MATERIAŁY BUDOWLANE Z I ICH TECHNOLOGIE

ZESTAW II C

1. Podać definicję i opisać relacje pomiędzy gęstością objętościową, porowatością i wilgotnością materiałów, a ich przewodnością cieplną i wytrzymałością na ściskanie, zilustrować przykładami.

Gęstość objętościowa - stosunek masy do objętości materiału wraz z zawartymi w niej porami wewnątrzmateriałowymi oraz w niektórych przypadkach otwory technologiczne.

Porowatość - zawartość procentowa porów w materiale (%). Im większa gęstość objętościowa tym mniejsza porowatość.

P=0% np.; szkło, bitumy, metale

P=95% np.,; wełna mineralna, pianka poliuretanowa

Wilgotność - zawartość wilgoci w materiale w określonych warunkach cieplnowilgotnościowych. Wilgotność jest cechą zmienną zależną od wilgoci otoczenia. Ma ogromny wpływ na przewodność cieplną materiału która wzrasta w miarę wzrostu wilgoci.

Przewodność cieplna - zdolność do przewodzenia ciepła przez dany materiał. Miarą przewodności cieplnej jest współczynnik przewodzenia ciepła (λ ). Lambda jest to ilość ciepła wyrażona w watach jaka przechodzi przez materiał o umownej powierzchni 1m² i grubości 1m w czasie 1 godziny i przy różnicy temperatur na obu przeciwległych 1 stopień K. Przewodność cieplna zależy od struktury materiału, ilości porów w materiale, rodzaju porów, od wilgotności materiału. Im mniejsza wartość współczynnika λ tym materiał gorzej przewodzi ciepło, tym jest lepszym izolatorem. Najlepszymi izolatorami są: suche powietrze (0,023 λ), suchy śnieg (0,027 λ), wełna mineralna (0,055 λ przy warunkach suchych)

Wytrzymałość na ściskanie - nazywamy stosunek maksymalnej siły oddziałującej na materiał w momencie jego zniszczenia do powierzchni na którą ta siła działa.

2. Ze żwirowni pobrano kruszywo o podanej niżej składzie ziarnowym. Narysować krzywą uziarnienia (w skali logarytmicznej) tego kruszywa oraz podać przynależność do odpowiedniej grupy i podgrupy klasyfikacyjnej, nazwę asorymentową kruszywa oraz ile w nim jest piasku..

frakcja, mm udział, %

63-31,5 5

31,5-16 5

16-8 10

8-4 20

1. 30

2-1 20

1-0,5 5

0,5-0,0 5

3. Wymienić elementy budowlane z gipsu i podać zwięzłą charakterystykę płyt gipsowo-kartonowych.

Elementy budowane z gipsu;

• do wykonywania elementów budynków ściennych i stropowych

• tynków wewnętrznych, suchego tynku w arkuszach, i wyrobów budowlanych np. bloków ściennych, pustaków, ścian działowych, jastrychów podłogowych.

• do wykonywania szczegółów architektonicznych, sztukaterii

• zasklepiania ubytków (prace remontowe)

Płyta gipsowo-kartonowa

Wyrób składa się z gipsowego rdzenia i obustronnej okładziny, którą jest karton nadający płycie wymaganą wytrzymałość i gwarantujący gładkość jej powierzchni. Rdzeń wykonuje się z gipsu naturalnego lub syntetycznego.

Płyty gipsowo - kartonowe w zależności od środków modyfikujących dodanych do gipsu w procesie produkcji, dzieli się na cztery rodzaje:

GKB - zwykłe, wykonane z zaczynu gipsowego i obłożone kartonem; przeznaczone do stosowania w pomieszczeniach o wilgotności względnej poniżej 70%.

GKF - ogniochronne, wykonane z zaczynu gipsowego z dodatkiem włókna szklanego; służące do wykonywania barier ogniowych i osłon ochronnych na elementach nośnych budynku.

GKBI - impregnowane, wykonywane z zaczynu gipsowego z dodatkiem środka Hydrofobowego; stosowane w pomieszczeniach, w których wilgotność przekracza 70% jednak nie dłużej niż przez 12 godzin na dobę.

GKFI - ogniochronne impregnowane, wykonane z zaczynu gipsowego z dodatkiem włókna szklanego i środka hydrofobowego.

W zależności od kształtu dłuższej krawędzi, płyty gipsowo - kartonowe dzieli się na odmiany:

KP - płyta o krawędzi prostej

KO - płyta o krawędzi okrągłej

KS - płyta o krawędzi spłaszczonej

KPO - płyta o krawędzi półokrągłej

KPOS - płyta o krawędzi półokrągłej spłaszczonej

4. Zdefiniować klasę, wytrzymałość gwarantowaną i wytrzymałość umowną betonu.

Klasy betonu

Symbol literowo liczbowy np. B20, B25 itp. odpowiadający wytrzymałości na ściskanie tego betonu, przy czym liczba po literze „B” oznacza wytrzymałość gwarantowaną

Wytrzymałość gwarantowana

Jest to wytrzymałość na ściskanie zagwarantowana przez producenta wyrobu z prawdopodobieństwem 95%. Inna definicja: wymagane przy danej klasie ograniczenie dolne do minimalnej wytrzymałości betonu, przy założonej wadliwości 5% oraz przy posiadaniu ufności co najmniej 0,05.

Wytrzymałość umowna betonu

Wytrzymałość na ściskanie
mierzona na próbkach sześciennych 15x15x15 cm, dojrzewających w temp. 18°C ± 2°C i przy wilgotności powyżej 90%.

5. Scharakteryzować zasadę działania, uzyskanie efektu i zastosowanie domieszek uplastyczniających.

Domieszki uplastyczniające

Wyróżnia się:

• Zwykłe (zmniejszające ilość wody zarobowej do 10-18%, obniżają napięcie powierzchniowe wody zarobowej)

• Superplastyfikatory tzw. upłynniacze (zmniejszenie ilości wody zarobowej o 18-35%, powodują powstawanie wokół ziaren cementu podwójnej warstwy jonowej, dzięki której zmniejszają się siły tarcia i następuje intensywna dyspersja zaczynu cementowego.)

DYSPERSYJNY UKŁAD,

układ rozproszony, układ niejednorodny fizycznie, składający się z fazy ciągłej — fazy rozpraszającej (dyspersyjnej) i fazy rozproszonej (zdyspergowanej)

DYSPERSJI STOPIEŃ, chem.

stosunek powierzchni fazy rozproszonej układu dyspersyjnego do jej objętości

Są to związki (plastyfikatory ogólnie) organiczne o łańcuchowej budowie cząsteczkowej, wykazujące silne powinowactwo zarówno do cząstek cementu jak i do wody. W wyniku zastosowania preparatów uplastyczniających cząstki mieszanki betonowej zostają naładowane jedno-imiennie, co powoduje odpychanie się tych cząstek, a tym samym lepszą urabialność mieszanki. Efekt działania zależy od ilości i rodzaju domieszki, ilości i rodzaju cementu (np. klasy), ilości wody zarobowej, oraz od rodzaju i jakości kruszywa.

Funkcją plastyfikatorów i superplastyfikatorów jest przede wszystkim:

• zmniejszenie napięcia powierzchniowego wody

• zmniejszenie ilości użytej wody zarobowej, bez pogorszenia wytrzymałości końcowej

• zwiększają zwilżalność ziaren cementu i polepszają stopień ich zdyspergowania (rozproszenia).

• zmniejszenie wodożądności składników mieszanki betonowej (ograniczenie powstawania rys skurczowych)

• zwiększenie szczelności betonu - poprawa odporności na działanie czynników agresywnych

• podwyższenie wytrzymałości końcowej

• napowietrzenie mieszanki betonowej (zwiększenie mrozoodporności betonu)

• plastyfikatory regulują kąt θ ( kąt stycznej do krzywizny kropli wody; przy użyciu plastyfikatorów kąt ten staje się mniejszy; kąt ma związek napięciem powierzchniowym wody)

zastosowanie:

1. w betonach transportowanych na znaczne odległości

2. w warunkach letnich do wykonywania dużych masywów betonowych, z uwagi na spowolnienie uwalniania ciepła hydratacji.

3. do podawania zapraw i mieszanek betonowych metodami hydraulicznymi.

6. Omówić kolejność czynności przy projektowaniu betonu metodą 3 równań (łącznie z wzorami).

Równania opisujące w optymalny sposób skład betonu

1. warunek wytrzymałościowy (Boloney`a)

Zależność wytrzymałości od składu, wg wzoru Fereta R=A(^c/_(w+p) - a); p - porowatość mieszanki betonowej (porowatość betonu) w dm³/m³, a - stała zależna od jakości kruszywa i cementu, zawsze przyjmuje się a=0,5

Wg Boloney`a (uproszczony wzór Boloney`a) p=0; jest słuszny w granicach 1,2 ≤ c/w ≤ 2,8

R=A(^c/_w - a)

Przekształcony wzór Boloney`a

R=A_i(^c/_w± a) słuszny jest w granicach 1,2 ≤ c/w ≤ 3,2

„3,2” wynika z używania plastyfikatorów i super-plastyfikatorów, w wyniku czego użycie wody jest mniejsze.

Gdy c/w < 2,5 to A_i = A₁ (z tabel) oraz stała „a” przyjmuje „­^_„

Gdy c/w ≥ 2,5 to A_i = A₂ (z tabel) oraz stała „a” przyjmuje „+„

2. warunek urabialności (warunek konsystencji lub wzór na wodę)

C · w_c + K · w_k = W

w_c - wodożądność cementu (odczytywana z tabel);

w_k - wodożądność kruszywa (wyznaczalna doświadczalnie)

Wodożądność kruszywa. (w_k) zależy od konsystencji mieszanki betonowej jaką chcemy uzyskać, zależy też od uziarnienia kruszywa (im drobniejsze kruszywo tym większą posiada wodożądność), porowatości i stanu powierzchni ziarn (kruszywa łamane o chropowatych powierzchniach mają większą wodożądność o około 10-20% w porównaniu z kruszywem naturalnym tej samej frakcji.

3. warunek szczelności

wg Boloney`a, p=0

wg Fereta

gęstość objętościowa

C₁, K₁, W₁ - ilość składników w próbnym zarobie, V₁ - próbna objętość zarobu.

Gęstość betonu

Mianownik to tzw. objętość absolutna (warunek szczelności)

ρ_K=2,65 kg/dm³

ρ_C=3,10 kg/dm³