ZGON-1-skonwertowany PDF

Preview

Summary

OPISANY CAŁY KURS MATERIAŁÓW BUDOWLNAYCH WSZYSTKIE INFORMACJE DO EGZAMINU IDELANY...

Description

1. Wymienić cechy techniczne związane ze środowiskiem mokrym; podać definicje 3 z nich.

Nasiąkliwość materiału – zdolność wchłaniania oraz utrzymywania wody, przy maksymalnej jej wartości. Nasiąkliwość oblicza się ze stosunku ilości wody wchłoniętej do masy (nasiąkliwość wagowa ( nw )) lub objętości (nasiąkliwość objętościowa (no)) próbki materiału suchego.

mn  m

n w

100% ,

n o

m

mn  m

100%

V

Obj. wchanianej wody = obj. porów kiedy ścianki porów są otwarte lub przesiąkliwe. Materiały o małej gęstości poornej (bardzo lekkie) osiągają dużą nasiąkliwość wagową (czasem >100%) przy maksymalnym nasyceniu pod ciśnieniem. Dla materiałów mających kształt! Wilgotność materiału – procentowa zawartość wody w materiale. Wilgotność oznacza się z różnicy masy materiału w stanie wilgotnym i suchym. Może powodować zmiany wymiarów lub postaci materiału. Wpływ na inne cechy: zmniejsza cechy wytrzymałościowe materiałów budowlanych, pogarsza izolacyjność cieplną, czasem przyczyną zmiany wymiarów (drewno) w stosunku do stanu suchego. Oznaczenie różnicy mas materiału w stanie wilgotnym i suchym (100-105 stopni Celsjusza, w. gipsowe 50 stopni, termoplastyczne = 15 (zależne od warunków, w jakich będzie znajdować się materiał) Uwzględnia się: 1. Opis makroskopowy: rysy, spękania, wykruszenia, rozwarstwienia, uszkodzenia krawędzi i naroży 2. Strata masy – procentowo w stosunku do suchej masy przed badaniem

s=

mn −m2 m ∗100 s

gdzie: mn −masa przed badaniem m2 −masa nasycona , pobadaniu ms−masa suchej próbki 3. Określenie współczynnika odporności na zamrażanie

Rcn2

W z =R

cn1

gdzie : Rcn2−wytrzymałość na ściskanie próbki nasączonej pobadaniu Rcn1−wytrzymałość na ściskanie próbki nasączonej przed badaniem Podatność na rozmiękanie jest to destrukcyjny wpływ wody na cechy wytrzymałościowe materiału. Wpływ ten charakteryzuje się współczynnikiem rozmiękania, który określa stosunek wytrzymałości na ściskanie materiału nasyconego wodą do wytrzymałości na ściskanie w stanie suchym. Szczególnie wra żliwe na działanie wody są materiały wykonane ze spoi gipsowych (spadek wytrzymałości o 30-70%). Dla szkła i stali wartość współczynnika rozmiękania wynosi 1. 2.Wymienić cechy techniczne ważne dla materiałów dekarskich; podać definicje 3 z nich Przesiąkliwość – podatność materiału na przepuszczanie wody pod ciśnieniem, wyrażoną ilością wody, w gramach, przepływającej przez materiał w ciągu 1h przez powierzchnię 1 cm2 pod stałym ciśnieniem. Przesiąkliwość materiału zależy od jego szczelności i budowy. Nieprzesiąkliwe: szkło, metale, bitumy; o porach zamkniętych: szkło piankowe. Ważne dla materiałów dekarskich. Mrozoodporność – przeciwstawianie się całkowicie nasyconego wodą materiału, zniszczeniu jego struktury przy wielokrotnych naprzemiennych cyklach zamra żania i odmrażania. Przy zamrażaniu woda zwiększa swoją objętość o ok. 10%. Małe pory = bardziej odporne. Oznaczenie: wielokrotne zamra żanie do temp. -15, -20oC, a następnie rozmrażanie do +2oC; ilość cykli >= 15 (zależne od warunków, w jakich będzie znajdować się materiał) Uwzględnia się: 1. Opis makroskopowy: rysy, spękania, wykruszenia, rozwarstwienia, uszkodzenia krawędzi i naroży

2. Strata masy – procentowo w stosunku do suchej masy przed badaniem

mn −m2 ms ∗100 gdzie: mn −masa przed badaniem m2 −masa nasycona , pobadaniu ms−masa suchej próbki s=

3. Określenie współczynnika odporności na zamrażanie

Rcn2

W z =R

cn1

gdzie : Rcn2−wytrzymałość na ściskanie próbki nasączonej pobadaniu Rcn1−wytrzymałość na ściskanie próbki nasączonej przed badaniem

Nasiąkliwość materiału – zdolność wchłaniania oraz utrzymywania wody, przy maksymalnej jej wartości. Nasiąkliwość oblicza się ze stosunku ilości wody wchłoniętej do masy (nasiąkliwość wagowa ( nw )) lub objętości (nasiąkliwość objętościowa (no)) próbki materiału suchego.

n w

mn  m

100% ,

m

n o

mn  m

100%

V

Obj. wchanianej wody = obj. porów kiedy ścianki porów są otwarte lub przesiąkliwe. Materiały o małej gęstości poornej (bardzo lekkie) osiągają dużą nasiąkliwość wagową (czasem >100%) przy maksymalnym nasyceniu pod ciśnieniem. Dla materiałów mających kształt! 3. Omówić cechy techniczne związane z działaniem ognia. Rozszerzalność cieplna – zmiana wymiarów pod wpływem zmian temperatury. • Współczynnik rozszerzalności liniowej

l =l∗t

materiały kamienne, ceramika, drewno: α=0,3-0,9 *10-5 (1/oC) szkło: α=0,87-0,9 *10-5 (1/oC) betony cementowe i stal: α=1,0-1,1 *10-5 (1/oC) aluminium: α=2,4 *10-5 (1/oC) • Współczynnik rozszerzalności objętościowej

V  =V ∗t

dla materiałów izotropowych β=3α Ogniotrwałość – jest to cecha mówiąca o zdolności zachowania kształtów pod długotrwałym działaniem wysokiej temperatury; - ogniotrwałe – wytrzymujące długotrwae działanie temp. 1580˚C i więcej (np. szamotowe lub dynasowe kształtki) - trudno topliwe – 1350 – 1580˚C - łatwo topliwe – poniżej 1350˚C (np. cegły ceramiczne) Odporność ogniowa (ognioodporność) - brak niszczącego działania ognia w czasie pożaru. Klasy odporności ogniowej – czas w którym wyrób zachowuje swoją funkcję (najczęściej podawany w minutach) Rozróżniamy pięć klas odporności ogniowej. IV – ciało nie rozpala się w temperaturze 825˚C prędzej niż po upływie 4 h, II – 2 h I–1h 0,5 – 0,5 h h – poniżej 15 min,

Palność to podatność na zapalenie się. Na podstawie badania w piecu probierczym materiały dzieli się na palne i niepalne. Materiały palne dzielimy na: niepalne, trudnopalne, palne i łatwo palne. - niepalne – pod wpływem płomienia lub wysokiej temperatury nie zapalają się płomieniem, nie tlą się i nie ulegają zwęgleniu (szkło, azbest, ceramika). - trudnopalne – pod wpływem płomienia lub wysokiej temperatury zapalają się z trudem, tlą się i ulegają zwęgleniu. Po usunięciu źródła ognia, płomień znika (zaimpregnowane materiały drewniane). - palne – pod wpływem płomienia lub wysokiej temperatury rozpalają się płomieniem lub tlą się, proces ten przebiega dalej po usunięciu źródła ognia. – łatwo palne – zapalają się nie tylko pod wpływem ognia, ale też pod wpływem wysokiej temperatury (wyższej od temperatury samozapłonu), np. polistyren, drewno niezaimpregnowane Pożar – samorzutne niekontrolowane rozprzestrzenienie się ognia. Temperatury powstające w czasie pożaru dochodzą do 900oC w ciągu pierwszej godziny pożaru i wzrastają do ok. 1300oC przy dłużej trwającym pożarze 4. Omówić cechy techniczne ważne dla materiałów termoizolacyjnych Przewodność cieplna materiału – zdolność materiału do przewodzenia strumienia cieplnego, powstającego na skutek różnicy temperatury na przeciwległych powierzchniach materiału. Wa żne dla materiałów stosowanych do budowania ścian zewnętrznych, stropodachów i podłóg na parterach oraz w przypadku budowy specjalnych warstw izolacji cieplnej (m.in. rurociągów) Przewodność cieplna zależy od wielkości i ilości porów, wilgotności, gęstości pozornej oraz różnicy temperatury, przy której zachodzi przekazanie ciepła. Strumień cieplny (straty ciepła) – ilość energii cieplnej (J) przenoszonej w jednostce czasu (s) w watach (W) Przewodność cieplną charakteryzuje współczynnik przewodności cieplnej ( λ ). Współczynnik przewodności cieplnej ( λ ) – ilość ciepła przechodząca przez materiał o grubości 1m i powierzchni 1m2 w ciągu 1 godziny, przy różnicy temperatur obu powierzchni 1K. Duży wpływ ma porowatość materiału a zatem i gęstość pozorna i wilgotność. Materiały o drobnych porach mają mniejszy λ niż te o dużych, podobnie te o zamknętych porach, stanowią lepszy materiał izolacyjny.

 Qg F  T  t F – powierzchnia mat. t – czas przepływu ciepła g – grubość materiału Q – ilość ciepła potrzebna do ogrzania materiału o 1K. T - różnica temp. Dla powietrza wynosi 0,024 W/m*K

• wpływ porów lub uformowanych pustek:

drewno sosnowe: wzdłuż włókien λ=0,349 w/(m*oC) prostopadle λ=0,174 w/(m*oC) • wpływ gęstości pozornej - ρp=0,5 t/m3 dla większości wyrobów z zapraw i betonów wynosi poniżej λ=0,15 w/(m*oC) -ρp=0,1,0 t/m3 dla keramzytobetonu, styrobetonu, drążonej cegły wapienno-piaskowej, gazobetonów i zapraw budowlanych λ=0,2-0,35 w/(m*oC) -ρp=1,5 t/m3 → λ=0,5-0,75 w/(m*oC) -ρp=2,0 t/m3 → λ=1,05-1,5 w/(m*oC)

stal: 58,00 szkło: 0,05-1,05 beton zwykły: 1,22-1,5 beton komórkowy: 0,160-0,275

Ciepło właściwe to ilość ciepła potrzebna do ogrzania materiału o masie 1 kg o 1K.

c

Q m  T

Pojemność cieplna – zdolność kumulowania ciepła przez materiały przy jego ogrzewaniu.

V c =c∗o gdzie : c−ciepłowłaściwe o −gęstość objętościowa

Dla ogrzania materiału o masie m od temperatury t do t1 należy zużyć ciepło w ilości

Q  cp m(t1  t)[kJ ] cp- współczynnik pojemności cieplnej Niezbędna dla ścian i przykryć budynków mieszkalnych, dopuszczalne dobowe wahania temp. W takich pomieszczeniach wynosi 6oC (potrzebna duża poj. cieplna!) Wartość współczynnika pojemności cieplnej: • Największa dla wody: cp=4,187 kJ/kg*oC • drewno: cp=2,4-2,7 kJ/kg*oC • ceramika, betony, zaprawy, naturalne materiały kamienne c p=0,75-0,92 kJ/kg*oC • metale: aluminium: cp=0,92 kJ/kg*oC stal: cp=0,46 kJ/kg*oC ołów: cp=0,13 kJ/kg*oC 5. Zdefiniować: szczelność, kruchość, relaksację Szczelność ( S ) - stosunek gęstości pozornej do gęstości tego materiału. Przez pojęcie szczelności materiału możemy rozumieć objętość szkieletu tworzywa, z którego jest wykonany materiał, w jednostce objętości tego materiału.

S



 1,0

p

 + Porowatość (p) – procentowa obj. wolnych przestrzeni w tym materiale p=(1-s)*100% bitumy, szkło, metale: 0 wełna mineralna, pianka poliuteranowa: 95% Kruchość to nagłe zniszczenie materiału, pod wpływem działania sił, bez wcze śniejszych oznak poprzedzających zwykle zniszczenie. Kruchość jest stosunkiem wytrzymałości na rozciąganie (Rr) do wytrzymałości na ściskanie (Rc):

k 

Rr Rc

Materiały nazywamy kruchymi, gdy mają k ≤ 1/8. Materiały takie to np. żeliwo, szkło, granit, beton zwykły, ceramika. Relaksacja materiału to zanik lub częściowy spadek naprężeń przy stałym odkształceniu. Łączy się z pełzaniem – nieprzerwany wzrost odkształceń plastycznych przy niezmiennym obciążeniu. Zależy od struktur, wieku materiału, temperatury i od czasu działania obciążenia. Ma wpływ na wytrzymałość.

Dodatkowo: Twardość – odporność materiału na odkształcenia trwałe pod wpływem sił skupionych działających na jego powierzchnię. • Jednomineralne skały, szkło – skala Mohsa 1. talk 6. ortoklaz 2. gips 7. kwarc 3. kalcyt 8. topaz 4. fluoryt 9. korund 5. apatyt 10. diament Badanie polega na zarysowaniu badanego materiału jednym kolejnych minerałów.

• Sklerometr • Metale – metoda Brinella – na powierzchniach wygładzonych, wciskanie kulki o znanej średnicy, ze znaną siłą – ocena twardości na podstawie średnicy odcisku po odciążeniu.

0,204 P H B= D  D −  D2−d 2 • metoda Rockwella – wciskanie stożka diamentowego o kącie 120o lub kulki, miarą jest głębokość zanurzenia przy P=1400N

h H R= 0,02 skale: C i A – stal B i F – stal niehartowana i metale nieżelazne N i T – niewielka lub bardzo cienka próbka • metoda Vickersa – łączy w sobie cechy metody Brinella i Rockwella. Miarą jest stosunek siły (od 10 do 7000N) do powierzchni pobocznicy odcisku. • Drewno – metoda Brinella – metoda Janki – siła potrzebna do wciśnięcia stalowej kulki, pomiar przeprowadza się w kierunku równoległym (prostopadłym?) do włókien. Fk=1 cm2 r= 5,64 mm (kulkę wciska się na głębokość jej promienia) Pświerk=2700N – Pgrab=7700N Ścieralność – podatność materiału na zmniejszenie masy, objętości lub grubości pod wpływem sił ścierających. Ważne dla: podłogi, schody, zbiorniki na materiały sypkie, nawierzchnie lotniskowe i drogowe. • Tarcza Böhmego – miarą jest strata wysokości próbki (ubytek masy/przekrój*gęstość pozorna), 440 obrotów tarczy ściennej, materiały kamienne i betony • aparat Stuttgart – tworzywa sztuczne, próbka wprowadzana w ruch posuwisty i obrotowy, wahadło na próbce powlecone materiałem ściernym, 300 suwów podwójnych → pomiar straty grubości • kruszywa: bębny Devale, Los Angeles – strata masy na skutek ścierania się materiału o ścianki bębna oraz kulki (d=48mm) znajdującej się wewnątrz, 1000 obrotów. Odsiewa się > 1,6 mm Kruszywo na nawierzchnię nie może stracić więcej niż 2,5% masy.

• Drewno – aparat Alpha – ścieranie taśmą ścierną (różnica grubości) Udarność – odporność na uderzenia – zdolność materiału do wytrzymywania nagłych uderzeń dynamicznych. Miarą jest praca [Nm] niezbędna do zniszczenia próbki (stłuczenia lub przełamania) • aparat Marteusa – metalowa kulka puszczana z wysokości. Ważne dla płyt podłogowych, chodnikowych i okładzinowych.

6. Podział skał (z krótkim omówieniem) ze względu na ich pochodzenie. W zależności od sposobu powstawania: • magmowe – powstałe przez zastygnięcie ognisto ciekłej magmy. → głębinowe (powolne zastygnięcie w głębi skorupy): granit 100-220 MPa, sjenit ok. 240 MPa, gabro – struktura zbita bezkierunkowa, 100-180 MPa, labradory, dioryty, → wylewne (szybko wyciekłe i zakrzepłe na powierzchni ziemi): andezyt 60-120 MPa (odporne na kwasy!), bazalt, porfir 100-200 MPa (płytowe?), diabazy, melafiry, → żyłowe: porfiry, diabazy • osadowe – powstające jako osady → pochodzenia chemicznego: alabaster, anhydryt, gips, sól → pochodzenia mechanicznego (klastyczne): wapienie, dolomity - okruchowe – ostre krawędzie, - zlepieńce – o krawędziach wygładzonych, - piaski – średnica poniżej 2 mm (wapienie i kwarcowce), - żwiry – okruchy skalne powyżej 2mm, - piaskowce – drobiny piaskowe scementowane jakimś lepiszczem, 90-120 MPa → pochodzenia organicznego – biochemiczne: wapienie lekkie, skaliste, zbite (tzw. marmury dewońskie, jurajskie, permskie – charakterystyczna łatwość polerowania), dolomity; np. wapień pińczowski, marmur kielecki, węgiel, torf

• metamorficzne – pod wpływem zmiany warunków fizykochemicznych (temperatura, i ciśnienie górotworu), powstałe z przeobrażenia skał osadowych (marmury) lub magmowych (gnejsy), kwarcyty – drobnoziarniste 70-110 MPa; np. biała i zielona Marianna 7. Omówić budowę skał; opisać dla przykładowej skały Wpływ różnych cech na budowę wewnętrzną skały. Cechy zależą od wielkości, formy, sposobu wykształcenia oraz wzajemnego powiązania materiałów skałotwórczych. → zależnie od struktury - struktura krystaliczna: widoczne wszystkie składniki w postaci kryształów średnica ziaren/kryształów - grubokrystaliczna > 5mm - średniokrystaliczna 1 – 5 mm - drobnokrystaliczne < 1mm, - skryto krystaliczna < 0,1 mm, - struktura szklista – ciasto skalne pozbawione jest kryształów - struktura porfirowa – większe kryształy zatopione są w strukturze skrytokrystalicznej lub szklistej - struktura ziarnista (klastyczna) – składa się z różnych ziaren; równo- lub różnoziarnista -gruboziarnista – psfefitowa -średnioziarnista lub piaskowa – psamitowa, -drobnoziarnista – politowa, → w zależności od tekstury – przestrzenne rozmieszczenie i stopie ń wypełnienia przez składnik przestrzeni w skale, - ze względu na rozmieszczenie - ze względu na stopień wypełnienia przestrzeni: - bezładna – swobodna, - zbita, - warstwowa – podział na warstwy, - zwarta, - falowata, - porowata, - pęcherzykowata, - łupkowa, - komórkowa, - migdałowcowa, - gąbczasta, - oczkowa, - jamista, - pałeczkowa Granity – skały głębinowe, struktura drobno-, średnio- i gruboziarnista, tekstura zbita bezładna; skład: głównie kwarc, skalenie (ortoklaz i plagioklaz), mika, hornblenda i augit; zabarwienie: jasne do ciemnoszarego, czerwone lub żółtawe; ρp=2,67-2,75 kg/dm3 ; Rc=100-220 MPa; niezbyt trudna obróbka, mała porowatość, nieduża ścieralność, łatwość polerowania → szerokie zastosowanie w technice jako materiał na bruki, kruszywo, kamienie budowlane i dekoracyjne; występowanie: Tatry (mało eksploatowane ze względu na ochronę przyrody, wykorzystywane do lokalnych robót budowlanych), Dolny Śląsk (masyw Strzelin- Otumuchów, Strzegom-Sobótka, masyw Karkonosze – Janowice i Szklarska Por ęba)

1. Obróbka kamienia – doprowadzenie bryły do wymganych wymiarów, kształtu i wyglądu bez naruszenia naturalnej budowy • łupanie • płytowanie • obróbka półczysta (nadanie faktury): łupana, grotowana, groszkowana (za pomocą groszowników młotkowych), dłutowana, krzesana (groty, ciosaki i dziobaki), gradziowana (dłuta zębate), piaskowana, nacinana, piłowana, przecinana, szlifowana, półpolerowana matowa i polerowana • szlifowanie • polerowanie 2. Procesy termiczne • otrzymywanie spoiw: wapno, cement, gips • topienie: leizna bazaltowa, wata bazaltowa 3. Produkcja kruszywa • kruszenie • płukanie

• sortowanie 8.

Zastosowanie materiałów kamiennych Elementy uzyskiwane z materiałów kamiennych. kamień polny zwykle o kształcie owalnym, stosowany do murów dzikich, Kamień łamany to nieregularne odłamki skalne o powierzchni naturalnego przełomu skalnego i ostrych krawędziach. Rozróżnia się trzy odmiany: B- do budowy murów i fundamentów, J- do budowy dróg i obiektów inż., K- do przerobu na kruszywa. Podział na 6 grup wg wymiarów zasadniczych. Bloki formaki i płyty surowe – bloki i płyty surowe są to bryły kamienia kształtem zbliżone do prostopadłościanu, uzyskane w wyniku urabiania złoża skalnego lub obróbki nieregularnych brył, przeznaczonych do bezpośredniego stosowania w budownictwie lub do wyrobu kamiennych el. budowlanych. Formaki – klinowane zgodnie z płaszczyznami łupliwości B – budowlane 20x20x20 cm +- 1cm D – drogowe 36-50x20x10 cm +-2cm Płyty przetarte surowe – jeden wymiar 5x mniejszy od pozostałych; G,S,Gb,Sr,M,Wz,W,T,D,P Kamień łupany stosowany jest w budownictwie na mury warstwowe i rz ędowe wew. i zew. El. łupane uzyskuje się z kamiennych płyt tartych przez przepłukanie prostopadłe do płaszczyzny przeci ęć. Elementy łupane stosuje się do licowania ścian (G,S,M,P,Wz,W,D), bezpośrednie użycie w budownictwie lub do wyrobu kamiennych elementów. Trzy grupy wymiarowe: h s I 1,5-5cm II 6-9cm 212c m III 10-25cm

l 4590cm

Płyty kamienne do okładzin pionowych zew. i wew. Płyty mają fakturę powierzchni licowej: łupaną, piłowaną, szlifowaną, grotowaną, piaskowaną, groszkowaną lub polerowaną; marmury, granity, sjenity. Grubości Wapienie miękkie 40 mm piaskowce, dolomity 30 mm pozostałe 20 mm

Kamienne podokienniki zew. i wew. są produkowane z piaskowców, granitów i sjenitów. Powierzchnie widoczne powinny mieć fakturę szlifowaną, powierzchnia spodnia powinna być surowa, uzyskana przez przepiłowanie. Zewnętrzne: (P,G,S) dwie grubości 4 cm (odmiana a) i 6 cm (odmiana b), długość 12 typów (81-251 cm), s=23cm

Wewnętrzne: (G,M,Wz) h= 3;4 cm, s= 36 cm, l= 91-261 cm

*Kształtki budowlane uzyskuje się przez dzielenie bloków surowych. Główne zastosowanie: do wznoszenia murów fundamentowych, ścian budowli różnego przeznaczenia oraz jako zewnętrzna okładzina ścian budowli. *Płyty posadzkowe zew i wew – rodzaje płyt zależą od skały z której są wykonane: marmurowe M z wapieni Wz, granitowe G, sjenitowe S, piaskowcowe P, dolomitowe D. Typy płyt są też zależne od kształtu: wieloboczne, kwadratowe, prostokątne, trójkątne. *Płyty posadzkowe z odpadów kamiennych są to prefabrykowane el. posadzkowe wykonane z dwóch warstw. Warstwa górna, stanowiąca warstwę licową, wykonana jest z płytowych odpadów kamiennych, spojonych zaczynem cementowym ,warstwa dolna stanowi podkład z zaprawy cementowej. Stosowane s ą na posadzki wewnętrzne. Stopnie schodowe monolityczne i okładziny stopniowe. Do produkcji stosuje się kamienie twarde np. granit, sjenit, piaskowiec, marmur, dolomit, twarde wapienie. Faktura górnych powierzchni schodowych powinna być piłowana, piaskowana, groszkowana lub szlifowana, a marmurów – polerowana; długość min. 900-1500 mm, obróbka powierzchni: lewe, prawe, dwuczołowe, przelotowe. Monolityczne:

Kamienne okładziny stopni schodowych są to płyty wyko...