wszystkie wykłady materiałka, UP Poznań IŚ


Wykład 1.

Podstawowe wymaganie które musi spełniać obiekt budowlany dzięki materiałom budowlanym:

Podział materiałów budowlanych

  1. ze względu na pochodzenie

  • ze względu na skład chemiczny

    1. ze względu na zastosowanie

    1. ze względu na gęstość objętościową

    1. ze względu na charakter pracy w obiekcie budowlanym

    1. materiały konstrukcyjne (nośne - przenoszą obciążenia mechaniczne)

    2. niekonstrukcyjne - nie przenoszą obciążeń

    Cechy techniczne materiałów budowlanych

    1. fizyczne

      • gęstość objętościowa

      • szczelność

      • porowatość

      • wilgotność

      • nasiąkliwość

      • przesiąkliwość

      • kapilarność

      • przewodność cieplna

      • rozszerzalność cieplna

      • mrozoodporność

      • higroskopijność

      • ogniotrwałość

      • ognioodporność

      • skurcz

      • powierzchnia właściwa

      • współczynnik rozmiękania

      • emisja subst. toksycznych

      • promieniowanie jonizujące

      • dźwiękochłonność

      • tłumienia hałasu

      1. chemiczne

      1. mechaniczne

      1. Gęstość objętościowa

      0= m/V0 [kg/m3]

      1. Gęstość

      ῤ=m/V [kg/m3]

      1. Szczelność

      S ῤ0/ῤ x 100%

      1. Porowatość

      P=1-S = (ῤ - ῤ0)/ῤ x 100%

      1. Nasiąkliwość - zależy od struktury materiału, porowatości

      Nw=(mn-ms)/ms x 100% gdzie: ms - masa próbki suchej mn- masa próbki max nasączonej

      1. Wilgotność - zależy od wilgotności względnej, porowatości charakteru materiału

      W = (mwms)/ms x 100% (obniżenie wytrzymałości, materiał cięższy, skłonność do degradacji, korozji)

      1. Przesiąkliwość (wodoszczelność, wodoodporność) przenikanie wody przez materiał pod wpływem danego stałego ciśnienia.

      2. Mrozoodporność - odporność na wielokrotne zmrażanie i odmrażanie przy maksymalnym nasyceniu materiału cieczą (wodą)

      3. Przewodność cieplna

      λ= (Q x d)/(F x t x(T1 - T2)

      Q - ilość ciepła d - grubość materiału F - powierzchnia t - czas przepływu T - temp.

      Gdy λ ≤ 0,2 - materiał termoizolacyjny

      1. Kapilarność (włoskowatość) - zdolność do podciągania wody przez włoskowate otwarte kanaliki materiału pozostającego w zetknięciu z wodą

      2. Higroskopijność - zdolność do wchłaniania wilgoci z otaczającego powietrza

      3. Ogniotrwałość - trwałość kształtu materiału podczas długotrwałego działania wysokiej temperatury (> 1580' C)

      4. Ognioodporność - zdolność do opierania się wpływom wysokich temperatur podczas pożaru

      1. Rozszerzalność cieplna - zmiany wymiaru materiałów pod wpływem wzrostu temp. (współczynnik rozszerzalności liniowej i objętościowej)

      2. Reaktywność naturalna

      40K 226Ra 232Th

      1. Wartość plastyczna - cecha fizyczna ale oceniana tylko jakościowo - subiektywna

        • Barwa naturalna - ceramika kamienie naturalne, tworzywa sztuczne, szkło betony

        • Rysunek - układ linii smug plam barwnych kamienie naturalne drwno)

        • Faktura

    2. Wytrzymałość na ściskanie

    Rc=(Fn/A) [Pa]

    18. Wytrzymałość na zginanie

    Rz=M/W [Pa]

    19. Wytrzymałość na rozciąganie

    Rr= Fr/A [Pa]

    20. Twardość

    Skala Mohsa: 1-tak, 2-gips, 3-kalcyt, 4-fluoryt, 5-apatyt, 6-ortoklaz, 7-kwarc, 8-topaz, 9-korund, 10-diament

    Skala Janki (drewno), Skala Brunella i Rockwella dot. Metali

    21. Ścieralność - mierzona ubytkiem masy (np. kruszywo drogowe) lub spadkiem wysokości (np. próbek betonowych)

    Wykład 2.

    Podział skał:

    1. magmowe

    1. przeobrażone/metamorficzne (gnejs, kwarcyt, marmur)

    2. osadowe

    Skały magmowe i przeobrażone są najtwardsze.

    Skład mineralogiczny skał:

    Struktura skał - wielkość, stopień wykształcenia i formy składników oraz wzajemne powiązanie minerałów skałotwórczych (ze względu na: gubo-, średnio-, drobno-, skrytoziarnista, ze względu na ukształtowanie minerałów: krystaliczna, porfirowa, porfirowo-krystaliczna, szklista, ziarnista=klasyczna)

    Tekstura skał - geometryczne ułożenie i wypełnienie składników w przestrzeni zajmowanej przez skałę (ze względu na ułożenie: bezkierunkowe, warstwowe, kuliste ze względu na stopień wypełnienia zwarta i porowata)

    Zmiany zachodzące w skałach pod wpływem środowiska zewnętrznego:

    Skały naturalne materiały kamienne eksploatacja i obróbka

    Skały/ naturalne materiały budowlane

    Naturalne materiały kamienne

    Spoiwa mineralne (nieorganiczne)

    Spoiwa powietrzne - po wymieszaniu z wodą wiążą i twardnieją tylko na powietrzu w atmosferze (podatne na działanie wilgoci)

    Spoiwa hydrauliczne - po wymieszaniu z wodą wiążą i twardnieją nie tylko na powietrzu ale i w wodzie (większa trwałość)

    Spoiwa mineralne (powietrzne)

    Spoiwa mineralne powietrzne

    Zastosowanie spoiw gipsowych

    Wyroby gipsowe (wyroby z zaczynów gipsowych)

    Wyroby gipsowe

    Wyroby z zapraw cementowych

    Wykład 3.

    1824r. - patent otrzymany przez Aspdina na cement portlandzki

    1825r. - pierwsza cementownia w Anglii

    1857r. - pierwsza cementownia w Polsce

    Surowce do produkcji klinkieru:

    Surowce

    Cement produkcja

    Strefy w piecu: suszenia, podgrzewania, dekarbonizacji(kalcynacji) 550-1200'C spiekania 1450/1460'C Tmax = 2000'C

    Paliwa: stałe(węglowe) ciekłe(mazut) gazowe(gaz ziemny, ropa) alternatywne(zużyte opony oleje rozpuszczalniki, scinki drzewne)

    Cement hutniczy w porównaniu do cementu portlandzkiego zawiera więcej minerału (żużlu wielkopiecowego)

    Beton wykonany z cementu hutniczego jest trwalszy bardziej wytrzymały:

    32,5 N/R 42,5N/R 52,5N/R klasy wytrzymałości cementu N - normalnie twardnienie

    R - szybkie twardnienie

    Cementy o właściwościach specjalnych

    - cement o niskim cieple hydratacji (LH) CEMI do CEMIV

    - cement o wysokiej odporności na siarczany (HSR) CEMI CEMII B-V CEMIII CEMIV

    - cementy niskoalkaliczne (NA) - CEMI do DEMV

    Alkalia w cemencie Na2O + K2O

    Cement wysokoglinowy

    Spoiwa cementowe

    Skład chemiczny w %

    Skład chemiczny cementów

    Cement

    Portlandzki

    Hutniczy

    Glinowy

    CaO

    60-68%

    45-55%

    38-42%

    Al2O3

    3-8%

    8-20%

    35-60%

    Skład mineralogiczny

    Alit/C3S/3CaO x SiO2 50-65%

    Belit/C2S/2CaO x SiO2 15-25%

    Etteringit/C3A/3CuO x Al2O3 ~10 %

    C4AF/4CaO x Al2O3 x Fe2O3 5-15%

    Proces twardnienie polega na zagęszczeniu żelu CSH (uwodnionych krzemianów wapnia) krystalizacji CAOH2 i etteringitu

    Szkielet hydratyzowanego zaczynu cementowego stanowią hydraty krzemianów

    Zaczyn zaprawy betonu:

    Zaczyn cementowy - cement + woda

    Zaprawa cementowa - cement + woda + piasek

    Beton cementowy - sztuczny kamień powstały z połączenia cementu(spoiwa) wody(upłynniacza) i składnika niezbędnego do hydratacji cementu kruszywa (szkieletu wypełniacza) w przewadze grubego (>2mm) po ukończeniu wiązania, współcześnie także z dodatkami i domieszkami chemicznymi jako modyfikatorami właściwości (mieszanki betonowej i/lub betonu). Beton to materiał kruchy przenoszący obciążenia ściskające.

    Beton zbrojony = żelbet(1867-1877) beton sprężony(1888-1889)

    Podział betonów

    Ze względu na gęstość objętościową:

    Ze względu na przeznaczenie w konstrukcji

    Ze względu na technologiczne warunki pracy ;

    Ze względu na miejsce urobienia mieszanki :

    Ze względu na zagęszczenie (betony wibrowane, wibroprasowane, odpowietrzone itp.)

    Ze względu na sposób transportu ( betony pompowane, natryskiwane itp.)

    Ze względu na strukturę ( betony zwarte, półzwarte, porowate itp.)

    Betony specjalne - przystosowane do specjalnego przeznaczenia charakteryzujące się właściwościami specjalnymi prócz wytrzymałości np. beton samozagęszczalny

    Woda zarobowa do betonu

    Woda chemicznie czynna (na proces hydratacji) cement przyłącza chemicznie wodę w ilości ok. 25% swojej masy a stopień hydratacji cementu osiąga w betonach ok. 50-60% wyjątkowo 70%

    Woda chemicznie bierna - do osiągnięcia konsystencji mieszanki betonowej po zakończeniu wiązania odparowuje

    Wykład 4.

    Projektowanie betonu.

    - ustalenie wstępnych założeń takich jak przeznaczeni i warunki użytkowania betonu, ewentualne stopnie szczelności i mrozoodporności, warunki formowania, konsystencje mieszanki betonowej, klasa betonu

    - dobór i badanie składników betonu(cementu kruszywa)

    - ustalenie wstępne składu mieszanki betonowej

    - próby kontrolne, kolejne korekty ustalenie recepty laboratoryjnej (skład w jednostkach masy na 1 m3, kruszywo suche)

    Zasady projektowania betonu zwykłego

    1. warunek urabialności/ wodożądności

    0x01 graphic

    C - ilość cementu na m3

    K - ilość kruszonki na m3

    wc - wodożądnośc cementu 0x01 graphic

    wk - wodożądnośc kruszonki 0x01 graphic

    Ilość wody, która przypada na jednostkę masy cementu lub kruszywa, aby mieszanka na danym cemencie i kruszywa wykonana miała założona konsystencję.

    1. warunek szczelności (wzór na 1000 dm3)

    0x01 graphic

    qc - gęstość cementu (3,1 0x01 graphic
    )

    qk - gęstość kruszywa ( 2,65 0x01 graphic
    ) [do otoczowego tylko]

    1. warunek wytrzymałości 9 wzór Boloneya)

    0x08 graphic
    0x01 graphic

    Odpowiednik klasy betonu

    dla 0x01 graphic
    <2,5 0x01 graphic

    0x01 graphic

    dla 0x01 graphic
    0x01 graphic
    2,5 0x01 graphic

    0x01 graphic

    A - zależy od klasy cementu, od rodzaju kruszywa.

    PN - EN 206 - 1

    Oznaczenie zawartości powietrza w mieszance betonowej. Z wykorzystaniem prawa Boyle'a-Marriotte'a ρV=const. (powietrze w porach mieszanki to jedyny ściśliwy jej składnik)






    PN-EN 206 - 1

    Oznaczenie konsystencji mieszanki betonowej stanu ciekłości. Metody badania

    Klasa betonu (pojęcie)

    Symbol literowo liczbowy w którym wartość liczbowa odpowiada 28-dniowej wytrzymałości charakterystycznej betonu na ściskania oznaczona na próbkach betonowych walcowych śr. 15cm h=30 cm) lub sześciennych (a=15cm) przechowywanych przez 28 dni w warunkach normowych (temp. 20 ± 2'C wilgotność względna ≥ 95%)

    Technologia robót betonowych (receptura laboratoryjna receptura robocza)

    - poziomymi warstwami ciągłymi (grubość pojedynczej warstwy 20-30-40cm)

    - poziomymi warstwami ze stopniami

    - warstwami ukośnymi/pochylnymi

    Jak najwięcej wody na beton jak najmniej do betonu.

    Czynniki wpływające na czas pielęgnacji:

    Pielęgnacje należy rozpocząć jak najwcześniej. Im mniejsza temperatura tym proces hydratacji przebiega dłużej.

    Obróbka cieplna. (pielęgnacja, prefabrykacja)

    Domieszki chemiczne do betonu. (do 5% masy cementu, maksymalnie dwie) - modyfikatory właściwości betonu

    Plastyfikatory/superplastyfikatory

    - kryterium podziału według delta H2O

    Środki uplastyczniające (plastyfikatory) - stosowane od 0,2 do 0,5% masy cement

    Delta H2O 5-12% (8-15%)

    Środki upłynniające (superplastyfikatory) stosowane od 1,5 do 2%. Delta H2O >12% (>15%)

    Do superplastyfikatorów nowej generacji H2O > 30% max 40% (beton samozagęszczalny)

    Beton bez superplastyfiaktora

    Zwiększenie wytrzymałości, mniej wody zarobwej

    Beton z supeplastyfikatorem

    • Ta sama urabialność

    • Miejszy wskaźnik w/c

    • Większa wytrzymałość i twardość

    Superplastyfiaktory / domieszki upłynniające - związki wielocząstkowe o rozwiniętej budowie liniowej absorbujące na ziarnach cementu dyspergujące je

    Niedogodności - krótsze oddziaływania na mieszankę betonową niż w przypadku plastyfikatorów = po 60 - 90 min mieszanka powraca do pierwotnej urabialności

    Sposoby zapobiegania

    Wydłużenie czasu działania do > 120 min dzięki superplastyfikatorom nowej generacji.

    Domieszki napowietrzające - związki powierzchniowo czynne o działaniu hydrofobowym mające zdolność wytworzenia i stabilizowania dużej liczby pęcherzyków powietrza w mieszane betonowej, pozostających w betonie po stwardnieniu.

    Następuje:

    Pęcherzyki z napowietrzenia o średnicy 20-250 µm w odległości 150-200 µm od siebie

    Zastosowanie:

    (strefy klimatyczne z cyklami zmrażania i odmrażania)

    Domieszki opóźniające wiązanie - opóźnienie początku wiązania w technologii betonu
    (od 1-3h), wytrzymałość początkowa zmniejszona końcowa zwiększona

    Zastosowanie:

    Domieszki przyspieszające wiązanie - preparaty skracające czas do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki betonowej ze stanu plastycznego w sztywny (domieszki bezchlorkowe w przypadku żelbetu)

    Zastosowanie:

    Wady

    Domieszki przyspieszające twardnienie - preparaty przyspieszające narastanie początkowej wytrzymałości bez niekorzystnego wpływu na końcową (domieszki bezchlorkowe w przypadku żelbetu)

    Zastosowanie:

    Wady:

    Domieszki uszczelniające - zwiększenie wodoodporności, preparaty zmniejszające przepuszczalność betonów narażonych na działanie wody pod zwiększonym ciśnieniem i zmniejszające nasiąkliwość.

    Zastosowanie:

    Domieszki przeciwmrozowe: produkty umożliwiające przebieg reakcji cementu z wodą w temp. Ujemnych nawet poniżej 10'C

    Zastosowanie:

    Domieszki - inhibitory korozji, związki o różnorodnym działaniu pasywującym powierzchnię stali.

    MCI - migrujące inhibitory korozji - dodawane do mieszanki betonowej lub stwardniałego betonu…

    Skuteczność domieszki:

    C3A (spada) - lepsze upłynnienie

    Dodatki do betonu ( >5% masy cementu)

    Dodatki pylaste -

    Dodatki w postaci żywic syntetycznych - akrylowych, epoksydowych

    Dodatki uodparniające na oddziaływanie mechaniczne:

    Dodatki do betonu - zadania dodatków pylastych:

    Dodatki pylaste:

    Popiół lotny -

    Dodatki uodparniające na oddziaływanie mechaniczne - jako mikrozbrojenie/zbrojenie rozproszone

    Wykład 5.

    Zaprawy budowlane (wykonywane na budowie)

    Zaprawy gipsowe (gips + piasek + woda) i gipsowo wapienne (gips + wapno + piasek +woda)

    Wady: szybkie wiązanie, wysoki koszt, podatność na wilgoć

    Zastosowanie: obrzutka pod tynki wew. narzut dla tynków wew.

    Zaprawy wapienne (wapno + piasek + woda)

    Zalety: dobra urabialność i plastyczność

    Wady:

    Zaprawy cementowe (cement + piasek + woda + często dodatek popiołów lotnych i/lub domieszek uplastyczniających oraz domieszek rozjaśniających lub barwiących)

    Zastosowanie:

    Zaprawy cementowo - wapienne (cement + wapno + piasek + woda)

    Zalety: wytrzymalsze od wapiennych, lepiej urabialne od cementowych

    Zastosowanie: roboty murowe, tynkarskie i okładzinowe

    Zaprawy cementowe - gliniane (cement + zawiesina gliniasta + piasek + woda)

    „renesans” ze względu na budownictwo ekologiczne

    Zastosowanie: jako zaprawy murarskie tynkarskie (naprawy zbiorników wodnych)

    Zaprawy budowlane (wytwarzane fabrycznie)

    Składniki:

    Warunek spełnienia wymagań dotyczących sposobu mieszania, nakładania i ochrony przed wpływami środowiska

      1. zaprawy do systemów dociepleń ścian zew. - płytami ze styropianu lub wełny mineralnej (zaprawa klejowa, podkład tynkarski, tynk szlachetny cementowo - żywicowy)

      2. zaprawy tynkarskie - cementowe, wapienne, gipsowe, gipsowo-wapienne, cementowo gliniane, stosowane najczęściej jako wew.

      3. zaprawy murarskie - do wznoszenia murów z cegieł i pustaków ceramicznych, bloków betonowych, cegieł silikatowych

      4. zaprawy tynkarskie ciepłochronne do murowania i tynkowania ścian z betonu komórkowego pustaków z lekkim kruszywem i ceramiki

      5. zaprawy posadzkowe - jako suche zaprawy cementowe zdolne po zarobieniu wodą do samorozlewności

      6. zaprawy do mocowania płytek ceramicznych - (produkowane jako suche z cementu zwykłego i białego, mączki kwarcowej, domieszki zwiększające urabialność lub upłynnione na lepiszczach epoksydowych lub polimerowych)

      7. masy fugujące - z cementu często białego wypełniaczy mineralnych i barwników

      8. zaprawy do rekonstrukcji renowacji i napraw konstrukcji betonowych i ceramicznych w tym odporne na wpływy środowiska
        Zastosowanie: zabezpieczenia obiektów oczyszczalni ścieków, mostów dróg, obiektów zabytkowych 1składnikowe (cement + polimer + kruszywo 0-2 mm 0-4mm 0-8mmi domieszki uplastyczniające lub 2składnikowe (sucha zaprawa cementowa + wodna dyspersja żywicy akrylowej)

    Nowość jw. z dodatkami włóknistymi, z migrującymi jonami inhibitorów korozji (ochrona żelbetu), zaprawy - „kompres” przejmujące sole z zawilgoconych murów (renowacje zabytków)

    Betony lekkie:

    1. kruszywowe

    1. komórkowe (mikrokruszowowe)

    Betony lekkie kruszywowe

    Właściwości:

    . fcm = 11 MPa ρ0 = 1000 kg/m3(jarniste) ρ0 = 1300 kg/m(półzwarte)
    ρ0 = 17000 kg/m(zwarte)

    fcm = 20 MPa

    z łupkoporytu do 16mm fcm = 30 MPa

    z popiołoporytu do 16mm fcm = 40/50 MPa

    z keramzytu do 16mm fcm = 30 MPa

    z żużla do 16 mm fcm = 30 MPa

    .λ = 0,35 / 0,8 W/mK

    ρ0 = 1000 kg/m3 ρ0 = 1600 kg/m3

    nw = 12 - 30/35% są mrozoodporne

    Betony lekkie kruszywowe (jako zwarte półzwarte jarniste)

    CEMI 32,5 (CEMI 42,5 gdy LC≥ 20/25)

    Zastosowanie - produkcja

    W konstrukcjach sprężonych (beton zwarty na popiołoporycie)

    Betony komórkowe = mikrokruszywowe

    Wyroby:

    ρ0 = 350-750 kg/m3 fcm = 1-7,5 MPa .λ = 0,1 / 0,3 W/mK nw = 40-60%

    na ogół mrozoodporne

    UNIPOL (cement + wapno)

    YTONG (wapno)

    SIPOREX (cement)

    + mielony piasek kwarcowy + popiół lotny + płatki/proszek Al + autoklawizacja (ciśnienie 1,1 - 1,3 MPa, temp.180 - 190'C) aby rosła wytrzymałość i mrozoodporność, malał skurcz

    Betony z kruszyw organicznych

    Wióbrobeton - fcm = 1 MPa

    Trocinobeton - fcm = 5 MPa

    Zrębkobeton - fcm = 8 MPa (fcm max do 10/15MPa)

    ρ0 = 300-1500 kg/m3 λ = 0,01 / 0,6 W/mK wady: higroskopijność, nasiąkliwość

    Cel stosowania:

    Wyroby z betonów.

    Beton wykonywany i stosowany na miejscu budowy, a także wykonywany w zakładach budowy, a także wykonywany w zakładach przemysłowych (wytwórniach betonu - beton towarowy) oraz zakładach prefabrykacji.

    Beton zwykły(fundament (schody zbiorniki) i zbrojony (żelbet) ściany słupy stropy

    Obiekty inżynierskie: mosty, tunele, zapory wodne, kominy przemysłowe, chłodnie kominowe nawierzchnie drogowe, lotniskowe (betony specjalne)

    Elementy ścian zewnętrznych/wewnętrznych

    Elementy stropowe i dachowe

    Elementy dróg ulic i parkingów

    Kruszywa: piaski żwiry grysy

    CEMI CEMII CEMIII klasa 42,5 52,5

    O przekroju kołowym średnicy 200 - 2000 mm i jajowym bez stopki, ze stopką, kielichowe, bezkielihowe

    Wykład 6.

    Produkcja ceramiki

    Surowce zasadnicze (ilaste/pylaste)

    Ceramika - wyprodukowana z mas plastycznych, 800-1100'C wypalanie w piecu lub spiekanie.

    Surowce pomocnicze

    Glina - dyspersyjna skała osadowa składająca się z cząstek minerałów płytkowych które pod względem składu mineralogicznego są uwodnionymi glinokrzemianami, w przeważającej części w postaci drobnoziarnistej (od 0,01 do 1µm) i towarzyszącymi im domieszkami innych minerałów. Wyróżniamy: Monomineralne (kaolinitowe) i polimineralne)

    Gliny:

    Gliny:

    Skład chemiczny glin:

    SiO2 60-68%

    Al2O3 5-20

    Fe2O3

    TiO2 3-15% (dwa ostatnie dają czerwony odcień)

    Tlenki pierwiastków alkalicznych 4-19

    CaO 0-25

    MgO 0-3

    Produkcja ceramiki (etapy)

      1. wydobywanie surowca

      2. transport i przygotowywanie masy

      3. formowanie półfabrykatów

      4. suszenie półfabrykatów

      5. wypalanie (spiekanie) wyrobów

      6. studzenie wyrobów

    Wydobywanie gliny - w kopalniach koparkami jednonaczyniowymi, wielonaczyniowymi, spycharkami, zgarniarkami, koparkami frezującymi

    Transport do cegielni - szynowy, bezszynowy (przenośniki taśmowe ciągniki)

    Przygotowanie masy - by przekształcić gliny z warstwowej w ziarnistą by nadać glinie odpowiednią plastyczność

    Sposobami naturalnymi (przemrażanie = hołdowanie zimą, wietrzenie = hołdowaniem latem lub wiosną dołowanie) sposobami mechanicznymi (gniotowniki walcowe, kruszarki walcowe, przecieraki)

    Formowanie surówki (mechaniczne) - w ślimakowych prasach pasmowych (zwykłych lub próżniowych) lub prasach wytłaczających na mokro (z mas o wilgotności 16-30%) lub na półsucho/sucho (z mas o wilgotności 6-12%)

    Suszenie półfabrykatów - by obniżyć ilość wody do 4-8% gliny średnio i małoplastyczne łątwe do suszenia, gliny tłuste trudne do suszenia. W suszarniach komorowych (z regulacją prędkości wilgotności i temp. Powietrza; kilka dni) w suszarniach tunelowych 12-48h

    Wypalanie wyrobów

    W komorowych piecach kręgowych (piec Hoffmana) liczba komór = 14,16,20,36 cykl opałowy do 120h. W piecach tunelowych (cykl opałowy do 60h)

    Procesy w piecu do wypalania/spiekania

    Wyroby ceramiczne

    ρ0 = 1100-2000 kg/m3 wyroby o czerepie porowatym

    ρ0 = 2000 -2500 kg/m3 wyroby o czerepie zwartym

    Wyroby ogniotrwałe: szamotowe, krzemionkowe, magnezytowe

    1300 - 1600'C temp. wypalania ρ0 = 2300 - 3500 kg/m3

    Wyroby wysokoogniotrwałe: grafitowe, węglowe boksytowe

    1620 - 2000'C - temp. wypalania ρ0 = 2600 - 3500 kg/m3

    Ceramika szlachetna i półszlachetna (nie ma związków żelaza)

    Płytki elewacyjne:

    Wyroby ogniotrwałe ( >1500 do ponad 2000'C)

    Wyroby ceramiczne (cechy techniczne)

    Zast. budowa ścian podziemnych części budynków, ścian wew. i zewn. sklepień

    Słupów (klasy 7,5 10, 15,20) i ścian działowych (klasy 5, 7,5)

    Zastosowanie cegieł drążonych (czerep porowaty)

    Wyroby ceramiczne - cechy techniczne

    Cegły klinkierowe budowlane - czerep zwarty

    Klasy: 30, 35,45,60

    .ρ = 2000 kg/m3 λ = 0,9 w/mK

    (pełne drążone szczelinowe)

    Zastosowanie wyrobów o czerepie zwartym.

    Wady ceramiki:

    Konsekwencje - deformacja spękanie obniżenie wytrzymałości, im większe ziarenka margla tym gorzej. Korozja jest przewidywalna.

    Siarczany - nie można przewidzieć korozji np. siarczan magnezu - najgroźniejszy. Skutkiem krystalizacji siarczanów jest zwiększenie objętości - biały nalot po tym można przewidzieć korozję siarczanów - skutek np. odpadanie tynków

    Piryt- transformacja podczas wypalania pojawia się rdzawy nalot na ceramice

    Zw. organiczne - w wysokich temp. spalają się większa porowatość nasiąkliwość gorsza wytrzymałość brak mrozoodporności

    Glina nie może być zbyt plastyczna lub za mało plastyczna.

    Wykład 7.

    Szkło budowlane. Pierwsze przedmioty szklane z przed ponad 800 lat. W Polsce najstarsze z XII wieku.

    Zastosowanie szkła z uwagi na przepuszczalność światła. (określonej współczynnikiem przepuszczania) Oświetlenie światłem naturalnym wnętrza budynków, umożliwienie z wnętrza oglądanie otoczenia.

    Przejrzystość szkła - przepuszczani i rozpraszanie światła widzialnego.

    Przezroczystość szkła - przepuszczanie ale nie rozpraszanie światła widzialnego.

    Szkło budowlane - ciało przezroczyste bezpostaciowe otrzymywane ze stopienia tlenków nieorganicznych, ostudzenia stopu złożonego z prosty i złożonych krzemianów, glinokrzemianów borowców fosforanów w krzemionce.

    Surowce do produkcji szkła:

    Piasek kwarcowy SiO2 55 - 80 %

    Soda NaCO3 Potaż (K2CO3) topniki

    Węglan wapnia CaCO3

    Barwnik - tlenki metali

    Etapy produkcji:

    Właściwości techniczne.

    .ρ=2600 kg/m3 twardość według skali Mohsa 6-7 Rc - ok. 800 MPa λ - 0,85 W/mK

    Odporność na czynniki chemiczne z wyjątkiem prócz HF i H3PO4 kruchość (Rr/Rc = 0,0375)

    Wyroby.

    Szkło płaskie

    Szkło płaskie rodzaje:

    Szkło płaskie

    (K2SiO3 lub NaSiO3)

    Zastosowanie:

    Szkło lustrzane. Fotochromowe.

    Szkło budowlane - wyroby

    ad. Szkła piankowego

    - zastosowanie jako materiał termoizolacyjny

    Ad. Przędzy i waty szklanej z

    - zast. jw. + jako izolacja akustyczna

    Ad. Siatek szklanych

    - zast. do wzmacniania mas plastycznych betonu, tkanin

    Ad. Welonu szklanego

    - zast. jako osnowa w papach i materiał okładzinowy w materiałach termoizolacyjnych

    Szkło budowlane - zastosowanie

    Wykład 8.

    Drewno

    Budowa warstwowa - włóknista

    (kora - łyko - biel - twardziel - rdzeń )

    Biel i twardziel - stanowią o wartości drewna

    Cechy techniczne drewna:

    ρ0 = 450 - 800 kg/m3 (max wzdłuż włókien)

    Rc= 30 - 60 MPa -||-

    Rr=80 - 150 MPa (max w poprzek włókien)

    λ= 0,14-0,2 W/mK (min w poprzek włókien)

    Elementarny skład chemiczny drewna:

    C - ok. 50%

    O - ok. 43%

    H - ok. 6%

    N~ 0,05 - 0,03%

    Subst. szkieletowa drewna to celuloza . Lepiszcze i wypełniacz to związki pektynowe, gumy drzewny subst. śluzowate.

    Sortymenty drewna budowlanego

    Wyroby z drewna i drewnopochodne

    Materiały drewnopochodne

    Wady drewna

      1. kształtu: krzywizny i spłaszczenia

      2. budowy: sęki skręt włókien pęknięcia, pęcherze żywiczne

      3. spowodowane przez owady

      4. skurcz, pęcznienie

    Czynniki niszczące drewno

    1. atmosferyczne abiotyczne

    2. ogień abiotyczny (temp zapłonu drewna 250/300'C termiczny rozkład w 105'C)

    3. owady - biotyczny

    4. grzyby - przy optymalnej wilgotności dla ich rozwoju 35-50%

    Konserwacja drewna

    Lepiej ścinać drzewa jesienią/zimą Bi powolne i równomierne jest ich wysuszenie większa odporność na grzyby, nie jest ono atakowane przez owady.

    Chemiczne środki ochrony drewna.

    Impregnaty solne -

    Zalety: brak drażniącego zapachu, przydatne do impregnacji drewna o różniej wilgotności

    Wady: wymywane, wymagana przestrzeń wentylowa, zawartość zw. toksycznych (związki baru, fosforu miedzi cynku)

    Impregnaty oleiste -

    Zalety: duża głębokość wnikania skuteczność zabezpieczenia mała wymywalność

    Wady: zwiększenie zapalności drażniący zapach zawartość związków toksycznych (naftalen fenole)

    Impregnaty rozpuszczalnikowe -

    Zalety - duża głębokość wnikania w krótkim czasie (do kilkunastu mm w ciągu 15 min kąpieli) skuteczność zabezpieczenia

    Wady - lotność łatwopalność duża toksyczność drażniący zapach zawartość zw. toksycznych (butanol)

    Impregnaty wodorozcieńczalne -

    Zalety - wysoka toksyczność dla owadów, niska dla ludzi i innych ssaków

    Impregnacja powierzchniowa przez:

    Impregnacja głęboka przez:

    Wnikanie impregnatów zależy od wilgotności drewna. Przy wilgotności < 28% (brak w strukturze drewna wody wolnej) - wnikanie kapilarne (preparaty oleiste rozpuszczalnikowe) przy wilgotności >35 - 40% (drewno mokre) wnikanie dyfuzyjne (preparaty proszkowe pasty wodne roztwory soli o dużym stężeniu)

    Klasy zagrożenia drewna korozją biologiczną:

    1. Klasa zagrożenia 1 - drewno pod ziemią pod przykryciem, całkowicie zabezpieczone przed działaniem czynników atmosferycznych i wilgoci zabezpieczone przed owadami

    2. Klasa zagrożenia 2 - drewno jw. Ale w przypadku dużej wilgotności powietrza może sporadycznie nastąpić jego zawilgocenie zabezpieczenie jw. i grzybom

    3. Klasa zagrożenia 3 - drewno pod przykryciem nie styka się z ziemią i jest stale narażone na działanie czynników atmosferycznych lub jest przed nimi zabezpieczone ale często ulega zawilgoceniu, zabezpieczenie jw. i wymywaniu

    4. Klasa zagrożenia 4 - drewno stale narażone na zawilgocenie przez kontakt z ziemią lub wodą słoną jw. i próchnicy

    5. Klasa zagrożenia 5 - drewno pod stałym wpływem wody słonej zabezpieczenia jw.

    Wykład 9.

    Metale i ich stopy.

    Procesy metalurgiczne

    Metal i ich stopy

    Otrzymywanie stopów żelaza przez stapianie i redukcję w wielkim piecu rud żelaza (z koksem i topnikami, wapieniami lub dolomitem) żużel wielkopiecowych jako odpad

    Stopy żelazne

    Surówka - (temp. topnienia 1150 - 1200'C) zawiera 3-5% węgla do przerobu (przez usunięcie nadmiaru węgla) na żeliwo (przetopiona) lub stal (utleniona) nie mięknie przed stopieniem nie daje się kuć ani walcować

    Żeliwo - szare, białe, ciągliwe, stopowe, C >2% odporniejsze na korozję od stali ale kruche mało odporne na obciążenia dynamiczne

    Zastosowanie: kształtki instalacji kanalizacyjnej wew. i zew. pokrywy włazów odlewnych i armatura pieców grzewczych, przybory sanitarne grzejniki żeliwne

    Stal - (temp. topnienia 1400 - 1500'C) C≤ 1,7(2,0) % (na ogół 0,01 - 1,5%)

    Stale stopowe:

    Stale stopowe konstrukcyjne narzędziowe specjalne (chromowe, chromowo-niklowe - odporne na korozję żaroodporne - z zawartością Cr Si Al. Odporne na ścienianie z zawartością Mn)

    Stal:

    Stal/wyroby:

    Wyroby ze stali:

    Kształtowniki (kątowniki, ceowniki, zetowniki) - jako elementy konstrukcyjne do wykonywania lekkich konstrukcji szkieletowych (płatwi dachowych, rygli ściennych) na ścianki działowe do tarcz szalunkowych na obramowania płyt warstwowych

    Gięte na zimno ze stali konstrukcyjnych zwykłych, niskostopowych stali trudno rdzewiejących z taśm walcowanych na gorąco (bednarka) blach walcowych na gorąco i zimno oraz ciętych blach ocynkowanych.

    Blachy:

    1. cięte - ciągnione do produkcji osłon maszyn krat pomostowych schodów podestów

    2. ślimakowe - (ogrodzeniowe) - o oczkach kwadratowych lub sześciokątnych

    3. plecionych (tzw. Siatki Rabitza) - do owijania drewna i stali przy tynkowaniu w celu zwiększenia przyczepności tynku

    Łączenie(cieplne) stali przez spawanie lutowanie zgrzewanie.

    Stal zbrojeniowa do żelbetu:

    grubość 5,5 - 40mm Rr=300 - 750MPa

    Stal do sprężania betonu:

    pojedyncze struny/druty (średnica 2,5 - 5mm) lub sploty z kilku strun Rr=1470-18560MPa

    Aluminium:

    Ad. Aluminium - 8% skorupy ziemskiej stanowią jego związki

    Miedź

    Cynk

    Ołów

    Wykład 10.

    Tworzywa sztuczne.

    Materiały, którego głównym składnikiem są żywice, związki wielocząsteczkowe otrzymywane przez modyfikację polimerów naturalnych lub na drodze syntezy związków małocząsteczkowych.

    Zmiana/poprawa właściwości tworzyw przez:

    Tworzywa sztuczne surowce do wytwarzania

    Produkty przerobu węgla kamiennego roby naftowej, gazu ziemnego (rzadziej surowców roślinnych)

    Tworzywa sztuczne

    Związki wielocząstkowe (naturalne lub sztuczne) odznaczające się wysokim ciężarem cząsteczkowym zawierające wiele tysięcy atomów

    Podział:

    Wg powodzenia.

    Wg metod otrzymywania

    Polimeryzacja - łączenie się wielkiej liczby jednakowych cząsteczek zawierających podwójne wiązania (tzw, monomerów) w jedną wielką cząsteczkę związku wielocząsteczkowego bez wydzielania produktów ubocznych reakcje egzotermiczne

    Polikondensacja - stopniowe wiązanie ze sobą wielkiej liczby jednakowych albo różnych cząsteczek subst wyjściowych z wydzieleniem produktów ubocznych

    I stadium - żywica o budowie liniowej

    II stadium - żywica o budowie przestrzennej

    Poliaddycja - łączenie się różnych cząsteczek w wyniku przegrupowania atomów bez wydzielania produktów ubocznych.

    Warunki powstania związków wielocząsteczkowego:

    1. obecność wiązania nienasyconego w cząsteczce wyjściowej

    2. występowanie 2, ewentualnych wielu grup funkcyjnych

    3. obecność nie trwałego ugrupowania pierścieniowego

    Tworzywa sztuczne

    Elastomery - zachowują trwałą elastyczność w trakcie użytkowania, w 20'C mogą być poddawana odkształceniom przekraczającym 100% - kauczuki

    Plastomery - zachowują w granicach pewnych temp. nadane im kształty. Do pewnej temp. granicy obciążeń ulegają niewielkim odkształceniom sprężystym a później następuje odkształcenie aż do zniszczenia próbki, polipropylen, polietylen, polistyren

    Tworzywa termoplastyczne (termoplasty) - miękną pod wpływem ciepła i twardnieją po ochłodzeniu (proces powtarzalny) PCV, polistyren

    Tworzywa termoutwardzalne (duroplasty) - twardnieją pod wpływem podwyższonej temp i reakcja jest nieodwracalna, żywice fenowe epoksydowe

    Tworzywa chemoutwardzalne - ulegają utwardnieniu już w temp pokojowej pod wpływem utwardzenia, żywice poliestrowe, epoksydowe

    Właściwości tworzyw sztucznych:

    Wady: zdolność do ładowania elektrostatycznego niekiedy palność (z wydzielaniem toksycznych związków) ograniczona odporność cieplna, obniżona odporność na tlen, ozon, promieniowanie słoneczne - procesy starzeniowe (kuchość)

    Wartość plastyczna poprzez :

    Przetwórstwo:

    Obróbka wstępna - upłynnienie żywicy + łączenie z materiałami dodatkowymi (poprzez mieszczanie, ugniatanie, walcowanie,) oraz rozdrobnienie produktu (poprze łamanie mielenie cięcie)

    Obróbka formująca - prasowanie wytłaczanie odlewanie nanoszenie na podłoża (pędzlem wałkiem natryskowo zanurzeniowo) nawarstwianie spienianie

    Obróbka wykończeniowa - kształtowanie (poprzez piłowanie frezowanie wiercenie gwintowanie szlifowanie polerowanie) łączenie poprze klejenie spawania barwienie lakierownie matalizowanie

    Wyroby z tworzyw sztucznych:

    Materiały okładzinowe -

    1. wykładziny podłogowe (płyty płytki masy rulony wykładziny dywanowe)

    2. wykładziny ścienne (płytki tapety) PVW POW kauczuki syntetyczny poliamidy polipropylen

    Płyty faliste i płaskie profile na świetliki i naświetla dachowe:

    1. żywice poliestrowe o epoksydowe wzmacniane włóknami szklanymi, PCV polimetakrylan metylu (szkło organiczne) tworzywa poliwęglanowe

    Profile na poręcze, obrzeża stopni schodowych taśmy dylatacyjne: PCV

    Materiały do izolacji przeciwwilgociowych i chemoodpornych:

    1. folie polizobutylenawe PCV, z kauczuku synstetycznego, polietylenu peowłókminy - w konstrukcjach pneumatycznych i drogownictwie

    Kity i kleje - zaprawy klejąco-szpachlujące

    1. kity - do robót antykorozyjnych (kwasoodporne z żywic fenolowo-formaldehydowych poliestrowe kwaso i ługoodporne z żywic epoksydowych) i uszczelniające poliuteretanowe z kauczuków syntetycznych, z żywic akrylowych

    2. kleje - ciekłe (PCV POW z kauczuku z żywic epoksydowych/akrylowych) i stałe z żywic epoksydowych

    3. zaprawy klejąco-szpachlujące (winylowe lub mineralno-żywiczne)

    Wyroby instalacyjne:

    Masy tynkarskie (tynki żywiczno-akrylowe lub mineralno-żywiczne)

    Posadzki przemysłowe - posadzki żywiczne: epoksydowe, poliuretanowe, mineralno-epoksydowe z betonów modyfikowanych polimerami

    Wykład 11.

    Materiały izolacyjne - to substancje stałe w których przestrzenie między cząsteczkami włóknami lub przegrodami wypełnione są powietrzem lub innymi gazami (freonem CO2 cykolpentanem)

    Dzielimy na:

    Przepływ ciała odbywa się przez przewodzenie w subst. Stałej i w przestrzeni wypelnionej gazem.

    Cel stosowania - ochrona (elementów budowlanych i/lub przemysłowych) przed nadmiernym napływem ciepła lub jego utratą.

    Budowlane materiały termoizolacyjne -

    Instalacyjne materiały izolacyjne:

    Materiały termoizolacyjne - cechy techniczne

    Materiał termoizolacyjny

    Porowatość %

    Gazobeton

    Ceramika porowata

    Szkło spienione

    Drewno porowate (płyty włókniste)

    Porowate masy plastyczne

    50-90

    60-75

    85-90

    82-87

    90-98

    Materiał konstrukcyjny

    Stal

    Granit i marmur

    Beton ciężki

    Cegła pełna

    Drewno sosnowe

    Porowatość %

    0

    0,2 - 0,8

    9-17

    24-33

    67-73

    Termoizolacyjność - zależy od sumarycznej porowatości (rozmiaru i rozkładu porów lepsze są zamknięte pory, małe i równomiernie rozmieszczone) powietrze w mały zamkniętych porach ma mniejszą możliwość konwekcji ciepła i właściwości termoizolacyjnej są lepsze

    Cechy techniczne materiałów termoizolacyjnych:

    Czym powinny się charakteryzować materiały termoizolacyjne:

    Materiały termoizolacyjne:

    ρ< 800 kg/m λ < 0,2 W/mK p(porowatość) = 60 - 90%

    λ powietrza w porach materiału = 0,02 W/mK

    λ wody = 0,5 W/mK

    λ lodu = 2,0 W/mK

    temperatura (rośnie) λ (rośnie)

    Bardziej efektywne materiały termoizolacyjne (o mniejszym wsp.. λ) do termoizolacji instalacji przemysłowych pracujących przy wyżysz temp.

    Materiały nieorganiczne:

    Materiały organiczne

    Materiały z tworzyw sztucznych

    Materiały mieszane

    Surowce służące bezpośrednio do termoizolacji lub do produkcji materiałów termoizolacyjnych:

    Metody otrzymywania materiałów porowatych:

    Wełna mineralna - ze stopionych (1400 - 1500'C) bazaltów gabro lub żużli wielkopiecowych

    ρ= 80 - 150kg.m λ=0,034 - 0,045 W/mK

    Wata (wałna) szklana

    ρ= 70 - 90kg.m λ=0,03 - 0,04 W/mK

    Szkło piankowe białe - ze spienionego (za pomocą CaCO3) roztopionego szkła

    ρ= 400kg/m λ=0,1 W/mK

    Szkło piankowe czarne - to idealny materiał termoizolacyjny o porach zamkniętych ze spienionego (za pomocą sadzy aktywnej) roztopionego szkła

    ρ= 200kg/m λ=0,06 W/mK niepalne

    Beton komórkowy lżejszych odmian

    gazobetony ρ= 400 - 1200 kg/m λ=0,15 - 0,04 W/mK nw=40%

    pianobetony ρ= 400 - 1200 kg/m λ=0,1 - 0,5 W/mK nw=20-30% fcm do 5MPa

    Płyty pilśniowe ρ= 300 kg/m λ=0,07 W/mK nw=30%

    Pyty paździerzowe ρ= 350 kg/m λ=0,07 W/mK nw=40%

    Korek ekspandowany - ze śrutu korkowego prażonego w komorach próżniowych w temp. 350'C ρ= 150 kg/m λ=0,05 W/mK nw=5%

    Płyty wiórowo-cementowe

    ρ= 360 kg/m λ=0,09 W/mK nw=25% trudnopalne

    Styropian (piankowy polistyren)

    ρ= 36 kg/m λ=0,03 W/mK nw= do 2%

    Pianka poliuretanowa (spienione, ekspandowane poliestry)
    ρ= 12-50 kg/m λ=0,03 W/mK

    Pianka z kauczuku syntetycznego λ=0,04 W/mK

    Styropian/wełna mineralna (zalety)

    Ad. Styropianu

    ad. Wełny mineralnej

    Wady

    Styropian:

    Wełna mineralna:



    Wyszukiwarka

    Podobne podstrony:
    Wykład 2, UP Poznań IŚ, rok 1
    Wykład 1, UP Poznań IŚ, rok 1
    Geometria wykreślna-wykłady, UP Poznań IŚ, rok 1
    etykieta, UP Poznań IŚ
    Ekonomia- wszystkie wykłady i ćwiczenia- ściaga, OGRODNICTWO UP LUBLIN, EKONOMIA
    logistyka wszystkie wykłady politechnika poznańska
    WSZECHWIEDZA OC, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 2, Obróbka plastyczna- wykłady,
    WSZECHWIEDZA S i OC, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 2, Obróbka plastyczna- wykła
    2014.11.12 stowarzyszenie i fundacja, IŚ Tokarzewski 27.06.2016, III semestr, Hes (Podstawy prawodaw
    Wykłady Ekonomika leśnictwa rozsz, Leśnictwo UP POZNAŃ 2013, ekonomika leśnictwa
    WSZECHWIEDZA S, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 2, Obróbka plastyczna- wykłady, M
    wszystkie wykłady biologia, Lekarski, I, PIERWSZY ROK MEDYCYNA MATERIAŁY, BIOLOGIA, Bio preparaty 2
    geriatria p pokarmowy wyklad materialy
    wszystkie wykłady z matmy stoiński - wersja na telefon, MATMA, matematyka
    rębnie (2), Leśnictwo UP POZNAŃ 2013, THL

    więcej podobnych podstron