Cechy techniczne materiałów budowlanych.
Cechy techniczne materiałów budowlanych zależą od właściwości fizycznych,
chemicznych, termicznych i mechanicznych. Są wytyczna dla odbioru materiałów
budowlanych (normy), określają i gwarantują wytrzymałość materiałów konstrukcyjnych w
czasie całej eksploatacji.
Wszystkie cechy techniczne poznaje się dzięki badaniom laboratoryjnym (badamy
barwę, przekrój, dz
więk, przełom (materiały na podłogi), odporność na uderzenia i ścieranie,
ciepłochłonność, nasiąkliwość, odporność ogniową, odporność na promieniowanie słoneczne,
zawartość soli itd.).
Cechy techniczne dzielimy na:
1. Cechy fizyczne
2. Cechy mechaniczne
3. Cechy chemiczne
Gęstość
Gęstość jest to masa jednostki objętości materiału suchego liczona bez porów i kapilar.
mm
Áw =
Va
gdzie:
Á  gÄ™stość
w
mm  masa w stanie suchym
Va  objętość bez porów i kapilar
Uzyskanie mm wiąże siÄ™ z suszeniem materiaÅ‚u w suszarce w temperaturze +105 ÚC. Jeżeli 3
kolejne ważenia nie wykazują zmiany masy to przyjmujemy, iż jest to masa materiału
suchego.
Rodzaje struktur materiałów nieorganicznych:
" kapilarno  porowata (maja system porów (wolnych przestrzeni) zamkniętych lub
połączonych kapilarami, naturalne produkty: kamienie, wyroby ceramiczne, betony
komórkowe, szkło piankowe, pumeks szklany)
" ziarnista (maja formÄ™ sypkÄ… np. piasek)
" mieszana (połączeni struktury sypkiej z kapilarno  porowatą np. beton)
" włóknista (materiały takie jak: drewno, wełna mineralna, maty z włókiem szklanych)
Objętość bez porów i kapilar Va otrzymujemy korzystając
z kolby Le Chatelier a.
Aby znalez
ć Va należy:
- wysuszyć materiał
- materiał musi być rozkruszony (w młynach)
- przesiać materiał przez gęste sito ( oczko 0.08 mm)
- zważyć materiał
mm mk +b+mm - mk +b
Áw = =
Va Va
gdzie:
Á  gÄ™stoÅ›c
w
m m  masa w stanie suchym Rys. 1 Kolba Le Chatelier a
m k+b+m  masa kolby, benzenu i materiału
m
m k+b  masa kolby i benzenu
Va  objętość bez porów i kapilar
Gęstość pozorna
Gęstość pozorna  jest to masa jednostki objętości materiału suchego wraz z zawartymi w
nim porami i kapilarami.
mm
Áo =
V
gdzie:
Á  gÄ™stość pozorna
o
m m  masa w stanie suchym
V  objętość z porami i kapilarami
Wyznaczanie gęstości pozornej :
mm
" bryÅ‚a regularna: korzystajÄ…c ze wzoru Áo = , V wyznaczamy mierzÄ…c wysokość,
V
szerokość i długość próbki, należy pamiętać iż każdą z tych wartości należy zmierzyć
trzy razy i wyciągnąć średnią z wyników.
" bryła nieregularna: badaną próbkę należy wysuszyć i zważyć, następnie próbkę
pokrywamy cienka warstwą parafiny, która ma zapobiegać nasączaniu próbki wodą,
ważymy próbkę ponownie, następnie zanurzamy próbkę w kolbie z woda i mierzymy
objętość próbki, gęstość pozorną obliczamy z wzoru:
mm+ p - mp
Áo =
Vm+ p -Vp
gdzie:
Á  gÄ™stość pozorna
o
m m  masa próbki
m m+p  masa próbki i parafiny
V m+p  objętość próbki z parafiną
V p  objÄ™tość parafiny, Á = 0.93 g/cm3
p
Tabela 1. Przykładowe wartości gęstości i gęstości pozornej dla różnych materiałów
Materiał
Á [kg/m3] Á [kg/m3]
w o
Beton zwykły 2600 2200
Beton komórkowy 2800 400-700
Cegła pełna 2700 1800
Cegła cementowa 2700 2200
Cegła klinkierowa 2700 2000
Korek 2000 150
Nasiąkliwość
Nasiąkliwość  jest to zdolność pochłaniania wody przez pory i kapilary w określonych
warunkach.
Ze względu na sposób badania nasiąkliwość dzielimy na:
" Nasiąkliwość zwykła (próbki badane w wodzie o temp. pokojowej)
" Nasiąkliwość po gotowaniu
" Nasiąkliwość pod zmniejszonym ciśnieniem ( ciśnienie 20 mm słupa Hg)
Istnieje także podział na :
" Nasiąkliwość wagową (n w) stosunek masy wody wchłoniętej do masy próbki w
stanie suchym
m1 - m
nw =
m
gdzie: m 1- masa próbki i wchłoniętej wody
m  masa próbki w stanie suchym
" Nasiąkliwość objętościową (n o) stosunek objętości wody wchłoniętej do objętości
próbki
m1 - m
no =
V
gdzie: m 1- masa próbki i wchłoniętej wody
m  masa próbki w stanie suchym
V  objętość próbki
Badanie nasiąkliwości zwykłej:
Próbki wysuszone do staÅ‚ej masy w temperaturze 105 °C należy zważyć z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… do
0,1% masy próbki i ustawić na podstawkach w naczyniu z materiału nie ulegającego korozji.
Wyroby należy ustawić tak, aby nie stykały się ze sobą. Wyroby pełne ustawia się pionowo
na dłuższym boku, a wyroby drążone - otworami do góry. Następnie próbki zalewa się wodą
o temperaturze pokojowej do połowy ich wysokości. Po 2 h należy dolać tyle wody, aby jej
poziom sięgał do 3/4 wysokości próbek, a po upływie dalszych 2 h - aż do całkowitego
zanurzenia próbek. Wyroby powinny przebywać w wodzie do czasu ustalenia się ich masy.
Wyroby do ważenia należy wyjmować pojedynczo (aby zapobiec wysychaniu) i ich
powierzchnie zewnętrzne wytrzeć wilgotną tkaniną po uprzednim wycieknięciu wody
z otworów. Masę próbek nasiąkniętych wodą należy określić przez kolejne ważenia
z dokładnością do 0,1% masy próbki.
Badanie nasiąkliwości po gotowaniu:
Próbki wysuszone do staÅ‚ej masy w temperaturze 105 °C należy zważyć z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… do
0,1% masy próbki i ustawić na podstawkach w naczyniu z materiału nie ulegającego korozji.
Wyroby należy ustawić tak, aby nie stykały się ze sobą. Wyroby pełne ustawia się pionowo
na dłuższym boku, a wyroby drążone - otworami do góry. Następnie próbki zalewa się wodą
o temperaturze pokojowej do połowy ich wysokości na 2 h. Następnie zlewamy próbki
całkowicie wodą, ustawiamy nad z
ródłem ciepła i gotujemy 3 h. Po ostudzeniu do temp.
pokojowej ważymy z dokładnością do 0,1% masy próbki.
Stopień nasycenia (wskaz
nik mrozoodporności)
no
· =
nomax
· > 0,85  woda może spowodować zniszczenie struktury materiaÅ‚u
Szczelność i porowatość
Szczelność  oznacza jaką część całkowitej objętości zajmuje masa badanego materiału bez
porów i kapilar. Jest to stosunek gęstości pozornej do gęstości właściwej:
Áo
S = Å"100%
Áw
gdzie:
S- szczelność
Á  gÄ™stość pozorna
o
Á  gÄ™stość wÅ‚aÅ›ciwa
w
Porowatość  oznacza jaka część całkowitej objętości próbki przypada na wolne przestrzenie
(pory i kapilary).
S+P=1
Dla metali szczelność S=100% , natomiast dla styropianu porowatość wynosi P=97%, a dla
pianizolu aż P=99%.
Przewodność cieplna
Współczynnik przewodności cieplnej (  ) materiału  jest to ilość ciepła, która przechodzi w
jednostce czasu, przez jednostkę powierzchni płaskiej przegrody danego materiału o grubości
1 jednostki przy Å›cisÅ‚ej różnicy temperatury wynoszÄ…cej 1 ÚC.
Współczynnik przewodności cieplnej  [W/m*K] zależy od:
" Gęstości objętościowej
" Struktury
" Wilgotności
" Temperatury
Tabela 2. Wartości współczynnika  dla różnych materiałów
Materiał
 [W/m*K]
Materiały organiczne 0,29-0,4
Materiały nieorganiczne ~3,25
Materiały krystaliczne 4,65-7,0
Tworzywa sztuczne 0,17-0,35
Współczynnik przewodności cieplnej  dla powietrza w porach małych (do 0.1 mm) wynosi
0,023 [W/m*K] w porach większych 0.031 [W/m*K].
Badanie  przeprowadza siÄ™ w aparacie Bock a.
Pojemność cieplna
Pojemność cieplna  jest to właściwość materiału polegająca na wchłanianiu energii podczas
nagrzewania.
CiepÅ‚o wÅ‚aÅ›ciwe  ciepÅ‚o jakie należy dostarczyć aby podnieść temperaturÄ™ 1 jednostki o 1ÚC.
Tabela 3. Ciepło właściwe różnych materiałów.
Materiał C [J/kg*K]
Drewno 2400-2700
Beton 880
Woda 4187
Ścieralność
Badanie ścieralności przeprowadzamy w aparacie BQ
hmego. Na sześcienną próbkę o boku
7.1 cm działamy siła F i ścieramy na tarczy. Przebieg badania wygląda następująco: ważymy
próbkę, próbkę umieszczamy na tarczy i obciążamy siłą F, następnie na tarczę sypiemy 20 g
proszku karborundowego i włączamy tarcze, która wykonuje 22 obroty. Następnie usuwamy
zużyty proszek, sypiemy ponownie 20 gram nowego proszku i wykonujemy kolejne 22
obroty. Po wykonaniu 5 cykli po 22 obroty próbkÄ™ wyjmujemy i obracamy o 90Ú wokół osi
pionowej. Po obrocie wykonujemy kolejne 5 cykli po 22 obroty. Tą czynność powtarzamy 4
razy, zatem całe badanie obejmuje 440 obrotów tarczy. Po zakończeniu cykli próbkę
ponownie ważymy. Ścieralność określamy wg wzoru:
"m
S =
f Å" Áo
gdzie:
"m  różnica mas próbki prze i po badaniu
f  powierzchnia próbki ( 50 cm3 )
Á  gÄ™stość pozorna
o
Dla materiałów bardziej wrażliwych badanie ścieralności wykonuje się także w aparacie
Stuttgart.