JAKIE CECHY OPISUJĄ WŁAŚCIWOŚCI TECHNICZNE MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH. WYMIEŃ TE WŁAŚCIWOŚCI I KRÓTKO JE SCHARAKTERYZUJ.
1. Wiadomości ogólne.
Cechy opisujące właściwości techniczne materiałów budowlanych dzielimy na:
- cechy fizyczne,
- cechy mechaniczne,
- cechy chemiczne.
1.1. Cechy fizyczne.
GĘSTOŚĆ – jest to stosunek masy suchego materiału do jego objętości „absolutnej” (bez porów).
GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA – jest to stosunek masy suchego materiału do jego objętości łącznie z zawartymi w niej porami.
GĘSTOŚĆ NASYPOWA – jest stosunkiem masy do objętości badanego kruszywa w stanie luźnym lub zagęszczonym, niezależnie od stopnia jego wilgotności.
SZCZELNOŚĆ – określa, jaką część całkowitej objętości badanego materiału zajmuje masa materiału bez porów.
POROWATOŚĆ – określa, jaką część całkowitej objętości materiału stanowi objętość porów.
WILGOTNOŚĆ – jest to zawartość wody w materiale (w danej chwili). Wilgotność ma ogromny wpływ na przewodność cieplną materiału, która znacznie wzrasta w miarę wzrostu wilgotności.
NASIĄKLIWOŚĆ WAGOWA (MASOWA) – jest to zdolność pochłaniania wody przez materiał przy ciśnieniu atmosferycznym. Nasiąkliwość wagowa jest to stosunek masy wchłoniętej wody do masy próbki materiału suchego.
5
NASIĄKLIWOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA - jest to stosunek masy wchłoniętej wody do objętości próbki materiału suchego.
HIGROSKOPIJNOŚĆ – jest to zdolność materiału do wchłaniania wilgoci z otaczającego go powietrza. Materiały higroskopijne mają zwykle podwyższoną wilgotność. Małą higroskopijnością odznaczają się wyroby ceramiczne oraz drewno.
PODCIĄGANIE KAPILARNE – jest to zdolność do podciągania wody przez włoskowate otwarte kanaliki materiału (kapilary) przez materiał pozostającego w zetknięciu z wodą.
PRZESIĄKLIWOŚĆ – jest to zdolność materiału do przepuszczania wody pod ciśnieniem. Stopień przesiąkliwości mierzy się ilością wody przechodzącej przez 1 cm2 próbki w ciągu 1h przy stałym ciśnieniu.
STOPIEŃ NASYCENIA – wyraża się stosunkiem nasiąkliwości objętościowej do porowatości materiału.
ZDOLNOŚĆ ODPAROWANIA – określa czas, który jest potrzebny do wysuszenia materiału nasyconego wilgocią, do osiągnięcia stałej masy.
PRZEPUSZCZALNOSC GAZÓW – jest zaplanowaną właściwością materiałów budowlanych stosowanych głównie w budownictwie mieszkaniowym i użyteczności publicznej. Zdolność przenikania powietrza i pary wodnej przez materiały budowlane ma duże znaczenie dla naturalnej wentylacji, a więc i tym samym sprzyja osuszaniu ścian i stropów. Przepuszczalność gazów zależy od porowatości materiału (rodzaju porów – otwarte czy zamknięte) i stopnia jego zwilgocenia (większe zwilgocenie – mniejsza przepuszczalność).
MROZOODPORNOŚĆ - to przeciwstawianie się materiału nasyconego wodą zniszczeniu jego struktury przy wielokrotnych naprzemiennych cyklach zamrażania i odmrażania.
SKURCZ – jest to zmiana objętości lub wymiarów liniowych materiału wilgotnego przy wysychaniu (drewno i materiały o budowie koloidalnej, jak glina), twardnieniu (betony, zaprawy) lub oziębianiu (materiały organiczne i nieorganiczne).
ODPORNOŚC NA STARZENIE – Przez starzenie materiału rozumie się proces zmian właściwości w funkcji czasu. Destrukcję wywołują czynniki atmosferyczne, np. ciepło, światło, powietrze, promieniowanie ultrafioletowe.
ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA – jest to właściwość materiału wyrażająca się zmianą wymiarów pod wpływem wzrostu temperatury. Zmiany wymiarów liniowych określa współczynnik rozszerzalności liniowej α, natomiast zmiany objętości – współczynnik rozszerzalności objętościowej β.
Współczynnik rozszerzalności liniowej α jest to przyrost względny długości materiału przy ogrzaniu o 1K.
Współczynnik rozszerzalności objętościowej β jest przyrostem względnym objętości materiału przy ogrzaniu o 1K.
PRZEWODNOŚĆ CIEPLNA – jest to zdolność materiału do przewodzenia strumienia
cieplnego powstającego na skutek różnicy temperatury na jego powierzchniach.
POJEMNOŚĆ CIEPLNA – jest to zdolność do pochłaniania i kumulowania ciepła przez materiał w czasie jego ogrzewania.
CIEPŁO WŁAŚCIWE – wyraża się ilością ciepła, jaka jest potrzebna do ogrzania materiału o masie 1 kg o 1K. Ilość ciepła, którą materiał pochłania, jest proporcjonalna do jego masy, różnicy temperatur i ciepła właściwego.
ŻAROODPORNOŚĆ – jest to odporność materiału na działanie podwyższonej temperatury (do 350 °C), powtarzającej się cyklicznie.
ŻAROWYTRZYMAŁOŚĆ – jest to zdolność materiału do zachowania w wysokiej lub podwyższonej temperaturze właściwości wyjściowych.
ODPORNOŚĆ OGNIOWA – to niepodatność na niszczący wpływ ognia podczas jego samorzutnego i niekontrolowanego rozprzestrzeniania się na materiał, w postaci zmian np. jego struktury, kształtu czy wytrzymałości mechanicznej.
1.2. Cechy mechaniczne.
WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE – jest to największe naprężenie, jakie wytrzymuje próbka badanego materiału podczas ściskania.
WYTRZYMAŁOŚĆ NA ROZCIĄGANIE – jest to największe naprężenie jakie wytrzymuje próbka badanego materiału podczas rozciągania.
PODATNOŚĆ NA ZGINANIE – jest to największe naprężenie, jakie wytrzymuje próbka badanego materiału podczas zginania do momentu jej złamania.
PODATNOŚC NA ROZMIĘKANIE – jest to destrukcyjny wpływ wody na cechy wytrzymałościowe materiału.
SPRĘŻYSTOŚĆ – jest to zdolność materiału do przyjmowania pierwotnej postaci po usunięciu siły, pod wpływem której próbka materiału zmieniła swój kształt.
PLASTYCZNOŚĆ – jest to zdolność materiału do zachowania trwałych odkształceń, tzn. do zachowania zmian kształtów i rozmiarów po usunięciu sił, które te odkształcenia spowodowały.
PEŁZANIE – to ciągły wzrost odkształceń plastycznych materiału bez zmiany wartości działającej siły zewnętrznej. Wywiera ono duży wpływ na wytrzymałość materiałów.
LEPKOŚĆ – jest miarą tarcia wewnętrznego cząstek materiału. Zależy od temperatury, ciśnienia i rodzaju materiału.
RELAKSACJA – jest to spadek naprężeń w materiale poddawanym stałemu odkształceniu.
CIĄGLIWOŚĆ – jest to zdolność materiału do osiągnięcia znacznych odkształceń
plastycznych pod wpływem sił rozciągających, bez jego zniszczenia.
KRUCHOŚĆ – jest to zjawisko nagłego zniszczenia materiału pod wpływem działania sił, bez wyraźnych oznak odkształceń poprzedzających zwykłe zniszczenie. Kruche są np. szkło, żeliwo,ceramika, a także większość materiałów kamiennych.
TWARDOŚĆ – jest właściwością materiału charakteryzującą jego odporność na odkształcenia pod wpływem nacisku sił skupionych na jego powierzchnię.
ŚCIERALNOŚĆ – jest to podatność materiału na ścieranie. Ścieralność zależy od budowy materiału, jego twardości i elastyczności.
ODPORNOŚĆ NA UDERZENIA – jest to zdolność przeciwstawienia się nagłym siłom uderzeniowym. Określa się ją energią potrzebną do stłuczenia lub przełamania badanych próbek materiału.
TIKSOTROPIA – jest to rozpad struktury szkieletowej żelu pod wpływem czynników mechanicznych (wstrząsania lub mieszania) i ponowne jej odtworzenie w stanie spoczynku, a więc upłynnienie pod wpływem sił ścinających, a następnie odbudowanie struktury.[1]
1.3. Cechy chemiczne.
KOROZJA – jest to proces powolnego niszczenia materiału pod wpływem czynników atmosferycznych, biologicznych, chemicznych lub elektrochemicznych powodujących zmiany strukturalne i chemiczne. Odporność materiału jest tym większa, im powolniejsze są zmiany w nim zachodzące. [2]
Piśmiennictwo
[1] Stefańczyk B. i inni: Budownictwo ogólne, tom I,Warszawa 2005, 2006
[2] Mgr inż. Joanna Witkowska: Internet, Cechy techniczne materiałów budowlanych
IKPN