Materiałoznawstwo WYK

PE Polietylen

Polietylen jest tworzywem o bardzo wysokim stopniu spolimeryzowania, dużej odporności na działanie kwasów, zasad, soli i większości związków organicznych i chemicznych. Posiada szereg ważnych technicznie własności do szerokiego stosowania w przemyśle i budowie maszyn. Polietylen wyróżnia się swoimi właściwościami ślizgowymi przy jednoczesnym zachowaniu bardzo wysokiej odporności na ścieranie. Odporność na korozję gwarantuje długi czas użytkowania elementów z niego wyprodukowanych, a przy tym nie wymaga jakiejkolwiek ich konserwacji.

Właściwości zależą od warunków przeprowadzenia reakcji (ciśnienia, temperatury, katalizatora) wyróżniamy 4 rodzaje polietylenu:

Właściwości

Podstawowe właściwości PE 80

W porównaniu do innych termoplastów, PE 80 przedstawia doskonałą odporność dyfuzyjną i dzięki temu od wielu lat stosowany jest do transportu gazów. Dalszą szczególną zaletą tego barwionego na czarno materiału jest odporność na promieniowanie UV nieosiągalna dla innych termoplastów

Polietylen PE 100

Ten polietylen można nazwać polietylenem trzeciej generacji; PE - 3 jak i MRS - 10 PE - 100 ma wyższą gęstość i podwyższone właściwości mechaniczne: sztywność i twardość. Wzrasta wartość ciśnienia nominalnego dla rur. W efekcie stosowany jest do produkcji ciśnieniowych systemów rurowych o dużych średnicach przy mniejszej w porównaniu do PEHD grubości ścianki.

Należy do grupy polietylenów otrzymywanych w procesie katalitycznej polimeryzacji pod niskim ciśnieniem. W trakcie polimeryzacji, do procesu dodaje się komonomer, aby wpłynąć na krystaliczność i poprzez to – na sztywność, udarność oraz odporność na pękanie naprężeniowe. PE-100 jest polietylenem bimodalnym wytwarzanym w katalitycznym procesie Zieglera. Określenie bimodalny oznacza, że istnieją dwie różne rodziny łańcucha molekuły, to znaczy długie i krótkie. Łańcuchy boczne są zazwyczaj wbudowane w łańcuchy długie. Występowanie obszarów krystalicznych i amorficznych, a także ich wzajemne proporcje determinują w znacznym stopniu właściwości mechaniczne polietylenu.

Wskutek specjalnego procesu bimodalnego, materiały PE-100 wykazują dobrze wyważone własności wykraczające poza granice procesu klasycznego: 

Dlaczego rury z polietylenu są takie dobre?

W stosunku do metalu, betonu czy wyrobów ceramicznych rury polietylenowe wykazują się następującymi zaletami: 

W stosunku do innych tworzyw sztucznych 

Wszystkie te cechy powodują, że częstotliwość występowania awarii w systemach z PE jest znacznie niższa od przeciętnej.

POLIPROPYLEN PP

Budowa polipropylenu

Polipropylen, podobnie jak polietylen, jest termoplastem o strukturze częściowo krystalicznej, ale o zwiększonej wytrzymałości, sztywności i wyższej temperaturze topnienia krystalitów przy niewielkiej gęstości. Grupy CH3 w polipropylenie mogą być przestrzennie różnie uporządkowane, co powoduje zróżnicowanie właściwości. Wyróżnia się odmiany polipropylenu, takie jak polipropylen izotaktyczny, syndiotaktyczny i taktyczny

W celu polepszenia właściwości mechanicznych i odporności cieplnej wpro­wadza się do polipropylenu napelniacze w ilości 25-40%, np.: włókno szklane, talk lub azbest. Odporność polipropylenu na działanie czynników chemicznych jest bardzo dobra. W temperaturze pokojowej jest on praktycznie odporny na działanie kwasów, zasad i soli oraz rozpuszczalników organicznych. Jedynie silne utleniacze, jak na przykład 100% oleum lub dymiący kwas azotowy, atakują go w tej temperaturze. Omawia­ne tworzywo rozpuszcza się na gorąco w węglowodorach aromaty­cznych, (np. w benzenie i toluenie). Mniejsza odporność na działanie czynników atmosferycznych powoduje, że polipropylen łatwiej ulega procesowi starzenia niż polietylen. Zapobiega się temu zjawisku przez wprowadzenie stabili­zatorów do tworzywa. Przepuszczalność par i gazów jest podobna do przepuszczalności polietylenu. Najogólniej można stwierdzić, że po­lipropylen ma lepsze właściwości mechaniczne i wyższą odporność cieplną od polietylenu, natomiast polietylen odznacza się niższą temperaturą zeszklenia i lepszą odpornością na starzenie.

Właściwości polipropylenu

Różnorodność oferowanych odmian polipropylenu jest bogatsza niż większości tworzyw sztucznych. Struktura cząsteczek, wielkość średnich ciężarów cząsteczkowych, polidyspersja ciężarów cząsteczkowych, krystaliczność i struktura przestrzenna mogą się znacznie zmieniać, wpływając na właściwości polipropylenu. Największe znaczenie techniczne ma polipropylen izotaktyczny. Jest to polimer częściowo krystaliczny, o dużej wytrzymałości na rozciąganie, dość sztywny i twardy. W wysokiej temperaturze pod wpływem tlenu polipropylen ulega częściowej degradacji. Proces ten w dużej części jest wywołany działaniem promieniowania UV (o długości fal <400 nm). Polipropylen staje się kruchy już po kilku dniach naświetlania tym promieniowaniem (przyspieszony proces starzenia). Niekorzystną właściwością polipropylenu jest wzrost jego kruchości w niskiej temperaturze (od 0°C). Ta niekorzystna cecha może być poprawiona za pomocą modyfikacji chemicznej i fizycznej. Właściwości dielektryczne są porównywalne z właściwościami polietylenów, moczenie w wodzie nie ma na nie wpływu. Stała dielektryczna i współczynnik stratności dielektrycznej są w znacznym stopniu niezależne od temperatury i od częstotliwości prądu. Polipropylen ma bardzo małą chłonność i przepuszczalność wody. Gazy, a zwłaszcza CO2 oraz pary węglowodorów o niskiej temperaturze wrzenia lub chlorowcopochodnych, nie dyfundują przez PP. Po usunięciu ognia pali się lekko świecącym płomieniem. Kształtki z polipropylenu są przezroczyste, w wyniku rozciągania poza granicę plastyczności, poniżej temperatury topnienia krystalitów zwiększa się ich przezroczystość. Podobnie działa dodatek środków zarodkujących na skutek utworzenia struktury drobnokrystalicznej.

Odporność polipropylenu

Polipropylen jest polimerem niepolarnym i charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością chemiczną. Wykazuje przy tym dobrą odporność na korozję naprężeniową. Jest odporny na kwasy (z wyjątkiem kwasów utleniających), zasady, roztwory soli, rozpuszczalniki, alkohole, wodę, soki owocowe, mleko, oleje i tłuszcze (w temperaturze pokojowej) oraz detergenty. Nie jest odporny na węglowodory aromatyczne i chlorowane, a także benzen i ligroinę. Rozpuszcza się w gorącym ksylenie i stężonych czynnikach utleniających. Przy stałym kontakcie z detergentami musi być odpowiednio stabilizowany na korozję naprężeniową. Wymaga również stabilizacji na promieniowanie UV. Polipropylen nie stanowi pożywki dla mikroorganizmów i nie jest przez nie atakowany.

Stabilizacja polipropylenu

W celu stabilizacji i poprawy niektórych właściwości polipropylenu wprowadza się do niego dodatek różnych środków pomocniczych. Polipropylen wymaga stabilizacji na czynniki atmosferyczne. Miedź i jony miedzi wywołują przyspieszone procesy termooksydacyjne w polipropylenie. Zwykle do dezaktywacji metali stosuje się związki hydrazyny oraz niektóre napełniacze, jak np. talk, kreda. Stały kontakt polipropylenu z niektórymi detergentami (np. w pralkach) wymaga dodatku odpowiednich stabilizatorów (w celu zwiększenia odporności na działanie zasad). Dodatek trójtlenku antymonu w mieszaninie z halogenkami lub estrami fosforu powoduje zwiększenie ognioodpomości polipropylenu.

Polipropylen pod względem właściwości mechanicznych, znajduje się między polietylenem a innymi technicznymi tworzywami sztucznymi (ABS, PA i in.). Podkreślić należy niską gęstość PP (ok. 0,92 g/cm3) oraz jego wysoką odporność chemiczną (jest odporny na roztwory soli, mocne kwasy i zasady, alkohole, tłuszcze, oleje, estry, ketony), dzięki czemu ma on duże znaczenie jako tworzywo antykorozyjne. PP (polipropylen) nie jest odporny na działanie kwasu chlorosulfonowego, stężonego kwasu azotowego oraz chlorowców. Zaletą PP jest jego obojętność fizjologiczna. Zakres temperatur pracy: 0; +100 °C (uwaga: niska udarność w temp. poniżej 0 °C). Możliwe, choć trudne jest jego spawanie oraz klejenie. PP jest tworzywem palnym.

Polipropylen powstaje w wyniku polimeryzacji propylenu .

Polimeryzacja polipropylenu może przebiegać według mechanizmu kationowego, anionowego lub rodnikowego, lecz w tym ostatnim przypadku zachodzi w niedostatecznym stopniu. Dobre efekty podczas polimeryzacji propylenu uzyskano z chwilą zastosowania katalizatorów typu Zieglera – Natty. W wyniku polimeryzacji koordynacyjnej otrzymano polipropylen krystaliczny o budowie izotaktycznej i doskonałych właściwościach. Metoda ta znalazła zastosowanie w produkcji polipropylenu na skalę przemysłową.

Procesy technologiczne otrzymywania polipropylenu (wychodząc od najstarszych aż do najnowszych) można podzielić na:

• polimeryzację rozpuszczalnikową z katalizatorem konwencjonalnym (najstarsza);
• polimeryzację rozpuszczalnikową z katalizatorem wysokoaktywnym;
• polimeryzację w masie (ciekłym monomerze);
• polimeryzację w fazie gazowej;
• polimeryzację opartą na katalizatorach metalocenowych (najnowsza).

Obecnie prawdziwą rewolucję w sposobach otrzymywania polipropylenu i innych α -olefin spowodowało opracowanie w początku lat osiemdziesiątych XX wieku katalizatorów metalocenowych, tzw. katalizatorów SSC (Single– Site Catalysts). Główna różnica między dotychczasowymi katalizatorami Zieglera – Natty a katalizatorami metalocenowymi polega na różnym rozmieszczeniu centrów aktywnych. Katalizatory Zieglera – Natty mają wiele takich centrów, lecz tylko część z nich jest stereospecyficzna, w wyniku czego otrzymuje się polimery mniej stereoregularne, o znacznym stopniu rozgałęzienia i dużym rozrzucie masy cząsteczkowej. W katalizatorach metalocenowych natomiast wszystkie centra aktywne są stereospecyficzne, wskutek tego otrzymuje się produkty stereoregularne o małym rozrzucie masy cząsteczkowej. Zastosowanie tej nowej generacji katalizatorów pozwala również otrzymać wiele typów kopolimerów etylenu z propylenem oraz innymi komonomerami.

Homopolimer polipropylenu PP-H - polipropylen jest jednym z najmłodszych tworzyw produkowanych na skalę masową. Należy do grupy termoplastów o półkrystalicznej budowie a otrzymywany jest poprzez polimeryzację propylenu. W zależności od przestrzennego umiejscowienia grupy CH3 względem łańcucha atomów węgla otrzymujemy polipropylen syndioaktyczny, ataktyczny oraz izotaktyczny - tworzywa o zróżnicowanych właściwościach fizyko-mechanicznych,
z których największe znaczenie gospodarcze ma polipropylen izotaktyczny.
 
PP-H charakteryzuje się

Zastosowanie PP-H

Poza półproduktami standardowymi oferujemy możliwość sprowadzenia płyt w specjalnym wykonaniu:

SKŁADOWANIE

Najlepiej w skrzyniach lub na paletach zwracając uwagę na płaskość powierzchni magazynowej - nierówne powierzchnie mogą doprowadzić do trwałego odkształcenia (wygięcia) składowanych półproduktów.
Ze względu na wrażliwość tworzywa na wpływ promieniowania UV konieczne jest jego przechowywanie w pomieszczeniu zadaszonym, izolującym od wpływu czynników atmosferycznych.
Chronić przed zakurzeniem - wszelkie zanieczyszczenia kurzem, piaskiem itp. mogą w trakcie manipulacji płytami przy ich przeładunku doprowadzić do zarysowania powierzchni.

GRP – POLIESTER WZMACNIANY WŁÓKNEM SZKLANYM 

 Zalety:

  • Doskonała odporność na czynniki chemiczne i korozję 

  • Wysoka odporność na uderzenia mechaniczne

  • Sztywna konstrukcja

  • Odporność na czynniki pogodowe 

  • Szeroki zakres temperatur pracy 

  • Odporne na ogień 

  • Dobre własności izolacyjne

  • Nierozpuszczalny

Wady:

  • Droższe od PC 

  • Nie mogą być obrabiane standardowymi narzędziami

  • Brak ekranowania EMC 

  • Cięższe od innych obudów z tworzywa sztucznego

RURY BETONOWE

Rury betonowe wyrabiane są z betonu żwirowego, który sta­nowi mieszaninę cementu (jako materiału wiążącego), piasku, żwiru i wody — użytych w odpowiednich ilościach składowych. Wyrób rur może być ręczny lub mechaniczny (maszynowy). Przy mechanicznym wyrobie rur betonowych otrzymuje się większą wytrzymałość, jednolitość oraz materiał bardziej odporny na działanie wpływów zewnętrznych fizycznych i chemicznych. W zależności od metody wykonania maszynowego mamy rury prasowane, wibrowane lub wirowane; różnią się one sposobem ubijania betonu w formach. Do układania przewodów kanalizacyjnych w miastach należy używać rur wykonanych całkowicie sposobem mechanicznym. Rury w ten sposób wykonane można przewozić już po trzech, a wykonane ręcznie — po 6 tygodniach — od daty wykonania. W wytwórniach powinno się prowadzić dokładny wykaz wielu rur, a samą rurę odpowiednio oznaczyć, np. datą jej wykonania. Żle wykonane rury są powodem zawalania się lub pękania uło­żonych z nich kanałów betonowych. W celu zwiększenia wytrzymałości rur wzmacnia się je odpo­wiednimi wkładkami ze stali. Rury takie nazywają się rurami betonowymi zbrojonymi lub żelbetowymi. Ze względu na konieczność prawidłowego zabeto­nowania prętów stalowych w ściankach rur żelbetowych, wyrób ich powinien być jeszcze bardziej sumienny i staranny od wyrobu rur betonowych zwykłych. . Przed szkodliwym działaniem ścieków lub wód gruntowych rury betonowe w pewnym stopniu można zabezpieczyć, stosując cementy specjalne, lub różne domieszki do betonu. Większość tych domieszek obniża jednak wytrzymałość betonu i podnosi koszty wykonania. Rury betonowe mogą być okrągłe bez stopki i ze stopką lub jajowe. Rury jajowe wyrabia się z reguły ze stopką. Grubość ścianek rur e zależy od rodzaju materiałów użytych do ich wyrobu i od sposobu ich wykonania. Dla rur kołowych można przyjąć orientacyjnie, że grubość ścianek rur do średnicy 500 mm wynosi Vio średnicy plus 172 cm, natomiast dla średnio większych od 500 mm Vio średnicy. Długość zasadnicza rur betonowych wynosi 1 m (tzw. długość użytkowa), spotykamy jednak często rury o długości 0,5 przy średnicach większych (ponad 0,7 m) oraz — 0,75 m przy śred­nicach mniejszych. Długość rury jest ograniczona raczej względami praktycz­nymi, ponieważ obecne techniczne możliwości pozwalają na wy­rób rur dłuższych długościach. Rury betonowe mogą mieć jeden koniec bosy, a drugi zakończony kieli­chem — tzw. rury kielicho­we — stosowane wyłącznie w kanalizacji lub jeden koniec zakończony występem tzw. zakładem, a drugi odpowied­nim wpustem— stosowane zarówno w kanalizacji jak i w melioracji. Do średnicy 500 mm (a dla jajowych do wymiarów400X600 mm) zakład jest krótszy niż wpust, powyżej tych wymiarów — dłuższy. Długość zakładu musi być co najmniej równa 25 mm. Rury z betonu zbrojonego różnią się od rur betonowych zwyk­łych tym, że mają ścianki cieńsze i są lżejsze. Właściwie wszystkie rury o średnicy powyżej 800 mm dla robót kanalizacyjnych i melioracyjnych w mieście powinny być zbrojone. Rury zbrojone są droższe, ale bardziej wytrzymałe. d mm 150 200 250 300 400 1 500 ! 600 1 800 1000 e, ej, e2, es*) 30 35 40 45 55 65 70 80 100 e, e„ es, e3**) 35 40* 45 50 60 70 75 85 105 s 120 160 200 240 320 400 450 550 650 Rury okrągłe ze stopą i bez stopy (wg PN/B-14070-projekt). Rury zbyt długie są ciężkie i niewygodne przy transporcie. Opuszczanie rur do wykopów oraz układanie z nich przewodów jest niewątpliwie łatwiejsze przy mniejszym ciężarze i wygod­niejsze przy nieznacznych d/h 600/900 800/1200 1000/1500 e„ e2 70 90 110 e, 100 120 140 s 375 490 600 Rury jajowe ze stopą (wg PN/B-14070-projekt. Tam, gdzie zachodzi obawa silnego ścierania dna przez toczące się zanieczyszczenia lub nagryzania go przez płynące ścieki wy­kłada się spody rur betonowych materiałem bardziej wytrzy­małym, stosując specjalne wykładziny jak: płytki z kamionki, klinkieru, terakoty itp. Częstym błędem popełnianym przy wyrobie rur betonowych w zimniej szych porach roku jest zbyt wczesne wyjmowanie rdzenia i zdejmowanie płaszcza formy. Należy jednak pamiętać, że dobra rura wydaje dźwięk meta­liczny (czysty) tylko wtedy, gdy beton jest suchy. Beton wilgotny, nawet najtwardszy, wydaje głuchy dźwięk, co może często wpro­wadzać w błąd. Powierzchnia rur musi być gładka, a przełam jednolity, dla­tego też wszystkie składniki betonu należy starannie wymieszać. Nie trzeba jednak być zbyt rygorystycznym i kwestionować np. jakości rur, gdy mają one na krawędziach nieznaczne szczerby, powstałe np. podczas przewozu. Oczywiście, obecność tych szczerb nie jest pożądana, lecz o ile nie przeszkadzają one przy wyko­naniu szczelnego połączenia rur — nie należy z tego powodu odrzucać dostarczanych materiałów. Dopuszczalne różnice w stosunku do wymiarów przepisowych (wg Polskich Norm) tzn. tolerancje, mogą wynosić: dla średnicy oraz stopki ± 2% (2% = V50 wymiaru), dla grubości ścianek ± 5%, (5% = V2o wymiaru). Poza tym grubości ścianek e, a przy rurach ze stopką i grubości podstawy e nie mogą w tej samej partii różnić się między sobą więcej niż o 3 mm. Na budowie można dokonać sprawdzenia dostarczonych rur na wodoszczelność w następujący sposób. Rurę ustawia się pio­nowo (kielichem do góry) na równym i szczelnym podłożu, uszczelnia się obwód u dołu gipsem, gliną lub cementem, napełnia wodą i przykrywa od góry (zabezpieczenie od parowania). W ciągu 24 godzin poziom wody nie powinien opaść więcej jak 2%> wy­sokości rury. Na zewnętrznej powierzchni rury może się poka­zywać woda w postaci wilgotnej plamy, ale nie w postaci kropel. Przy nieuwadze, szczególnie w transporcie, powstają nieraz nawet niewidoczne gołym okiem pęknięcia ścianek, powodujące zawa­lenie się rury po ułożeniu w wykopie i zasypaniu ziemią. Dlatego też rury betonowe muszą być zabezpieczone przed uderzeniami w czasie ładowania, wyładowywania i przewozu.

RURY KAMIONKOWE

Rury kamionkowe , jak już wspomnieliśmy, produkuje się z wysokowartościowych glin zawierających co najmniej 20% AI2O3 i 65% SiC>2. W celu uzyskania szczelności i gładkości po­wierzchni rury powleka się je glazurą. Jest ona wtedy zupełnie nieprzepuszczalna i odporna na działanie kwasów jak również na ścieranie mechaniczne. Wadą kamionki jest stosunkowo niewielka wytrzymałość na ściskanie, oraz na uderzenia i wstrząsy. W praktyce trudno jest otrzymać masę kamionkową o składzie jednolitym, jednakowo wysuszyć wszystkie wyroby i utrzymać w piecach przepisaną temperaturę, dlatego też otrzymuje się wy­roby kamionkowe nie jednakowej jakości. Polskie Normy J) przewidują warunki, jakim powinny odpo­wiadać rury kamionkowe. Pewne odchylenia są dopuszczalne i przeważnie można ocenić je już z wyglądu zewnętrznego. Do najważniejszych warunków należą m. in.: Wyroby kamionkowe powinny mieć przełam ścisły, twardy i spieczony lecz nie zeszkliwiony; poza tym nie mieć pęknięć, bąbli i stłuczeń; przy uderzeniu młotkiem stalowym rury powinny wydawać dźwięk czysty (dźwięk głuchy świadczy o tym, że rura jest pęknięta). Rury kamionkowe należy produkować o przepisowych wy­miarach, dokładnym kształcie i jednakowej grubości ścian w prze­kroju poprzecznym oraz o linii prostej (z wyjątkiem łuków i sy­fonów). Drobne odchylenia, wynikające z charakteru produkcji a nie mające żadnego istotnego znaczenia, należy uważać za dopusz­czalne (jeśli można je określić bez specjalnych badań). Dopuszczalne są odchylenia od teoretycznych wymiarów rur. Różnica grubości ścian rury lub kielicha w dowolnym prze­kroju (prostopadłym do osi) dopuszczalna jest wg wzoru S, - S2 = 0,1 Ś gdzie: S — teoretyczna grubość ścianki, Si i S2 — największa i najmniejsza grubość ścianki w ba­danym przekroju.

W obecnych czasach wśród wymagań stawianych materiałom konstrukcyjnym oprócz cech wytrzymałościowych coraz częściej pojawia się wymóg odporności chemicznej, wynikający między innymi z coraz większego stopnia skażenia środowiska naturalnego, co za tym idzie konieczności ochrony i zwiększenia trwałości konstrukcji budowlanych. Innowacyjnym i nowoczesnym materiałem, który doskonale spełnia wszystkie rygorystyczne wymagania w zakresie trwałości, odporności chemicznej, który oferuje jednocześnie wysoką wytrzymałość mechaniczną jest polimerobeton.

Żelbet, żelazobeton,

beton zbrojony wkładkami stalowymi (prętami, linami, siatką itp.) w miejscach występowania naprężeń rozciągających, przekraczających wytrzymałość samego betonu. Żelbet powstaje przez zalanie mieszanką betonową szkieletu zbrojenia zmontowanego w deskowaniach. Po stężeniu, beton ze zbrojeniem tworzy konstrukcję żelbetową lub element budowlany.

Do zalet żelbetu zalicza się: ogniotrwałość, znaczną odporność na obciążenia stałe i zmienne, dużą trwałość, możliwość wykonania konstrukcji o dowolnym kształcie. Za główne wady uważa się duży ciężar i trudności w zmienianiu kształtów wykonanej konstrukcji.

Żelbet jest obecnie jednym z głównych materiałów budowlanych, stosowanych w budownictwie i inżynierii w postaci monolitycznej (po wykonaniu na miejscu budowy) lub prefabrykowanej, m.in. do budowy mostów, wiaduktów, estakad, tuneli, budowli hydrotechnicznych, silosów, wysokich kominów.

Czym jest POLIMEROBETON?

Polimerobeton zwany betonem żywicznym to kompozyt budowlany, odmiana betonu, w którym tradycyjne spoiwo - cement, zastąpione zostało w całości poprzez żywice syntetyczne z układem utwardzającym wraz wypełniaczem: mieszanka piaskowo - żwirowo i mączka kwarcowa. Spoiwo polimerobetonu decyduje w pierwszym rzędzie o poprawie wytrzymałości względem zwykłego betonu, w szczególności o chemoodporności. W polimerobetonie wyeliminowano najsłabszą część standardowego betonu - hydrauliczne spoiwo mineralne.

Składniki: kruszywo, żywica syntetyczna

Właściwości POLIMEROBETONU

Zastosowanie żywic zamiast tradycyjnego spoiwa pozwala uzyskać szereg interesujących właściwości takich jak wysoka odporność chemiczna na wiele agresywnych substancji chemicznych czy wysoka wytrzymałość mechaniczna. W betonie zwykłym cechy wytrzymałościowe stwardniałego zaczynu cementowego są co najmniej kilka razy mniejsze od odpowiednich cech skał rodzimych kruszywa, a przyczepność spoiwo-kruszywa jest stosunkowo niewielka. Odmiennie przedstawia się sytuacja w odniesieniu do betonów żywicznych: wytrzymałość utwardzonego spoiwa żywicznego na rozciąganie jest znacznie większa, a na ściskanie często zbliżona do wytrzymałości skał, z których pochodzi kruszywo. Szczególnie dobrze widać zalety polimerobetonu porównując jego poszczególne właściwości z betonem tradycyjnym klasy B30 (patrz tabelka).

Należy także wspomnieć o pozostałych zaletach materiału jakim jest polimerobeton:

Zastosowania POLIMEROBETONU

Dzięki swoim właściwościom polimerobeton znajduje dziś zastosowanie w wielu obszarach:

Beton

to sztuczny kamień.

Wynaleziony i używany w budownictwie starożytnego Rzymu, później w wiekach średnich zapomniany.
W innych regionach w starożytności używano mieszaninę drobnych kamieni z zaprawą wapienną do łączenia kamieni w murze i sklepieniach.
W gotyku stosowano mieszaninę zaprawy wapiennej z bardzo drobnym piaskiem do wykonywania odlewów powtarzalnych elementów dekoracyjnych.
W XIX w. (po wynalezieniu cementu portlandzkiego) upowszechnił się materiał budowlany zwany betonem. Beton (zwykły) powstaje w wyniku wiązania i stwardnienia mieszanki betonowej. Mieszanka betonowa to mieszanina spoiwa (cement), kruszywa grubego (żwir), kruszywa drobnego(piasek o frakcjach do 2 mm), wody i ewentualnych dodatków (powyżej 5% w stosunku do masy spoiwa) i domieszek (poniżej 5% w stosunku do masy spoiwa). Dodatki i domieszki poprawiają właściwości mieszanek betonowych i betonów (np. zwiększają urabialność, opóźniają proces wiązania, zwiększają mrozoodporność, wodoszczelność itd.). Skład mieszanki betonowej dobiera się na podstawie analiz laboratoryjnych i obliczeń, tak aby otrzymać beton o oczekiwanej wytrzymałości, odporności na działanie czynników zewnętrznych (np. o odpowiedniej ścieralności, wodoszczelności, kwasoodporności, żaroodporności, izolacyjności cieplnej). 

Betony można podzielić na:

• beton ciężki - o ciężarze objętościowym większym niż 2 600 kg/m3, wykonywane z zastosowaniem specjalnych kruszyw (np. barytowych), stosowane jako osłony biologiczne dla osłabienia promieniowania jonizującego

• beton zwykły:
• o ciężarze objętościowym od 2 200 - 2 600 kg/m3, wykonywane z zastosowaniem kruszyw naturalnych i łamanych (piasek + żwir lub piasek + np. kamień bazaltowy) stosowane do wykonywania elementóww konstrukcyjnych betonowych i żelbetowych.
• o ciężarze objętościowym od 1 800 - 2 200 kg/m3, wykonywane z zastosowaniem kruszyw porowatych (np. keramzyt) - do wykonywania elementów o podwyższonej izolacyjności cieplnej np. ścian osłonowych, pustaków ściennych i stropowych

• beton lekki - o ciężarze objętościowym do 1 800 kg/m3, wykonywane z zastosowaniem lekkich kruszyw oraz betony komórkowe. Betony komórkowe wytwarza się z cementu, piaski, wody i środka pianotwórczego. Betony lekkie stosuje się do wykonywania elementów ściennych i stropowych średniowymiarowych (płyty ścienne i stropowe) i drobnowymiarowych (np. bloczki ścienne, prefabrykowane nadproża).

Ponadto do betonów należą:
• betony polimerowe - zamiast spoiwa cementowego zawierają polimery; betony cementowo - polimerowe - zawierają spoiwa cementowe z dodatkiem polimerów, stosowane w sytuacjach, gdy konieczne jest uzyskanie w krótkim czasie betonu o wysokiej wytrzymałości i niskiej kurczliwości podczas wiązania.
• fibrobetony - oprócz kruszyw naturalnych zawierają włókna stalowe, szklane lub sysntetyczne, stosowane jako betony do wykonywania np. posadzek przemysłowych.
• żużlobetony - z dodatkiem rozdrobnionego żużlu do kruszywa
• asfaltobetony - bez cementu i wody, zawierają asfalt, mączkę mineralną, piasek, grysy kamienne i żwir - stosowany do wykonywania nawierzchni drogowych.

Ważną cechą betonu jest jego wytrzymałość na ściskanie. Gwarantowaną wartość wytrzymałości określa klasa betonu (według już nieaktualnej normy, stosowano oznaczenia - np. beton B 20 - to beton o gwaratowanej wytrzymałości 20 MPa).

Wraz z wejściem do Unii Europejskiej została wprowadzona nowa norma (PN-EN 206-1) określająca wytrzymałość betonów zwykłych i ciężkich symbolem C../.. (np. C20/25 oznacza beton o minimalnej wytrzymałości oznaczonej na próbkach walcowych wynoszącej 20 MPa i minimalnej wartości wytrzymałości charakterystycznej (wytrzymałość charakterystyczna to wartość osiągana przez minimum 95% próbek danej partii, równoznaczne jest to z 5% przedziałem ufności) oznaczonej na próbkach sześciennych wynoszącej 25 MPa). Dla betonów lekkich ta sama norma wprowadza oznaczenie stosowane w przypadku betonów lekkich symbolem LC../.. (np. LC20/22). Jeszcze spotykane są oznaczenia betonu zgodne z nieaktualnąi nieobowiązującą normą. Jednak używanie ich jest nieprawidłowe i sprzeczne z obowiązującym stanem prawnym.

FIBROBETONY

Nazwa fibrobetony obejmuje kompozyty, których matrycę stanowi zwykły beton cementowy, zaś dodatkowym składnikiem jest zbrojnie rozproszone w postaci włókien z rozmaitych materiałów. Utworzony kompozyt składa się z kruchej matrycy i ciągliwego uzbrojenia, którego podstawowym celem jest kontrolowanie powstawania i propagacji rys.

Idea mikrouzbrojenia:

*włókna ograniczają skurcz otaczającego je zaczynu, redukują ilość powstałych w wyniku skurczu defektów

*po obciążeniu betonu spełniają rolę elementów „zszywających” rysy i zapobiegających w ten sposób ich rozprzestrzenianiu się

*wytrzymałość betonu jest większa zwłaszcza na rozciąganie i zginanie

*materiał jest bardziej „ciągliwy”

Rola włókien:

*w elementach konstrukcyjnych – uzupełnienie zbrojenia głównego

*w innych elementach jak cienkie płyty lub podłogi przemysłowe – jedyne uzbrojenie

Rodzaje włókien:

*azbestowe – wycofane – otrzymywane przez rozdrabnianie surowca kopalnego. Są naturalnym materiałem włóknistym.

*roślinne – rzadko stosowane – otrzymywane są z liści i łodyg roślin z krajów tropikalnych i podzwrotnikowych

*celulozowe – rzadko stosowane – otrzymywane są z odpadów drewna. Charakteryzuje je ograniczona trwałość. Konieczne są zabezpieczenia przed procesami gnicia, zagrzybieniem itd.

*szklane – wytwarzane są z różnego rodzaju szkła

*syntetyczne

– węglanowe – typu PAN lub pitch (mają wytrzymałość na rozciąganie dochodzącą do 800MPa, a moduł Younga do 30GPa; są odporne na wszelkie czynniki chemiczne i wys. temp.)

– polipropylenowe – stosowane w celu kontrolowania rys pochodzących od skurczu plastycznego świeżego betonu. Wytwarzane są w dwóch odmianach: włókna fibrylowane (modyfikowanych chemicznie) pasków ciętych z folii 12-38mm lub włókna elementarne o przekroju kołowym cięte z przędzy 6-12mm. Gęstość polipropylenu = 0,9kg/dm3; wytrzymałość na rozciąganie 300-400MPa

*stalowe – najczęściej stosowane

– włókna z zakotwieniami haczykowatymi

– włókna falowane

– włókna frezowane

– siatki, maty, plecionki itp.

Ilość włókien dodawanych do betonu zależy od rodzaju, kształtu, smukłości i wytrzymałości włókien na rozciąganie.

Technologia wykonania fibrobetonu:

*skład betonu-matrycy i metody jego określania są takie same jak w przypadku betonu zwykłego

*wprowadzenie włókien powoduje zmianę konsystencji i urabialności

*włókna muszą być jednorodnie umieszczone w mieszance

*włókna dodaje się po wsypaniu kruszywa, a przed dodaniem cementu. Można także dodawać do gotowej mieszanki w betoniarce lub przez lej załadowczy do mieszarki samochodowej

Układanie fibrobetonu:

*tradycyjne betonowanie mieszanką z dodatkiem włókien

*natryskiwanie zaprawą lub betonem z drobnym kruszywem i włóknami

*zastosowanie różnych technik prefabrykacji elementów

Fibrobetony z włóknami stalowymi są stosowane do:

*nawierzchni drogowych, mostowych i lotniskowych

*posadzek przemysłowych i magazynowych

*elementów narażonych na oddziaływania dynamiczne (falochrony, fundamenty pod maszyny)

*obudowy tuneli realizowane metodą natryskową

*obiektów hydrotechnicznych

*elementów prefabrykowanych (rur)

*napraw i remontów elementów betonowych i żelbetowych (płaszcze chłodni kominowych)

Fibrobetony z włóknami polipropylenowymi są stosowane do:

*posadzek przemysłowych

*cienkościennych elementów elewacyjnych

*napraw

*monolitycznych zbiorników żelbetowych na wodę oraz zbiorników w oczyszczalniach ścieków


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Pompy ciepla plytka geotermia materiały wyk 2011
Zarz dzanie karier materia y wyk adowca dziennie 1 DLA STUDENTÓW
ZAPALENIA materia+é z wyk+éadu, materiały, Zapalenia
MATERIAOZNASTWO WYK, Sprawozdania ATH
energia sloneczna materialy wyk 2011
kinezjologia materialay, wyk ad
GE%20pomocnicze%20materia%3fy%20wyk%3fadowe
Zarz dzanie karier materia y wyk adowca dziennie 2 DLA STUDENTÓW
Analiza i przetwarzanie obraz w W.1, !!!Uczelnia, wsti, materialy, III SEM, Wyk ady
POSTEPOWANIE DIAGNOSTYCZNE--4 no we, Diagnostyka...Ronikier wyk, agi i iwonki materiały
DIAGNOSTYKA WYBRANYCH SCHORZEĐ, Diagnostyka...Ronikier wyk, agi i iwonki materiały
SBW WYK-IV, Starożytny Bliski Wschód, Dodatkowe materiały, Wykłady
Analiza ekonomiczna Wyk, materiały ekonomia UWM, Analiza Ekonomiczna
egz wyk+éady, Filozofia, Rok IV, polityczna, Materiał

więcej podobnych podstron