MATERIAŁY BUDOWLANE Z I ICH TECHNOLOGIE

ZESTAW VI (2)

1. Podać definicję i opisać relacje pomiędzy gęstością objętościową, porowatością i wilgotnością materiałów, a ich przewodnością cieplną i wytrzymałością na ściskanie, zilustrować przykładami.

Gęstość objętościowa - stosunek masy do objętości materiału wraz z zawartymi w niej porami wewnątrzmateriałowymi oraz w niektórych przypadkach otwory technologiczne.

Porowatość - zawartość procentowa porów w materiale (%). Im większa gęstość objętościowa tym mniejsza porowatość.

P=0% np.; szkło, bitumy, metale

P=95% np.,; wełna mineralna, pianka poliuretanowa

Wilgotność - zawartość wilgoci w materiale w określonych warunkach cieplnowilgotnościowych. Wilgotność jest cechą zmienną zależną od wilgoci otoczenia. Ma ogromny wpływ na przewodność cieplną materiału która wzrasta w miarę wzrostu wilgoci.

Przewodność cieplna - zdolność do przewodzenia ciepła przez dany materiał. Miarą przewodności cieplnej jest współczynnik przewodzenia ciepła (λ ). Lambda jest to ilość ciepła wyrażona w watach jaka przechodzi przez materiał o umownej powierzchni 1m² i grubości 1m w czasie 1 godziny i przy różnicy temperatur na obu przeciwległych 1 stopień K. Przewodność cieplna zależy od struktury materiału, ilości porów w materiale, rodzaju porów, od wilgotności materiału. Im mniejsza wartość współczynnika λ tym materiał gorzej przewodzi ciepło, tym jest lepszym izolatorem. Najlepszymi izolatorami są: suche powietrze (0,023 λ), suchy śnieg (0,027 λ), wełna mineralna (0,055 λ przy warunkach suchych)

Wytrzymałość na ściskanie - nazywamy stosunek maksymalnej siły oddziałującej na materiał w momencie jego zniszczenia do powierzchni na którą ta siła działa.

2. Ze żwirowni pobrano kruszywo o podanej niżej składzie ziarnowym. Narysować krzywą uziarnienia (w skali logarytmicznej) tego kruszywa. Podać wartość punktu piaskowego, a także prynależność do odpowiedniej grupy i podgrupy klasyfikacyjnej, oraz nazwę asorymentową kruszywa.

frakcja, mm udział, %

63-31,5 3

31,5-16 5

16-8 12

8-4 25

1. 30

2-1 15

1-0,5 5

0,5-0,0 5

3. Wymienić i naszkicować wyroby ceramiczne i inne o wymiarach 25*12*6,5 cm i scharakteryzować cegłę pełną klinkierową.

Wyroby ceramiczne :

• cegła pełna zwykła

• cegła dziurawka

• cegła kratówka

• cegła termalitowa

• cegła pełna klinkierowa

• silikatowa cegła pełna

Cegła pełna klinkierowa

Wyroby o strukturze zwartej (spieczonej) otrzymuje się w podobny sposób jak wyroby ceglarskie, z tą jednak różnicą, że są wypalane w temperaturze spiekania (ok. 1350˚C), w której minerały ulegają stopieniu, a wyrób uzyskuje bardziej zwartą i o większej wytrzymałości strukturę. Materiał uzyskuje dużą wytrzymałość na ściskanie oraz niespotykaną odporność na działanie czynników atmosferycznych i chemicznych (wody kwaśne, ścieki komunalne i przemysłowe).

Wyroby klinkierowe wykonuje się ze specjalnie dobranych pod względem składu mas ceramicznych zawierających: SiO₂ w granicach poniżej 60%, Al₂O₃ ok. 20%.

Klasyfikuje się na zwykłe Z i licowe L, może być z otworami (drążone D, szczelinowe S) lub bez otworów B (pełne).

Wymiary: 250x120x65 mm (jak cegieł budowlanych zwykłych)

Klasy wytrzymałościowe: 25, 35 [kg/cm²](25 spotyka się bardzo rzadko)

Nasiąkliwość wagowa n_w= do 12% przy klasie 25

do 6% przy klasie 35

gęstość objętościowa ρ₀= 2000 kg/m³

przewodność cieplna λ=0,80 W/m·K

mrozoodporność 25 cykli w -20˚C, ale wytrzymałość zachowa przy większej ilości cykli.

Zastosowanie: nie powinno się stosować do ścian konstrukcyjnych zewnętrznych w budownictwie mieszkaniowy ze względu na wysoki współczynnik λ oraz wysokie koszty cegły (3 4-kortnie droższe od cegły zwykłej pełnej).

Stosuje się na ściany konstrukcyjne, słupów, filarów, w budownictwie monumentalnym, użyteczności publicznej np. kościoły, kaplice, banki i inne obiekty reprezentacyjne.

Także:

•jako wykładziny wewnętrzne żelbetowych kominów przemysłowych (dla ochrony skorupy betonowej przed korozją związków zawartych w spalinach)

•do budowy kominów w budownictwie mieszkaniowym, zwłaszcza tych części wystających ponad dach (ze względów także estetycznych)

•do celów kanalizacyjnych i innych budowli podziemnych (np. studnie rewizyjne, studzienki kanalizacyjne)

• do celów elewacyjnych i do celów małej architektury (baseniki, studnie, w ogrodach itp.)

4. Podać zwięzłą charakterystykę płyt gipsowo-kartonowych.

Wyrób składa się z gipsowego rdzenia i obustronnej okładziny, którą jest karton nadający płycie wymaganą wytrzymałość i gwarantujący gładkość jej powierzchni. Rdzeń wykonuje się z gipsu naturalnego lub syntetycznego.

Płyty gipsowo - kartonowe w zależności od środków modyfikujących dodanych do gipsu w procesie produkcji, dzieli się na cztery rodzaje:

GKB - zwykłe, wykonane z zaczynu gipsowego i obłożone kartonem; przeznaczone do stosowania w pomieszczeniach o wilgotności względnej poniżej 70%.

GKF - ogniochronne, wykonane z zaczynu gipsowego z dodatkiem włókna szklanego; służące do wykonywania barier ogniowych i osłon ochronnych na elementach nośnych budynku.

GKBI - impregnowane, wykonywane z zaczynu gipsowego z dodatkiem środka Hydrofobowego; stosowane w pomieszczeniach, w których wilgotność przekracza 70% jednak nie dłużej niż przez 12 godzin na dobę.

GKFI - ogniochronne impregnowane, wykonane z zaczynu gipsowego z dodatkiem włókna szklanego i środka hydrofobowego.

W zależności od kształtu dłuższej krawędzi, płyty gipsowo - kartonowe dzieli się na odmiany:

KP - płyta o krawędzi prostej

KO - płyta o krawędzi okrągłej

KS - płyta o krawędzi spłaszczonej

KPO - płyta o krawędzi półokrągłej

KPOS - płyta o krawędzi półokrągłej spłaszczonej

5. Podać przy użyciu odpowiednich symboli pełne oznaczenie betonu zwykłego o Rb = 25 MPa, charakteryzującego się ponadto pełną odpornością na działanie mrozu po wykonaniu 75 cykli zamrażania i odmrażania, a także którego wszystkie próbki poddane badaniu wodoszczelności przepuszczają wodę znajdują się pod ciśnieniem 0,6 MPa.

B25 F75 W6

B - klasa

F - mrozoodporność

W - wodoodporność

6. Napisać i omówić wzór zwany warunkiem wytrzymałości betonu (tzn. przekształcony wzór Bolomey'a). Jaką wytrzymałość przyjmuje się do projektowania betonu dla przemysłowych warunków wykonania mieszanki betonowej?

Warunek wytrzymałościowy (Boloney`a)

Zależność wytrzymałości od składu, wg wzoru Fereta R=A(^c/_(w+p) - a); p - porowatość mieszanki betonowej (porowatość betonu) w dm³/m³, a - stała zależna od jakości kruszywa i cementu, zawsze przyjmuje się a=0,5

Wg Boloney`a (uproszczony wzór Boloney`a) p=0; jest słuszny w granicach 1,2 ≤ c/w ≤ 2,8

R=A(^c/_w - a)

Przekształcony wzór Boloney`a

R=A_i(^c/_w± a) słuszny jest w granicach 1,2 ≤ c/w ≤ 3,2

„3,2” wynika z używania plastyfikatorów i super-plastyfikatorów, w wyniku czego użycie wody jest mniejsze.

Gdy c/w < 2,5 to A_i = A₁ (z tabel) oraz stała „a” przyjmuje „­^_„

Gdy c/w ≥ 2,5 to A_i = A₂ (z tabel) oraz stała „a” przyjmuje „+„

Do projektowania przyjmuje się

R₂₈ >=1,3*R_B^G

7. Napisać wzór na warunek konsystencji (ciekłości) mieszanki betonowej. Wymienić rodzaje konsystencji mieszanki i opisać jeden (wybrany) sposób jej pomiaru.

Warunek urabialności (warunek konsystencji lub wzór na wodę)

C · w_c + K · w_k = W

w_c - wodożądność cementu (odczytywana z tabel);

w_k - wodożądność kruszywa (wyznaczalna doświadczalnie)

Wodożądność kruszywa. (w_k) zależy od konsystencji mieszanki betonowej jaką chcemy uzyskać, zależy też od uziarnienia kruszywa (im drobniejsze kruszywo tym większą posiada wodożądność), porowatości i stanu powierzchni ziarn (kruszywa łamane o chropowatych powierzchniach mają większą wodożądność o około 10-20% w porównaniu z kruszywem naturalnym tej samej frakcji.

Konsystencja mieszanek betonowych

Stopień konsystencji	Warunki betonowania	Wskaźnik wg metody
				Ve - Be [s]	Stożka opadowego [cm]
Wilgotna K-1	Elem. masywne, przekroje proste; nie zbrojone lub rzadko zbrojone; wibrowanie z częstotliwością > 100 Hz	> 28 s.	-
Gęstoplastyczna K - 2	Mieszanki wibrowanie lub ubijane ręcznie; przekroje proste i rzadko zbrojone.	27-14 s.	-
Plastyczna K - 3	Przekroje mogą być złożone lecz rzadko zbrojone; wibrowanie lub sztychowanie	13-7 s.	2-5
Półciekła K - 4	Przekroje złożone, gęsto lub normalnie złożone; zagęszczanie przez wibrowanie lub sztychowanie ręczne.	<6 s.	6-11 metoda polecana
Ciekła K - 5	Przekroje złożone o skomplikowanych kształtach przy dużej gęstości zbrojenia, oraz do betonów pompowanych; wibrowanie poprzez wibratory wgłębne, powierzchniowe i łaty wibracyjne	-	12-15

1. Sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą Vebe

Istota badania polega na pomiarze czasu zmiany kształtu próbki mieszanki betonowej, ze stożkowego w walcowy, po poddaniu jej wibracjom. Czas ten, liczony od chwili rozpoczęcia wibracji do chwili ustalenia się poziomu mieszanki w cylindrycznym naczyniu pomiarowym, jest wskaźnikiem konsystencji.

Kolejne etapy badania

• ułożenie części mieszanki betonowej w formie stożkowej w trzech warstwach, zagęszczając każdą z nich przez 25 - krotne zagłębienie pręta

• usunięcie nadmiaru mieszanki

• usunięcie formy

• oparcie krążka na stożku mieszanki i wibrowanie jej do chwili zetknięcia się całej powierzchni krążka z mieszanka w naczyniu.

• Czas wibrowania z dokładnością do 1s jest wskaźnikiem konsystencji
  V1,V2

2. Sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą opadu stożka

Badanie obejmuje następujące czynności: (stozek 30cm)

• Wypełnienie formy mieszanką betonową w trzech warstwach zagęszczając każdą z nich przez 25 - krotne zagłębienie pręta

• Usunięcie nadmiaru mieszanki

• Podniesienie formy i postawienie tuż obok stożka utworzonego z mieszanki

• Pomiar różnicy wysokości formy stożkowej i odkształconego stożka mieszanki

Różnica wysokości formy i stożka zwana opadem stożka, wyznaczona z dokładnością do 1cm, jest wskaźnikiem konsystencji S1 (1040mm),S2(50-90mm),S3(100-150), S4(>160)

3. Sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą stopnia zagęszczalności

Walec o wysokości 40 cm wypełniony mieszanką betonową ( za pomocą pacy) umieszczamy na wstrząsarce i utrząsamy aż objętość zmniejszy się i dalej nie będzie następował jej spadek

C1,C2… - konsystencja

h- wysokość walca ( 40 cm)

s - różnica między wysokościami walca mieszanki betonowej przed i po utrząsaniu

8. Na 1 m3 mieszanki betonowej wyznaczono „Kr” kg kruszywa suchego i „Wr” dm3 wody. Napisać wyrażenie na prawidłową ilość kruszywa i wody wiedząc, że wilgotność naturalna kruszywa wynosi „w”%.

---