, żużel wielkopiecowy), organiczne: żywcze (polimeryzacyjne,polikondensacyjne,polliaddacyjne), bitumiczne (asfalt, bitumin, smoła).
Spoiwo mineralne- materiał wiążący otrzymany przez wypalanie i zmielenie surowców mineralnych, w materiałach tych po dodaniu wody zachodzą reakcje chemiczne, w wyniku których następuje proces wiązania i twardnienia.
Spoiwo powietrzne- wiążą i twardnieją tylko w powietrzu, a wykonane z nich betony są wrażliwe na wilgoć lub całkowicie nie odporne przy stałym zetknieciu.
Wapno-mineralne spoiwo powietrzne, występuje w postaci:
-wapna palonego CaO
-wapna gaszonego Ca(OH)2
-wapna hydratyzowanego-suchogaszone, suchy proszek, gotowy do użycia przy przygotowaniu zapraw wapiennych
Gips- CaSO4 * 2H20 uwodniony siarczan wapnia, miekka skała osadowa po odpowiednim przetworzeniu szeroko używ w budow
Anhydryt- CaSO4 siarczan wapnia, skała osadowa wykrystalizowana z morskiej wody.
Spoiwa hydrauliczne- wiążą i twardnieją i w wodzie i w powietrzu, wykonane z nich betony są odporne na działanie wody lub wykazują przyrost wytrzymałości w wyniku jej działania.
Cement (CEM)- drobno zmielony materiał nieorganiczny, po zmieszaniu z woda tworzy zaczyn wiążący i twardniejący w wyniku reakcji i procesów hydratacji, po stwardnieniu pozostaje wytrzymały i trwały również pod wodą.
Klinkier portlandzki- podstawowy półprodukt przemysłu cementowego, do produkcji używane są: wapienie, wapienie margliste, margle, glina, kreda, do korekcji składu surowcowego wykorzystuje się łupki, pucolany, surowce żelazonośne, piaski. Mieszkanka surowców jest mielona, a następnie wypalana w piecu obrotowym w temp ok 1450˚C. Podczas wypału w piecu pod wpływem temp reagują i tworzą podstawowe fazy: alit, belit, celit, braunmileryt.
W skład cementu wchodzą- składniki główne 95% całkowitej masy, klinkier portlandzki K, granulowany żużel wielkopiecowy S, popioły lotne- krzemionkowy V, wapienny W, pucolana- naturalna P, przemysłowa Q, wapień L, pył krzemionkowy D, łupek palony T. składniki drugorzędne- specjalnie dobrane materiały nieorganiczne 5%, dodatki nie więcej niż 1%.
Rodzaje cementów ze względu na składniki główne- CEM I cement portlandzki, CEM II portlandzki mieszany, CEM III hutniczy, CEM IV pucolanowy, CEM V wielkoskładnikowy.
Klasa cementu-podstawowa własność mechaniczna cementów, określająca wytrzymałość znormalizowanej zaprawy, na ściskanie oznaczoną zazwyczaj po 28dniach twardnięcia i podaną w MPa. Klasy: 32,5, 42,5, 52,5, N- normalna wytrzymałość wczesna, R- wysoka wytrzymałość wczesna,
Ze względu na właściwości specjalne: LH – niskie ciepło hydratacji, HSR- odporne na siarczany, MA- niska zawartość tlenków alkalicznych.
Spoiwo mineralne- materiał nieorganiczny silnie rozdrobniony po zmieszaniu z wodą zarobią przy zachodzących procesach chemicznych zmienia się w nie plastyczna masę o cechach ciała stałego. Podział spoiw ze względu na środowisko : powietrzne- mają zdolność do twardnienia na powietrzu, hydrauliczne- na powietrzu i w wodzie.
Surowce z których otrzymywane są spoiwa: cementowe i wapienne- węglan wapnia, surowce siarczanów wapnia- węglan magnezu, krzemionkowe- surowce sodowe i potasowe.
Spoiwa mogą się różnic chemoodpornością termoodpornością ognioodpornością, wytrzymałością końcową, prędkością narastania wytrzymałości, prędkością wiązania.
Domieszka do betonu -substancja dodawana w ilości nie przekraczającej 5% masy cementu.
Domieszki kompleksowe- modyfikują więcej niż jedną własność mieszanki betonowej.
Dodatek do betonu- to składnik mieszanki betonowej dodawany w ilości większej niż 5% masy cementu.
Podział domieszek: domieszki modyfikujące właściwości reologiczne mieszanki (domieszki uplastyczniające i upłynniające, domieszki zagęszczające, domieszki zwiększające zwięzliwość wody)
zwiększające zawartość powietrza w betonie (napowietrzające, spieniające, przeciwpieniące),
modyfikujące wiązanie i twardnienie (przyśpieszające wiązanie, przyśpieszające początkowy wzrost wytrzymałości, opóźniające wiązanie),
ekspansywne, uszczelniające (zwiększające odporność na czynniki fizyczne),
zwiększające odporność na czynniki chemiczne (inhibitory korozji stali, odporność na agresję chemiczną),
domieszki zwiększające przyczepność betonu, barwice beton.
Domieszki uplastyczniających i upłynniających – funkcją jest zmniejszenie ilości wody w mieszance betonowej przy zachowaniu tej samej konsystencji lub podniesienie ciekłości mieszanki betonowej bez zwiększania ilości wody zarobowej. Zmniejszanie ilości wody: plastyfikatory 8-10% i superplastyfikatowy 16-30%.
Podział dodatków: dodatki pylaste (popioły lotne, żużel wielkopiecowy, pył krzemionkowy, mączki skalne), dodatki okruchowe (zwiększają odporność na ścieranie, chropowatość, szczelność), żywice syntetyczne (podnoszą odporność na działanie środowiska agresywnego, zwiększają urabialność), dodatki polepszające własności mechaniczne betonu (włókna stalowe, z tworzyw sztucznych).
Fibrobeton – jest to materiał który powstaje w wyniku dodania krótkich włókien do mieszanki betonowej, najczęściej stosowane są włókna stalowe nie więcej niż 2 %, stosowane są tez włókna z tworzyw sztucznych, węglowe.
Cechy betonu modyfikowanego – zwiększona wytrzymałość, na ściskanie, rozciąganie; większa odporność na obciążenia dynamiczne; odporność na ścieranie oraz na środowisko chemiczne.
Włókna stalowe- zmniejszają koncentracje naprężeń prowadzących do powstania rys i mikrospękań osłabiających strukturę betonu, wynikające z naprężeń skurczowych, statycznych i dynamicznych.
Włókna z tworzyw sztucznych- Zapobieganie tworzeniu się mikrospękań w świeżym betonie wywołanych naprężeniami skurczowymi
Projektowanie betonu – polega na jakościowym doborze składników mieszanki betonowej aby uzyskać założone właściwości.
Podział betonów – niskich wytrzymałości: klasa betonu ≤C20/25, klasa cementu:32,5, kruszywo naturalne, średnich wytrzymałoś kl betonu C25-30 -C45/55, kl cementu 32,5-42,5 i wysokich wytrzymałości kl betonu ≥C50/60, kl cementu 42,5-52,5. krusz łaman
Klasa betonu-symbol literowo-liczbowy (np.C25/30) 30-oznacza wymaganą wytrzymałość gwarantowaną RbG -wytrzymałości na ściskanie w MPa, zapewnionej przez producenta z prawdopodobieństwem 95%.
Marka kruszywa- liczba oznaczająca najwyższą klasę betonu możliwą do uzyskania przy użyciu tego kruszywa.
Dobór cementu- dokonuje się w oparciu o kryterium wytrzymałościowe (klasa betonu) z uwzględnieniem warunków środowiska.
Wskaźnik C/W - wysoki gwarantuje uzyskanie betonu wysokiej jakości. Niski powoduje: niższą wytrzymałość, wyższą porowatość, wyższą nasiąkliwość, niższą mrozoodporność, niższą odporność na środowisko agresywne.
Tworzywa sztuczne – to materiał o z góry zadanych właściwościach fizycznych i chemicznych które zmieniają się w bardzo szerokim zakresie, zależnie od rodzaju i ilości składników użytych do produkcji tworzywa, podstaw składnikami są polimery.
Polimery- to syntetyczne lub półsyntetyczne wielocząstkowe związki organiczne o budowie łańcuchowej, usieciowionej lub rozgałęzionej. Otrzymuje się metodą polireakcji: polimeryzacja, polikondensacja, poliaddycja.
Podział tworzyw: elastomery, plastomery: tworzywa (termoutwardzalne, termoplastyczne, chemoutwardzalne)
Cechy charakterystyczne tworzyw sztucznych: niewielka gęstość masy, słabe przewodnictwo cieplne, duża rozszerzalność liniowa, stosunkowo niska temp stosowania, złe przewodnictwo elektryczne, zdolność gromadzenia ładunków elektrostatycznych, stosunkowo dobre własności mechaniczne, dobra chemoodporność, niska odporność na rozpuszczalniki, wysoka odporność na działanie wody, starzenie się, palność.
Palność- to zdolność materiału do podtrzymywania ognia.
Podział tworzyw sztucznych ze względu na palność: palne o wskaźniku tlenowym WT<21% (pod wpływem diząłania źródła ognia ulegają zapaleniu i po jego usunięciu palą się dalej), samogasnące 21%≤ WT ≤28% (pod wpływem działania źródła ognia ulegają zapaleniu, po usunięciu gasną), niepalne 28%≤ WT ≤100% (pod wpływem działania źródła ognia ulegają rozkładowi termicznemu bez płomienia).
Obniżenie palności tworzyw sztucznych – można obniżyc przez modyfikację chemiczną bądź fizyczną wprowadzając do nich antypireny które utrudniają zapalenie bądź spowalniają proces palenia.
Elektrostatyczność- zdolność do gromadzenia na pow. niektórych materiałów ładunków elektrycznych, zjawisko ujawnia się w czasie pocierania dwóch materiałów o właściwościach dielektryków. Tworzywo o większej wartości stałej dielektrycznej ładuje się dodatnio, a uzyskany potencjał osiąga wartość proporcjonalną do różnicy stałych dielektrycznych obu tworzyw.
Eksplozja mieszaniny wybuchowej może nastąpić na skutek przeskoku iskry, kiedy zostaną spełnione warunki: występuje mieszanina wybuchowa, na materiałach istnieje możliwość gromadzenia się ładunków elektrostatycznych, pojemność materiałów gromadzących ładunki elektr jest wystarczająca do zgromadzenia dużych, niebezpiecznych ładunków.
Zapobieganie sytuacji niebezpiecznych: eliminacja materiałów mogących gromadzić ładunki elektrostatyczne na powierzchni, unikanie sytuacji w których może dochodzić do ładowania się elektrostatycznego, bezpieczne odprowadzenie ładunków elektrostatycznych w przypadku ich pojawienia się na powierzchni materiałów.
Zastosowanie tworzyw sztucznych w górnictwie- w technice mrożeniowej (rury, przewody), w transporcie ( transport taśmowy), w zakładach przeróbczych (siła szczelinowa), w ochronie antykorozyjnej, w technice uszczelnienia, w elektrotechnice jako dielektryki.
Nieniszczące metody badań mat konstrukcyjnych:
Badania struktury: -bad powierzchniowe(wizualne,metoda penetracyjna,prądów wirowych,magnetyczna) -badan objętościowe (metoda radiologiczna, ultradźwiękowa) Badania wytrzymałości (metoda ultradźwiękowa, sklerometryczna)
Badania wizualne – polegają na wzrokowych oględzinach materiału lub konstrukcji i wychwyceniu najbardziej niebezpiecznych nieciągłości powierzchniowych, oględziny prowadzimy okiem nieuzbrojonym lub uzbrojonym.
Metoda penetracyjna- umożliwia wykrywania otwartych nieciągłości na powierzchni materiału, materiały stosowane do badań: penetratory wywoławcze, zmywacze.
Penetratory – są cieczami o odpowiedniej lepkości małym napięciu powierzchniowym, niewielkiej gęstości, możliwość wnikania w nawet w mikroskopijne nieciągłości. Wzbogacone w barwne pigmenty lub luminofory.
Wywoławcze- mają postać zawiesin wodnych, roztworów bezwodnych lub proszków zawierających białe pigmenty.
Zmywacze- służą do czyszczenia powierzchni po wykonaniu badania.
Metoda prądów wirowych- wykrywanie nieciągłości(pęknięć) na powierzchniach płaskich, wąskoszczelinowych i podpowierzchniowych materiału. Polega na umieszczeniu badanego elementu w zmiennym polu magnetycznym cewki zasilonej prądem zmiennym. Pod wpływem tego pola w elemencie indukują się prądy wirowe, wytwarzają własne pole magnetyczne skierowane przeciwnie do pola wytworzonego przez cewkę. Informacje o wielkości nieciągłości zawiera amplituda indukcji magnetycznej powstałej w badanym obiekcie.
Metoda magnetyczna- metoda wykorzystuje właściwości pola magnetycznego które działa na igłę magnetyczna lub proszek uszeregowuje je w pewnym określonym kierunku i porządku tworząc linie pola magnetycznego. Zaburzenia tych linii to wady mierzonej powierzchni.
Metoda radiologiczna- zastosowanie promieni X i y oraz pierwiastków i izotopów promieniotwórczych do wykrywania prostych miejsc nieciągłości, i innych defektów w strukturze materiału. Wykorzystuje się tu prawo osłabienia promieniowania.
Metoda ultradźwiękowa- opiera się na zasadzie rozchodzenia się fal dźwiękowych i ultradźwiękowych w badanym ośrodku, pozwala na wykrywanie nieciągłości materiałowych, można wyróżnić: metodę echa, cienia, rezonansu. Metoda echa- bazuje na zjawisku odbicia fali ultradźwiękowych fale przechodzące przez badany ośrodek napotykają na swojej drodze wadę w postaci nieciągłości, w celu zdiagnozowania niezbędny jest czas odbicia fali i porównanie wyników.
Betonoskop ultradźwiękowy- jest urządzeniem umożliwiającym pomiar prędkości rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w badanym elemencie przez głowice nadawczą i odbiorczą umieszczone naprzeciw siebie, urządzenie rejestruje czas jaki upłynął od chwili nadania impulsu do jego odbioru, znając odległość można określić prędkość rozchodzenia się fal i na jej podstawie określić wytrzymałość materiału.
Młotek Schmidta – jest przyrządem umożliwiającym pomiar powierzchniowej twardości badanego elementu, na podstawie pomiaru wielkości odskoku masy uderzeniowej młotka, głównymi elementami młotka są ruchomy trzpień, sprężyna oraz bezwładna masa, która zostaje zwolniona i uderza w powierzchnię określoną siłą doznaje odbicia odwzorowując na skali liczbę odbicia L, na podstawie liczby odbicia można wyznaczyć wytrzymałość materiału na ściskanie.