1. Właściwości fizyczne *Gęstość (ρ) masa jednostki objętości materiału bez uwzględnienia porów wewnątrz materiału. Jest to stosunek masy wysuszonej próbki materiału do jego objętości bez porów. Wartość ρ obl. się ze wzoru: [g/cm3, kg/dm3] gdzie m – masa suchej próbki [g, kg]; Va – objętość próbki bez porów [cm3, dm3, m3]. Gęstość służy najczęściej do obliczania szczelności lub porowatości materiału. Wartość liczbowa gęstości zależy od składu chem i mineralogicznego materiału. Aby obliczyć gęstość materiału należy go wysuszyć do stałej masy. *Gęstość pozorna (ρp) masa jednostki objętości materiału. Jest to stosunek masy wysuszonej próbki materiału do jego objętości. Wylicza się ją ze wzoru: [g/cm3, kg/dm3]; m – masa próbki [g, kg]; V – objętość próbki [cm3, dm3, m3]. Wartość liczbowa ρp zależy od struktury materiału i jest zwykle mniejsza od gęstości. Oznaczenie gęstości pozornej powinno odbywać się przy użyciu materiału suchego. *Szczelność (Sz) stosunek gęstości pozornej do gęstości tego materiału. Oblicza się ze wzoru: . Przez pojęcie szczelności materiału możemy rozumieć objętość fazy stałej tworzywa, z którego jest wykonany materiał, w jednostce objętości tego materiału. *Porowatość (p) materiału procentowa objętość wolnych przestrzeni w tym materiale. Wartość (p) oblicza się ze wzoru: p=(1-Sz)100[%], czyli [%]. Porowatość materiałów budowlanych waha się od 0 (bitumy, szkło, metale) do 95% (wełna mineralna, pianka poliuretanowa). *Nasiąkliwość materiału zdolność wchłaniania oraz utrzymywania wody, przy maksymalnej jej zawartości. Zależy od szczelności materiału , rodzaju porów oraz ich wielkości . Im większa szczelność i więcej zamkniętych porów , tym bardziej materiał jest odporny na działanie czynników atmosferycznych .Wartość liczbową nasiąkliwości oblicza się ze stosunku ilości wody wchłoniętej do masy lub objętości próbki materiału suchego. Jeżeli wartość tę obl. w stosunku do masy próbki, mamy do czynienia z nasiąkliwością wagową (nw), natomiast jeżeli obl. w stosunku do objętości próbki (V), mamy do czynienia z nasiąkliwością objętościową (no). Wzory: [%]; [%]; gdzie mn- masa próbki nasyconej wodą [g, kg]; m – masa próbki suchej [g, kg]; V – objętość próbki suchej [cm3, dm3]. W materiałach o bardzo małej gęstości pozornej nasiąkliwość wagowa może osiągać dużą wartość. Nasiąkliwość osiąga wartości maksymalne gdy nasycenie dobywa się w podciśnieniu. Nasiąkliwość wyznacza się dla materiałów mający stały kształt. W przypadku materiałów sypkich cechy tej się nie określa. *Wilgotność materiału procentowa zawartość wody w fazie lotnej, ciekłej lub stałej. Wilgotność ma duży wpływ na inne cechy, np. w większości wyrobów budowlanych zmniejsza cechy wytrzymałościowe oraz pogarsza izolacyjność cieplną. *Stopień nasycenia (s)oznacza masę wody zawartej w wyrobie porowatym podzieloną przez masę wody w stanie nasycenia. *Przesiąkliwość podatność materiału na przepuszczanie wody pod ciśnieniem. Ze zjawiskiem przesiąkliwości mamy do czynienia w pierwszej kolejności w izolacjach przeciwwilgociowych, zbiornikach na ciecze lub pokryciach dachowych. Przesiąkliwość materiału zależy od jego szczelności i budowy; szczególnie takie wyroby jak szkło, metale, bitumy są nieprzesiąkliwe. *Higroskopijność zdolność wchłaniania wilgoci z otaczającego go powietrza. *Kapilarność zdolność podciągania wody ku górze przez kapilary. *Przewodność cieplna materiału zdolność tego materiału do przewodzenia strumienia cieplnego powstającego na skutek różnicy temperatury na przeciwległych powierzchniach materiału. Przewodność cieplną charakteryzuje współczynnik przewodzenia ciepła (λ).Mamy jeszcze takie właściwości fizyczne materiałów jak: szybkość wysychania materiału, przepuszczalność pary wodnej, pojemność cieplna, ciepło właściwe, rozszerzalność cieplna materiału, ogniotrwałość, odporność ogniowa, radioaktywność naturalna.2. Właściwości mechaniczne odporność danego minerału na rozbicie lub odkształcenie. Własność ta ma ścisły związek ze spójnością elementów, które tworzą sieć krystaliczną minerału. Określają zdolność materiału do przenoszenia obciążeń; Są przedmiotem znormalizowanych prób. Wytrzymałość materiału szereg cech które przeciwstawiają się niszczącemu działaniu naprężeń. W zależności od sposobu oddziaływania siły zewnętrznej na konstrukcję, materiał z którego jest ona wykonana może znajdować się np. w stanie naprężeń ściskających, rozciągających, zginających, ścinających lub naprężeń od sił uderzających. Wytrzymałość na ściskanie lub rozciąganie naprężenia niszczące próbki materiału. Przez pojęcie naprężenia ściskającego lub rozciągającego rozumiemy siłę przypadającą na powierzchnie poprzecznego przekroju materiału [MPa]. Wartość wytrzymałości na ściskanie lub rozciąganie otrzymuje się ze stosunku siły niszczącej do przekroju na jaki działa: . Przy ściskaniu lub rozciąganiu siły niszczące są skierowane prostopadle do płaszczyzny przekroju. Twardość odporność materiału na odkształcenia trwałe pod wpływem sił skupionych, działających na jego powierzchnię. Twardość oblicza się ze stosunku siły obciążającej do powierzchni czaszy kulistej: . Sprężystość zdolność materiału do przejmowania pierwotnej postaci po usunięciu siły zewnętrznej, pod wpływem której próbka materiału zmienia swój kształt. Plastyczność zdolność materiału do zachowania odkształceń trwałych po usunięciu sił, które te odkształcenia spowodowały. Ścieralność podatność materiału do zmniejszenia masy objętości lub grubości pod wpływem czynników ścierających. Ścieralność ma bardzo duże znaczenie dla materiałów użytych w takich konstrukcjach jak: podłogi, schody, zbiorniki na materiały sypkie lub nawierzchnie drogowe. Odporność na uderzenie zdolność materiału do przejmowania nagłych uderzeń dynamicznych. Miarą odporności na uderzenia jest praca mierzona w Nm, niezbędna do stłuczenia płytki lub przełamania próbki. Mrozoodporność właściwość polegająca na przeciwstawianiu się całkowicie nasyconego wodą materiału niszczącemu działaniu zamarzającej wody, znajdującej się wewnątrz materiału przy wielokrotnych zamrażaniach i odmrażaniach. 3. Właściwości chemiczne Budowa chemiczna składem chemicznym jako główną cechą budowy chemicznej określa się skład jakościowy i ilościowy. Skład ten można podawać jako: pierwiastkowy, tlenkowy, fazowy. Odporność na korozje mater. budowlanych decyduje o trwałości wykonanych z nich elementów budowlanych. Cecha ta jest zasadniczo różna w różnych środowiskach agresywnych. Proces korozji określa się jako proces niezamierzony typu destrukcyjnego, występujący w materiale w wyniku fizycznego, chemicznego, fizykochemicznego lub specjalnego oddziaływania środowiska korozyjnego. Odczyn jest cechą roztworu zależną od stężenia jonów wodorowych. Cecha ta ma duże znaczenie dla kontrolowania i przewidywania właściwości materiałów.
4. Materiały kamienne są skałami rodzimymi, składającymi się z minerałów. Ze względu na ilość minerałów występujących w skale dzielimy je na główne i podrzędne; ze względu na skład dzielimy je na jednorodne i różnorodne. Ze względu na sposób powstawania dzielimy skały występujące w skrupię ziemskiej na 3 podstawowe typy: Skały magmowe, osadowe i metamorficzne. Skały magmowe – powstałe przez zastygnięcie ciekłej magmy; dzielimy je na: # głębinowe – utworzone przez powolne zastygnięcie magmy w głębi skorupy ziemskiej. # wylewne – utworzone przez szybkie ostudzenie i zakrzepnięcie magmy na powierzchni skorupy ziemskiej. Do skał głębinowych stosowanych w budownictwie należą: Granity – skały głębinowe o strukturze drobno-, średnio-, lub grubo-ziarnistej i teksturze zbitej bezładnej. Ze względu na niezbyt trudną obróbkę, małą porowatość, niedużą ścieralność oraz łatwość polerowania granity mają szerokie zastosowanie w technice jako materiał na y, kruszywo, kamienie budowlane i dekoracyjne. Sjenity o strukturze średnioziarnistej i teksturze zbitej bezładnej. Stanowią one doskonały materiał budowlany i rzeźbiarski. Gabro – o strukturze najczęściej grubo-ziarnistej i teksturze zbitej, bezładnej. Stosowany jest głównie jako tłuczeń drogowy. Do skał wylewnych należą: Porfiry – charakteryzują się strukturą porfirową , barwą od czerwonej do brunatnej. Mają zastosowanie jako drobne kruszywo drogowe i kolejowe oraz materiał brukowy. Bazalty – o strukturze skrytokrystalicznej lub porfirowej i teksturze zbitej, bezładnej. Stosuje się je do budowy obiektów (np. drogowych) narażonych na wpływy atmosferyczne oraz do wyrobu kruszywa wysokiej jakości. Andezyty – o strukturze porfirowej, teksturze zbitej, bezkierunkowej. Nadają się one na okładziny płytowe ścian, na stopnie, cokoły i posadzki. Diabazy mają strukturę od drobno do gruboziarnistej lub porfirową, teksturę bezładną, zbitą. Są stosowane jako materiał brukowy i kruszywa do betonów. Skały osadowe – powstały jako osad skalny pochodzenia mechanicznego, chemicznego lub organicznego. Rozróżniamy Skały osadowe krzemionkowe i okruchowe do których nalezą: Piaskowce – zbudowane z ziaren piasku od 0,1 do 2mm związanych spoiwem mineralnym wytrąconym chemicznie w wolnych przestrzeniach między ziarnami. Wyróżniamy piaskowce krzemionkowe, wapniste, ilaste i żelaziste. Stosowane są jako kamień okładzinowy oraz konstrukcyjny na wszelkiego rodzaju budowlach inżynierskich. Głazy narzutowe – fragmenty skalne różnej wielkości przyniesione przez lądolód. Mają zastosowanie w kolejnictwie jako tłuczeń do podtorza i jako kamień łamany, brukowiec i tłuczeń do budowy i utrzymania dróg. Okruchowce i zlepieńce stanowią skały zwięzłe. Okruchowe to okruchy skalne o ostrych krawędziach, scementowane lepiszczem. Zlepieńce powstały przez scementowanie zaokrąglonych i wygładzonych okruchów skalnych. Znajdują zastosowanie jako płyty do wykładania ścian, pomieszczeń o charakterze reprezentacyjnym i monumentalnym. Skały osadowe węglanowe: Wapienie lekkie – główny ich składnik to CaCO3. Stosowane na okładziny elewacji zewnętrznych oraz jako materiał rzeżbiarski i konstrukcyjny w postaci bloków wielocegłowych. Wapienie zbite potocznie zwane „marmurami” są stosowane wewnątrz budynku do wykonywania cokołów, portali, parapetów okiennych, stopni schodowych, płyt posadzkowych i okładzinowych. Dolomity stosuje się je na okładziny budynków, jako kruszywo do budowy dróg. Skały osadowe pochodzenia chemicznego maja one dość ograniczone zastosowanie w budownictwie. Do tej grupy należą: Trawertyny powstają wskutek wytrącania się z wody węglanu wapnia który osiada na łodygach roślin wodnych tworząc skałę bardzo porowatą. Są one łatwe w obróbce. Stosuje się je do produkcji płyt okładzinowych. Alabaster stanowi odmianę gipsu. Ma barwę białą z ciemniejszymi żyłkami. Płyty polerowane z alabastru stosuje się na wykładziny wnętrz reprezentacyjnych. Skały metamorficzne – powstały z przeobrażenia skał magmowych lub osadowych pod wpływem zmiany warunków fizykochemicznych. Do skał tych zaliczamy: Marmury – można je stosować na elewacje budynków, na rzeżby i pomniki, doskonale się nadają na płyty posadzkowe, stopnie schodów, okładziny ścian, portale, kominki, cokoły i parapety okienne. Gnejsy – struktura ziarnista a tekstura warstwowa. Stosuje się je głównie w drogownictwie i w budownictwie do produkcji kruszyw. Kwarcyty – zwane też piaskowcami zbitymi, mają strukturę drobnoziarnistą. Stanowią dobry surowiec do produkcji kruszyw. NORMOWE KSZTAŁTKI Z SUROWCÓW SKALNYCH Kamień łamany – nieregularne odłamki skalne o powierzchniach naturalnego przełomu skalnego i ostrych krawędziach. W zależności od przeznaczenia mamy 3 odmiany kamienia łamenego: B – do budowy murów i fundamentów; J – do budowy dróg i obiektów inżynierskich; K – do przerobu na kruszywo. Kamień łupany – stosowany w budownictwie na mury warstwowe i rzędowe wewnętrzne i zewnętrzne. Ze względu na kształt rozróżnia się kamień łupany warstwowo i rzędowo. Elementy kamienne – 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 zewnętrzne i wewnętrzne – płyty kamienne przecięte do określonego kształtu i wymiarów są klasyfikowane na: rodzaje, typy i odmiany. Stopnie schodowe monolityczne i okładziny stopni – kamienne stopnie schodowe na zewnątrz i wewnątrz budynków są wykonywane z kamieni twardych jak: granity, sjenity, piaskowce, marmury, dolomity, twarde wapienie. Kostki drogowe – są produkowane ze skał trudno ścieralnych jak np.: granit, porfir, kwarcyt. Stosowane są one do budowy nawierzchni dróg, ulic i placów. W zależności od kształtu i obróbki rozróżnia się typy kostek: nieregularne, regularne i rzędowe oraz rodzaje: normalne i łącznikowe. Krawężniki drogowe – stosowane do zabezpieczenia boków nawierzchni drogowej przed przesunięciami bocznymi i do oddzielenia nawierzchni od poboczy lub chodników. Są wykonywane z bloków kamiennych ze skał magmowych, osadowych lub metamorficznych. WYROBY DO IZOLACJI CIEPLNYCH Z SUROWCÓW SKALNYCH Wełna mineralna – są to cieńkie włókna luźno ułożone ze stopu surowców skalnych. Rozróżnia się 2 gatunki: I i II. Opakowanie: worki papierowe, powinna być przechowywana w pomieszczeniach krytych zabezpieczających przed opadami atmosferycznymi. Maty z wełny mineralnej – służą do cieplnego izolowania powierzchni płaskich i cylindrycznych. Są one obłożone jednostronnie lub dwustronnie okładziną z welonu z włókien sztucznych. Maty z wełny mineralnej dzielą się na: typy: BL – nie zawierające lepiszcza, L – zawierające lepiszcze. Filce i płyty z wełny mineralnej – są przeznaczone do izolacji termicznej i akustycznej. Filce są elastyczne płyty zaś sztywne. Produkowane są z włókien mineralnych nieimpregnowanych lub impregnowanych olejem i połączone lepiszczem organicznym.
5. Metale i ich stopy są stosowane jako podstawowe materiały konstrukcyjne oraz do produkcji okuć, przewodów, osprzętu instalacyjnego, do krycia dachów i do robót wykończeniowych. Wyroby ze stopów metali dzieli się na wyroby: ze stopów żelaza i ze stopów metali nieżelaznych. Stopy żelaza składnikami stopów żelaza są: C, Si, Mn, F, S oraz domieszki uszlachetniające. Otrzymanie stopów żelaza odbywa się przez stopienie i redukcję w wielkim piecu rud żelaza z koksem i topnikami, którymi najczęściej są wapienie lub dolomity. W wyniku procesu wielkopiecowego otrzymuje się surówkę. Przeróbka surówki na stal polega na usunięciu nadmiaru C i innych składników. Odlewanie polega na wywołaniu trwałego odkształcenia za pomocą nacisku lub przez walcowanie. Przy obróbce plastycznej na gorąco stosuje się czynności: walcowania, kucia lub prasowania. Obróbka mechaniczna polega na skrawaniu, struganiu i frezowaniu. Ma na celu nadanie ostatecznego kształtu wyrabianemu elementowi przez zdjęcie pewnej warstwy lub pewnej ilości materiału w postaci wiórów. Hartowanie stali ma na celu nadanie jej wyższej wytrzymałości przy jednoczesnym zmniejszeniu wydłużenia. Polega ono na ogrzaniu do temp ponad 8000C i szybkim ochłodzeniu w zimnej wodzie. Według zawartości pierwiastków stale dzielimy na rodzaje: stale niestopowe i stopowe. Wyroby stalowe : kształtowniki, blachy, rury, pręty do zbrojenia betonu, pręty walcowane, wyroby z blachy, a ponadto różne wyroby i materiały pomocnicze (siatki, śruby, gwoździe itp.). Kształtowniki stalowe stosowane jako elementy konstrukcyjne zaliczamy do nich: kątowniki równoramienne, typowe kątowniki nierównoramienne, teowniki, dwuteowniki, dwuteowniki równoległościenne, zwykłe ceowniki, ceowniki ekonomiczne, kształtowniki gięte na zimno. Bednarka jest produkowana przez walcowanie na gorąco ze stali węglanowych. Stosuje się ją do robót ślusarskich oraz do zbrojenia nadproży. Blachy mamy różne rodzaje blach: blachy stalowe grube, stalowe cienkie, stalowe ocynkowane, ryflowane, stalowe profilowane i stalowe blachy dachówkowe. Blachy są stosowane m.in. do robót blacharskich, na elementy złączy, okuć, do pokryć dachowych, parapetów, rynien dachowych i spustowych, na stopnie schodów stalowych, do obudowy ścian budynków mieszkalnych, przemysłowych i magazynowych. Rury stalowe są stosowane do wykonywania przewodów instalacyjnych oraz na rusztowania i elementy konstrukcji. Stal do zbrojenia betonu ze względu na właściwości mechaniczne i kształt powierzchni mamy 5 jakościowych klas stali do zbrojenia betonu: A-0; A-I; A-II; A-III; A-III N. Siatki stalowe dzieli się na ślimakowe i jednolite. Siatki splatane stosuje się w ścianach i stropach w miejscach narażonych na pękanie tynku. Siatki ślimakowe przeznaczone są do wykonywania ogrodzeń. Siatki jednolite stosuje się jako zbrojenie do betonu. Gwoździe budowlane są wyrabiane ze stali węglanowej. Są stosowane do celów budowlanych. Nity stalowe stosuje się do łączenia wielowarstwowych elementów stalowych. Stopy metali nieżelaznych zaliczamy do nich: stopy glinu, stopy miedzi, cynk i blachy cynkowe; stopy ołowiu, cyna i stopy cyny. Stopy glinu: glin to chemicznie czysty metal, nie ma on zastosowania jako materiał na konstrukcje budowlane. W budownictwie są stosowane stopy glinu zwane stopami aluminium. Składnikami stopów Al. Są: Cu, Mg, Zn, Mn i Si. Stopy te są przydatne do celów budowlanych, gdyż możliwe jest poddawanie ich kształtowaniu przez walcowanie, prasowanie, odkuwanie. Wyroby z tych stopów to m.in.: Kształtowniki ze stopów aluminium są formowane przez wyciskanie na gorąco. Typowe profile aluminiowe to: kątowniki, teowniki, ceowniki oraz pręty okrągłe, kwadratowe, płaskie i rury. Blachy ze stopów aluminium mogą być walcowane na zimno i na gorąco. Inne wyroby to taśmy ze stopów aluminium i druty ciągnione ze stopów aluminium. Miedz i wyroby ze stopów miedzi miedz jest metalem o czerwonym połysku. Jest podatna na obróbkę plastyczną. Jest stosowana jako składnik stopów. Do ważniejszych w budownictwie stopów miedzi należy mosiądz. Głównymi wyrobami ze stopów miedzi są: Blachy miedziane są walcowane na zimno; Kształtowniki miedziane produkuje się metodą wyciskania i wyciągania. Rury miedziane bez szwu do wody i gazu stosowane w instalacjach sanitarnych i ogrzewaniu są produkowane o przekroju okrągłym bez szwu. Cynk i blachy cynkowe cynk jest kruchy i niekowalny. Stop cynku z Al., Mg i Cu stosowany jest do wykonywania okuć budowlanych. Produkowane są blachy cynkowe o grubości 0,15-6mm. Najbardziej typowym zastosowaniem cynku w budownictwie jest krycie blachą dachów, fartuchów na gzymsach i parapetach, do wykonywania rynien dachowych i rur spustowych. Stopy ołowiu ołów jest miękki, podatny na obróbkę plastyczną, jest mało odporny na działanie zapraw cementowych i wapiennych. Stopy ołowiu są stosowane na osłony, osłabiające promieniowanie jonizujące krótkie. W budownictwie stopy ołowiu służą do wykonywania warstw izolacji przeciwwilgociowych, uszczelnień instalacji kanalizacyjnych. Cyna i stopy cyny w budownictwie cyna stosowana jest przede wszystkim jako stop lutowniczy. Przemysłowym zastosowaniem cyny jest pokrywanie ochronne innych metali.
6. Lepiszcza bitumiczne – są to materiały organiczne, które dzięki zachodzącym w nich zmianom fizycznym (adhezji i kohezji) zmieniają swoją konsystencję i wykazują się cechami wiążącymi. Służące do wyrobu materiałów izolacyjnych, przeciwwilgociowych. W materiałach tych, w odróżnieniu od spoiw, nie zachodzą zmiany chemiczne. W zależności od pochodzenia, lepiszcza dzieli się na: smołowe i asfaltowe. Lepiszcza asfaltowe ze względu na pochodzenie asfalty dzielą się na naturalne i ponaftowe. Asfalty są mieszaniną węglowodorów wielkocząsteczkowych pochodzenia naturalnego lub otrzymywanych z przeróbki ropy naftowej. Odznaczają się całkowitą odpornością na działanie wody, kwasów i ługów; rozpuszczają się w benzynie, benzolu i innych rozpuszczalnikach. Asfalty charakteryzują się następującymi właściwościami: temperatura mięknienia, penetracją, temperaturą łamliwości ciągliwością, lepkością dynamiczną. Asfalty naturalne występują przeważnie w pobliżu źródeł ropy naftowej w postaci złóż bitumicznych oraz występują także w skałach wapiennych i piaskowcach przesyconych asfaltem. Są one twarde i dlatego nie stosuje się ich samodzielnie jako lepiszcza; stanowią cenny dodatek do asfaltów ponaftowych, polepszających ich właściwości. ...
niundzia