Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Lądowej Materiały budowlane wykłady semestr 2/3



Pobieranie 493.14 Kb.
Strona2/17
Data07.05.2016
Rozmiar493.14 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH


-fizyczne

-mechaniczne

-chemiczne

-higieniczne

-technologiczne
Materiały muszą mieć właściwości, aby budynek z nich wykonany spełniał tzw.podstawowe wymagania :

-bezpieczeństwo konstrukcyjne

-bezpieczeństwo pożarowe

-bezpieczeństwo użytkowe

-higiena, zdrowie, środowisko

-ochrona przed hałasem

-oszczędność energii zachowanie ciepła

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE


-cechy zewnętrzne: wymiary, kształt, makrostruktura

-rozdrobnienie-uziarnienie powierzchnia właściwa

-związane ze strukturą materiału: masa, gęstość,

GĘSTOŚĆ:

GĘSTOŚĆ=masa/objętośc


CEGŁA CERAMICZNA 2,7 g/cm3

DREWNO 1,6 g/cm3


SZCZELNOŚĆ:

SZCZELNOŚĆ=GP /G

Gp- gęstość objetosciowa

G- objętość


POROWATOŚĆ:

POROWATOŚĆ=(1-S)100%


Granit 4-6%

Bazalt 4%

Cegła zwykła 30-37%

Szkło zwykłe 0%

Metale 0%

WILGOTNOŚĆ: % zawartośc wody w materiale
W=(mw -ms )/ms gdzie : ms –masa próbki suchej

mw – masa próbki wilgotnej


NASIĄKLIWOŚĆ:% zawartośc wody w materiale

-wagowa


Nw =[(mn – ms )/ms ]100% gdzie: mn – masa próbki nasyconej wodą
-objętościowa:

No =[( mn – ms )/Vs ]100%


HIGROSKOPIJNOŚĆ: zdolność materiału do wchłaniania pary wodnej z otoczenia

KAPILARNOŚĆ: podciąganie przez materiał wody

PRZEPÓSZCZALLNOŚĆ PARY WODNEJ:
m- masa pary wodnej

d- grubość próbki

p-różnica ciśnień

WSPÓŁCZYNNIK ROZMIĘKANIA:
K= gdzie : Rn wytrzymałość w stanie nasycenia wodą

Rs wytrzymałość w stanie suchym


PRZESIĄKLIWOŚĆ: podatność do przepuszczania wody pod ciśnieniem (dachówki, papy)
WŁAŚCIWOŚCI CIEPLNE
PRZEWODNOŚĆ CIEPNA: λ- współczynnik przewodności cieplnej

Ilość ciepła przechodzącego przez :


gdzie: Q- ciepło , b- grubość , h – czas

F- powierzchnia

Zależy od :

-wielkości i struktury porów

-wilgotności materiału

-gęstości pozornej

-temp. i składu chem.
Przenikanie ciepła przez przegrodę:

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA ‘U’:

U=


OPÓR CIEPLNY: ‘R’
R=

Im R większe tym „cieplejsza” ściana.


ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA:
gdzie: ∆l – róznica długości na pocz. i koń. Pomiaru

- długość pierwotna

∆t – róznica temp.


materiały kamienne 0,3-0,9*10-5

ceramika 0,6*10-5

drewno sosnowe 0,37*10-5

szkło 0,9*105

beton zwykły 1-1,2*10-5 (0,01mm na 1m. długości przy grzaniu o 1°C

stal 1,2*10-5

tworzywa sztuczne 3-15*105


BADANIA CECH FIZYCZNYCH MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

BADANIE

WZÓR

OPIS WZORU

JEDNOSTKA

UWAGI

Gęstość



masa próbki

objętość próbki bez porów


g/cm3, kg/dm3, t/m3



Masa jednostki objętości materiału bez uwzględnienia porów. Służy najczęściej do określania porowatości lub szczelności materiału.

Gęstość objętościowa (pozorna)



masa próbki

objętość próbki wraz z porami


g/cm3, kg/dm3, t/m3



Masa jednostki objętości materiału z uwzględnieniem porów.

Gęstość nasypowa

Masa jednostki objętości luźno nasypanego materiału sypkiego

Szczelność





gęstość pozorna

gęstość

_______________


Objętość szkieletu tworzywa, z którego jast wykonany materiał, w jednostce objętości tego materiału.

Porowatość


p=(1-s) 100%


% objętość przestrzeni wolnej w materiale


%


Porowatość materiałow waha się od 0 (bitumy, szkło, metale) do 95% (wełna mineralna, pianka poliuretanowa).

Wilgotność





ms=masa próbki suchej

mw=masa próbki wilgotnej


%


Nasiąkliwośc jest szczególnym przypadkiem wilgotności materiału.

Nasiąkliwość




ms=masa próbki suchej

mw=masa próbki wilgotnej

V=objętość próbki suchej


g, kg


g, kg

cm3, dm3




Higroskopijność



Zdolność materiał wchłaniania wilgoci z otaczającego go powietrza; materiały higroskopijne mają zwykle podwyższoną wilgotność, co ogranicza ich przydatność.

Szybkość wysychania

Zdolność wydzielania w odpowiednich warunkach wody do otoczenia. szybkość wysyhania wyraża się ilością wody, którą wydziela materiał w ciągu doby w powietrzu o temperaturze 20C i wilgotności względnej 60%.

Kapilarność

Zdolność podciągania wody przez kapilary ku górze (najczęściej w materiałach sypkich lub z mikroskopijnymi porami.

Przesiąkliwość

Podatność do przepuszczania wody pod ciśnieniem, wyrażona ilością wody w gramach, przepływającej przez określony materiał w ciągu 1h przez powierzchnię 1cm2 pod stałym ciśnieniem.

Przepuszczalność pary wodnej



masa pary wodnej * grubość próbki

powierzchnia próbki*czas*różnica ciśnień po obu stronach próbki


g/mhPa





Przewodność cieplna



ciepło * grubość

różnica temp. * powierzchnia próbki* wysokość próbki


W/m C


Zdolność materiału do przewodzenia strumienia cieplnego, powstającego na skutek różnicy temperatur na powierzchni materiału.

Rozszerzalność cieplna



przyrost bezwzględny dł. próbki

dł. początkowa * przyrost temp.



m/m C

Zmiana wymiarów pod wpływem temperatury.

Mrozoodporność

ocena mrozoodporności:

- opis makroskopowy- obecność rys, spękań, rozwarstwień lub zaokrągleń,krawędzi i naroży

- straty masy które ustala się procentowo w stosunku do suchej masy przed badaniem

- współczynnik odporności na zamrażanie Wz :

gdzie R-wytrzym. na ściskanie przed zamrażaniem, Rz- wytrzym. na ściskanie po ostatnim cyklu


Właściwość polegająca na przeciwstawianiu się całkowicie nasyconego wodą materiału niszczącemu działaniu zamarzającej wody, znajdującej się wewnątrz materiału po wielokrotnych zamrażaniach i odmrażaniach

Opór cieplny



grubość przegrody

...................................



m2K/W

im większy jest opór cieplny tym ściany są cieplejsze

Przesiąkanie ciepła przez przegrodę



..................................

grubość przegrody



W/m2K




Współczynnik rozmiękania



wytrzym. w stanie nasycenia wodą

wytrzym.w stanie suchym



________________




Pojemność cieplna



ciepło właściwe *masa * różnica temperatur

kJ

zdolność kumulowania ciepła przez materiał przy jego ogrzewaniu

Ognioodporność

Brak niszczącego wpływu ognia w czasie pożaru. Klasyfikacji materiałów ze względu na palność dokonuje się na podstawie zachowania się materiału podczas badań w piecu probierczym (NIEPALNE, PALNE:trudno zapalne, łatwo zapalne)

Ogniotrwałość

Trwałość kształtu przy długotrwałym działaniu wyskoiej temperatury; materiały ogniotrwałe: 1580C, materiały trudno topliwe 13501580C, materiały łatwo topliwe 1350C.

Radioaktywność






Właściwości mechaniczne

Opisuję zdolność materiału do przenoszenia obciążeń typu mechanicznego i spowodowanych nimi odkształceń.



WYTRZYMAŁOŚĆ

- opór, jaki stawia materiał niszczącemu działaniu naprężeń wywołanych siłami wewnętrznymi / obciążeniami /.


Wytrzymałość musi być taka, by zapewniać bezpieczeństwo konstrukcji budowli.
Przyłożona do materiału siła / obciążenie / wywołuje w nim naprężenie i odkształcenie tych naprężeń.

NAPRĘŻENIE

Jest to obciążenie przypadające na jednostkę powierzchni

δ=P/A P- siła rozciągająca
A- pole powierzchni

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE

- max wartość naprężenia ściskowego jaką może przenieść dany materiał

Rc= P/A P- siła ściskająca
A- pole powierzchni

Używamy do badania próbek o kształcie kostki lub walca.


Przy wysokich jest ryzyko wyboczenia.


SPRĘŻYSTOŚĆ

E=σ/ε E- moduł sprężystości [Mpa]

ε= Δl/l0
Rr= P/F

tworzywo sztuczne - bardzo małe


polietylen - 100
beton - 21.000 – 25.000
stal - 210.000

KRUCHOŚĆ – podatność materiału na nagłe zniszczenia pod wpływem działania siły bez wyraźnych odkształceń poprzedzających.

k=Rr/Rc < 1/8 – to materiał kruchy np. beton, ceramika, szkło, żeliwo, mat. Kamiene



WYTRZYMAŁOŚĆ NA ZGINANIE

Rz= M/W M- moment zginający
W- wskaźnik wytrzymałości
TWARDOŚĆ

Metoda Brinella

D – średnia kulki


d – średnia odcisku
P – siła obciążająca
ŚCIERALNOŚĆ

Podatność materiału na ścieranie określa się jako zmniejszenie h próbki podczas badania normowego.



PLASTYCZNOŚĆ

Zdolność materiału do zachowania odkształceń trwałych bez zniszczenia spójności np. glina, asfalt, metale, polimery.



CIĄGLIWOŚĆ

Zdolność materiałów do przyjmowania dużych, trwałych odkształceń pod wpływem sił rozciągających, bez objawów zniszczenia np. metal, asfalt, lepiszcze bitumiczne.



RELAKSACJA

Zanik w materiałach / spadek / naprężenia przy stałym obciążeniu.




BADANIA CECH MECHANICZNYCH MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

BADANIE

WZÓR

OPIS WZORU

JEDNOSTKA

UWAGI

Wytrzymałość na ściskanie



siła statyczna niszcząca próbkę

pole pow. przekroju próbki


MPa=N/mm2



Największe naprężenie, jakie przenosi próbka badanego materiału podczas ściskania osiowego.

Wytrzymałość na zginanie



moment zginający

wskaźnik wytrz. przekroju


MPa=Nm/cm2



Dla przekroju prostokątnego wskażnik wytrzymałości W wynosi: W=bh2/6, gdzie:

b-podstawa, h-wysokość.



Wytrzymałość na rozciąganie



siła rozciągająca próbki

pole pow. przekroju próbki


MPa=N/mm2



Największe naprężenie, jakie przenosi próbka badanego materiału podczas rozciągania.

Kruchość




Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na ściskanie


__________________



Materiał nazywamy kruchym gdy k<1/8, do nich należą m. in.: szkło, ceramika, granit, beton zwykły, żeliwo.

Sprężystość





odkształcenie * moduł spręzystości

siła ściskająca

pole pow. przekroju próbki


przyrost długośi (skrócenie)

długość początkowa


KPa/ cm2



Zdolność materiału do przyjmowania pierwotnego kształtu po usunięciu obciążenia (siły zewnętrznej), pod wpływem której próbka materiału zmienia swój kształt; dla każdego materiału określa się wspólczynnik sprężystośći E (tzw. moduł sprężystości).

Ścieralność









strata masy po 440 obr. na tarczy

pow. próbki*gęstość pozorna






Określa podatność materiału do zmniejszania masy, objętości lub grubości pod wpływem czynnkiów ścierających; do tego badania stosuje się tarcze Bohemego, za pomocą której określa się ścieralność przypadającą na 1 cm2 ścieranej powierzchni po 4 seriach po 110 obrotów każda.

Twardość




siła obciążająca

pole pow. docisku


MPa=N/mm2



Odporność materiału na odkształcenia trwałe pod wpływem sił skupionych; jest wiele metod badania twardości w zależności od materiału:

Skala Mosha, metoda Janki, sposób Brinella.


Udarność





praca potrzebna do zniszczenia

pow. próbki ulegającej zniszczeniu


Nm


Próba polega na złamaniu jednym uderzeniem młota wahadłowego Charpy’ego próbki z karbem podpartej swobodnie na obu końcach i pomiarze energii złamania.

KD

MATERIAŁY KAMIENNE




pochodzenia naturalnego
magmowe
- głębinowe np. granit
- wylewowe np. bazalt
osadowe / węglanowe, siarczanowe, ilaste, krzemionkowe, okruchowe /
metamorficzne np. gnejsy, marmur, kwarcyt.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna