Cechy materiałów
budowlanych

Materiały źródłowe:

Szymański E.: Materiały budowlane. WSiP, Warszawa 2003

MATERIAŁY BUDOWLANE -

właściwości

CECHY TECHNICZNE materiałów

to cechy,

które decydują o ich zastosowaniu.

CECHY FIZYCZNE:

gęstość, gęstość

pozorna, szczelność, porowatość,
wilgotność, nasiąkliwość, przesiąkliwość,
przepuszczalność pary wodnej, kapilarność,
higroskopijność, przewodność cieplna,
pojemność cieplna, ogniotrwałość, reakcja
na ogień, rozszerzalność cieplna,
radioaktywność naturalna.

MATERIAŁY BUDOWLANE -

właściwości

CECHY MECHANICZNE:

wytrzymałość (na

ściskanie, rozciąganie i zginanie),
odporność na zamrażanie, twardość,
sprężystość, kruchość, ścieralność,

CECHY CHEMICZNE:

właściwości

chemiczne zależą od składu chemicznego
podawanego jako:

PIERWIASTKOWY

(np. Ca,

O, Si, Al., Fe),

TLENKOWY

(np.. CaO, MgO,

SiO2),

MINERALNY

(3CaSiO2, 3CaO SiO2)

materiały budowlane

-

CECHY

FIZYCZNE

Gęstość-

masa jednostki objętości

materiału bez porów, g/cm

3

Gęstość pozorna (objętościowa)-

masa

jednostki objętości wysuszonego

materiału wraz z porami, g/cm

3

Szczelność-

stosunek gęstości pozornej do

gęstości

Porowatość-

oznacza jaką część całkowitej

objętości stanowi objętość porów.

Wilgotność-

stosunek masy wody zawartej

w materiale do jego masy w stanie

suchym

a

o

V

m





n

p

V

m





%

100





p

o

S





%

100

)

1

(







S

p

%

100







s

s

w

m

m

m

w

materiały budowlane

-

CECHY

FIZYCZNE

Nasiąkliwość wagowa-

stosunek masy

wody wchłoniętej przez materiał
do jego masy w stanie suchym

Nasiąkliwość objętościowa-

stosunek

masy wody wchłoniętej przez materiał
do jego objętości w stanie suchym

Przesiąkliwość–

podatność materiału na

przepuszczanie wody pod ciśnieniem
(np. w budowlach hydrotechnicznych)

%

100







m

m

m

n

w

w

p

w

o

w

o

n

n

V

m

m

n













lub

%

100

materiały budowlane

-

CECHY

FIZYCZNE

Przewodność cieplna-

zdolność materiału do

przewodzenia strumienia cieplnego powstającego wskutek

różnicy temperatury na jego powierzchniach.
Współczynnik (

λ

) równy ilości ciepła przepływającego w

czasie 1h przez jednorodną warstwę materiału jeżeli

różnica temperatury po obu stronach warstwy grubości

1m wynosi 1

o

C . Jednostka:

W/(m·

o

C)

Rozszerzalność cieplna-

właściwość wyrażająca się

zmianą wymiarów pod wpływem wzrostu temperatury.

Współczynnik rozszerzalności liniowej

α=Δl/(l Δt)

[1/

o

C]

Współczynnik rozszerzalności objętościowej przyjmuje się

β≈3α [1/

o

C]

Przepuszczalność pary wodnej-

współczynnik

(δ)

wyrażający ilość pary w gramach, jaką przepuszcza

materiał o powierzchni 1m

2

i grubości 1m w czasie 1h.

Współczynnik

λ rożnych matriałow

RODZAJ MATERIAŁU

Współczynnik

λ

materiału

suchego,

W/(m·

o

C)

Styropian
Płyty pilśniowe porowate
Drewno sosnowe
Beton komórkowy
Mur z cegły pełnej
Szkło okienne
Beton zwykły
Granit
Stal budowlana

0,037÷0,045
0,058÷0,069
0,163÷0,300
0,140÷0,275

0,756

0,95÷1,05
1,22÷1,50
3,20÷3,50

58,00

materiały budowlane

-

CECHY

FIZYCZNE

Parametry stanu

skupienia

wody. A- punkt potrójny

materiały budowlane

-

CECHY

FIZYCZNE

Zależność współczynnika przewodzenia ciepła

od zmian wilgotności materiału

materiały budowlane

-

CECHY

FIZYCZNE

Zależność współczynnika przewodzenia ciepła

od gęstości pozornej suchych materiałów mineralnych

CECHY FIZYCZNE

– pojemność

cieplna

Pojemność cieplna

jest to zdolność materiału

do kumulowania ciepła podczas ogrzewania.

Ilość ciepła

Q

potrzebną do ogrzania materiału o

temperaturze

t

1

do temperatury

t

2

można

określić wzorem:

Q = c

p

(t

2

– t

1

)m ,

kJ

w którym:

c

p

— ciepło właściwe materiału próbki, kJ/kg °C

t

1

— temperatura początkowa materiału, °C ,

t

2

— temperatura przy końcu ogrzewania, °C ,

m

— masa próbki, kg.

CECHY FIZYCZNE

– pojemność

cieplna

Ciepło właściwe c

p

(współczynnik pojemności cieplnej)

niektórych

ciał

woda

4,187

kJ/(kg

•

°C),

drewno 2,4 ÷ 2,7 kJ/(kg

•

°C),

powietrze 1,0 kJ/(kg

•

° C) ,

ceramika, beton, zaprawa,

materiały kamienne 0,75 ÷ 0,92

kJ/(kg

•

°C) .

Metale charakteryzują się małym współczynnikiem c

p

,

stopy aluminium

0,92

kJ/(kg

•

°C) ,

stal 0,46 kJ/(kg

•

°C) ,

ołów

0,13 kJ/(kg

•

°C) .

Z powyższych przykładów wynika, że największą pojemność
cieplną ma woda i dlatego należy do materiałów najbardziej
przydatnych do magazynowania ciepła.

materiały budowlane

-

CECHY

MECHANICZNE

Wytrzymałość na ściskanie-

największe naprężenie, jakie
wytrzymuje próbka podczas
ściskania.

Wytrzymałość na
rozciąganie-

największe

naprężenie, jakie wytrzymuje
próbka podczas rozciągania.

]

[MPa

A

F

R

n

c



]

[MPa

A

F

R

r

r



materiały budowlane

-

CECHY

MECHANICZNE

Wytrzymałość na zginanie-

naprężenie, określane

przez stosunek niszczącego momentu zginającego do
wskaźnika wytrzymałości przekroju elementu zginanego

]

[MPa

W

M

R

z



Momenty bezwładności i wskaźniki

wytrzymałości figur geometrycznych względem

gł osi bezwładności

materiały budowlane

-

CECHY

MECHANICZNE

Twardość-

odporność danego

materiału na wciskanie weń
innego ciała o większej twardości
(metoda Brinella- kulka stalowa,
Rockwella - stożek diamentowy,
Skala Mohsa - Talk=1
Diament=10)

Sprężystość

- zdolność materiału

do przyjmowania pierwotnej
postaci po usunięciu siły
zmieniającej kształt próbki.

E- współczynnik sprężystości
[MPa]

l

l

A

F

E

n











materiały budowlane

-

CECHY

MECHANICZNE

Kruchość (k)-

stosunek wytrzymałości na rozciąganie do

wytrzymałości na zginanie

k= R

r

/ R

c

Ścieralność (s)-

podatność materiału na

ścieranie tj. stosunek straty masy próbki (w
gramach) po 440 obrotach tarczy Böhmego do
powierzchni próbki i jej gęstości pozornej

s = m/(A·ρ)