Wykład-1 - normy i normalizacja Cechy charakterystyczne współczesnego budownictwa: A)masowa wytwórczość i masowe zużycie mat.; B)różnorodność budowli złożonych z różnych mat. spełniających różne funkcje; C)różnorodność warunków eksploatacji poszczególnych elementów i całych budowli w tym zmieniających się w czasie; Powodują że w ewolucji mat. Bud. duże znaczenie ma dostępność i cena materiału. Skład materiałów budowlanych: Tlen, siarka, glin, żelazo, wapń = 98% Stopy Al. > tw.sztuczne > stal > domieszki chemiczne > cement > cegła > drewno > kruszywa ZMNIEJSZENIE KOSZTÓW MATERIAŁOWYCH: A)właściwy dobór materiału; B)podniesienie jakości, zmniejszenie zużycia masy, zwiększenie trwałości, mniej remontów, dłuższy czas eksploatacji; C)ekonomiczniejsze wykorzystanie mat. droższych; D)wykorzystanie odpadów i surowców wtórnych z innych gałęzi przemysłu; E)wykorzystanie składników z rozbiórki budowli (recycling); Dopuszczenie do obrotu i stosowania mat. - normy, aprobaty, certyfikaty, deklaracje. +stosowanie wszędzie podobnych mat.; +mat. Muszą spełniać wymagania odpowiednie do warunków pracy; +dobór mat. W oparciu o takie ich właściwości, które można mierzyć; Kontrola jakości (PN, AT) NORMY- akty prawne, które ustalają zakres stawianych wymagań oraz szczegółowy sposób ich kontroli (nazwy mat. ,rodzaj podlegających kontroli właściwości, sposób ich określania, zakres stosowania, zasady produkcji, magazynowania, termin ważności, transport, sposób wbudowywania, odbioru) APROBATY TECHN. - na wyroby, na które nie ustanowiono normy polskiej lub wyroby których właściwości użytkowe różnią się istotnie od wymagań określonych w PN. jest stwierdzeniem przydatności wyrobu do stosowania w budown. W określonym zakresie. Wyrób budowl. - wytworzony w celu wbudowania, wmontowania, zainstalowania lub zastosowania w sposób trwały w obiekcie budowlanym. Dopuszczenie do obrotu i powszechnego stosowania: +bezpieczeństwo konstrukcji; +bezpiecz.pożarowe; +bezpiecz.użytkowania; +odpowiednie warunki higieniczne, zdrowotne, ochrona środowiska; +izolacja akustyczna, termiczna, oszczędność energii; Wyroby właściwie oznaczone: *certyfikacja - potwierdzenie zgodności z kryteriami technicznymi; *cert.ze znaczkiem B- zgodnośc z PN, AT, przepisami w odniesieniu do bezpieczeństwa pożarowego, hałasu, użytkowania itp.; *potwierdzenie: +cert.zgodności - zgodność z jednym z 3 dokumentów: PN, BN, AT; +deklaracja zgodności-wydawana na wyroby nie wymagające znaku B, wydawana na odpowiedzialność producenta. Mat.Bud. w Unii Europejskiej CEN - wydają normy; EN - eurokody; ISO - międzynarod. Komisja normalizacyjna Dyrektywa rady-ujednolicenie wymagań stawianych wyrobom lub określenie zasad ich wprowadzania na rynek UE. hEN - normy na wyroby budowlane; *Schemat funkcjonowania dyrektywy UE: +własności, właściwości co ma na nie wpływ +podział; +przypomnienie co się kryje pod składem chem., a co pod mineralnym lub fazowym; +struktura, poziomy; +własności związane z masą: gęstość właściwa, gęstość; WYRÓB Norma PN, EN AT Dopuszczenie do obrotu: +certyfikat B; +cert.zgodności; +deklaracja zgodności; +nic nie potrzeba; Wykład-2 - własności i właćiwości mat. Własność - to co ma mat.,z czego i jak jest zbudowany. Właściwość - jak się zachowa mat. Pod wpływem zewnętrznych oddziaływań: *wynikające z budowy chemicznej i struktury +fizyczne - gęstość wł., gęstość, porowatość i jej skutki, iż.cieplna, akustyczna optyczna, elektryczna; +chemiczne(trwałość) - odporność na kwasy, zasady, sole, tlen, palność, promieniowanie; +mechaniczne - reakcja na działanie sił zewnęterzn.(rozciągających, sciskających, zginających, ścinających)wytrzymałość, twardość, ścieralność, udarność, pełzanie, zmęczenie; WWB - wysoko wartość.beton 60 MPa; RPC 200-800MPa; *uwarunkowane czynnikami zewnetrzn. W tym i wykonawstwem: +ekonomiczne - cena i dostępność; +technologiczne - łatwość wytworzenia, obróbki, wbudowania, łączenia, utrzymania; +estetyczne - wygląd, wrażenie; Skład chemiczny(+ilościowy;+jakościowy) - z jakich pierwiastków zwykle w przeliczeniu na tlenki w % masowych (np. zawartość CaO w cemencie wynosi ok. 60%); ze składu chem. Można oszacować gęstość, przewodność cieplną, reakcjęna ogień, kwasy, zasady, wodę, plastyczność, kruchość. FAZA - część mat.która jest całością dla otoczenia (stała, gazowa); Skład mineralny, fazowy (z jakich związków, wieloskładnikowy): +jakościowy; +ilościowy; Struktura - uporządkowanie składników w objętości mat. Substruktura - poziom atomowy (rozmieszczenie składników w atomie), poziom cząsteczkowy (rozm.skł. w cząstecz.) Mikrostruktura - rozmieszczenie atomów, jonów, cząsteczek, defektów punktowych, liniowych i objętościowych; Makrostruktura - rozmieszczenie składników: ziarn, porów, uzbrojenia w mat.; Wykład 3 - właść.fizyczne mat. GĘSTOŚĆ - stosunek masy mat.do jego objętości bez porów ρ=m/V [g/cm^3=Mg/m^3] Gęst.pozorna - stos. Masy mat.do jego objęt. Z uwzględnieniem porów ρp=m/Vp; Gęst.nasyp. - odnosi się do kruszyw, w stanie zagęszczonym jest większa niż w st. luźnym; Monolit - materiał w którym zawartość porów = 0; Materiały pochodzenia: +organicznego 1,16[Mg/m^3]; +mineralnego 2,5-3,5[Mg/m^3]; +metale 1,7-(7-8)-20[Mg/m^3]; beton komórkowy (ρ=2,7; ρp=0,7 ->z uwzględnieniem porów); POROWATOŚĆ - objętość wolnych przestrzeni w jednostce obj.mat. P=[1-(ρp/ρ)] lub w procentach *100% SZCZELNOŚĆ - ułamek objętości fazy stałej w mat. S=(ρp/ρ) lub w procent.*100% S+P=1 lub procentowo = 100% +dla mat.szczelnych:ρp=ρ, S=1, P=0 +dla mat.porowatych: ρp<ρ, S<1, P>0 JAMISTOŚĆ - procentowa zawartość przestrzeni międzyziarnowych w mat.sypkim w stanie luźnym jl i zagęszczonym jz: jl=[1-(ρnl/ρp)]*100% ; jz=[1-(ρnz/ρp)]*100% NASIĄKLIWOŚĆ - zdolność mat.do wchłaniania i utrzymywania wody przy max. zawartości; Nasiąkliwość wagowa:nw=[(mw-m)/m]*100% Nasiąkl.objętościowa:no=[(mw-m)/V]*100% mw- masa próbki nasyconej wodą[g] m - masa próbki wysuszonej do stałej masy; ρp=1 =>nw=no ; ρp>1 =>nw<no ; ρp<1 =>nw>no porowatość otwarta =>nasiąkliwość objętościowa: Po=no ;P=Po+Pz Siły kohezji - międzycząsteczkowe w jednej fazie; Siły adhezji - na granicy faz; Napięcie powierzchniowe - praca potrzebna do odpowiedniego powiększenia powierzchni w wyniku wyprowadzenia cząsteczek z głębi cieczy na jej powierzchnię (praca rozciągania powierzchni przez zwiększenie na niej cząsteczek); KAPILARNOŚĆ - zachowanie się wody w cienkich rurkach, jest konsekwencją różnych ciśnień (zdolność podciągania wody przez włoskowate kanaliki) Wysokość podnoszenia wody: ΔP=h=[(2*δ*cosΘ)/(r*g*ρH2O)] δ-napięcie powierzchniowe wody 20°C; r - promień kapilary; g - przyśpieszenie ziemskie; Wielkość porów w betonie r=10^-2-10^-4 makropory h=15^-3 nasiąkliwość r=10^-5-10^-7 mezopory h=15-150 kapilarne r=10^-8-10^-10 mikropory h=15000 żelowe PRZESIĄKLIWOŚĆ - podatność mat. Na przepuszczanie wody pod ciśnieniem (ilość wody w gramach przepływająca przez mat. W ciągu 1 godz. Przez 1cm^2 pod stałym ciśnieniem; 1ATM=1bar=kg/cm^2=0,1 MPa Stopień wodoszczelności betonu: W2;W4;W6;W8;W10;W12 (gdzie cyfra oznacza dziesiątą część MPa) Sorpcja - zdolność materiału do przyjmowania i utrzymywania wilgoci; Adsorpcja - powierzchniowe wiązanie wody z atmosfery; Absorpcja - objętościowe wchłanianie wody (nasiąkliwość - niepełna) Absorpcja betonu [%]: H2O - 30 min. - 4,7% H2O - 24 godz. - 7,4% H2O - 48 godz. - 7,5% H2O - 53 godz. - 8,1% Higroskopijność - zdolność do wiązania cząsteczek wody z otaczającej atmosfery (woda wykorzystywana na wiązania nie jest utrzymywana); Wykład 4-skutki wahań wilgotn. materii +sorpcja; + skurcz; +pęcznienie; +wytrzymałość (pełzanie, współczynnik rozmiękania, mrozoodporność); +dyfuzyjność; WILGOTNOŚĆ - woda absorbowana w przeliczeniu na masę materiału suchego: W=[(mw-m)/m]*100% Adsorpcja (zawilgocenie materiału): Szkło,metale 0% <ceramika,wapienie < beton,gliny,gips<gazobeton<drewno 16% Stopień nasycenia (N) - stosunek ilości wody w materiale do jego nasiąkliwości; Wilgotność względna powietrza (φ) - stosunek wilgotności w danej chwili do max. φ dla t=20°C = 60% => φ dla t=10°C=80% =>φ dla t=6°C =100% =>φ dla t=4°C = punkt rosy Wilgotność równowagowa - wilgotność pozostająca w równowadze z wilgotnością względną powietrza. Wilgotność drewna po ścięciu = 30% Wilg.wzgl. - dla mokrego materiału: Ww=W/(1+W) dla drewna 15% W=Ww/(1-Ww) bezwzględna dla drewna 18% Skurcz drewna (W=30%) W 30%=>0% - skurcz= 7-22% Pełzanie - odkształcanie się elementów w czasie przy stałym obciążeniu; WSPÓŁCZYNNIK ROZMIĘKANIA (k) - stosunek wytrzymałości materiału w stanie pełnego nasycenia wodą fH2O do suchego fC; k=(fH2O/fC); k=1 nasiąkliwe; k<0,5 gips; k=0 gliny; MROZOODPORNOŚĆ - przeciwstawianie się materiału nasyconego wodą cyklicznym zmianom objętości w wyniku zmiany stanu skupienia; Współczynnik mrozoodporności (Wz) - stosunek wytrzym. Na ściskanie po ostatnim cyklu fcyk do wytrzym. Próbki przed zamrażaniem fC Wz=(fcyk/fC); Wz>0,75 - mrozoodporne Ocena mrozoodporności=> ubytek masy, spadek wytrzymałości; Właściwości związane z ruchem wody: *ΔP - różnica ciśnień; ΔP≠0 +podciąganie kapilarne; +przepuszczalność dla gazów i cieczy; *ΔP=0 różnica stężeń: +dyfuzja - nieprzepuszczalność dla gazów i cieczy; PRZEPUSZCZALNOŚĆ (μ) - właściwość mat. Do przepuszczania cieczy w określonych warunkach (związana z gradientem ciśnienia) ΔP≠0; miarą jest obj. cieczy jaka przeniknie przez materiał w czasie 1 godz. Przez 1 m^2 przy ΔP=1[MN/m^2] μ=[(VH2O)/(F*t*ΔP)] [m/s] Kamień cementowy μ=0,002*10^-6 Granit μ=1,6*10^-6 PAROPRZEPUSZCZALNOŚĆ - wł.mat. do przepuszczania pary wodnej w określonych warunkach ΔP≠0 μ=[(mol)/(F*t*ΔP)] [g/(m*hPa)] ΔP-zależy od różnicy temp. (różnicy wilg. Po obu stronach przegrody); Przy jednakowej temp.dyfuzja będzie przebiegać od większej do mniejszej wilgotności względnej; OPÓR DYFUZYJNY R - wyraża zmniejszenie szybkości przenikania pary ze wzrostem grubości przegrody; R=(d/μ) [(m^2*hPa)/g] Względny opór dyfuzyjny - ile razy opór dyfuzyjny mat. jest większy od oporu dyfuz. Warstwy powietrza o tej samej grubości i w tej samej temp. Dyfuzja - dążność do wyrównania stężeń (proces samorzutny), cząsteczki przemieszczają się z obszarów o większym do obszarów o większym ich stężeniu Prawo Fick`a: I=-D*(dc/dx) I - liczba cząstek dyfundujących; D - współczynnik dyfuzji; dc - stężenie cząstek; dx - grubość próbki; Wykład 5 - Właściwości cieplne. Ciepło - suma energii kinetycznej wszystkich jednostek budujących materiał, miarą tej energii jest temperatura. Jedn.ciepła - Joul - ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1 kg wody o 1K 4186,8 J = 1 kCal = 4,186 kJ Drgania normalne sieci - wywołanie drgań energią cieplną jednego węzła przekazywane jest w postaci fali sprężystej kolejno na następne aż do wzbudzenia wszystkich węzłów budujących sieć; Temperatura Debaya - charakterystyczna dla każdego ciała, temp.w której wszystkie węzły sieciowe drgają; Fonon - min.porcja energii lub inaczej kwant energii drgań cieplnych jaką może pochłonąć lub wydzielić sieć drganiami cieplnymi to jest przejściem wzbudzonego drgania od jednego poziomu energetycznego na sąsiedni; Ciepło wł. - miara zdolności materiału do pobierania ciepła - ilość ciepła Q jaką należy dostarczyć aby podnieść temp.jedn.masy mat. o 1K Cp=[Q/(m*(T2-T1))] [kJ/(kg*K)] Dostarczana energia zużywana jest na: +zwiększenie energii drgań (częstotliwości i amplitudy); +tworzenie defektów punktowych; +zwiększenie stanu energetycznego niektórych elektronów; Ciepło molowe [J/(mol*K)] - ilość Cp jaką trzeba dostarczyć do ogrzania mat. do charakt. Temp. Deboya przeliczonego na mol (drganie z max amplitudą 6,02*10^23 węzłów sieciowych); dla ciał stałych = 15kJ/molK Pojemność cieplna - zdolność do kumulowania ciepła przez mat. wyrażoną ilością ciepła potrzebnego do ogrzania 1m^3 mat.o 1K CV=[Q/(Vc*{T2-T1})]=Cp*(m/Vc);[kJ/(m^3*K)] Duże różnice w gęstości pozornej mat. i jej zmienność powoduje że porównywanie zdolności do kumulacji ciepła liczbowymi wartościami Cp może okazać się mylące; Rozszerzalność cieplna - zmiana jakiegokolwiek wymiaru liniowego mat. nazywana jest rozszerzaln.liniową. Jest ona proporcjonalna do zmiany wymiarów liniowych mat.ze wzrostem temp. Różnica długości:lk-lp=Δl=αlo*(T2-T1) α=(Δl/lo)*(l/ΔT) ;[1/K * 10^-6] współczyn.proporcjon.α - względna zmiana długości przy zmianie temp. o 1 stopień - współczyn.rozszerzalności liniowej; dla ciała o budowie izotopowej β=3*α rozszerzalność - temp.rośnie ze wzrostem amplitudy drgań sieci. +mat. o więszej wytrzymałości charakteryzują się mniejszym α; +porowate w stosunku do monolitów charakteryzuje mniejsze α; +przy dużych ΔT lepiej zachowują się mat. o mniejszym α; Przewodność cieplna - transport energii cieplnej (różnica temp.punktów - dążenie do jej wyrównania) Sposoby przekazywania ciepła: +unoszenie - konwekcja zderzenie cząstek w cieczach i gazach; +przewodzenie - przekazywanie ruchu jednych cząstek drugim bez zmiany ich położenia - w ciałach stałych: *fononowe-drganiami normalnymi sieci-diaelektryki; *ruch elektronów i ich zderzeniami - przewodniki I-go rodzaju. +przez promieniowanie - fale elektro-magn. Przewodzenie- miarą przewodności jest współczynnik przewodzenia λ który określa ilość ciepła Q jaka przejdzie przez jednostkę powierzchnii (dQ)/(dt)=-λF*[(dT)/(dx)]; [W/(m*°C(K))] stała materiałowa λ; asymptota drgań - uwarunkowana różnicami mas budujących sieć jednostek, im bardziej złożony skład tym mniejsza przewodność cieplna zmniejszają:+roztwory stałe, + defekty sieciowe; w metalach 80% ciepła przenoszą elektrony przewodność temperaturowa k=(λ/CV); λ>CV (mat. szybciej przekazuje ciepło niż akumuluje); bezwładność cieplna λ*dp*Cp=λ*CV λ-zdoln.mat. do przekaz.ciepła; CV-jak szybko mat. zareaguje na przekazane ciepło; Promieniowanie cieplne - zdolność przyjm. Promieniowania cieplnego przez mat. lub jego wysyłania określa się współczyn promieniowania cieplnego C, który podaje ile ciepła przyjmuje lub wysyła 1m^2 pow.mat. w czsie 1 godz. C-zależy od składu i struktury mat.stanu powierzchni i jej temp. Sadza>śnieg>szkło Wyprawa wapien.>drewno dąb>żeliwo szare Beton C=12>Al. C=20>>srebro poler. C=0,5 Wykład 6 - odporność ogniowa mat.,wł akustyczne, elektryczne i optyczne Odporność ogniowa - zachowanie się mat.w czasie pożaru, zdolność mat.do stawiania oporu działaniu wys.temperatury. Do palenia potrzebne są: +paliwo(mat.pochodz. organicznego, C, H); +tlen (znajduje się rozcieńczony azot w powietrzu); +ciepło; Źródła ciepła: +wzrost temp.może zniszczyć mat. w wyniku: *powinowactwa do tlenu; *w wyniku zmiany struktury; *zmniejszenie sztywności - osłabienie wiązań bez zmiany składu - metale; Klasyfikacja mat. I - niepalne i nietlące - głównie tlenkowe mat.(mat. kamienne); II - niepalne-organiczne - ogrzane zmieniają strukturę i odpowiednio właściwości (mat.na bazie spoiw mineralnych) +gipsowych: CaSO4xH2O+Q =CaSO4x(½)H2O+(3/2)H2O↑ 2CaSO4x(½)H2O+Q=>CaSO4+H2O↑ +betony cementowe: C-S-H +Q=>CaO+SiO2+H2O↑ +zaprawy wapienne; III - palne-łatwozapalne - palą się i tlą pod wpływem ognia i przedłużają palenie po jego objęciu (drewno nieimpregnowane, tw.sztucz., słoma, trzcina); IV - palne-trudnozapalne - wieloskładnikowe z jednym składnikiem niepalnym; V - ogniotrwałe - niepalne i przez długi czas działania ognia nie odkształcają się i nie tiopią do temp.1680°C; Celulozowy pożar po 40 min. - 800°C Węglowodorowy pożar po 5 min. - 1100°C Stabilność termiczna - zdolność mat.do przeciwstawiania się określonej liczbie gwałtownych zmian cieplnych (odporność na skoki termiczne). Zależy od budowy mat., α (większa stabilność im mniejsze α); Termicznie niestabilne - szkło zwykłe, granit Harys - sieć włosowatych pęknięć; Europejska klasyf.ogniow.wyrob.bud. A) podstawowa euroklasa, jak wyrób przyczynia się do rozwoju pożaru(jak dużo energii mat.dodaje do ognia); B) najbezpieczniejsze wyroby oznaczone klasą A1, A2 i B; +wyroby o klasach C,D,E,F mogą doprowadzić do rozgrzania gwałtownego, wybuchowego rozprzestrzeniania się ognia, skokowy wzrost temp. T; C) dodatkowy znak S w klasie podstawowej oznacza dym; dym jest przyczyną śmierci (2/3) ofiar pożarów.symbol S na wyrobach oznaczonych od A2 do D; A - niepalny - beton, stal, wełna; B - bardzo ogranicz.udział w pożaże -PCV; C - oraniczony lecz zauważalny -pł.gips-kar. D - istotny udział - drewno; E - b.duży udział - spienione tw.sztuczne; F - niebadane; S1 - prawie bez dymu - pł.gips-kart.; S2 - średnia emisja dymu - drewno; S3 - intensywna emisja dymu - guma; Możliwe tworzenie palących kropli: D0 - brak - wełna, stal, beton; D1 - niewiele - sklejki; D2 - dużo - polistyren spieniony; DŹWIĘK - mechaniczna fala podłużna, impulsowa zmiana ciśnienia; Drgania akustyczne - rozchodzą się w postaci fal dźwiękowych i wywołują wrażenia słuchowe; Przemieszczenie energii przez materię jest wynikiem przemieszcz.się zaburzeń materii, a nie w skutek jej postępującego ruchu; Ucho ludzkie słyszy dźwięk o częstotliwości 16-20000Hz W<16 Hz - infra dźwięki (trzęsienia ziemi); w>20000 - ultra dźwięki, duża częstotliwość; Do rozchodzenia się fal potrzebny jest ośrodek materialny, a głównie jego: +bezwładność; +sprężystość; Dźwięki: +powietrzne - wytwarzane w atm.powietrza rozchodzi się we wszystkich kierunkach; +uderzeniowy-materiałowy - wytw.w ośrodku stałym wskutek drgań przenoszonych na mat.(uderzenie, chodzenie) Fale akustyczne mogą ulec: +odbiciu; +pochłonięciu; + rozproszeniu; Odbicie - zmiana kierunku fali na granicy 2 ośrodków; Dźwiękochłonność mat. - wartość liczbowa współczyn.α ,którego miarą jest stosunek natężenia fali pochłoniętej [I] do nat. Fali padającej [IP] Współczynnik odbicia β - natężenia fali odbitej / natęzenie dźwięku fali padającej; Zasada zachowania energii: α+β=1 Duże β mają materiały szczelne o dużej gęstości, nie są to mat. dźwiękochłonne; Drewno: absorbuje 5-10% dźwięki Odbija 95% α=0,5 - dobry mat.dźwiękochłonny ELEKTRYCZNOŚĆ - zjawisko związane z uporządkowanym ruchem elektronów, typowe dla przewodników I-go rodzaju nazywa się prądem, przewodnictwo jonowe II-go rodzaju - typowe dla roztworów elektrolitów i ciał stałych o budowie jonowej w wysokiej temp. Opór właściwy ρ [Ω*m] - opór jaki stawia mat.przepływowi ładunku elektrycznego - rezystywność; Konduktywność: γ=[1/(Ω*m)] Na podstawie wart.liczb.rezystywności: +przewodniki (Ag,Cu,Al.;ρ=10^-8 - 10^-2); +półprzewodniki (10^4 marmur,10^8 ceramika); +izolatory (10^12 - 10^16 porcelana, szkło kwarcowe); elektryczność statyczna - związana z obecnością nieruchomych ładunków przeniesionych z jednej powierzchni na drugą podczas tarcia, rozdzielania, przesiewania (izolatory); Skutki elektryzacji: +zbieranie kurzu (kurz-ujemny ładunek); +iskrowe wyładowania (w pomieszczeniach przemysłowych);tw.sztuczne z grafitem, sadzą, ceramika z domieszką SiC, płytki ceramiczne; +bierne - kamienne - temp.spada szybko bo nie są palne; +czynne - metalowe,zwłaszcza metali lekkich, temp. iskier się podnosi; Właściwości optyczne - zdolność do: +odbijania - widzialność przedmiotu; +przepuszczalność światła - przeźroczystość; +rozproszenia - przejrzystość mleczne szkła; +absorbcji - barwa; promieniowanie widzialne oddziałowujące na ludzkie oko λ=0,36 - 0,76 um. Odbicie geometryczne (100% lustra, przemioty widzialne): +niegeometryczne(od chropowatych powierzchni, rozproszenie,widzialność); +przepuszczanie-przejrzystość(okna); +częściowe rozproszenie - przejrzystość (szkło mleczne); pochłanianie: 100%czarne(sadza),0%białe (śnieg, wapno); białe - odbijają,(rozpraszają), nie absorbują światła; różnorodność barw - selektywna absorbcja w zakresie światła widzialnego; nośnikami barw są pierwiastki przejściowych szeregów: α-elektronowe Fe,Co,Mn,Ni,Cu,Ti,Cr; f-elektronowe Ce, Pr, Ne; do barwienia betonów: +czerwień żelazowa Fe2O3; +zieleń chromowa; +czerń manganowa; Wykład 7 - właść.chemiczne i mechaniczne O reakcji mat.na otaczające środowisko decyduje: +bud.chemiczna (skład i związany z nim rodzaj wiązań); +rodzaj środowiska - *atmosferyczne (tlen, temp.,promieniowanie, rodzaj i zawartość zanieczyszczeń); *wodne, zmienne w tym kwaśne, zasadowe, rodzaj i zawartość soli; Szybkość procesów niszczenia zależy od rozwinięcia powierzchni, struktury, porowatości, powierzchni kontaktu ze środowiskiem; Zasada - podobna dobrze współpracuje z podobnym (mat.o odczynie kwaśnym są odporne na działanie kwasów{krzemianka, granit, kwarcyty, AKR}) Mat.zasadowe nie są odporne na kwasy (spoiwa cem., wapienne, marmury) Ca(OH)2+CO2=CaCO3+V r=0,001 [g/dm^3] ; V=11% kwas silniejszy wypiera słabszy CaCO3+SO3+H2O=>CaSO4+2H2O (gips) Odporne na działanie kwasów I zasad są materiały ceramiczne (zawierają dużo bezwodnika kwasu krzemowego); Metale I stopy (poza szlachetnymi) reagują z tlenem (tlenki), roztwarzają się w kwasach, stopy bardziej odporne (stale kwasoodporne); Mat.organicznego pochodzenia (drewno, tw. Sztuczne) w sprzyjających warunkach łączą się z tlenem (palą) - są paliwem; Tw.sztuczne są mniej odporne na działanie promieni słonecznych (zmiana barwy); Rozpuszczanie - ługowanie składników, tworzenie wykwitów z wodorotlenku (węglan chemiczny):białe wykwity (wynik przepuszczalności dla wody)podobnie jak żółte lub rdzawe nacieki powierzchni żelbetu to informacja o korozji zbrojenia; WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE Charakteryzują reakcję mat.na działanie różnego rodzaju sił; Obciążenie,naprężenie,ciśnienie:siła działająca na jednostkę powierzchni [N/m^2] 1AT=1[kg/cm^2]=0,1[MN/m^2]=1Mpa Rodzaje naprężeń: +czysto liniowe - rozciągające i ściskające σ=F/A; +styczne, ścinające - czyste ścinanie τ=Fs/A +rozciąganie osiowe - σ=F/A; +hydrostatyczne - p=(-P/A); reakcją mat. na obciążenie jest odkształcenie +odkształ.ścinaniem γ=(W/l0)=tgΘ; +odkształ.objętościowe Δ=(ΔV/V); +odksz.ścisk.-rozciąg. σ=E*εn; E-m.Younga +odkszt.nap.styczne: τ=G*γ ; G-m.ściskania +odksz.ciśn.hydrostat: p=-k*( ΔV/V); k-moduł objętościowy współczynnik Poissona υ=(-εn(poprz)/ εn(podł.)); Odkształcenia sprężyste zanikają z prędkością dźwięku po odjęciu obciążenia; Plastyczne(postaciowe) - metale, większość tw. Sztucznych; Kruche - mat.niemetaliczne i nieorganiczne (kamień, ceramika, szkło); Duże różnice w wartościach modułów sprężystości mat. wynikają z różnicy w budowie wiązań; Typy wiązań: +kowalencyjne C-C ; E=1000 (GN/m^2) +czysto jonowe NaCl; E=30-70 +czyste metaliczne Cu-Cu; E=30-150; +wodorowe H2O-H2O; E=8 +van der Waalsa (polimery); E=2 Im wyższa temp.topnienia tym mniejszy moduł sprężystości. Kruche - (pęknięcie) - typowe dla mat. O wiązaniach jonowych, atomowych i mieszanych; Wytrzymałość materiału - graniczna wartość naprężeń przekroczenie których prowadzi do zniszczenia mat.;największy opór jaki siły wiązań mogą przeciwstawić siłom zewnętrznym; Rodzaje badań: +mat.ciągliwe i drewno - twardość, zmęczenie (ft - rozciąganie); +mat.kruche - udarność, twardość, zmęczenie, pełzanie; +mat.o konsystencji ciekłej - opad, lepkość, rozpływ; Wytrzymałość na rozciąganie: ft=Fmax/A0=σmax [Mpa] Wykład 8 - mat.kamienne, ceramika Podział mat. budowlanych: +funkcja: konstrukcyjne, izolacyjne, instalacyjne, wykończeniowe, zabezpieczajjące; +pochodzenie: naturalne i sztuczne mat.kamienne, mat.pochodzenia organicznego, metale i stopy, kompozyty; Skała - kombinacja jednego lub kilku minerałów; Cechy mineralogiczno-petrograficzne: +budowa skały; +barwa; +połysk; +twardość; +łupliwość; Podział kamienia budowlanego: +pochodzenie; +rodzaj skały; +zastosowania; POCHODZENIE: A)wulkaniczne: +lawy kwaśne(tufy wulkaniczne, popioły, pumeks, skały piroklastyczne); +lawy zasadowe (bazaltowe - „włosy Pele”); B)magmowe: *głębinowe: +lawa: wolno-stygnąca; +struktura: grubokrystaliczna; +odporność fc-duża, ft-mała; +granit, sjenit, dioryt, gabro; *wylewne: +lawa: wolno-stygnąca; +struktura: drobnokrystaliczna; +bazalt, porfir, diabaz, andezyt, melafir; C)osadowe: *pochodzenia mechanicznego: +struktura ziarnista lub zbita; +kwarc, piaskowce, zlepieńce, okruchowce; *poch.chemicznego: +ewaporyty, dolomity, uły,gliny skalne,trawertyny, alabaster; *poch.organicznego: +osady z małż, koralowców, mięczaków; +struktura:zbita, ziarnista, porowata; +wapienie, kalcyt; D)metamorficzne: +marmury,kwarcyty, gnejsy, łupki fyllitowe, sepertynity; Zastosowanie: A)budownictwo ogólne i monumentalne: +mury, sklepienia, fundamenty; +elementy płytowe, elem.schodów; +detale i elementy archirtektoniczne; B)budownictwo drogowe: +krawężniki, kostki brukowe, podbudowy, wypełniacze; C)bud.mostowe i hydrotechniczne: +filaryu, przyczółki mostów, podpory, groble, jazy, nadbrzeża portów; D)kruszywa i wypełniacze, mączki i kruszywa do betonów; E)renowacje; MATERIAŁY CERAMICZNE Cechy: +skład - proste i złożone tlenki krzemu, glinu i innych metali, wiązanie jonowo-atomowe; +duża trwałość - chemiczna i termiczna; +właściwości fizyczne - mechaniczne (funkcja spieczenia), brak elementów swobodnych, małe przewodnictwo cieplne, dobre izolatory elektryczne, fC od kilku do kilkuset MPa, materiały kruche; +właściwości technologiczne - dowolność kształtów i struktury; +surowce - naturalne pochodzenie; nośnik plastyczności - ilaste; schudzające - kwarc, skaleń; modyfikujące - upłynniacze, plastyfikatory, barwniki; Proces technologiczny: +przygotowanie surowców; +formowanie: ilość wody-masy: *lejne (muszle, umywalki); *plastyczne (dachówki, pustaki); *półsuche (kafle, płytki); *suche (płytki ścienne i podłogowe); +suszenie (do 100°C); +wypalanie (700-2000°C); Źródło wad: +skurcz suszenia, wypalania; +temp.wypalania; Podział mat.ceramicznych: +wyroby porowate (nasiąkliwość wag do 22%; wyroby ceglarskie, szkliwione, ogniotrwałe); +ceramika spieczona (nw do 12% - wyroby klinkierowe -cegły bud., kanal., płytki); +ceramika półszlachetna, wyroby szkliwione, półporcelana, fajans, płytki i wyroby sanitarne, rury kanalizacyjne; Płytki: - podłogowe, kamionkowe, kwasoodporne, uniwersalne do ścian i podłóg; Fajans - ścienne szkliwiome: +szinotowe glina ogniotrwała nie topi się w 1680°C (przemieszana z niespieczoną - brak skurczu); +termalit - lekki i porowaty z ziemi okrzemkowej; +dynasowe - organiczne z kwarcu nie osadu;

3

---