Materiały budowlane PDF

Preview

Summary

materialy budowlane...

Description

Spoiwa budowlane: a.) Mineralne - powietrzne - hydrauliczne b.) Organiczne - żywiczne - lepiszcza bitumiczne SPOIWA – materiały, które wiążą i twardnieją w wyniku reakcji chemicznych LEPISZCZA - materiały, które wiążą i twardnieją w wyniku procesów fizycznych SPOIWA POWIETRZNE - wiążą i twardnieją tylko na powietrzu SPOIWA HYDRAULICZNE - wiążą i twardnieją na powietrzu i pod wodą

SPOIWA POWIETRZNE: a.) Spoiwa gipsowe - półhydrat – CaSO4 · 0,5 H2O - anhydryt – CaSO4 - estrichgips - CaSO4 + CaO b.) Spoiwa wapienne - powietrzne - wapniowe – CL - palone - Q - hydratyzowane - proszek – S - ciasto – S PL - zawiesina – S ML - dolomitowe – DL SPOIWA HYDRAULICZNE: a.) Krzemianowe (szkło wodne) b.) Magnezjowe

SPOIWA MINERALNE – wypalone i sproszkowane materiały, które po wymieszaniu z wodą wiążą i twardnieją dzięki reakcjom chemicznym

GIPS: HYDRATACJA – proces wiązania gipsu CZAS WIĄZANIA – czas upływający od zarobienia gipsu wodą do chwili utraty plastyczności

ETAPY WIĄZANIA: 1. Rozpuszczenie półhydratu – powstanie roztworu nasyconego 2. Uwodnienie półhydratu do dwuhydratu – powstanie zarodków krystalizacji 3. Krystalizacja – wiązanie CZAS WIĄZANIA ZALEŻY OD: 1. 2. 3. 4.

Ilości i rodzaju zanieczyszczeń Ilości wody Uziarnienia gipsu Temperatury

OZNACZENIA: A – spoiwa gipsowe B – tynki gipsowe C – tynki i zaprawy gipsowe specjalnego przeznaczenia

ZALETY GIPSU: - biała barwa - ekologiczność - tani i łatwy w produkcji - korzystny stosunek gęstości do wytrzymałości - dobry izolator cieplny - ma krótki czas wiązania

WADY GIPSU: - korozyjny wpływ na metale - mała odporność na wodę

- mała odporność na uderzenia - uzależnienie wytrzymałości od wilgotności

Czas początku wiązania gipsu badamy metodą nacinania nożem. Wytrzymałość na ściskanie i zginanie badamy na beleczkach z zaczynu gipsowego o wymiarach 40 x 40 x 160 mm.

TEMPERATURY WYPALANIA: 110 – 160 ˚C – Półhydrat CaSO4 · 0,5 H2O 160 – 250 ˚C – Anhydryt III CaSO4 (rozpuszczalny) 250 – 350 ˚C – Anhydryt II CaSO4 (nierozpuszczalny) 800 – 1000 ˚C – Estrichgips CaSO4 + CaO

WAPNO: a.) Lekko palone reaktywność b.) Średnio palone μ m c.) Ostro palone reaktywność d.) Martwo palone

1000 ˚C – biały kolor, kryształy CaO 1÷2 μ m, wysoka 1150 ˚C – beżowy lub żółty kolor, kryształy CaO 3÷6 1250 ˚C –jasnobrązowy lub ciemnożółty kolor, mała 1300 ˚C – kryształy CaO > 10 μ m

PODZIAŁ ZE WZGLĘDU NA REAKTYWNOŚĆ WAPNA: a.) Bardzo reaktywne – gasi się poniżej 6 minut b.) Średnio reaktywne – gasi się od 6 do 9 minut c.) Słabo reaktywne – gasi się powyżej 9 minut (ze względu na zanieczyszczenia lub wysoką ilość MgO) ZASTOSOWANIA: Produkcja wyrobów wapienno-piaskowych – LEKKO PALONE Produkcja betonów komórkowych – ŚREDNIO I OSTRO PALONE Stabilizacja i osuszanie gruntów - ŚREDNIO I OSTRO PALONE

REAKCJA GASZENIA WAPNA PALONEGO: kJ CaO kg CaO +H 2 O →Ca ¿

OH ¿2 +1160

CECHY WAPNIA: - biała barwa - duże rozdrobnienie - egzotermiczna reakcja z wodą - silna zasadowość - dobra absorpcja wody - rysoodporność - mała wytrzymałość - zdolność do tworzenia krzemianów z piaskiem

CL 90 CL 80 CL 70

Zawartość CaO + MgO / OH ¿2 OH ¿2 + Mg Ca ¿ ¿ ≥ 90 % ≥ 80 % ≥ 70 %

Zawartość MgO/ Mg OH ¿2 ¿ ≤5% ≤5% ≤5%

CEMENT: Cement jest to spoiwo hydrauliczne CEM I – cement portlandzki CEM II – cement portlandzki wieloskładnikowy CEM III – cement hutniczy CEM IV – cement pucolanowy CEM V – cement wieloskładnikowy

SKŁADNIKI GŁÓWNE CEMENTU to takie, które stanowią ponad 5 % jego masy. K -klinkier portlandzki P,Q – pucolana naturalna i sztuczna

V,W – popiół lotny krzemionkowy i wapienny T – łupek palony L, LL – wapień (kolejno ≤ 0,5 % i ≤ 0,2 %) D – pył krzemionkowy SKŁADNIKI DRUGORZĘDNE stanowią poniżej 5 % jego masy.

KLASĘ CEMENTU określa się na podstawie wytrzymałości na ściskanie określonej dla zaprawy normowej poprzez badanie na beleczkach 40 x 40 x 160 mm. ZAPRAWA NORMOWA: - cement – 450 g - piasek – 1350 g - woda – 225 g WYTRZYMAŁOŚĆ NORMOWA [MPa] – po 28 dniach - 32,5 - 42,5 - 52,5 WYTRZYMAŁOŚĆ WCZESNA [MPa] – po 2 lub 7 dniach L – niska N – normalna R – wysoka KONSYSTENCJA NORMOWA – może być zmierzona za pomocą aparatu Vicata ( głębokość zanurzenia igły - 4÷8 mm). OZNACZENIA pH możemy dokonać za pomocą papierka uniwersalnego.

KRUSZYWA: KRUSZYWO to ziarnisty materiał mineralny lub organiczny wykorzystywany w budownictwie w zaprawach, betonach, MMA, warstwach nośnych nawierzchni drogowych i warstwach filtracyjnych i mrozochronnych. KRUSZYWA: a.) Naturalne – pochodzenia mineralnego, niepoddane obróbce innej niż mechanicznej - łamane

- żwirowe b.) Sztuczne – pochodzenia mineralnego, poddane obróbce termicznej lub innej - z surowców mineralnych - z odpadów przemysłowych c.) Z recyklingu –przeróbka nieorganicznego materiału zastosowanego wcześniej w budownictwie d.) Mieszaniny kruszyw ZE WZGLĘDU NA GĘSTOŚĆ KRUSZYWA DZIELIMY NA: - lekkie - ≤ 2000 kg/m3 – wermikulit, keramzyt, perlit - zwykłe – 2000 ÷ 3000 kg/m3 – piasek naturalny, żwir, grys granitowy, grys wapienny - ciężkie - ≥ 3000 kg/m3 – grys bazaltowy, barytowy i magnetytowy

WYMIAR KRUSZYWA – d/D Pyły - ≤ 0,063 mm Drobne – D ≤ 4 mm Grube – D ≥ 4 mm lub d ≥ 2 mm UZIARNIENIE – rozkład wymiarów kruszywa jako procentowy udział masy przechodzącej przez poszczególne sita OPTYMALNE UZIARNIENIE KRUSZYWA zapewnia założone właściwości mieszanki betonowej i betonu przy minimalnym zużyciu cementu i wody WODOŻĄDNOŚĆ KRUSZYWA – ilość wody jaką należy dodać do 1 kg suchego kruszywa danej frakcji, aby uzyskać odpowiednią konsystencję mieszanki w k =∑

w ki ∙ f i d m3 [ ] 100 kg

w ki – wskaźnik wodożądności dla frakcji f i – zawartość frakcji

JAMISTOŚĆ KRUSZYWA – objętość jam międzyziarnowych w jednostce masy kruszywa j=

ρ p −ρnu 1 d m3 × [ ] ρnu kg ρp

ρ p – gęstość ziaren w stanie suchym (2,65 kg/dm3) ρnu – gęstość nasypowa w stanie utrzęsionym (kg/dm3)

WODOŻĄDNOŚĆ ZALEŻY OD: - kształtu ziaren - chropowatości powierzchni ziaren - wielkości ziaren - proporcji ziaren w stosie okruchowym - wymaganej konsystencji mieszanki betonowej

DOBORU KRUSZYWA można dokonać na dwa sposoby: a.) Empiryczna metoda iteracji - Iteracja II – 4/8 i 8/16 mm - Iteracja I – 2/4 i 4/16 mm - Iteracja III – 0/2 i 2/16 mm b.) Normowe krzywe uziarnienia

BETON: BETON to materiał powstały ze zmieszania cementu, wody, kruszywa oraz ewentualnych domieszek i dodatków lub włókien (zbrojenia rozproszonego), który uzyskuje swoje właściwości w wyniku hydratacji cementu. DODATKI – zawartość w stosunku do masy cementu większa niż 5% DOMIESZKI - zawartość w stosunku do masy cementu mniejsza niż 5% STOSUNEK W/C – jest to stosunek masowy wody do cementu Beton jest materiałem kompozytowym składającym się z: - ziaren kruszywa - stwardniałego zaczynu cementowego - powietrza w postaci porów, rys i rozwarstwień MIESZANKA BETONOWA – wymieszane składniki w stanie umożliwiającym zagęszczenie BETON STWARDNIAŁY – beton w stanie stałym, który osiągnął pewien poziom wytrzymałości RODZAJE BETONU ZE WZGLĘDU NA GĘSTOŚĆ: - Lekki – 800 ÷ 2000 kg/m3 - Zwykły – 2000 ÷ 2600 kg/m3

- Ciężki - ≥ 2600 kg/m3 SPOSOBY PRODUKCJI BETONU: - Beton towarowy – dostarczony przez osobę nie będącą wykonawcą w postaci mieszanki - Wytworzony na budowie - Prefabrykowany wyrób BETON PROJEKTOWANY – beton o wymaganych właściwościach BETON RECEPTUROWY – beton o wymaganym składzie ZARÓB – ilość mieszanki betonowej wytworzona w jednym cyklu mieszarki o pracy ciągłej

Rozróżniamy następujące KLASY BETONU: - Klasa wytrzymałości - Klasa ekspozycji - Klasa konsystencji - Klasa związana z maksymalnym wymiarem kruszywa - Klasa gęstości betonu lekkiego KLASA WYTRZYMAŁOŚCI C – beton zwykły lub ciężki LC – beton lekki X/Y X – wytrzymałość na ściskanie w MPa zmierzona w badaniu na próbkach sześciennych Y – wytrzymałość na ściskanie w MPa zmierzona w badaniu na próbkach walcowych WYTRZYMAŁOŚĆ CHARAKTERYSTYCZNA – wytrzymałość poniżej, której znajduje się 5 % populacji wszystkich wyników badań wytrzymałości na ściskanie KLASA EKSPOZYCJI X0 – brak zagrożeń XS – zagrożenie chlorkami z wody morskiej XF – zagrożenie częstym zamrażaniem i odmrażaniem XA – zagrożenie agresją chemiczną XC – zagrożenie procesem karbonatyzacji XM – zagrożenie ścieraniem

XD – zagrożenie chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej KLASA KONSYSTENCJI Sposób klasyfikacji zależny od wykorzystywanej metody. METODY: - metoda Vebe - metoda stolika rozpływowego - metoda opadu stożka

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WYBÓR KONSYSTENCJI BETONU: - sposób transportu i zagęszczenia - kształt elementu - rozmieszczenie zbrojenia - stosunek w/c - stosunek zaczyn/kruszywo

PROJEKTOWANIE BETONU: 1. 2. 3. 4.

Wstępne założenia Dobór jakościowy, kontrola i badanie składników Dobór ilościowy składników Kontrola spełnienia ustalonych założeń

Podczas projektowania betonu metodą 3 równań korzystamy z warunku wytrzymałości, równania Bolomey’a oraz warunku szczelności. CEMENT + WODA = ZACZYN CEMENTOWY ZACZYN + KRUSZYWO DROBNE = ZAPRAWA CEMENTOWA ZAPRAWA + KRUSZYWO GRUBE = MIESZANKA BETONOWA, A PO STWARDNIENIU BETON

DOMIESZKI: Domieszki dzielimy na: - plastyfikatory – zmniejszają ilość wody zarobowej w mieszance o co najmniej 5 % - superplastyfikatory – zmniejszają ilość wody zarobowej w mieszance o co najmniej 12 %

Domieszki możemy stosować na trzy różne sposoby: a.) SPOSÓB I Masa cementu = const w/c = const Wytrzymałość = const Konsystencja ↑ b.) SPOSÓB II Konsystencja = const Wytrzymałość = const w/c = const Masa cementu ↓ c.) SPOSÓB III Masa cementu = const Konsystencja = const w/c ↓ Wytrzymałość ↑ ISTNIEJĄ 4 MECHANIZMY działania domieszek: - mechanizm smarny - mechanizm hydrofilowy - mechanizm elektrostatyczny - mechanizm steryczny

DODATKI: Rozróżniamy dodatki: TYPU I – prawie obojętne (wypełniacze, pigmenty) TYPU II – z właściwościami pucolanowymi lub hydraulicznymi a.) Pucolanowe - popiół lotny krzemionkowy - pył krzemionkowy - metakaolinit

- inne naturalne pucolany (np. popioły wulkaniczne) b.) Hydrauliczne - żużel wielkopiecowy - popiół lotny wapienny DODAWANE SĄ NA ETAPIE PRODUKCJI CEMENTU – CEM II, III, IV, V Dodatki te wchodzą w REAKCJĘ PUCOLANOWĄ z portlandytem znajdującym się w składzie cementu.

KONCEPCJA WSPÓŁCZYNNIKA „k” w w w ∶= = s c +k ∙ dodatek c

URABIALNOŚĆ – podatność materiału do wypełniania form przy zachowaniu jednorodności...