Leszek Bracio Gdańsk 10.05.2002

WIL PG

Rok I semestr II

Gr.11

Tematy:

I. Naturalne materiały kamienne

II. Malarskie materiały budowlane

III. Metale i wyroby z metali

Naturalne materiały kamienne

1. Minerały i skały.

1.1. Klasyfikacja skał: magmowe, osadowe, metamorficzne.

1.2. Cechy mineralogiczno - petrograficzne skał. Struktura i tekstura.

W celu dokładnego scharakteryzowania rodzaju skały niezbędna jest znajomość jej struktury i tekstury. Strukturą skały nazywamy cechy zależne od wielkości, stopnia wykształcenia i formy składników. Wyróżniamy struktury: krystaliczną ( granit i sjenity ), drobnokrystaliczną, mikrokrystaliczną, porfirową, porfirową półkrystaliczną i szklisto-porfirową. Natomiast teksturą nazywamy geometryczne cechy dotyczące ułożenia składników w przestrzeni zajmowanej przez skałę. Tutaj wyróżniamy następujące tekstury: łupkową, oczkową, łuskową, wałeczkową, kulistą, zwartą, porowatą, komórkową, gąbczastą i żużlową.

1.3. Cechy fizyczne i mechaniczne skał.

Wyróżniamy następujące cechy fizyczne: gęstość, gęstość objętościową, szczelność, porowatość, nasiąkliwość objętościową i wagową, stopień nasycenia, przewodność cieplną, pojemność cieplną, odporność na zamrażanie, ognioodporność. Cechy mechaniczne skał są następujące: wytrzymałość, twardość, ścieralność i odporność na uderzenia. Kamień w konstrukcjach najczęściej podlega ściskaniu, a znacznie rzadziej zginaniu, rozciąganiu i ścinaniu, toteż najważniejsza jest próba na ściskanie. Twardość skał jednomineralnych, a więc odporność na rysowanie i ścieranie, oznacza się według skali Mohsa, gdzie najsłabszym jest talk a najtwardszym diament. W skałach wielomineralnych, np. w granicie, poszczególne składniki mogą mieć różną twardość.

2. Zastosowanie kamienia naturalnego w budownictwie.

Kamień, jako materiał budowlany znajduje szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach budownictwa. W budownictwie ogólnym mury i sklepienia są układane z kamienia łamanego, bądź ciosowego. O użyciu tutaj tych materiałów decydują takie własności jak duża wytrzymałość na ściskanie, mała nasiąkliwość, odporność na czynniki atmosferyczne oraz twardość dla kamieni łamanych a dla ciosanych podatność do obróbki. Do murów fundamentowych stosowane są najczęściej piaskowce o lepiszczu krzemionkowym, wapienie, granity i rozbite głazy narzutowe. Ze względu na warunki klimatyczne zaleca się stosowanie kamieni o gęstości pozornej mniejszej niż 1800 kg/m³. Przy większych gęstościach trzeba stosować dodatkowe ocieplenie.

Licówka, stosowana szeroko w budynkach mieszkalnych, monumentalnych, biurowych podnosi wartość estetyczną budynku oraz nadaje jemu trwałość. Do tego celu używa się specjalnie obrobionych płyt i ciosów. Materiały te muszą wykazać się odpornością na czynniki atmosferyczne, niedużą twardością przy łatwej obróbce, ładnym zabarwieniem i wyglądem ogólnym. Największe zastosowanie mają tutaj piaskowce, specjalne odmiany wapieni ( pińczowskie) bądź też granity.

Kamień wykorzystywany jest też do budowy schodów i posadzek. Musi wykazać się twardością, łatwością obróbki, odpornością na uderzenia oraz małą ścieralnością. Najczęściej stosuje się tutaj granity i marmury. Marmury są także wykorzystywane do wykonywania parapetów, okładzin i poręcz. Decyduje o tym nieduża twardość, podatność do obróbki w postaci cienkich płyt, nieduża nasiąkliwość.

Kamienie mają także zastosowanie do celów dekoracyjnych w postaci ornamentów i rzeźb. Najczęściej do tych celów używa się marmurów i specjalnych piaskowców ze względu na niedużą twardość, podatność do obróbki precyzyjnymi narzędziami, dobry stan zachowania i walory estetyczne.

Przy budowie mostów używa się kamieni do wykonywania ciosów łożyskowych, filarów, przyczółków mostów kamiennych. Ciosy łożyskowe wykonuje się w postaci bloków wszystkich ścianach dokładnie obrobionych. Wymaga się, aby kamienie te miały dużą wytrzymałość na ściskanie, całkowitą odporność na czynniki atmosferyczne. Stosuje się tutaj pierwszorzędne gatunki porfiru i granitu. Mury podpór mostowych wykonuje się przeważnie z kamienia łamanego oblicowuje się kamieniem ciosanym. Stosowane są granity, porfiry, piaskowce kwarcytowe i dolomity. Sklepienia mostów kamiennych robi się często z kamienia łamanego lub płytowego. Stosowane są najczęściej piaskowce kwarcytowe oraz granity. Materiały do budowy podpór i sklepień mostowych muszą wykazać się znaczną wytrzymałością na ściskanie, dużą twardością, małą porowatością, odpornością na czynniki atmosferyczne.

Tworzywa kamienne są używane również przy budowie nawierzchni kolejowych jako tzw. balast, czyli podłoże, którego zadaniem jest stworzenie mocnego i sprężystego fundamentu dla torów, zrównoważenie i zmniejszenie nacisku na grunt oraz szybkie odwodnienie torów. Można używać jako balastu: tłucznia kamiennego, żwiru rzecznego lub kopalnianego. Musi się on jednak wykazać duża wytrzymałością na ściskanie, odpornością na działanie czynników atmosferycznych oraz łatwością podbijania.

Do budowy nawierzchni dróg tworzywo kamienne powinno spełniać następujące własności: znaczną twardość, duża wytrzymałość na ściskanie, należytą zwięzłość, małą ścieralność, równomierny układ i budowę. Materiał brukowy używany jest pod postacią kostki lub brukowca. Do wyrobu kostek brukowych używa się najczęściej skał magmowych, czyli w Polsce granit śląski, porfir i melafir z Krzeszowic pod Krakowem oraz piaskowce kwarcytowe kieleckie. Przy budowie dróg stosuje się specjalne bloki z kamieni naturalnych zwane krawężnikami. Istniej kilka typów krawężników dokładnie wyciosywanych. Do ich wyrobu stosuje się granit, piaskowiec kwarcytowy lub dolomit.

3. Materiały i znormalizowane elementy kamienne do celów budowlanych.

Wyroby z materiałów kamiennych:

Kamień łamany. Kamień ten stanowi nieregularne odłamki skalne o powierzchni naturalnego przełomu skalnego i ostrych krawędziach. Rozróżnia się trzy rodzaje kamienia łamanego: B- do budowy murów i fundamentów budynków, K do przerobu na kruszywo, I- do budowy dróg i budowli inżynierskich. Kamień ten dzieli się na frakcje dla rodzajów B i I - 10-30 cm oraz 30 - 50 cm, dla K 2-30 cm oraz 30 - 60cm.

Kamień łupany stosowany jest w budownictwie do wykonywania murów zewnętrznych. Wyróżnia się dwa rodzaje kamienia łupanego: W - warstwowy i R- rządowy. W zależności od wytrzymałości na ściskanie rozróżnia się 5 klas kamienia łupanego.

Kształtki budowlane są to produkty powstające przez klinowanie bloków zgodnie z naturalnymi kierunkami łupliwości. Materiałem do produkcji jest granit drobno-, średnio-, gruboziarnisty bez pęknięć. Wykorzystuje się go do wznoszenia murów w małej architekturze i do wyrobu kostki nieregularnej. Wytrzymałość na ściskanie nie mniej niż 80-120 MN/m². nasiąkliwość nie więcej niż 0,5%.

Bloki surowe są to bryły kamienia naturalnego określonej wielkości, o kształcie zbliżonym do prostopadłościanu uzyskane w wyniku urabiania złoża skalnego lub obróbki nieregularnych brył, przeznaczone do bezpośredniego stosowania w budownictwie.

Bloki budowlane z wapienia miękkiego stosuje się do wznoszenia murów z wyjątkiem murów fundamentowych. Mają kształt prostopadłościanów o wymiarach od 9x19x19 cm do 39x79x39 cm .

Ciosy kamienne dzielą się na proste i kształtowe. W celu uzyskania prawidłowego wiązania w murze należy stosować dwa rodzaje ciosów: wozówkę i główkę. Stosuje się je do licowania murów oraz podpór mostowych i innych budowli inżynierskich. Ciosy kształtowe wykonane są na specjalne zamówienie i mają wymiary i kształty zależne od ich przeznaczenia.

Płyty kamienne surowe dzielą się na łupane i przetarte. Płyty łupane z kamienia naturalnego określonej wielkości, kształtem zbliżone do prostopadłościanu, uzyskiwane są w wyniku klinowania bloków surowych. Rozróżnia się płyty granitowe i piaskowce. Płyty przeznaczone są do bezpośredniego stosowania w budownictwie lub stanowią półfabrykaty do produkcji elementów budowlanych. Płyty przetarte uzyskiwane są w wyniku piłowania bloków surowych i stanowią półfabrykaty do produkcji elementów budowlanych. Stosuje się tutaj głównie granit, sjenit, wapień, dolomit, piaskowiec.

Płyty kamienne obrabiane. Płyty okładzinowe otrzymywane są z płyt przetartych surowych łupanych przez odpowiednie obrobienie ich powierzchni i krawędzi. Płyty te stosuje się do okładania powierzchni ścian, filarów, podciągów z wyjątkiem posadzek. Płyty n posadzki wewnętrzne są to płyty z kamienia, obcięte do określonego kształtu i wymiarów. Są one stosowane do wykonywania posadzek w budynkach użyteczności publicznej, oraz w pomieszczeniach, gdzie potrzebna jest posadzka trwała, mało ścieralna, mało nasiąkliwa i łatwo zmywalna. Płyty na posadzki zewnętrzne produkowane są z granitu, sjenitu piaskowca. Powierzchnie licowe mają fakturę piłowaną, szlifowana lub groszkowa. Stosowane są na chodniki, place, podwórza, podjazdy.

Wyróżnia się także inne elementy kamienne znormalizowane, takie jak:

- krawężniki drogowe produkowane z grubo łupanych kamieni

- kostki drogowe produkowane ze skał trudno ścieralnych takich jak granit, porfir, kwarcyt. Służą do budowy nawierzchni dróg, ulic i placów.

- Podokienniki dzielące się na zewnętrzne i wewnętrzne. Jako materiał stosowane są piaskowce, granity i sjenity. Wyróżnia się 12 typów podokienników, podokienników zależności od typu stolarki okiennej.

- stopnie schodowe. Rozróżnia się stopnie schodowe monolityczne, i okładziny stopni schodowych. Stopnie schodowe monolityczne stosowane są na zewnątrz i wewnątrz budynków. Rozróżnia się stopnie z kamieni twardych (granity, sjenity, piaskowce twarde), oraz stopnie z kamieni miękkich ( marmury, dolomity, wapienie twarde i piaskowce średnio twarde).W zależności od przekroju poprzecznego rozróżnia się dwa typy stopni: blokowy i podcięty.

Stopnice i podstopnie są to płyty kamienne stanowiące okładzinę żelbetowych, betonowych, ceglanych stopni zewnętrznych. Jako materiał stosuje się wapienie twarde, granity, sjenity, dolomity.

Cokoliki wewnętrzne polerowane. Cokoliki uzyskuje się przez odpowiednie obrabianie kamiennych płyt przetartych. Jako materiał stosuje się: granit, sjenit, marmur i wapień.

Również produkowane są wyroby specjalne takie jak:

- wykładziny z topionego bazaltu, charakteryzujące się dużą wytrzymałością na ściskanie, małą ścieralnością oraz nasiąkliwością 0%,

- wata bazaltowa, jako materiał izolacji cieplnej pomieszczeń urządzeń pracujących w temp. do 700 C,

- otuliny stosowane do izolacji cieplnej przewodów rurowych pracujących w temp poniżej 700 C,

- filce i płyty z wełny mineralnej jako materiał izolacyjny.

4. Kruszywa mineralne. Kruszywa skalne.

4.1. Ogólna charakterystyka. Podział, nazwy i określenia.

Kruszywa są to wszystkie okruchowe materiały kamienne ( naturalne lub sztuczne) wchodzące w skład zapraw lub betonów. Należą do nich piaski, żwiry, kruszywa łamane ze skał, lub kruszywa sztuczne jak na przykład żużle wielkopiecowe i paleniskowe, spieki mineralne. Pod względem pochodzenia wyróżnia się:

- kruszywa naturalne: piaski żwiry

- kruszywa łamane ze skał rodzimych: grysy, klińce, tłucznie

- kruszywa sztuczne otrzymywane z żużli wielkopiecowych lub paleniskowych, bądź ze specjalnie spiekanych pyłów paleniskowych, łupków przywęgłowych oraz naturalnych glin pęczniejących. Ziarna żwiru powinny posiadać kształt kul lub elipsoid, grysy i klińce kształt prostopadłościanów lub sześcianów. Niepożądane są ziarna o ostrych krawędziach oraz płaskie. Powierzchnia ziarna powinna być szorstka, tak aby zapewnić przyczepność zaprawy. Ziarna kruszywa do robót żelbetowych powinny być z frakcji 40-80 mm. Gatunki skał, z których wykonane jest kruszywo powinno być odporne na działanie czynników atmosferycznych i posiadać wytrzymałość na ściskanie nie mniejszą niż podwójna zamierzona wytrzymałość betonu, nie mniej niż500 kg/cm2 oraz nasiąkliwość mniejszą niż 4% w stosunku do masy. Grysy kamienne są produkowane przeważnie ze skał twardych, jednorodnych o budowie ziarnistej jak na przykład: bazalt, diabaz, granit drobnoziarnisty, porfir, piaskowiec kwarcytowy. Stosuje się także jako kruszywo do betonów grys z głazów narzutowych.

4.2. Piaski i żwiry, kruszywa łamane, kruszywa do betonów osłonowych.

Piaskiem nazywamy kruszywa drobne o wielkości ziaren nieprzekraczających 5 mm, pisakiem klasyfikowanym- kruszywo uzyskane w wyniku podziału piasku na pojedyncze frakcje lub grupy frakcji. W zależności od uziarnienia wyróżnia się dwie odmiany piasków:

- piasek odmiany pierwszej 0.5-1mm

- piasek odmiany drugiej 1-2mm

Wyróżniamy także piasek do zapraw wypraw budowlanych, czyli zespół ziaren pochodzenia naturalnego, których największa średnica wynosi 2-5mm. W zależności od przeznaczenia wyróżnia się trzy odmiany piasku:

- I - piasek do zapraw murarskich

- II - piasek do wypraw tynkarskich

- III - piasek do gładzi

Pochodzenie piasku może być różne. Wyróżniamy piaski rzeczne, jeziorne, morskie, kopalniane, wydmowe i górskie.

Żwirem nazywamy kruszywo grube o wielkości ziaren powyżej 5mm Wyróżnia się dwa gatunki żwiru: żwiry kopalne należące do utworów polodowcowych oraz żwiry rzeczne.

Wytrzymałość żwiru przeznaczonego do betonów marek powyżej 170 nie powinna być mniejsza niż:

- dla frakcji 5-10mm 210 kg/cm²

- dla frakcji 10-20mm 140 kg/cm²

- dla frakcji 20-40mm 70 kg/cm²

Kruszywa kamienne łamane uzyskuje się poprzez ręczne bądź maszynowe rozdrabnianie skał ze złóż rodzimych. Stosuje się je do betonów na spoiwach mineralnych oraz do nawierzchni drogowych i kolejowych. Kształt ziaren o szorstkich powierzchniach powinien być zbliżony do ostrosłupa lub sześcianu. Ziarna wydłużone i płaskie obniżają jakość kruszywa. Oddzielną grupę kruszyw stanowią kruszywa węglanowe z wapieni, dolomitów i marmurów.

Następną grupę kruszyw łamanych stanowią kruszywa łamane do betonu zwykłego marek powyżej 250. Kruszywo łamane granulowane otrzymuje się, przez co najmniej dwukrotne mechaniczne rozdrobnienie skały. Ziarna kruszywa powinny mieć kształt wielościanów foremnych. Klasa kruszywa granulowanego odpowiada odnośnym markom betonów od 300 do 600. Kruszywo musi być całkowicie mrozoodporne.

Kruszywa łamane ze skał węglowych otrzymuje się natomiast przez co najmniej dwukrotne rozdrobnienie skał węglanowych ( wapieni, marmurów i dolomitów) dolomitów gęstości pozornej 1800 kg/cm³. Klasa kruszywa odpowiada odnośnym markom betonów od 110 do 400. Musi być także mrozoodporne.

Wyróżnia się także kruszywa łamane do nawierzchni drogowych i kolejowych. Tak nazywamy materiał kamienny uzyskany przez rozdrobnienie surowca skalnego. Stosowany jest do nawierzchni bitumicznych lub w stanie luźnym z wyjątkiem zapraw i betonów na spoiwach mineralnych. W zależności od wymiaru ziaren kruszywo dzieli się na kruszywo łamane zwykłe lub kruszywo granulowane

Kruszywa specjalne do betonów osłonowych. Największe znaczenie mają kruszywa do betonów osłonowych otrzymywane głównie ze skał bardzo ciężkich, o gęstości objętościowej powyżej 2,60 g/cm3. Do wyrobu kruszyw do betonów osłonowych stosuje się głównie skały magmowe oraz osadowe i metamorficzne. Korzystne właściwości mają także betony osłonowe, wykonane z kruszyw otoczakowych lub sedymentacyjnych. Jako kruszywo specjalne do betonów osłonowych stosuje się rudy metali: limonit, getyt, hematyt, magnetyt, galena, baryt, a także gips, śrut i wióry stalowe.

5. Korozja kamieni naturalnych: fizyczna, chemiczna, fizykochemiczna, biologiczna.

Korozja fizyczna jest procesem niszczenia skały przebiegającym bez reakcji chemicznych. Typowym przykładem korozji fizycznych jest zamarzanie wody, wahania temperatury, działanie wiatru. Działanie zamarzającej wody polega na tym, że powstający w porach skalnych lód powoduje jej rozsadzanie. Szczególnie narażone na takie działanie są skały porowate, silnie nasiąkliwe o porach włoskowatych, które woda wypełnia całkowicie. Mniej niebezpieczna jest obecność dużych porów, które często nie są wypełniane całkowicie wodą. Wahanie temperatury powoduje natomiast w skale, najczęściej w jej części powierzchniowej, występowanie napięć, pod wpływem których skała ulega z czasem rozpadowi. Wiatr z piaskiem natomiast działa wygładzająco i ścierająco na powierzchnię skały.

Wietrzenie chemiczne polega n rozkładaniu poszczególnych składników skał pod wpływem przede wszystkim wody i CO₂. Jest ściśle związane z postępującą degradacją środowiska i zwiększaniem się zanieczyszczenia. Jedną z głównych metod eliminacji tego typu korozji jest zabezpieczenie materiałów przed wilgocią.

Korozja fizykochemiczna polega na tym, że wskutek reakcji chemicznej powstają substancje zwiększające swoja objętość przy krystalizacji, co powoduje rozsadzanie porowatego kamienia

Korozja biologiczna polega na szkodliwym działaniu roślin, szczególnie objawiającym się w wapieniu, gdzie nawet na gładkiej powierzchni pojawiają się początkowo plamy pyłkowate, utworzone przez mikroskopijne porosty, a potem przez mchy. Wytwarzające się związki chemiczne, szczególnie CO₂ powodują szkodliwe reakcje, również korzenie roślin wchodząc w skałę powodują jej rozsadzanie.

Malarskie materiały budowlane.

1. Wiadomości ogólne.

W celu przedłużenia czasu użytkowania tworzyw budowlanych i nadania im estetycznego wyglądu, a niekiedy dla polepszenia ich właściwości użytkowych, np. higienicznych, pokrywa się je powłokami malarskimi ochronno-dekoracyjnymi. Pokrywanie materiałów konstrukcyjnych powłokami malarskimi należy do skutecznych metod ochron przed korozją. Powłokowe zabezpieczenia antykorozyjne wykonywane są obecnie w ok. 80% przy użyciu wyrobów malarskich z żywic syntetycznych. Wspólną cechą materiałów malarskich jest to, że nałożone cienką warstwą na daną powierzchnię wytwarzają na niej mniej lub bardziej trwałą i odporną na wpływy czynników zewnętrznych błonkę ściśle przylegającą do podłoża. W czasie schnięcia cienka warstewka materiału malarskiego przetwarza się w substancję stałą w normalnym zakresie temperatur i wilgotności otoczenia.

Materiał malarski jest to wyrób przeznaczony do wytwarzania powłok malarskich na dowolnym podłożu. Rozróżniamy materiały malarskie kryjące oraz materiały malarskie niekryjące (lakiery).

Farby i emalie są to materiały kryjące, składające się z dwóch zasadniczych składników: pigmentów i spoiwa. Emalie różnią się od farb tym, że mają mniejszą zawartość wypełniacza i pigmentów.

Lakiery to niepigmentowane materiały malarskie stanowiące roztwory żywic lub stopów żywic z olejami roślinnymi w rozpuszczalnikach, tworzące po wyschnięciu wymalowania powłoki przezroczyste, bezbarwne lub barwne, o znacznej gładkości, twardości i połysku.

Spoiwo materiałów malarskich jest to ciekła część pigmentowanych materiałów malarskich, której podstawowym składnikiem jest substancja błonotwórcza (podstawowy składnik materiału malarskiego, wiążący cząstki pigmentów i wypełniaczy między sobą oraz łączący je trwale z podłożem podczas schnięcia powłoki).

Pigmenty to drobno ziarniste substancje barwiące, praktycznie nierozpuszczalne w wodzie i w spoiwach, nadające powłokom malarskim wymaganą barwę i zdolność krycia innej barwy.

Wypełniacze do materiałów malarskich są to drobnoziarniste substancje mineralne stosowane do materiałów malarskich w celu nadania im oraz powłokom malarskim specjalnych właściwości lub w celu polepszenia ich właściwości ochronnych.

Rozpuszczalniki są to lotne składniki spoiwa wykazujące zdolność rozpuszczania zawartych w nim substancji błonotwórczych.

Rozcieńczalniki to lotne składniki spoiwa, które samodzielnie nie rozpuszczają substancji błonotwórczych, ale powodują obniżenie lepkości roboczej materiału malarskiego.

2. Składniki materiałów malarskich: pigmenty, wypełniacze, spoiwa, rozpuszczalniki i rozcieńczalniki, sykatywy, zmiękczacze.

Pigmenty powinny mieć odpowiednią miałkość i możliwie niską gęstość. Pigmenty dobrze kryjące powinny mieć zdolność pokrywania powierzchni przy jednorazowym pomalowaniu w takim stopniu, aby jej naturalne zabarwienie nie było widoczne. Nie powinny zawierać składników rozpuszczalnych w wodzie; w przeciwnym przypadku ich powłoki są nietrwałe i szybko niszczeją. Pigmenty powinny być maksymalnie odporne na działanie światła i na działanie alkalicznych składników podłoży. Pigmenty, w zależności od składu chemicznego dzielimy na mineralne i organiczne. W zależności od pochodzenia i sposobu produkcji, dzielimy je ponadto na naturalne i sztuczne.

Rodzaje pigmentów:

-białe: biel cynkowa, litopon, biel tytanowa, kreda pławiona, biała glinka i wapno gaszone

-żółte: ochra, żółcień chromowa, żelazowa i cynkowa, żółcienie Hansa

-czerwone: czerwień żelazowa naturalna i sztuczna, minia ołowiana, czerwień lakowa i pigmentowa

-brunatne: umbra

-niebieskie: ultramaryna, błękit paryski, kobaltowy i monastralowy, błękity lakowe

-zielone: tlenek chromowy, zieleń chromowa, cynkowa, ultramarynowa, pigmentowa B, pigmentowa lakowa i ftalocyjaminowa

-czarne: sadze, czerń kostna, grafitowa i żelazowa

-brązy: brąz złocisty i aluminiowy.

Wypełniaczami są różne mączki otrzymywane z odpadów materiałów kamiennych, np. mączki serycytowe, wapienne, krzemionkowe, talk lub też tanie pigmenty o zabarwieniu białym. W farbach do malowania zewnętrznego zawartość wypełniaczy nie powinna przekraczać 10%, a w farbach do malowania wewnętrznego - 20%. Wypełniacze o małej gęstości i dużym rozdrobnieniu przeciwdziałają osiadaniu pigmentów ciężkich w farbie, odgrywając rolę stabilizatorów. Do takich wypełniaczy należą, np. talk, betonit, kaolin.

Podstawowym składnikiem spoiw malarskich są tzw. substancje błonotwórcze wiążące cząstki pigmentów i wypełniaczy między sobą, a podczas schnięcia powłoki łączące się trwale z podłożem. Rodzaj substancji błonotwórczej zastosowany w materiale malarskim decyduje o właściwościach fizycznych, mechanicznych i chemicznych powłok malarskich, o ich trwałości podczas eksploatacji, a w dużej mierze również o ich wyglądzie zewnętrznym. Z tego względu klasyfikację materiałów oparto na nazwach zastosowanych w nich substancji błonotwórczych. Spoiwa malarskie można podzielić na spoiwa mineralne i organiczne. Pierwsze z nich są głównym składnikiem wyłącznie farb budowlanych. Zaletą ich jest taniość i dobra przyczepność do podłoży mineralnych. Ponadto spoiwa te nie mają właściwości starzenia się. Wadą spoiw mineralnych jest niska, w porównaniu ze spoiwami organicznymi, zdolność wiązania pigmentów i wypełniaczy. Mają również niewielką odporność na ścieranie i działanie erozyjne wiatrów i deszczów. Materiały malarskie na spoiwach mineralnych wykazują ponadto krótką żywotność.

Wspólną cechą spoiw organicznych jest znacznie większa zdolność wiązania pigmentów i wypełniaczy oraz wykazywanie odczynu neutralnego lub niewiele odbiegającego od neutralnego. Wadą spoiw organicznych jest ich skłonność do starzenia się, przede wszystkim w wyniku utleniania się substancji błonotwórczych.

Rozróżniamy spoiwa:

-mineralne: ciasto wapienne, cement, szkło wodne potasowe

-organiczne do farb wodnych: kleje zwierzęce, kazeina, kleje roślinne i celulozowe

-organiczne bezwodne: oleje schnące i pokosty - olej lniany, tungowy, lakiery olejne; żywice lakiernicze - alkalidowe, fenolowo-formaldehydowe, winylowe, akrylowe, celulozowe, epoksydowe, poliuretanowe, silikonowe; materiały bitumiczne

-emulsyjne.

Rozpuszczalniki i rozcieńczalniki są to składniki lotne stosowane do rozcieńczania gotowych wyrobów lakierniczych w celu doprowadzenia ich do wymaganej lepkości roboczej. Pierwsze z nich wykazują zdolność rozpuszczania danej substancji błonotwórczej, drugie zaś dodawane są oprócz rozpuszczalnika w celu obniżenia lepkości wyrobu lakierniczego. W wyrobach lakierowanych opartych na substancjach błonotwórczych nierozpuszczalnych w wodzie jako rozpuszczalniki i rozcieńczalniki stosuje się substancje organiczne mające zdolność wyparowywania ze świeżo nałożonych powłok malarskich. Podstawowymi rozpuszczalnikami farb i emalii olejnych są benzyna lakiernicza i terpentyna.

Sykatywy są to produkty przyspieszające utlenianie się, a tym samym wysychanie olejów schnących i wyrobów na nich opartych. Pod względem chemicznym stanowią one rozpuszczalne w olejach sole ołowiu, manganu lub kobaltu, kwasów tłuszczowych, żywicznych lub naftenowych.

Zmiękczacze (plastyfikatory) polepszają elastyczność powłok i ich przyczepność do podłoża. W charakterze zmiękczaczy stosuje się rozmaite trudno lotne, stałe lub ciekłe substancje organiczne mające zdolność rozpuszczania substancji błonotwórczych lub co najmniej tworzenia z nimi jednorodnych mieszanin. Do najczęściej stosowanych zmiękczaczy zaliczamy estry kwasu ftalowego, estry kwasu fosforowego, kamforę, olej rycynowy itp. W charakterze zmiękczaczy stosuje się często również żywice alkidowe.

3. Klasyfikacja wyrobów malarskich stosowanych w budownictwie.

Ze względu na rodzaj zastosowanego spoiwa (substancji błonotwórczych) wyroby te można podzielić na trzy grupy:

- farby na spoiwach rozpuszczalnych w wodzie, czyli farby wodne - farby wapienne, krzemianowe, klejowe itp.,

- farby na spoiwach nierozpuszczalnych w wodzie, a rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych - wyroby lakierowe olejne, wyroby bezolejowe z żywic naturalnych, wyroby z żywic syntetycznych, wyroby bitumiczne itp.

- farby emulsyjne i dyspersyjne - wyroby ze spoiw emulgowanych lub z wodnych dyspersji wysoko polimeryzowanych żywic syntetycznych i kauczuków.

Według zakresu zastosowania w budownictwie wyroby malarskie można podzielić na:

- wyroby malarskie ogólnego stosowania, obejmujące farby ścienne zmywalne i niezmywalne (farby wodne oraz emulsyjne i dyspersyjne),oraz farby, emalie i lakiery do malowania lamperii, elementów konstrukcji drewnianych i z materiałów drewnopochodnych oraz elementów i konstrukcji metalowych

- farby specjalne, do których zalicza się farby antykorozyjne, przeciwrdzewne i chemoodporne, ognioodporne, bakteriobójcze, odporne na wyższą temperaturę, podłogowe, dekoracyjne, politury.

4. Farby na spoiwach rozpuszczalnych w wodzie (farby wodne).

Farby wodne są to farby typowo budowlane, stosowane prawie wyłącznie do malowania podłoży mineralnych, jak tynki, betony, gips itp. Tworzą one powłoki matowe, porowate, o niewysokiej wytrzymałości, sztywne i kruche. Większość z nich reaguje chemicznie z podłożem. Powłoki z farb na spoiwach mineralnych nie starzeją się, ale ulegają erozyjnym działaniom wiatrów i deszczów, dlatego też ich trwałość w warunkach zewnętrznych nie jest duża. Do barwienia tych farb stosuje się pigmenty mineralne odporne na alkalia lub pigmenty lakowe.

Farby wapienne stanowią zawiesiny odpornych na alkalia pigmentów mineralnych w cieście wapiennym. Można je stosować na zupełnie świeżych podłożach wapiennych i cementowych. Ich odporność na działanie wpływów atmosferycznych jest niska. Asortyment barw jest bardzo ubogi i obejmuje wyłącznie kolory pastelowe. Malowanie powinno wykonywać się przy dużej wilgotności powietrza. Podczas pogody suchej i upalnej niemożliwe jest związanie farby.

Farby cementowe są to farby wodne, których spoiwem jest biały cement. W celu uzyskania powłok lepszej jakości stosuje się do farb cementowych, prócz pigmentów, jeszcze inne dodatki, które dłużej utrzymują wilgoć w świeżo wykonanej powłoce, jak higroskopijny chlorek wapniowy bądź też związki hydrofobowe, jak stearynian wapniowy. Farbami cementowymi można malować, oprócz tynków, bezpośrednio cegłę, beton, prefabrykaty żużlo- i żwirobetonowe oraz płyty azbestowo-cementowe.

W farbach krzemianowych spoiwem jest roztwór wodny szkła wodnego potasowego Jako składniki suche stosuje się kredę malarską, piasek o przemiale cementowym, talk techniczny oraz alkalioodporne pigmenty. Farby krzemianowe tworzą trwałe, szczelne, przepuszczalne dla pary wodnej powłoki malarskie o dość znacznej wytrzymałości mechanicznej. Stosuje się je do malowania elewacji budynków oraz pomieszczeń wewnętrznych budynków narażonych na stałe zawilgocenie.

Farby klejowe są to farby wodne, w których spoiwem są kleje roślinne, zwierzęce lub syntetyczne.

Suchymi składnikami są ton lub kreda pławiona z dodatkiem pigmentów. Stosuje się je wyłącznie do malowania wewnętrznego wykonywanego na świeżych i starych tynkach cementowych, cementowo-wapiennych, wapiennych i gipsowych.

Do farb kazeinowych stosuje się jako spoiwo klej kazeinowy. Kazeina powinna być drobno sproszkowana barwy od białej do jasnokremowej, bez skawaleń i zapachu zgnilizny. Farby kazeinowe stosuje się do malowania podłoży mocnych i niepylących.

5. Wyroby malarskie na spoiwach nierozpuszczalnych w wodzie.

Należą do nich wyroby olejne i syntetyczne:

- pokost lniany - stosuje się go w budownictwie do gruntowania drewna i tynków,

- farby olejne- farby do robót wewnętrznych, zewnętrznych, farby okładowe i powierzchniowe,

- lakiery i emalie olejne - lakier olejny bezbarwny do robót wewnętrznych, wodoodporny, do podłóg, emalie olejne wewnętrzne, wodoodporne i do grzejników c.o.,

- emalie syntetyczne,

- lakiery i emalie chemoutwardzalne,

- farby silikonowe,

wyroby malarskie antykorozyjne:

- farby przeciwrdzewne - farby gruntujące, nawierzchniowe, bitumiczne,

- farby chemoodporne - farby i emalie chlorokauczukowe, poliwinylowe, epoksydowe i poliuretanowe.

Farby emulsyjne i dyspersyjne - Nobilit, Malenoil S, Emolit, Styronit, Polinex, farby akrylowe.

Metale i wyroby z metali

Podstawowe pojęcia, podział i dziedziny zastosowania.

1. Stal budowlana: zagadnienia technologiczne, odmiany stali i ich właściwości ogólne, właściwości mechaniczne i fizyczne stali.

Podstawowe zagadnienia technologiczne

W wyniku procesu metalurgicznego, uzyskuje się z rud żelaza - przez wytapianie ich w wielkim piecu z dodatkiem koksu (paliwo) oraz topników - jako produkt główny tzw. surówkę oraz jako produkty uboczne żużel i gaz wielkopiecowy. Surówka jest stopem żelaza z węglem, krzemem, manganem, fosforem i siarką. Z surówki szarej uzyskuje się żeliwo, które znajduje zastosowanie w odlewnictwie. Na ogół żeliwo jest stopem kruchym, nie mającym właściwości plastycznych; wykazuje natomiast większą odporność na korozję niż stal i nie zmienia swoich charakterystyk mechanicznych pod wpływem wysokiej temperatury. Żeliwo stosuje się do wyrobu urządzeń sanitarnych, elementów grzejnych, a szczególnie w urządzeniach wodociągowych do wyrobu przewodów kanalizacyjnych spustowych, odprowadzających i łączących. Z żeliwa ciągliwego wyrabia się okucia budowlane, wsporniki, przeguby, pokrywy włazów, korpusy zaworów. Z surówki białej otrzymuje się stal płynną.

2. Gatunki stali budowlanych i wyroby ze stali.

Stale, zależnie od ich składu chemicznego, właściwości, uspokojenia itp., są, odpowiednio znakowane. Znak gatunku stali niestopowych konstrukcyjnych składa się z liter St i cyfry porządkowej 0, 3, 4, 5, 6 lub 7, do której, w przypadku gatunków przewidzianych do spawania, dodaje się literę S oraz, w przypadku określonej zawartości miedzi dodatkowo litery Cu. Stale gatunku 3 i 4 o podstawowych wymaganiach jakościowych oznacza się literą V lub W. Znak gatunku stali 5t5, St6 i St7 w przypadku określonej dodatkowo zawartości węgla, manganu i krzemu uzupełnia się na początku literą M. Gatunki stali o cyfrach porządkowych 3 i 4 z literą S lub V oznacza się dodatkowo literą X w przypadku stali nieuspokojonej, zaś literą Y w przypadku stali półuspokojonej. Znaki gatunku stali, w przypadku wymaganej udarności uzupełnia się na końcu znakiem odmiany plastyczności B, C, D lub U, M, J. Znak stali węglowej wyższej jakości, przeznaczonej do patentowania, zawiera literę D i liczbę określającą średnią zawartość węgla w setnych częściach procenta. Oznakowanie stali niskostopowych o podwyższonej wytrzymałości składa się z liczby oznaczającej średnią zawartość węgla w setnych procentach i liter określających składniki stopowe z ewentualnym dodaniem cyfry oznaczającej ich zawartość w całkowitych jednostkach procentowych. Przy istnieniu dodatkowych ograniczeń składu chemicznego dodaje się na końcu literę A.

Ze względów użytkowych można wydzielić następujące grupy stali budowlanych:

- stale StOS, St3SX, St3SY, 18G2, 34GS stosowane do zbrojenia betonu w postaci walcówki lub prętów gorąco walcowanych bez obróbki cieplnej

- stal D90 stosowaną w postaci drutu, splotów i lin do zbrojenia betonu sprężonego,

- stale StOS, St3SX, St3SY, St3S, 18G2 i 18G2A stosowane w postaci blach, blach uniwersalnych, prętów i kształtowników do konstrukcji budowlanych.

Oddzielnie należy wyodrębnić stale:

- St2N, St3N, 5t44N, walcówka i pręty walcowane na gorąco, stosowane głównie do wyrobu nitów,

- R, R35, R45, R4SA, R50, stosowane do wyrobu rur, z tym że gatunki R35, R45, R4S.A. przewidziane są do konstrukcji spawanych,

-IOH, IOHA stanowiące stale o zwiększonej odporności na korozję

1. Blachy płaskie i profilowane, wyroby z blachy.

Blachy grube walcowane na gorąco stosowane są do celów budowlanych i do konstrukcji stalowych. Wykonuje się je ze stali 5t0, St3 oraz St3M. Szerokości arkuszy blachy stopniowane są co 50 mm. Wymiar maksymalny zależy od grubości blachy, z tym że dla grubości większych od 15 mm jest on stały i wynosi 3600 mm. Długości arkuszy są stopniowane co 100 mm, przy czym nie są one mniejsze niż 2000 mm.

Blachy uniwersalne walcowane na gorąco stosowane są do celów budowlanych, przede wszystkim w konstrukcjach stalowych, przy czym wykonuje się je ze stali w gatunkach analogicznych do blach grubych oraz o podobnej dokładności wymiarów.

Blachy cienkie grubości poniżej 3 mm, walcowane na gorąco wykonuje się ze stali węglowej konstrukcyjnej wyższej jakości oraz ze stali zwykłej jakości; są one stosowane w budownictwie przede wszystkim do prac blacharskich. Blacha produkowana jest w arkuszach o wymiarach znormalizowanych lub w kręgach.

Blachę stalową ocynkowaną wykonuje się z sortymentu blach cienkich ze stali niskowęglowej zwykłej ze stali określonego gatunku. Obustronnego ocynkowania blachy w procesie ciągłym dokonuje się przy użyciu cynku z dodatkiem aluminium. Zależnie od możliwości wykorzystania arkusza blachy rozróżnia się dwie klasy jej jakości

- pierwszą klasę jakości, do której zalicza się blachę bez istotnych wad

- drugą klasę jakości, do której zalicza się blachę z wadami umożliwiającymi wycięcie z arkusza elementu o powierzchni 75% lub dwu elementów o łącznej powierzchni nie mniejszej niż 80% arkusza.

Istotną cechą stanowiącą podstawę kolejnego zróżnicowania blachy jest jej tłoczność. Rozróżnia się blachy: nietłoczne, płytko tłoczne, tłoczne, głęboko tłoczne i bardzo głęboko tłoczone. Blachę stalową ocynkowaną stosuje się w budownictwie do krycia dachów, obróbek blacharskich oraz do budowy przewodów wentylacji mechanicznej. Blacha ocynkowana ma wytrzymałość blachy stalowej, jest trudniej topliwa i mniej krucha od blachy cynkowej.

Blachy żeberkowe wykonuje się ze stali w gatunkach StOS, St2S, St3S, St3SX lub St3SY. Blachy tego rodzaju stosuje się na pokrycia kanałów, pomosty, schody itp.

Blachy stalowe profilowane faliste i trapezowe ocynkowane oraz ocynkowane i powlekane powłoką organiczną grubości 0,5 = 1,25 mm wykonuje się ze stali gatunku St0 i Stl, przy czym blachy te wykonywane są z blach płaskich ocynkowanych. W zależności od rodzaju wykonanych powłok rozróżnia się:

- blachy faliste ocynkowane,

- blachy trapezowe ocynkowane pokrywane powłoką organiczną

- blachy trapezowe ocynkowane pokrywane emalią

W budownictwie blacha falista znajduje zastosowanie głównie na pokrycia oraz na elementy obudowy w budownictwie przemysłowym. Blachy trapezowe stalowe są także dość powszechnie stosowane jako elementy lekkiej obudowy.

Wyroby z blachy: kątowniki, ceowniki, kształtowniki na szczebliny do bezkitowego szklenia, na poręcz drogową, na ościeżnice drzwiowe, na pale szalunkowe, o różnych profilach - gięte na zimno.

1. Taśmy i siatki.

Taśma, czyli bednarka stosowana jest w budownictwie do celów konstrukcyjnych bądź też jako półfabrykat przewidziany do dalszej produkcji. Walcuje się ją na gorąco ze stali i dostarcza do odbiorców w kręgach i snopkach.

Siatki mogą być plecione, ślimakowe, jednolite, druciano - ceglane. Siatki używane są przy tynkowaniu na drewnie, przy wykonywaniu tynków w sufitach podwieszonych, na szkielety lekkich ścianek działowych, w okładzinach słupów i belek stalowych, do okładania stopek belek stalowych w stropach Kleina, do zbrojenia w żelbecie itp.

- Siatki plecione są najdawniejszym typem.

- Siatki ślimakowe ogrodzeniowe o oczkach kwadratowych lub sześciokątnych, plecione z drutu, dostarczane są w rolach długości 10 lub 25 m i szerokości 1 m i więcej.

- Siatki jednolite wyrabiane są z blachy stalowej grubości do 4 mm

- Siatki druciano-ceglane wytwarzane są przez pokrycie siatki drucianej, za pomocą specjalnych pras, odpowiednio ukształtowanymi kawałkami gliny i lekkie jej wypalenie. Siatki te nadają się specjalnie do podwieszonych sufitów, ponieważ zaprawa trzyma się na nich bardzo dobrze.

2. Kształtowniki.

Dwuteowniki są kształtownikami przeznaczonymi głównie na elementy zginane, w związku z czym większa część ich masy zgromadzona jest w stopkach. Używa się także dwuteowników na elementy złożone oraz słupy. Produkuje się dwuteowniki zwykłe oraz równoległościenne. Dwuteowniki zwykłe walcowane na gorąco wykonywane są ze stali węglowych konstrukcyjnych zwykłej i wyższej jakości oraz ze stali niskostopowych.

Ceowniki są łatwe do łączenia z innymi profilami i mogą być stosowane w przypadku przekrojów złożonych, na pręty krat i stężeń, jako pręty rozciągane i ściskane bądź też jako belki zginane czy słupy.

Kątowniki walcowane są w dwu wariantach: jako profile równoramienne i nierównoramienne. Obydwa typy są szczególnie przydatne jako pręty kratownic oraz elementy składowe przekrojów złożonych. Kątowniki równoramienne dają się czasem lepiej wykorzystać w ściskanych prętach wielogałęziowych.

Teowniki produkowane są obecnie prawie wyłącznie jako profile wysokie. Znajdują zastosowanie jako pręty kratownic i drugorzędne elementy konstrukcyjne.

Zetowniki są rzadko stosowane w budownictwie jako pręty samodzielne; używa się ich niekiedy na płatwie dachowe lub jako pręty złożone z innymi kształtownikami lub blachami.

3. Walcówka i pręty stalowe do zbrojenia betonu.

W zależności od wymaganych właściwości mechanicznych rozróżnia się klasy i odpowiadające im gatunki stali, przeznaczone do zbrojenia betonu: klasa A-0 znak stali StOS: A-1 St3SX, St3SY; A-II 18G2, 20G2Y; A-III 34GS; A-IV N 2OG2VY.

Ze względu na postać dostarczonego zbrojenia rozróżnia się wyroby:

- nie obrabiane cieplnie po walcowaniu na gorąco i stanowiące: walcówkę ciągłą gładką, żebrowaną jednoskośnie (śrubowo), walcówkę żebrowaną dwuskośnie (w jodełkę), pręty okrągłe gładkie, pręty średnicy nominalnej 10 - 32 żebrowanej jednoskośnie i pręty średnicy nominalnej 10-32 żebrowane dwustronnie

- obrabiane cieplnie i stanowiące pręty gładkie okrągłe lub żebrowane.

4. Gwoździe, wkręty, kołki i gwoździe wstrzeliwane, nity.

Prawie wszystkie rodzaje gwoździ wyrabiane są z miękkiej stali o niewielkiej zawartości węgla. Do produkcji gwoździ o przeznaczeniu specjalnym stosuje się miedź, mosiądz lub twardą stal. Produktem wyjściowym do fabrykacji zwykłych gwoździ jest stal w postaci walcowanego drutu surowego. W zależności od przeznaczenia gwoździe dzieli się na grupy, w których gwoździe budowlane ciesielskie, stolarskie i ogólnego przeznaczenia oznaczono symbolem 01.

- Gwoździe z trzpieniem gładkim okrągłym i kwadratowym są podstawowym sortymentem gwoździ używanych w budownictwie.

- Gwoździe skręcone i walcowane produkowane z trzpieniem skręcanym kwadratowym i walcowanym spiralnie przeznaczone są głównie do łączenia elementów konstrukcji drewnianych.

- Gwoździe papowe gołe mogą być używane do papy smołowej, a ocynkowane do papy bitumicznej.

- Gwoździe sufitowe

- Gwoździe zawiasowe przeznaczone są do mocowania zawiasów okiennych i drzwiowych.

Gwoździe stolarskie i ogólnego przeznaczenia: druciaki, z główką półkolistą, z podwójną główką

Śruby i wkręty do drewna

Zależnie od wykonania śruby mogą być prasowane lub toczone. W śrubach prasowanych gwint może być wytłaczany lub nacinany. W budownictwie najczęściej znajdują zastosowanie śruby ze łbem sześciokątnym i ze łbem kwadratowym oraz, zależnie od przeznaczenia, różnego typu śruby specjalne jak np. kotwiące, hakowe. Ze śrubami łączą się integralnie nakrętki, wśród których w zależności od wysokości odróżnia się zwykłe i wysokie. Dla śrub ze łbem sześciokątnym, produkuje się nakrętki sześciokątne. Podkładki pod nakrętki lub łby śrub stosuje się okrągłe, klinowe i sprężyste.

Wkręty do drewna wykonywane są w kilku typach: z łbem sześciokątnym, z łbem stożkowym, z łbem stożkowym soczewkowym oraz z łbem kulistym. Wkręty wykonuje się w dwóch odmianach: z gwintem na części trzpienia lub na całej długości trzpienia.

Kołki i gwoździe wstrzeliwane.

Do łączenia elementów można wykorzystać system typu Hilty umożliwiający wstrzeliwanie kołków gwintowanych oraz różnego rodzaju gwoździ specjalnych tworzących zamocowania średniego i ciężkiego typu w betonie i stali budowlanej. Aparatura do prowadzenia prac tego rodzaju składa się z tzw. osadzacza tłokowego i wyposażenia odpowiedniego do typu wstrzeliwanych łączników i materiału mocowanego elementu (beton, stal). W każdym typie zróżnicowana jest długość trzpieni dobieranych w zależności od grubości materiału oraz jego twardości.

Nity

W złączach elementów ze stali o wysokiej wytrzymałości oraz przy łączeniu więcej niż trzech blach, stosuje się zazwyczaj połączenia nitowe. W nicie surowym wyodrębnić można: łeb, część zbieżną trzpienia długości zależnej od średnicy i rodzaju nitu oraz część trzpienia o stałej średnicy. Rodzaje nitów są zróżnicowane ze względu na kształt łba. Nity wykonywane są z walcówki i prętów ze stali gatunków St2N, St3N i St4N oraz z drutów metali nieżelaznych (miedź, mosiądz, aluminium).

5. Rury.

Rury okrągłe bez szwu i kwadratowe znajdują zastosowanie w budownictwie głównie na rusztowania, przewody i elementy konstrukcyjne. Rury bez szwu walcowane na gorąco ogólnego przeznaczenia wykonywane są ze stali gatunków R35, R45 i 18G2A. Długość rur wynosi 4 -12,5m, średnica zewnętrzna 20 do 508 mmi grubość 2,3 do 30 mm. Powierzchnie zewnętrzne lub wewnętrzne rur mogą być zabezpieczone np. przez malowanie asfaltozą lub powłokami bitumicznymi. Rury mogą być okrągłe, kwadratowe lub prostokątne.

3. Aluminium, stopy aluminiowe i wyroby aluminiowe.

Aluminium pod względem zużycia i szerokich możliwości zastosowania zajmuje pierwsze miejsce wśród metali nieżelaznych. Jakkolwiek aluminium, w postaci różnych związków występuje w skorupie ziemskiej w większej ilości niż żelazo to jednak z uwagi na aktywność tego pierwiastka z tlenem jest to metal dużo trudniejszy do otrzymania. Proces produkcji aluminium składa się z dwóch podstawowych etapów: uzyskania tlenku glinowego z rud oraz elektrolitycznego przerobu tegoż tlenku na aluminium metaliczne. Bazą do otrzymywania tlenku glinowego są boksyty. Aluminium jest to metal koloru srebrnego o gęstości objętościowej 2,71g/cm3 i temperaturze topnienia 658,9°C; odznacza się wysoką przewodnością cieplną (200 W/m°C), oraz lekkością. Właściwości mechaniczne czystego aluminium zależą od jego stanu utwardzenia. Czyste aluminium charakteryzuje się niezbyt dużą wytrzymałością, a stosunkowo dużym odkształceniem i z tych względów nie jest stosowane na konstrukcje nośne. W budownictwie znajduje ono zastosowanie na pokrycie dachowe, wykładziny, elementy dekoracyjne, taśmy, pręty, druty, rury itp. Z technologicznego punktu widzenia stopy aluminium dzielą się na stopy odlewnicze i stopy przewidziane do przeróbki plastycznej. Stopy przewidziane do obróbki plastycznej są stosowane na konstrukcje i elementy budowlane. Są to:

- stop aluminium z magnezem (hydronalium). Stop ten ma dużą odporność na korozję, jest spawalny i podatny do przeróbki plastycznej; produkowany jest w postaci blach, profili, rur i drutów. Znajduje zastosowanie na elementy konstrukcyjne, wykładziny elewacyjne, okna, drzwi i poręcze;

- stop aluminium z magnezem i krzemem (anticorodal). Ma on właściwości i zastosowanie analogiczne do hydronalium.

- stop aluminium z miedzią niewielką ilością magnezu. Stop ten ma korzystne właściwości mechaniczne, ale małą odporność na korozję. Znajduje zastosowanie w konstrukcjach, w których wytrzymałość anticorodalu jest niewystarczająca.

Istotna z budowlanego punktu widzenia jest odporność aluminium na korozję - zarówno w powietrzu suchym, jak i wilgotnym - oraz odporność na działania chemiczne niektórych kwasów. Wraz ze spadkiem temperatury wzrasta wytrzymałość aluminium, przy czym nie występuje zjawisko kruchych pęknięć w połączeniach spawanych. Kwalifikuje to stopy aluminium do zastosowania do budowy zbiorników na gazy magazynowane w stanie ciekłym w bardzo niskiej temperaturze.

Wyroby aluminiowe

Blachy walcowane na gorąco przeznaczone do użytku ogólnego wykonuje się z aluminium oraz ze stopów aluminium. Blachy walcowane na zimno ogólnego przeznaczenia z aluminium hutniczego i ze stopów wykonuje się jako:

- nieplaterowane

- platerowane dwustronnie

-z platerem technologicznym.

W zależności od jakości powierzchni i liczby dopuszczalnych wad rozróżnia się blachy zwykłej i podwyższonej jakości. Ze względu na dokładność grubości blach i wymiarów arkuszy rozróżnia się klasy zwykłej i podwyższonej dokładności.

Taśmy z aluminium i stopów aluminium walcowane na zimno produkuje się grubości 0,1 =0,3 mm. Wymiary dostarczanych taśm: szerokość 10-2000 mm, długość min. 2,5 m.

Kształtowniki z aluminium i ze stopów z aluminium otrzymywane są przez wyciskanie na gorąco. W zależności od przekroju dzieli się je na kształtowniki o przekroju prostym oraz kształtowniki o przekroju złożonym. Z kształtowników o przekroju prostym produkowane są kątowniki równoramienne i nierównoramienne, teowniki równoramienne i nierównoramienne oraz ceowniki. W obu grupach wykonywane są kształtowniki o zwykłej dokładności oraz o podwyższonej dokładności wykonania.

4. Miedź i jej stopy, wyroby z miedzi i jej stopów.

Miedź jest w przyrodzie mało rozpowszechniona i jej zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się wagowo na ok. 0,01 %. Występuje ona najczęściej w postaci siarczków i siarkosoli lub połączeń tlenowych. Miedź tworzy liczne (ponad 150) minerały, z których największe znaczenie mają: chalkopiryt, bernit, kowelin, chalkozyn, kupryt, malachit, azuryt itp.; występuje także w stanie rodzimym. Metalurgia miedzi polega na tym, że siarczkowe rudy niskoprocentowe wzbogaca się metodą flotacji, uzyskując koncentrat, z którego przez prażenie, a następnie stapianie z dodatkiem koksu i topników - otrzymuje się tzw. surowy kamień miedziowy.

Miedź jest metalem miękkim, kowalnym, ciągliwym, dającym się łatwo walcować, przeciągać i tłoczyć na zimno. Temperatura topienia miedzi wynosi 1083°C, temperatura wrzenia - 2600°C. Miedź jest jednym z najlepszych przewodników ciepła i elektryczności. Miedź i jej stopy odznaczają się dużą odpornością na wpływy atmosferyczne. Wynikająca stąd wysoka trwałość blach miedzianych kwalifikuje je do zastosowania na pokrycia dachów budynków reprezentacyjnych. Oprócz blach wyrabia się z miedzi taśmy, druty, rury itp. Ze stopów miedzi największe znaczenie mają: mosiądz, brązy cynowe i bezcynowe oraz stopy miedzi z niklem.

Wyroby z miedzi i jej stopów

Blachy miedziane walcowane są na zimno. Stosuje się je w budownictwie bardzo rzadko, głównie do pokryć dachowych i to tylko dla budynków monumentalnych i zabytkowych. Paski blachy miedzianej stosuje się także do przekrywania dylatacji dachów, tarasów itp.

Kształtowniki wyciskane i ciągnione wykonywane są z miedzi w gatunku MlG, M2G i M3G oraz z miedzi stopowej w gatunkach MD1 i MS. W zależności od przekroju kształtowniki dzieli się na:

- kształtowniki o przekroju prostym, do których należą: kątowniki równoramienne, kątowniki nierównoramienne, teowniki równoramienne i teowniki nierównoramienne

- kształtowniki o przekroju złożonym.

Kształtowniki z mosiądzu, pod względem technologii wykonania i formy kształtu przekroju poprzecznego, produkuje się analogicznie do kształtowników z miedzi. Do wyrobów stosowane są gatunki mosiądzu M059 i M63. Wymiary przekroju poprzecznego kształtowników prostych są takie same jak kształtowników z miedzi. Przeznaczenie kształtowników z mosiądzu jest również takie same jak kształtowników miedzianych.

5. Cynk, ołów, cyna.

Cynk jest pierwiastkiem stosunkowo pospolitym. Z minerałów cynkowych rozróżnia się:

- minerały siarczkowe - sfaleryt i wurcyt

- minerały tlenkowe - smitsonit, hemimorft, hydrocynkit

Metalurgiczny cynk otrzymuje się z jego rud dwiema metodami: termiczną i elektrolityczną. Cynk jest metalem srebrzystym o połysku niebieskawym, gęstości 7,13 g/cm3, temperaturze topnienia 419,4°C, temperaturze wrzenia 907°C. W zwykłej temperaturze cynk jest dość kruchy, natomiast powyżej 100°C staje się kowalny i ciągliwy. Cynk jest odporny na korozję atmosferyczną. W budownictwie cynk znalazł szerokie zastosowanie do wyrobów walcowanych (blachy), odlewów i jako materiał na powłoki rdzochronne dla wyrobów stalowych, a także do produkcji farb i emalii.

Blacha cynkowa jest produktem walcowania cynku hutniczego, zawierającego ok. 15% różnych domieszek. Blachy stosuje się do krycia dachów oraz do różnych obróbek blacharskich.

Ołów jest metalem miękkim, łatwo topliwym, kowalnym, o barwie niebieskoszarej, gęstości 11,34 g/cm3, temperaturze topnienia 327,4°C i temperaturze wrzenia 1724°C. W warunkach normalnych ołów jest odporny na działanie czynników atmosferycznych. Jest także odporny na działanie kwasu siarkowego i innych kwasów. Bardzo cenną właściwością ołowiu jest jego nieprzepuszczalność dla promieni X i gamma. Głównymi minerałami są galena, anglezyt i cerusyt. Produkcja ołowiu opiera się na przerobie rud siarczkowych, z których największe znaczenie mają rudy ołowiowo-cynkowe. Metaliczny ołów otrzymuje się z odpowiednio wzbogaconych rud, najczęściej metodą termiczną. Ołów daje się walcować na blachy i folie, wykazuje dobre właściwości odlewnicze. Stosowany jest do wyrobu aparatury chemicznej odpornej na działanie kwasu siarkowego, do uszczelniania rur, do wytwarzania osłon przed promieniowaniem jonizującym, do zalewania gniazd przy osadzaniu części metalowych w kamieniu sztucznym lub naturalnym oraz do elektrolitycznego powlekania wyrobów stalowych w celu ochrony przed korozją.

Metaliczną cynę otrzymuje się przez redukcję jej rudy. W zwykłych warunkach cyna jest odporna na działanie czynników atmosferycznych oraz rozcieńczonych kwasów, zasad i soli zarówno nieorganicznych jak i organicznych. Cyna występuje w trzech odmianach alotropowych. Ze względu na niski potencjał elektrochemiczny powłoka z cyny stanowi dobrą ochronę blach i wyrobów z żelaza. Stopy metaliczne cyny, tzw. luty łatwo topliwe, służą do lutowania metalu.

17

---