VELEUČILIŠTE U VARAŽDINU
GRAĐEVINSKI MATERIJALI SKRIPTA
2010/201 1
STRUKTURA I VEZE TVARI ATOM ATOM je najmanja čestica tvari koji ima fizička i kemijska svojstva tvari. Atom je promjera 10-10 m i ima svoju strukturu. Masa atoma je skupljena u JEZGRI atoma. Jezgra atoma je promjera 10-14 m, 10000 puta je manja od atoma. Jezgra atoma se sastoji od: – PROTONA - elektro pozitivno nabijenih čestica – NEUTRONA - elektro neutralnih čestica. Masa jezgre = masa protona + masa neutrona Broj protona u jezgri = ATOMSKI BROJ ELEMENATA Oko jezgre atoma kruže ELEKTRONI, nosioci elektro negativnog naboja, mase 1840x manje od mase jednog protona.
PERIODNI SUSTAV ELEMENATA U periodnom sustavu elementi su poredani prema redosljedu atomskih brojeva, koji se podudara s redosljedom njihovih atomskih masa. Elementi su svrstani u sedam horizontalnih redova tzv. PERIODA. Broj periode odgovara broju ljuski u modelu atoma elementa. Svaka perioda započinje alkalijskim elementom, a završava elementima plemenitog plina. PERIODE su razdijeljene VERTIKALNIM STUPCIMA u OSAM GRUPA KEMIJSKIH ELEMENATA (I - VIII) Elementi iste grupe grade čiste tvari sličnih kemijskih svojstava. Grupe su podijeljene u A i B (srodni elementi) .
2
PERIODNI SUSTAV lijevo METALI velika vodljivost:
- električna - termička metalni sjaj kovkost duktilnost
sredina METALOIDI bor silicij arsen
desno NEMETALI Nemetalna svojstva izražena u gornjem desnom Kutu
Iz položaja elementa u periodnom sustavu može se znati: – broj i – raspored elektrona oko atomske jezgre. Svojstva atoma određena su rasporedom elektrona oko atomske jezgre i to uglavnom KONFIGURACIJOM VANJSKE LJUSKE. Svaka ljuska može imati ograničeni broj elektrona: – prva ljuska maks. 2 elektrona – druga i treća maks. 8 elektrona – > ljuske > elektrona. Atomi se međusobno vežu u molekulu. Način kako se vežu i rezultirajuća svojstva uvjetovani su strukturom atoma. VALENCIJA Svojstvo atoma nekog elementa da se spaja s određenim brojem atoma nekog drugog elementa naziva se njegovom VALENCIJOM. Elementi čiji se atomi obično spajaju s jednim atomom drugog elementa jesu jednovalentni (vodik - HCl). Isti element može biti multivalentan, ovisi s kojim se elementom spaja. Spajanje atoma zbiva se pomoću elektrona u vanjskim ljuskama.
Veze atoma Atomi vezani u molekule - nastaju plinovi ili tekućine Atomi vezani u duge lance - nastaju polimeri ili stakla Atomi vezani pravilno, trodimenzionalno - nastaju kristalna čvrsta tijela: – Metali – Keramika
3
Različiti načini kojima atomi mogu biti vezani su: – PRIMARNE VEZE – ionska, kovalentna i metalna (relativno jake veze) – SEKUNDARNE VEZE – Van der Waalsove (relativno slabe veze) Ionska veza - nastaje između različitih atoma privlačenjem iona elektrostatičkim silama. Čvrstoća veze je to veća što je više elektrona predano. Kovalentna veza nastaje vezanjem atoma istog elementa. Tako se spajaju uglavnom metali i industrijski polimeri. Metalna veza Valentni elektroni u kristalu metala odvojeni su od svojih atoma i mogu se slobodno kretati između pozitivnih metalnih iona. Pozitivni elektroni složeni su u kristalnoj rešetki, a elektrostatičko privlačenje između POZITIVNIH IONA I NEGATIVNIH SLOBODNIH ELEKTRONA rezultira KOHEZIVNOM ČVRSTOĆOM METALA. Van der Waalsove veze - dodatne veze o kojimaovisi agregatno stanje. Agregatna stanja Podjelu na agregatna stanja treba povezivati sa strukturom materijala i vezama među česticama. Podjela se zasniva na odgovoru materijala na djelovanje sila. Plinovi Atomi i molekule u stalnom su slučajnom i neovisnom brzom gibanju. Volumen prostora mnogo je veći od volumena svih molekula plina. Tekućine Postoje dvije vrste struktura tekućina: a) nastale od kristalnog čvrstog tijela - male nakupine atoma - slabe veze, stalno gibanje, tope se pri određenoj temperaturi b) nastale od amorfnog čvrstog tijela - velike molekule - dugi lanci (kao špagete se izmiču) - polimeri, staklo. Čvrste tvari Kristalne - prostorne veze Amorfne - molekulske tvari - mekane i žilave - staklaste tvari - tvrde, krute. Složene strukture sadrže: tekuću i čvrstu fazu, npr. GEL - velika specif. površina.
4
Pojave kod složenih struktura Tiksotropija - mješanjem zadržava svojstva tekućina, prestankom miješanja gel očvršćava. Primjena kod boja i lakova. Dilatancija - mješanjem viskozni materijal. prestankom mješanja očvršćava. Primjena kod morta i betona. VAZNIJI ELEMENTI: Metali: Na K Ag Ca Mg Mn
I I I II II II
Pb Cu Zn Fe Ni Al
II II II II (III) II III
Nemetali: H Cl Br J F S O
I I I I I II (IV, VI) II
N B P C Si
III, IV V III III IV IV
Kemijski aspekti gradiva Građevni materijali koji su u kontaktu moraju biti KOMPATIBILNI. Glavne grupe spojeva: – oksidi – kiseline – lužine – soli.
OKSIDI Spojevi nekog elementa s kisikom. Dijele se na: - metalne (ZnO,MgO, Al2O3, Fe2O3) - nemetalne (CO2, SO2, SO3) Oksidacija - polagano vezivanje s kisikom bez plamena Gorenje - brzo vezivanje s kisikom uz plamen Eksplozija - trenutno vezivanje s kisikom Redukcija - oduzimanje kisika iz kemijskog spoja.
5
KISELINE Nastaju spajanjem vode s oksidom nemetala. Svaka formula kiseline: - počinje sa H - zatim oznaka elementa po kojem kiselina nosi naziv - na kraju je kisik O (kod većine ), H2SO4, HNO3 Lužine - nastaju spajanjem vode i metalnih oksida. Spojevi sadrže OH grupu (Ca(OH)2, NaOH Soli - nastaju spajanjem kiselina i lužina ili zamjenom vodika u kiselinama metalom. SOLI KARBONATNE: soli su soli ugljicne kiseline: • Na2CO3 • K2CO3 • CaCO3 • MgCO3 SULFATI: soli sumporne kiseline • CaSO4 • MgSo4, • CuSO4, FeSO4, ZnSO4 za impregnaciju drveta SILIKATI:soli silicijske kiseline • Na2SiO3, K2SiO3, CaSiO3 KLORIDI- soli solne kiseline HCL (NaCl, CaCl) Kemijska oštećenja gradiva Kemijska oštećenja gradiva nastaju djelovanjem kiselina ili topivih soli. Štetno djelovanje kiselina - slabljenje strukture gradiva. Štetno djelovanje topivih soli - razaranje veziva, izluživanje (eflorescencija). Djelovanje ugljicne kiseline na Fe nastaje nagrizanje metala-rdja Stetno djelovanje soli moze biti dvojako: Stvaranjem kristalizacijskog pritiska prilikom talozenja u porama materijala Kemijskom reakcijom atoma metala i iona soli otopljenih u vodi koji reagiraju kiselo Otopine Otopine su homogene smjese dviju ili više čistih tvari. Razlikuje se: – otapalo - komponenta koja prevladava, – otopljena tvar - komponenta koje ima manje. Difuzija Difuzija je proces kojim tvar prelazi iz jednog dijela sustava u drugi kao posljedica slučajnoga gibanja molekula. Difuzija nastaje:
6
ako su dvije otopine u kontaktu, a različitih su koncentracija (nastoje se izjednačiti) – ista otopina ako je razlika u temperaturi. Brzina difuzije raste s: – porastom temperature – s većom koncentracijom u sustavu. Matematički izrazi za difuziju: Fickov I zakon 1855. godine - difuzija uz konstantnu razliku koncentracija dvaju medija koji su u kontaktu. Brzina difuzije proporcionalna je gradijentu koncentracije –
F = − D ∂∂Cx F = tok, brzina prijelaza po jedinici presjeka C = koncentracija tvari koja difundira x = prostorna koordinata D = koeficijent difuzije Fickov II. zakon - difuzija uz vremenski promjenjivu koncentraciju tvari koja difundira. Za slučaj jednodimenzionalne difuzije
∂C ∂2C =D ∂t ∂x 2 ORGANSKI SPOJEVI - SPOJEVI UGLJIKA Ugljik ima sposobnost da različito veže svoje atome jednoga na drugi i tako može graditi složene spojeve. Međusobno vezivanje može biti: – u lance – u prstenove – kombinirano. LANČANI SPOJEVI ili ALIFATI Mogu biti: – metanov red – etilenov red – acetilenov red. Oksidacijom metanova reda nastaju: – I korak - alkoholi – II korak - aldehidi – III korak - organske kiseline PRSTENASTI SPOJEVI ili AROMATI
7
Polazni oblik je benzenov prsten. Zamjenom npr. H s OH nastaje fenol, pa karbolna kiselina, pa fenolne smole. Elektroliti su otopine koje provode struju. Pri provođenju istosmjerne struje dolazi do elektrolize: – negativni ioni idu prema anodi (anioni) – pozitivni ioni idu prema katodi (kationi)
ISPITIVANJE MATERIJALA Izbor materijala za građenje jedan je od najvažnijih zadataka, pa inženjer mora poznavati podobnosti nekog materijala za predviđenu namjenu. Izbor će se načiniti djelomično na osnovu: – iskustva, – raspoloživih znanstvenih saznanja. Ponašanje materijala znanstveno se istražuje više stoljeća i mnogi podaci danas stoje svakome na raspolaganju. S novim zahtjevima na materijale i novim vidovima primjene javljaju se novi, još nerješavani problemi, pa je istraživanje materijala stalan zadatak i za budućnost. Pojavljuju se i novi prirodni i umjetni materijali čije se osobine – prije njihove masovne primjene – moraju utvrditi s pouzdanošću. Inženjer nastoji da teoretske postavke i eksperimentalna saznanja uobliči u opće zakonitosti koje se mogu uvijek primijeniti Niz osobina materijala može se tvrditi jedino eksperimentalno. Ponekad utvrđena osobina materijala može se utvrditi jedino eksperimentalno. Ponekad utvrđena osobina ovisi o: – metodi ispitivanja, – upotrebljivim instrumentima, – opremi za ispitivanje i – interpretaciji dobivenih rezultata. Zbog toga u okvir predmeta Ispitivanje materijala spada i poznavanje: – metode ispitivanja, – poznavanje strojeva za ispitivanje, – instrumenata za mjerenje – poznavanje mogućnosti interpretacije rezultata Podaci o materijalima koje će inženjer upotrijebiti u svom radu dolaze iz raznih izvora. Inženjer ih mora objediniti i donijeti odluku da li je materijal takvih karakteristika podoban ili ne. Podaci se mogu ovako klasificirati:
8
Opći opis ponašanja i strukture materijala može biti: – kvalitativan, – kvantitativan – biti rezultat znanstvenih istraživanja ili iskustava. Time je omogućena usporedba pojedinih materijala kao i donošenje zaključaka o ponašanju materijala u uvjetima koji su inženjeru nepoznati. Podaci o osobinama. Kada je materijal izabran (npr. Čelik) tako da su mu opće osobine poznate, moraju se odrediti one materijalne konstante koje omogućuju da se stvarno ponašanje prikaže nekim računskim postupkom (proračunom). Podaci o materijalima moraju biti dostupni na način da se mogu lako izvući iz određenih tabelarnih ili grafičkih prikaza. 1. Opisi novih materijala. Inženjer koji namjerava upotrijebiti neki novi materijal mora biti uvjeren da ovaj udovoljava traženim zahtjevima, ali i da u budućnosti neće pokazati nedostatke. Sve te podatke mora inženjer imati na raspolaganju. 2. Ispitivanje i kontrola kvaliteta. Postojeće metode ispitivanja i kontrola kvalitete stalno se usavršavaju i dopunjuju. Inženjer mora biti informiran o postojećem stanju i novim tendencijama, koje su od utjecaja na donošenje njegovih odluka. Troškovi - Za racionalnu izvedbu objekta moraju biti udovoljeni i uvjeti u pogledu troškova gradnje kao i pogonski troškovi. Interpretacija rezultata ispitivanja Interpretacija statičkih ispitivanja Nakon provedenog ispitivanja pred ispitivačem stoji niz podataka u obliku: – numeričkih podataka mjerenja, – grafičkih zapisa i – kvalitativnih opažanja iz kojih se mora više ili manje kompliciranom interpretacijom doći do zaključaka o izvršenom ispitivanju materijala ili elemenata.
U principu obrada podataka dobivenih ispitivanjem sastoji se iz dva koraka: 1. U prvom se analizira točnost podataka sa svrhom da ispitivač ocijeni koja je pouzdanost zabilježenih podataka i da se korigiraju pogreške do kojih je došlo u toku ispitivanja – pogreške instrumenata za registraciju, – pogreške opažača, – pogreške zbog utjecaja okoline, – sistematske, – slučajne i 9
– grube greške 2. U drugom se korigirani podaci transformiraju u karakteristične veličine iz kojih se zaključuje kako se ispitani materijal ili konstrukcija ponašaju pod djelovanjima kojima su bili izvrgnuti. Metode matematičke statistike mogu se primijeniti već kod prvog koraka, kako bi se dobile srednje vrijednosti podataka mjerenja. Eksperimentalni podaci su slučajne veličine čije vrijednosti karakteriziraju neku fizikalnu pojavu: čvrstoću, deformaciju, pomak Dva uzorka izrađena u identičnim uvjetima imat će uvijek različite karakteristične veličine. Statističkom obradom mogu se uočiti neke sistemske pogreške i dobiti dobar uvid u veličinu slučajnih pogrešaka. Ispitivač obično sakupi veći broj podataka koje želi reducirati kako bi došao do nekoliko karakterističnih veličina koje će prikazati pojavu koju je ispitivao. Najjednostavnije je podatke grupirati u grupe i konstruirati histogram.
MATERIJALI U GRAĐEVINARSTVU Kategorija građevina prema životnom vijeku(prema Britanskom standardu): – PRIVREMENA do 10 godina – KRATKOTRAJNA minimalno 10 godina – SREDNJEG TRAJANJA minimalno 30 godina – NORMALNOG TRAJANJA 60 godina – DUGOTRAJNA minimalno 120 godina NORME ISO _ International Standar Organization Primjena međunarodnih normi niza ISO 9000 su: 1.ISO 9000 – Upravljanje kvalitetom i osiguranje kvalitete 2.ISO 9001 – Sustavi kvalitete- Model za osiguranje kvalitete u projektiranju, razvoju proizvodnji i montaži i korištenju 3. ISO 9002 Sustavi kvalitete- Model za osiguranje kvalitete u proizvodnji i na montaži 4.ISO 9003Sustav kvalitete – Model za osiguranje kvalitete kod završnih ispitivanja i preuzimanja 5.ISO 9004 Upravljanje kvalitetom i elementi Sustava kvalitete Norme ISO su općeg tipa za široku primjenu ne samo za građevinarstvo
10
NORME NIZA 45000 HRN EN 45001 Opci kriteriji za djelovanje laboratorija za ispitivanje HRN EN 45002 Opci kriteriji za ocjenu ispitivackih laboratorija HRN EN 45003 Opci kriteriji za tijela koja akreditiraju laboratorije Europske zemlje su osnovale europska povjerenstva za normizaciju CEN = Europski odbor za normizaciju CENELEC = Europski odbor za elektrotehničku normizaciju Pri CEN djeluju tehničke komisije: CEN TC 51 i CEN TC 104 koje za betone i njegove sastojke izrađuju Evropske norme oznake EN i Europske prednorme oznake ENV prije prihvačanja tih normi one dobivaju prefiks pr (prEN odnosno prENV) Hrvatski zavod za norme HZN – zakon o normizaciji NN 163/03 uredjuje: – nacela i ciljeve normizacije – priprema izdavanje hrvatskih normi i njihovu uporabu – ZAKON o Akreditaciji NN 158/03, 75/09, uredjuje osnivanje i djelatnost nacionalne sluzbe za akreditaciju, odredjuje podrucje akreditacije HAA CERTIFIKAT – POTVRDA O TVORNICKOJ KONTROLI PROIZVODNJE CE OZNAKA SUKLADNOSTI, sastoji se Od CE znaka i naziva ili oznake proizvodjaca i ako je potrebno: Podatke o proizvodu Godine proizvodnje Znak ustanove koja obavlja nadzor Broj EZ –certifikata (ovo je definirano prema ZGP i pravilniku –NN103/08) ORGANIZACIJE NA PODRUČJU ISTRAŽIVANJA MATERIJALA I KONSTRUKCIJA RILEM – Međunarodni savez za ispitivanje i istraživanje materijala i konstrukcija CIB- Međunarodni savjet za građevinarstvo ECCS – Evropski savez za metalne konstrukcije FIB Međunarodna federacija za beton Potvrde o kvaliteti – CERTIFIKATI – provode se za materijale od posebnog značenja za sigurnost građevine (cement, čelik, opeka mort itd) QC- Quality Control PRAVILNICI, PROPISI MINISTARSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA, PROSTORNOG UREĐENJA I GRADITELJSTVA Na temelju članka 16. Zakona o gradnji (»Narodne novine« br. 175/03. i 100/04.) ministrica zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva donosi TEHNIČKI PROPIS ZA BETONSKE KONSTRUKCIJE TEHNIČKI PROPISI ZA DRVENE KONSTRUKCIJE ( NN76/07) TEHNIČKI PROPISI ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (NN 01/07) 11
MINISTARSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA, PROSTORNOG UREĐENJA I GRADITELJSTVA Na temelju članaka 32., 39. i 46. Zakona o građevnim proizvodima (»Narodne novine«, br. 86/08.) ministrica zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva, donosi PRAVILNIK O OCJENJIVANJU SUKLADNOSTI, ISPRAVAMA O SUKLADNOSTI I OZNAČAVANJU GRAĐEVNIH PROIZVODA MINISTARSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA, PROSTORNOG UREĐENJA I GRADITELJSTVA Na temelju članka 15. Zakona o prostornom uređenju i gradnji (»Narodne novine« 76/07 i 38/09), ministrica zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva donosi PRAVILNIK O ENERGETSKOM CERTIFICIRANJU ZGRADA PRAVILNIK O UVJETIMA I NAČINU VOĐENJA GRAĐEVINSKOG DNEVNIKA ( NN 52/99 i 75/99) PRAVILNIK O TEHNIČKOM PREGLEDU GRAĐEVINE (NN 175/03 i 100/04)
NEKOLIKO EN koje se primjenjuju u Hrvatskoj HRN EN- 998-2 /2003 mort za zidane konstrukcije HRN EN 771-1/2004 za zidne elemente –opečeni zidni elementi HRN EN 13164 /AC /2007 toplinsko izolacijski proizvodi za zgrade XPS EN 13 813/2003 –estrich u građevinarstvu HRN EN 520 za gipsane ploče, profili moraju odgovarati normi HRN EN 14195, gips za obradu spojeva HRN EN 13963, a izolacija HRN EN 13 162
STATISTIČKI PARAMETRI U OBRADI REZULTATA ISPITIVANJA Postupcima kontrole kvalitete dokazuju se svojstva građevinskih materijala. Postupci i odabrane metode ispitivanja uvijek su isti (način i uvjeti ispitivanja) – propisani su normama Obrada rezultata ispitivanja sastoji se od: – analize točnosti dobivenih rezultata i otklanjanje uočljivih grešaka – transformacije korigiranih rezultata u karakteristične veličine iz kojih se kako se ispitani materijal pod određenim uvjetima ponaša. Rezultati ispitivanja građevinskih materijala su slučajne veličine i stoga ih treba obraditi statistički. Ispitivanja se više puta ponavljaju ili obavljaju na više istovjetno pripremljenih uzoraka, pa se dobiveni rezultati analiziraju i obrađuju. Najjednostavnije je rezultate grupirati u grupe i konstruirai histogram.
12
Histogram je grafički prikaz učestalosti (frekvencije) pojave rezultata između dvije granice, koje definiraju grupu.
Histogram
Histogram daje opću sliku varijacije dobivenih rezultata i pokazuje grupiranje podataka oko neke veličine, ako takva postoji.
Gausova krivulja normalne raspodjele
Rezultati ispitivanja svojstava većine građevinskih materijala imaju Gausovu normalnu raspodjelu, u kojoj se rezultati ispitivanja grupiraju oko aritmetičke sredine.
Aritmetička sredina, standardno kvadratno odstupanje
n ∑ xi 1 x =i =n
Od aritmetičke sredine se mjere odstupanja i ocjenjuje ujednačenost kvalitete i vjerojatnost točnosti rezultata. 13
n
(x ∑
1 s 2 =i =
−xi ) 2
n Kao mjera veličine rasipanja rezultata rabi se standardno kvadratno odstupanje:
Standardna devijacija, koeficijent varijacije Kao mjera veličine rasipanja rezultata Kao mjera ujednačenosti kvalitete rabi rabi se i standardna devijacija se koeficijent varijacije: n
s =
−
( x −x ) ∑
2
i
i= 1
n
s V = − x
Fraktil Integralna krivulja normalne raspodjele daje UKUPNU VJEROJATNOST(ili FRAKTIL) da jedna veličina bude manja ili veća od unaprijed zadane veličine:
P ( x0 ) =
x0
∫ f ( x)dx
Q( x0 ) =
+∞
∫ f ( x)dx
x0
−∞
Fraktilu P(x0)=5% odgovara granica x=1,645 s, što znači da će po teoriji vjerojatnosti samo 5% rezultata ispitivanja promatranog svojstva materijala biti manje od vrijednosti: −
x −1,645 s
14
Fraktilima određene vrijednosti se u propisima uvjetuju svojstva pojedinih materijala, npr. čvrstoća čelika i čvrstoća cementa s 5%-tnim fraktilom, čvrstoća betona s 10 %-tnim fraktilom. Za manje homogen materijal dozvoljava se veća vrijednost fraktila.
FIZIKALNI PARAMETRI 1.FIZIKALNA SVOJSTVA GRADIVA – masa, gustoca – poroznost – ponasanje prema vodi i plinovima – termicka – opticka – magnetska – akusticna – elektricna 2.MEHANICKA SVOJSTVA – Modul elasticnosti i koeficijent prigusenja – Cvrstoce, granice tecenja – Tvrdoca – Zilavost – Skupljanje – Puzanje 3.KEMIJSKA SVOJSTVA – Reaktivnost pri nastanku odnosno razaranju gradiva 4.TRAJNOST – Oksidacija, – Korozija, – Karbonatizacija – Habanje – Abrazija – Kavitacija – Fizikalna i mehanicka svojstva 5.PROIZVODNA – Lakoca proizvodnje – Montaza, spajanje – Zavrsna obrada 6.ESTETSKA – Izgled – Tekstura – Osjecaj
15
7.EKONOMICNA – Cijena (nabavna, prijevoz) – raspolozivost
GRUPE GRADIVA 1.METALI I LEGURE – zeljezo i celik – aluminij i njegove legure – bakar i njegove legure 2.POLIMERNI MATERIJALI – TERMOPLASTI-PVC PS – ELASTOMERI –guma – DUROMERI –PU 3.KERAMIKA I STAKLO – CEMENT i BETON – GRADJEVINSKA KERAMIKA – SILIKONI – GRADEVINSKO STAKLO 4.KOMPOZITI – DRVO KAMEN BETON I ARMIRANI BETON SPECIJALNI BETON STAKLOARMIRANI POLIMERI – POLIMERNI MATERIJALI
16
PREDNOSTI I MANE GRADIVA METALI – – – –
Prednosti Krutost Zilavost Visoko taliste Otpornost na temperature
Mane – korozija – tvrdoca
POLIMERI – – –
Prednosti Mala volumna masa Lagano oblikovanje Mala korozivnost
Mane – puzanje – krutost KERAMIKA
– – – –
Prednosti Visoko taliste Mala korozivnost Tvrdoca Krutost
–
Mane otpornost na temp.sokove – zilavost
KOMPOZITI – – – – – – –
Prednosti Mogucnost dizajniranja Krutost Cvrstoca Zilavost Otpornost na umor Mala korozivnost
Mane – puzanje – cijena – oblikovanje
FIZIKALNI PARAMETRI – – – – –
Masa Sila Tezina Volumen Gustoca
MASA
17
Ovisi od vrste materijala i volumena tog tijela. Masa koja se nalazi u polju s ubrzanjem a, djeluje na podlogu ili na nekoga tko ju zeli pokrenuti silom F (radi se zapravo o vektorima F=mxa a = g=9,81 m/s2 tako da govorimo o posebnoj sili odnosno tezini definiranoj kao G=mxg GUSTOCA MATERIJALA Je masa m materijala u odnosu na volumen v bez supljina i pora ρ = m / v kg /m= m/vg-vp-vs volumna gustoca je odnos mase materijala na volumen materijala ukljucivo pore ρ = m / vg-vs = m/v plus vp Nasipna gustoca je omjer mase materijala i ukupnog volumena ukljucivo pore i supljine ρ = m/ vg = m/ v plus vp plus vs POROZNOST GRADIVA Fizikalna gradja nekog materijala odredjena je njegovom strukturom koja moze biti kristalna, slojevita, gusta i porozna PORE: – Zatvorene pore – Otvorene-povezane pore – Otvorene nepropusne pore GUSTOCA I POROZNOST MATERIJALA Relativna gustoca materijala „d“ je udiomaterijala bez pora d = ρv/ρ <1 POROZNOST je udio pora u materijalu U= 1-d= 1- …….. POROZNOST je ukupni volumen pora (otvorenih i zatvorenih) suhog materijala u vol.% u odnosu na njegov ukupni volumen.
18
VEZIVA Veziva su materijali koji čvrsto jedno s drugim sljepljuju krupnija i sitnija zrna granulata. Osnovna podjela: – Anorganska ili mineralna – Organska – polimeri Anorganska ili mineralna veziva Anorganska ili mineralna veziva se dobivaju pečenjem prirodnih sirovina (vapnenac, glina), a zavisno od njihovog međusobnog odnosa dobivaju se razne vrste veziva. Dvije glavne grupe: – Nehidraulična ili zračna veziva (koja očvršćavaju samo na zraku, a u očvrslom stanju su topiva u vodi, npr. gips, magnezitna veziva, vodeno staklo) – Hidraulična veziva (koja očvršćavaju samo na zraku, a u očvrslom stanju su netopiva u vodi, npr. hidraulično vapno, razni cementi) Svojstva mineralnih veziva ovise o učešću osnovnih oksida: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, te o temperaturi pečenja. VAPNO
Odvajanje jalovine
KAMENOLOM Lomljenje vapnenca
Usitnjavanje Prosijavanje
PEČENJE čistog vapnenca (CaCO3) na 900 - 1000oC
VERTIKALNE ŠAHTNE PEĆI ROTACIONE PEĆI
CaCO 3
CaO + CO
vapnenac
PEČENO ili ŽIVO VAPNO
granule 8 - 20 cm granule < 8 cm
2
19
Gašeno vapno nastaje gašenjem pečenog ili živog vapna. Proces se sastoji od dodavanja kemijski potrebne količine vode živom vapnu, pri čemu nastaje kalcijev hidroksid tj.mineral portlandit, prema izrazu: CaO + H2O
Ca(OH)2 + 1150 J/g prah tzv.suho gašenje (mala količina vode) moguće samo mokro gašenje - tijesto (veća količina vode)
Svojstva vapna: – Nasipna gustoća 350 – 500 kg/m3 – Dobra obradljivost – Postojan volumen – Mala čvrstoća – Očvršćavanje se zbiva prema izrazu: – Ca(OH)2 + CO2 + H2O CaCO3 (kalcit) + 2H2O Uvjeti kakvoće i ispitivanje vapna: – Građevinsko vapno mora ispunjavati slijedeće uvjete: – CO2 smije biti najviše 7% – CaO + MgO najmanje 80 % a od toga MgO najviše 8 % – Ako je MgO veći od 8% onda se to vapno deklarira kao dolomitno vapno – Ostatak na situ otvora 0,6 mm najviše 0% – Ostatak na situ otvora 0,09 mm najviše 10 % Ostatak na situ Dobiva se tako da se uzorak od 50 grama vapna se suši na temp. 105-110 C Brzina sijanja je 120 potresanja u minuti a zatim se važu ostaci na situ Vodovapneni faktor Određuje se na standardnoj vapnenoj pasti koja se priprema od 600 grama hidratiziranog vapna i toliko vode a rasprostiranje se vrši na potresnom stolu 180+- 2mm Okretanjem ručke potresnog stola podiže se ploča za 10 mm i zatim slobodno pada Postupak je slijedeći:
20
Napuni se stožac sa vapnenom pastom a zatim se stožac skine a okretanjem ručke ploča stola se podiže i pada 15 puta. Nakon toga se mjeri promjer rasprostiranja ako se promjer razlikuje od 180+-2mm onda treba vapnenu pastu zamjesiti s promjenjenom količinom vode. Postojanost volumena vapna Pomješa se 33 g vapna i 66 g kvarcnog pijeska i dio vode potreban za standardnu konzistenciju vapna. Od tajve snjese formiraju se kolačići koji se čuvaju 28 dana pri tem 20+- 2 C i kod vlažnosti od 65 %. Vapno je postojanog volumena ako se nakon 28 dana ne pojave pukotine, ili ne dođe do mrvljenja. Čvrstoća savijanjem i tlačna čvrstoća Ispituje se na standardnim mortnim prizmama veličine 4x4x16 cm. Mort se pripremi od vapna i standardnog kvarcnog pijeska omjera1:3 uz dodatak 15 % vode na ukupnu masu. Nakon 24 sata kalup se otvori i prizme se polaže na drvene letve (sobna temperatura 20 +-2C, nakon 28 dana ispituje čvrstoća na savijanje a na nastalim polovicama ispituje se čvrstoća na pritisak. F= M/W M=P/2*L/2 W=b*h2/6 Građevinski gips Dobiva se pečenjem sadrovca. Pečenjem se djelomično ili potpuno izdvaja kristalna voda, zavisno od temp. pečenja. Štuko gips – dobiva se pečenjem na temperaturi 120 - 190°C, pri čemu se izdvaja približno ¾ kristalne vode i nastaje CaSO4 · ½ H20. Estrih gips – dobiva se pečenjem na temp. do cca 1000 °C, pri čemu se potpuno izdvoji voda i nastaje čisti CaSO4. Pri pečenju gipsa ne mijenja se kemijski sastav, uvijek ostaje kalcijev sulfat (CaSO4). Gipsane žbuke su odlična zaštita od požara. Prilikom vezanja kristalne vode volumen se povećava za cca 1%, te je pogodna ugradnja “tipli” gipsom. Zbog topivosti gipsa u vodi smije ga se upotrebljavati samo u suhom prostoru. Od djelovanja vode može ga se štititi lanenim uljem, lakovima, parafinom. Anhidritno vezivo Anhidrit je prirodni gips bez kristalne vode, (CaSO4). Primjena: – za izradu mortova – za izradu prefabrikata – za podove. 21
Sorel cement Sorel cement se još naziva magnezijoksikloridno vezivo. Osnovna sirovina je magnezijev oksid (MgO) dobiven pečenjem magnezita. Magnezijev oksid se miješa s magnezijevim kloridom i punilima (piljevina, drvena vuna, otpadno pluto i dr.): – 3MgO ·MgCl2 ·11H2O
Hidraulična vapna Hidraulična vapna su veziva koja nakon nekog određenog vremena njegovanja na zraku mogu nastaviti proces očvršćavanja pod vodom, pri čemu: – dio kalcijeva hidroksida regira s ugljičnim dioksidom iz zraka i nastaje CaCO3 – kalcij silikati, aluminati i feriti s dodanom vodom tvore hidrate Hidraulične komponente SiO2, Al2O3, Fe2O3 postoje u glinama, laporu i pucolanima. Glavni nosioci očvršćavanja su kalcijevi silikat hidrati, koji se mogu formirati: – hladnim postupkom - vapneni hidrat + reaktivni SiO2 (odnosno latentno hidraulični materijali) = pucolanska vapna + troska – vrućim postupkom - pečenje vapnenca i gline = hidraulično vapno ili portland cement Pucolanska vapna Pucolanska vapna se sastoje od mješavine vapna i pucolana. Za razliku od latentno hidrauličkih materijala (npr. zgura) pucolani ne mogu sami vezivati I očvršćavati. Pucolani se dijele: – prirodne pucolane – vještačke pucolane. Kvalitetni pucolani se mogu koristiti u proizvodnji tzv. miješanih cemenata. Prirodni pucolani Nastali u geološkoj prošlosti iz vulkanskog pepela ili lave: – u nas to su vulkanski tufovi – u Italiji pucolani (prema mjestu Puzzoli kraj Napulja) – u Njemačkoj tras. Sedimenti organskog porijekla koji sadrže spojeve silicijske kiseline, kao npr. kiselgur, dijatomejska zemlja i dr. Vještački pucolani Materijali koji termičkom obradom dobivaju pucolanska svojstva. To je npr. kod proizvodnje keramičkih materijala pečenjem gline materijal dobiva pucolanska svojstva čija aktivnost zavisi od temperature pečenja.
22
Upravo takvi usitnjeni pucolani pomiješani s vapnom korišteni su u najstarijim civilizacijama (Babilonci, Asirci). Sekundarne sirovine koje imaju pucolanska svojstva, kao npr. elektrofilterski ili leteći pepeli termoelektrana (koje lože ugljen), silikatna prašina iz proizvodnje ferosilicija. Pucolani se koriste osim u proizvodnji miješanih cemenata kao dodaci betonu, za stabilizaciju terena u gradnji prometnica, za ojačanje tla i dr.
Cement Cement je praškasti materijal, koji pomiješan s vodom, kemijskim reakcijama i pratećim fizikalnim procesima prelazi u očvrslu cementnu pastu ili cementni kamen. Portland cement je hidraulični cement proizveden mljevenjem klinkera, koji sačinjavaju uglavnom hidraulični kalcij silikati različitih formi uz istovremeno mljevenje i homogenizaciju s dodatkom sadrovca ili anhidrita. Kemijski i mineralni sastav portland cementa Vapnenac + glina sastoje se od: – kalcij karbonata odnosno oksida silicija, željeza, aluminija. Portlandcementni klinker sastoji se od: – trikalcij silikata (C3S) (čvrstoča, toplina hidratacije) – dikalcij silikata (C2S) (čvrstoča, toplina hidratacije) – trikalcij aluminata (C3A) (rana čvrstoča) – tetrakalcij aluminat ferita (C4AF) – alkalnih oksida (Na2O, K2O..) – gipsa, slobodnog vapna, MgO, i dr. Hidratacija cementa Cement + voda --> započinje proces hidratacije, nastaje --> C-S-H GEL ili tobermoritni gel ili cementna pasta+ oslobađanje topline koja se naziva TOPLINA HIDRATACIJE
23
Shematski prikaz konstituenata portlandcementnog klinkera i produkata hidratacije
ORGANSKA VEZIVA Pri promjeni temperature mijenjaju fizička i mehanička svojstva. Imaju dobru adhezijsku prionljivost na beton, razne stijenske materijale, građevinsku keramiku i na druge građevinske materijale za čiju se zaštitu i obradu najčešće i upotrebljavaju. Hidrofobna su to jest odbijaju vodu,plastična i otporna na djelovanje atmosferlija I raznih kemijski agresivnih sredina. Osnovna su organska veziva - KATRAN I BITUMEN Katran je umjetni materijal, koji se pretežno dobiva suhom destilacijom (grijanjem bez pristupa zraka) čvrstih goriva. Niže je viskoznosti od bitumena. BITUMEN Može biti prirodni i umjetni. - Prirodni se nalazi u prirodnim podzemnim nalazištima (prirodnim rezorvarima i jezerima). Često su njime natopljene vapnene, dolomitne i kvarcne stijene. - Umjetni bitumen se dobiva pri preradi nafte i teških naftnih derivata. Bitumen ima vrlo složen kemijski sastav dispergiranih ugljikovodika, koji s vremenom polimeriziraju i uzrokuju starenje. Osnovna su mu svojstva: - viskoznost, - plastičnost i
24
temperatura omekšanja. Viskoznost bitumena je mjera unutarnjeg otpora kretanju ili promjeni položaja sastavnih čestica (ugljikovodika). Pri povišenju temperature se smanjuje, a pri padu raste. Viskoznost bitumena se najčešće ispituje penetracijom opterećene metalne igle slično kao vrijeme vezanja cementa. Prodiranje je veće kod bitumena manje viskoznosti i obratno. Plastičnost daje bitumenu svojstvo lagane obradivosti pri preoblikovanju u primjeni. Raste s povećanjem temperature pa se bitumen najčešće i primjenjuje u zagrijanom stanju. Ispituje se mjerenjem deformacije pri istezanju uzorka. Temperatura omekšanja predodređuje podobnost bitumena za ugradnju u primjeni i brzinu očvršćavanja. S porastom viskoznosti raste mu i temperatura omekšanja. U praksi i po propisima se s obzirom na svojstva (temperaturu omekšanja i viskoznost) i namjenu razlikuje više vrsta bitumena. Dva su osnovna područja njegove primjene: - asfaltni kolnici - bitumenske hidroizolacije - BITIZOL se primjenjuje u sustavima hidroizolacija podzemnih i nadzemnih objekata - FIGIT ima siroku primjenu u cestogradnji, hidrogradnji I zgradarstvu -
Asfalt Asfalt je smjesa: - bitumena kao veziva, - pijeska i - krupnog agregata kao punila. Ugrađuje se posebnim finišerima i zbija valjcima u još zagrijanom stanju. Radna temperatura mase ovisi o tipu kolničke konstrukcije i o načinu ugradnje. Hladna smjesa se ugrađuje pri temperaturi 5-45 0C, tople pri temperaturi 60-100 0 C, a vruće pri 140-170 0C. Primjenjuje se pri gradnji: - cesta, - aerodroma, - industrijskih podova, - pješačkih staza i sl. Kod hidrotehničkih objekata (kanala, brana,i akumulacija) primjenjuje se kao vodonepropusna podloga. - Vrste i debljine slojeva određuje se projektom ovisno o kategoriji puta i - očekivanom prometnom opterećenju ili - ovisno o uvjetima eksploatacije. 25
BITUMENSKA I KATRANSKA HIDROIZOLACIJA Primjenjuje se u obliku raznih emulzija, pasta i otopina na bazi bitumena, katrana i njihovih smjesa. Bitumenska emulzija se primjenjuje za izradu prethodnih hidroizolacijskih namaza tekuće konzistencije i za izradu osnovnih tekućih ili tjestastih hidroizolacijskih slojeva. Sastoji se od: - bitumena, - mineralnog punila, - emulgatora i - vode. Osim spomenutih hidroizolacijskih materijala za hidroizolaciju podzemnih (temeljnih) i nadzemnih (krovnih) dijelova objekata, primjenjuju se namazi u kombinaciji s trakama, koji se nanose toplim postupkom. Bitumenska trake se primjenjuju kao međusloj i završni sloj temeljnih i krovnih hidroizolacija. Trake su širine 1,4 m i dužine 10 m. Osim bitumenskih traka s uloškom od sirovog krovnog papira proizvode se i bitumenske trake s uloškom od aluminijske folije i bitumenske trake s uloškom od staklenog voala.
Bitumenske hidroizolacijske trake se u jednom ili više slojeva s međupremazima redovno primjenjuju za izradu: – horizontalnih i vertikalnih hidroizolacija temelja – zidova zgrada, – industrijskih hala i – podzemnih komunikacija i – za krovnu hidroizolacija kupola i – ravnih krovova. Lako se prilagođavaju obliku konstrukcije i jednostavno spajaju preklapanjem. Mogu se spajati i zavarivanjem, ako su kao zavarljive proizvedene. Bitumen se u kombinaciji s raznim drugim elastoplastičnim materijalima primjenjuje i za izradu raznih materijala, koji se u obliku kitova ili brtvenih traka primjenjuju za brtvljenje i hermatizaciju: - spojeva elemenata zgrada, - tunela, - rezvoara za vodu, - kanala i - sličnih objekata.
26
Uvjete kvalitete tih materijala dosta su brojni i strogi. Moraju biti nepropusni za vodu, paru i plin, moraju biti otporni na atmosferlije i na niske temerature i moraju biti vremenski postojani. Najbolji brtveni materijali se proizvode u kombinaciji s polimernim materijalima.
CEMENT Cement je građevinski vezivni materijal dobiven usitnjavanjem i pečenjem vapnenca i lapora u fini prah. Koristi se za dobivanje mortova, žbuka i betona kada se miješa o određenim omjerima sa pijeskom, tucanikom i vodom. VRSTE CEMENTA Prema kemijskom sastavu cement dijelimo na dvije skupine: – silikatne i aluminatne Silikatni cementi dobivaju se pečenjem lapora i vapnenca. Najznačajniji iz skupine silikatnih cementa je portland cement, koji služi i kao baza za proizvodnju metalurških, pucolanskih i supersulfatnih cementa. Jedna od vrsta portland cementa je i bijeli portland cement koji se dobiva pečenjem kaolina i vapnenca. Aluminatni cementi dobivaju se pečenjem boksita i vapnenca, koriste se pri izradi vatrostalnih betona, kao i pri betoniranju na vrlo niskim temperaturama.
27
Osnovna kemijska reakcija je : 3CaO · SiO2 + 4H2O → CaO · SiO2 · 2H2O + 2Ca(OH)2 Spoj koji vezuje je CaO · SiO2 · 2H2O. Osim tih vrsta cementa postoje još: – cement opće namjene – metalurški cement – bijeli portland cement – sulfatno otporni cement – aluminatni cement Proizvodnja cementa Proces proizvodnje cementa dijelimo na 4 osnovna podprocesa : – proizvodnja sirovine – proizvodnja klinkera – proizvodnja cementa – pakiranje i otprema Cjeline proizvodnog procesa: U kamenolomu se eksploatiraju sirovine laporoviti vapnenci (imaju veliki sadržaj CaCO3) glineni pijesci (sadrže određene omjere oksida kalcija, silicija, aluminija i željeza), (niski lapor, visoki lapor). Nakon iskapanja sirovine, sirovina se usitnjava u drobilicama do potrebitih granulacija (1-8 cm) nakon čega se skladišti na deponiju sirovine. Na deponiji sirovine sirovina se predhomogenizira (skladišti se vodoravno a eksploatira okomito radi ujednačavanja smjese sirovine). Nakon predhomogenizacije sirovina se suši u sušari na zadanu vlašnost. Sirovina se dalje melje u mlinu sirovine do te mjere da samljevenu frakciju odnosi struja zraka u silos homogenizacije. U silosu homogenizacije sirovina se iz raznih ćelija (kombinacijom) ispušta u silos da bi se postigao određeni sastav sirovine. Upuhivanjem zraka sirovina se miješa, rahli i fino homogenizira. Nakon silosa homogenizacije sirovina se transportira u izmjenjivač topline. Izmjenjivač topline ubrzano predzagrijava sirovinu prije ulaska u peć, povećavajuči energetsku učinkovitost peći jer je sirovina kalcinirana 20-40 % prije pečenja. Višak topline i plinova odvodi se u vrećasti filter. Vrećasti filter se sastoji od više slojeva tekstila koji filtriraju čestice materijala iz plinova (iz svih dijelova tehnološkog procesa). Fina prašina se vraća u silos homogenizacije ili se dodaje cementu u silosu klinkera. Zagrijeni plinovi se vraćaju u sušaru i/ili izmjenjivač topline. U mlinu cementa cementni klinker se melje u fini prah. Pri mljevenju dodaje se oko 5% prirodnog ili umjetnog gipsa (koji služi za kontrolu brzine vezivanja) a od ostalih dodataka dodaju se (ili mogu biti dodani) troska, tuf, vapnenac, filterska prašina (leteći pepeo). U cement se vrlo često dodaje između 10 i 30 % minerala, pepela iz termoelektrana na ugljen, zgure iz proizvodnje željeza. Konačni proizvod je cement, fini sivi prah. Nakon mljevenja cement se pakira u vreće od 25 kg, 50 kg ili skladišti u silose. 28
Primjena cementa Zidarski radovi: mort za zidanje, mort za žbukanje (žbuka), podloge i glazure, izrada betona Označavanje cementa Praksi i literaturi cement se pojavljuje nekoliko načina označavanja cementa. Razlikuju se označavanje cementa prema HRN (stare oznake), HRN EN 197-1 i označavanje prema ASTM (American Society for Testing and Materials) . OPIS OZNAKA: Neke vrste portland cementa u Hrvatskoj prema normi HRN EN 1971:2003 : CEM II/B-M (P-S) 32,5 N CEM II/A-M (S-V) 42,5 N CEM II/B-M (S-V) 42,5 N CEM II/A-LL 42,5 R CEM II/A-M (S-LL) 42,5 N CEM II/A-S 42,5 R CEM II B-M/(V-LL) 32,5 R CEM I 42,5 R CEM I 52,5 N
CEM Cement prema normi HRN EN 1971 I Portland cement II Portland miješani cement A Dodatak 6-20% B Dodatak 21-35% M Miješani dodatak P dodatak prirodni pucolan (tuf) V dodatak silicijski leteći pepeo LL Dodatak vapnanac S dodatak granulirana zgura visoke peći (troska) 32,5, 42,5, 52,5 Razred čvrstoće normiran za nakon 28 dana R Visoka rana čvrstoća nakon 2 dana N Obična rana čvrstoća nakon dva dana
BETON Smjesa agregata, vode i veziva (cementa) Nearmirani betoni Armirani betoni Prednapregnuti beton Oznake cementa prema standardu CEM I-V: – I čisti portlandski ement – II Portlandski cement s dodacima
29
– – – –
– – – –
III Metalurški cement IV Poculanski cement V Mješani cement Dodaci: S-zgura visoke peći V/W leteći pepeo L/LL vapnenac P/Q pucolan T pečeni škriljevac D SiO2 prašina Na primjer CEM II A-S 42,5 N N oznaka za obično očvršćivanje R oznaka za brzo očvršćivanje Tlačna čvrstoča: 32,5 , 42,5 ili 52,5
Vrste cementa Obični cement CEM 32,5 ili 42,5 N Brzo vezujući cement CEM 42,5 R ili 52,5 Cement iz visoke peći CEM III 32,5 N ili 32,5 R Oznake kod nas : – PC –portland cement – M – metalurški cement – P – pucolanski cement Kontrola cementa Prema normi HRN EN 206-1: Kontrola se provodi u: - centralnoj betonari (tvornica betona) - betonari pogona za pred gotovljene betonske elemente - betonari na gradilištu AGREGAT Prirodni agregat: - Drobljeni agregat, - vučeni nanos Umjetni agregat: – glinopor (pečena glina) – ekspandirani škriljac – perlit Prirodni agregati Podjela stijena prema podrijetlu: - vulkanskog - sedimentnog - metamorfnog 30
Podijela -
prema mineraloškom sastavu: pretežno silikatni pretežno karbonatni miješani sastav
Proizvodnja agregata - Kopanje šljunka: - Odvajanje batude - Sijanje i pranje- krupne frakcije-drobljenje - Separiranje sitnih frakcija- pijesak Granulacija agregata Odabir zrna ravna se prema debljini građevnog dijela i prema razmaku armature Ako nije drukčije navedeno prikladnim se smatra GK 22 GRANULACIJA AGREGATA: – GK 4 – GK 8 – GK 11 – GK 16 – GK 22 – GK 32 u mm – Ima i od 32-63 i 63 do 125 mm
Svojstva agregata: – Čistoća – Tvrdoča i žilvost – Čvrstoća – Postojanost – Granulametrijski sastav VODA – – – – –
Za pranje agregata Za spravljanje betona Za njegu betona pH faktor 4,5 – 9,5 Upotrebljava se voda iz vodovodne mreže ili iz obližnjeg bunara odnosno rijeke ali pod uvijetom da bude čista
Zaštitni sloj betona mora ispunjavati i slijedeće zahtjeve:
31
-
-
-
armatura treba imati barem min. Zaštitni sloj da bi se osigurala zaštita od korozije zaštitnim slojem mora se zaštititi i neovisna armatura zaštitni sloj ne smije biti manji od cmin iz gore navedene tabele betoni koji su izloženi jakom mehaničkom djelovanju može se otpornost na habanje poboljšati povećanjem zaštitnog sloja za oko 5 mm za razred izloženosti XM1 10 mm za razred izloženosti XM2 15 mm za razred izloženosti XM3 Za beton u dodiru s tlom treba zaštitni sloj povećati za dodatnih 50 mm i treba iznositi 75 mm
UGRADNJA BETONA (HRN ENV 13670-1) Izvođač provjerava dali je beton u skladu sa zahtjevima iz projekta bet. Konstrukcije prije same ugradnje postoji tzv. vizualna kontrola konzistencije betona i kontrola otpremnica od proizvođača betona koji je dopremljen na gradilište. Kontrolni postupak svježeg betona provodi se na gradilištu-uzimanjem uzoraka sviježeg Betona ali ne manje od 1 uzorka za istovrsni element betonske konstr. Ako je količina betona veća od 100m3 za svakih slijedećih ugrađenih 100 m3 uzima se po jedan dodatni uzorak. O svim uzetim uzorcima za ispitivanje betona vodi se evidencija. U slučaju da razred tlačne čvrstoće betona na dijelu konstrukcije u koji je ugrađen beton nema dokazani razred tlačne čvrstoće, provest će se naknadno ispitivanje tl. čvr. Betona u konstrukciji prema HRN EN 12504-1 .
UGRAĐIVANJE ARMATURE Za arm.bet element ugrađuje se armatura prema projektu betonske konstrukcije Izvođač mora prije početka ugradnje armature provjeriti je li arm. u skladu sa zahtjevima iz projekta bet. konstrukcije te je li prilikom skladištenja i rukovanja došlo do njezinog oštećenja, deformacije ili druge promjene koja bi bila od utjecaja na tehnička svojstva bet. konstr. Nadzorni inženjer provjerava: - ispravu o sukladnosti za čelik za armiranje ili - čelik za prednapinjanje - jesu li iskazana svojstva sukladna zahtjevima iz projekta betonske konstrukcije - provjeriti da li je armatura postavljena i izrađena u skladu sa projektom - dokumentirati nalaze svih provedinih provjera zapisom u građ. Dnevnik. DODACI BETONU
32
Kemijski dodaci: - plastifikatori - dodatak za zadržavanje vode - ubrzivač vezanja - ubrzivač očvršćivanja - usporivač vezanja - dodatak za vodonepropusnost - dodatak za betoniranje pri niskim temperaturama Mineralni dodaci betonu: - punila (fileri) - pigmenti - leteći pepeo - silicijska prašina Kontrola kemijskog i mineralnog dodatka betonu provodi se u centralnoj betonari (tvornici betona), ili u betonari pogona za predgotovljene betonske elemente HRN EN 934. Uporabljivost betonske konstrukcije Pri dokazivanju uporabljivosti bet. konstr. treba uzeti u obzir: - Zapise u građ. dnevniku (svojstva građ. proizvoda) - Rezultate nadzornih radnji i kontrolnih postupaka - Dokaze uporabljivosti koje je izvođač osigurao tokom građenja - Rezultate ispitivanja pokusnim opterećenjem Pokusnim opterećnjem ispituju se: - mostovi raspona većeg od 15 m - tribine u sportskim građevinama i dvoranama razne namjene - krovne konstr. raspona većeg od 30 m - betonske konstrukcije koje se prvi puta izvode novim teh. postupkom Održavanje betonskih konstrukcija Učestalost redovitih pregleda u svrhu održavanja betonske konstrukcije provodi se sukladno zahtjevima projekta bet. konstrukcije ali ne rjeđe od: - 10 godina za zgrade javne i stambene namjene - 2 god. za mostove - 5 god. za industrijske, prometne infrastrukturne i druge građevine Način obavljanja pregleda Vizualni pregled - utvrđivanje položaja i veličina napuklina i pukotina te drugih oštećenja bitnih za očuvanje meh. Otpornosti. Utvrđivanje veličine progiba glavnih nosivih elemenata. Utvrđivanje stanja zaštitnog sloja armature za bet. konstrukcije u umjereno ili jako agresivnom okolišu.
33
Pukotine 1. Pukotine nastale prije očvršćavanja betona tzv. plastične pukotine-mrežaste pukotine nastaju uslijed loše njege betona ili pukotine koje su nastale uslijed pomaka konstrukcije odnosno oplate 2. Pukotine koje nastaju nakon očvrsćavanja betona i to uslijed: - -agregat podložan skupljanju a)fizikalnih razloga – -skupljanje uslijed sušenja – -korozija armature b)kemijskih razloga – alkalno agregatna reakcija – -karbonatizacija cementa – -ciklusi zamrzavanje, odmrzavanje c) toplinskih razloga – vanjske promjene temperature – -rano toplinsko skupljanje – -preopterećenje uslijed nezgode d)konstrukcijskih razloga – -puzanje – -projektirano opterećenje Lagani betoni Su betoni koji se izgrađuju pomoću posebno laganih agregata Dodaci mogu biti: – mineralni: drobljena opeka, šljaka, prirodni bims,šljaka od lave, umjetni šuplji agregat (perlit, ekspandirana glina) – organski: piljevina, ostaci blanjanja, treset, trska slama Porasti i pjenobetoni Porasti betoni –dodaci: aluminijski prah, cinčani prah, legure kalcija, kalcijkarbid, kalcijev klorid, amonijak itd. Pjenobeton- dodaci: vodeno staklo, biljna pjena, želatina, sulfonska kiselina itd. Rokovi skidanja oplate u danima Rokovi skidanja bočno postavljene oplate: – Razred čvrstoće Razred čvrstoće betona – cementa C8/10 C12/15 C16/20 ≥C20/25 – 32,5 i 42,5 N 3 2 2 1 – 42,5 R i 52,5N 2 1 1 – 52,5 R 1 1 Rokovi skidanja nosive oplate u danima: – Razred čvrstoće Razredi čvrstoće betona – cementa C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 34
32,5 i 42,5 21 20 19 17 15 – 42,5 R i 52,5N 18 17 15 12 10 10 – 52,5 R 14 13 12 10 8 6 Minimalni rokovi vrijede za prosječne dnevne temperature od preko 12 do 20 °C Rokovi smiju biti i manji ako se kontrolom čvrstoće može dokazati da beton i prije vremena ispunjava 80 % zahtijevane čvrstoće. –
MORTOVI VRSTE MORTOVA Ovisno o namjeni razlikuju se sljedeće osnovne vrste mortova: - mortovi za zidanje - mortovi za žbukanje - injekcioni mortovi - dekorativni mortovi - hidroizolacijski mortovi - mortovi za toplinsku i zvučnu izolaciju - mortovi za zaštitu od zračenja Mort za zidanje Mort za zidanje je vezno sredstvo za povezivanje pojedinacnih zidnih elemenata u integralni element - ZID.
35
Mort je smjesa veziva i pijeska s maks.veličinom zrna 4mm Vrste morta za zidanje: - prema vezivu: -vapneni mort -produžni mort -cementni mort -gipsni mort - prema konzistenciji: -tekući mort -plastični mort - prema DIN-u 4226: -normalni mort - mort gustoće >1,5 kg/dm3 -lagani mort - mort gustoće <1,5 kg/dm3, a prema sposobnosti provođenja topline dijeli se na LM 21 i LM 36 (mort gustoće <1,0 kg/dm3 primjenjuje se kao toplinska zaštita) -cementni mort s pijeskom do 1mm veličine zrna (uobičajeno se isporučuje suho pakirani)
Sastojci morta: - cement - vapno (hidraulično i živo) - pijesak -0-4mm - voda - dodaci za: - a)smanjivanje vode -plastifikatori - b)povećanje prionljivosti - adhezivi -
c)povećanje poroznosti – aeranti
Vapneni mort Primjenjuje se za zidanje i žbukanje zidova od kamena, opeke, raznih blokova i dr. Vapneni mort ima vrlo male čvrstoće. Sporo očvršćava i to neravnomjerno po cijeloj masi. Nije postojan u vodi. Pod utjecajem vlage brzo propada . Cementni mort
36
Upotrebljava se za zidanje i žbukanje zidova svih vrsta, za izradu košuljica i podloga, za injektiranja. Ima znatno veće čvrstoće od vapnenog morta. Pod normalnim uvjetima tijekom uporabe vrlo je postojan i trajan. Gipsni mort Upotrebljava se za unutarnja žbukanja. Nije pogodan za vanjske radove jer nije postojan na vlazi . Može se primjenjivati mješavina samo gipsa i vode ili gipsa, vode i pijeska. Mješavine samo gipsa i vode vrlo brzo stvrdnjavaju, pa ih se mora odmah upotrijebiti . U mješavini gipsa i vode treba uzeti vode 80% u odnosu na masu gipsa. Produžni mort S obzirom na vapno kao sastojak morta, ova vrsta morta ima bolju obradljivost i ugradljivost nego cementni mort. Koristi se za zidanje i žbukanje svih vrsta zidova, pa i vanjskih.
37
ŽBUKA Žbukom se štiti površina građevine od štetnih utjecaja i pokriva, dajući površinama estetski izgled. Očvrsla žbuka mora odgovarati uvjetima: - u pogledu čvrstoće mora odgovarati uvjetima klase žbuke
-žbuka za vanjske površine : - mora biti otporna na mraz, što znači da u vodozasićenom stanju nakon 25 ciklusa smrzavanja i odmrzavanja pad čvrstoće na tlak < 20% gubitak mase < 2% - -mora biti propusna za zrak, a odbijati vodu -žbuka za unutarnje površine : -mora biti propusna za zrak i kapilarno upijati vlagu
Mortovi za žbukanje Za žbukanje se upotrebljavaju sve vrste mortova. Nanošenje na zidove uglavnom je u dva sloja- prvi osnovni i drugi završni. Radi dobrog prianjanja, prije osnovnog sloja se na zid nanosi tzv. “špric-mort”- sloj veoma plastičnog morta debljine nekoliko milimetara, zatim osnovni sloj, pa nakon toga drugi završni sloj. Za završni sloj upotrebljava se sitniji pijesak. Dekorativni mortovi: Upotrebljavaju se za završnu obradu zidnih vanjskih i unutarnjih površina. Kao vezivo za ove mortove upotrebljava se obični, bijeli i obojeni cementi, vapno i gips, pigmenti (npr. za zelenu boju oksidi kroma, za crvenu oksidi željeza, za žutu hidroksid željeza). Radi povećanja otpornosti na djelovanje atmosferilija, dekorativnim mortovima dodaju se hidrofobne tvari. Injekcijski mortovi Sastav injekcijskih mortova ovisi o: - elementu konstrukcije i njegovim geometrijskim karakteristikama, - načinu injektiranja i dr. Za vezivo u injekcijskim mortovima mogu se upotrijebiti razne vrste cementa, s dodatkom mineralnog agregata-pijeska i bez tog dodatka te aditivom u mješavini ili bez njega. Od pijesaka koristi se najčešće kvarcni pijesak, kameno brašno, pucolani, zgure.
38
Hidroizolacijski mortovi Spravljaju se s cementima viših klasa, pijeskom, vodom i aditivima. Ako se primjenjuju u kemijski agresivnom okolišu, često se upotrebljava sulfatno otporni ili neki drugi specijalni cement kao vezivo. Od aditiva upotrebljavaju se plastifikatori, aeranti i brtvila. Mortovi za toplinsku i zvučnu zaštitu Volumna masa ovih mortova je 600 - 1200 kg/m3. Spravljaju se s mineralnim vezivima, jednozrnatim pijeskom 3 - 5 mm dobivenim od lakih poroznih materijala (šljake, tufa, perlita, ekspandirane gline ..). Granulometrijski sastav pijeska i količina potrebnog veziva određuje se tako da se dobije optimalna poroznost očvrslog morta. Mortovi za zaštitu od zračenja Primjenjuju se za zaštitu od rentgenskog, gama ili neutronskog zračenja. Volumna masa ovih mortova je velika, veća od 2200 kg/m3. Kao veziva se upotrebljavaju razne vrste cementa, a pijesak barit ili neke druge vrste s maks. zrnom do 1,25 mm. Radi poboljšanja zaštite mogu se u sastav dodavati litij, kadmij, olovo i dr.
39
PODJELA MORTOVA PREMA TEHNOLOGIJI SPRAVLJANJA Spravljanje na gradilištu - na gradilištu se spravlja mješanjem sastojaka (vezivo, pijesak, voda, aditivi) Predgotovljeni mortovi - nove tehnologije, u tvornici se miješaju u suho sastojci vezivo i pijesak, pakiraju u vreće i tako isporućuje na gradilište, na kojem se dodaje voda i spravlja mort. Njegovanje Žbukati se ne preporuča pri ekstremnim temperaturama (niskim ili visokim), a ovisno o termohigrometrijskim uvjetima okoline propisuje se način i dužina trajanja njegovanja. Uobičajeno se preporuča njegovati vodenom maglicom oko 7 dana. Na fasadama se preporuča stavljati platno protiv pljuska, vjetra ili sunca. Kontrola kvalitete Kontrola kvalitete provodi se prema programu kontrole koji se izrađuje na tamelju troškovnika. Kod žbukanja : -unutrašnjih zidova - uzima se 1 uzorak na 1000 m2 žbuke -fasada - uzima se 1 uzorak na 500 m2 žbuke.
GLAZURE VRSTE GLAZURA prema načinu izvođenja: – vezani glazura - postoji izravna veza između nosive konstrukcije i novog sloja poda (za vezu se upotrebljavaju premazi ili deblji slojevi veznog sredstva), – glazura razdvajajućim slojem između nosive podloge i novog sloja (za razdvajanje se upotrebljavaju folije, impregnirani papir, karton), – plivajući glazra.
VRSTE PODOVA Prema namjeni: - izolacijski - primarna funkcija zvučna ili toplinska izolacija, - podovi visokih čvrstoća, - podovi visoke tvrdoće i otpornosti na habanje, - industrijski.
40
Prema vezivu: -
anhidritni magnezijski cementni asfaltni polimerni
Anhidritni podovi Anhidritni podovi se izrađuju od anhidrita (anhidrit je prirodni gips bez kristalne vode ) i pijeska, pomiješanih u volumnom omjeru 1 : maks. 2,5, uz dodatak plastifikatora. Pri miješanju treba upotrijebiti min. 450 kg anhidritnog veziva na m3 gotovog poda. Prema čvrstoći na tlak anhidritni podovi su podijeljeni u klase, AE 12 - AE 40. Njegovanje anhidritnog poda nije potrebno, jer već nakon 1 - 2 dana može se po podu hodati, a nakon 10 dana mogu se nanositi završni slojevi. Magnezijski podovi Magnezijski podovi se izrađuju od magnezijeva oksida (MgO), magnezijeva klorida MgCl2 (ili druge soli) i organskog ili anorganskog punila, koje je već unaprijed obojano. Magnezijski podovi se mogu primjenjivati samo u suhom prostoru i ne smiju se čistiti vodom. Od vlage zaštićuje ih se nanošenjem ulja ili nekog drugog zaštitnog sredstva na površinu izvedenog poda. Ako se magnezijski pod izvodi na armiranobetonsku ploču, mora se ploča zaštititi od mogućeg prodora vlage iz magnezijskog sloja, zbog korozije armature. Magnezijski podovi se iz toga razloga ne smiju postavljati na prednapetim elementima. Svi metalni dijelovi koji se ugrađuju u magnezijski pod moraju se zaštititi od korozije, i to prije ugradnje. Magnezijski podovi su podijeljeni u klase prema čvrstoći, gustoći, i prema površinskoj tvrdoći. CEMENTNI PODOVI Cementni podovi se izrađuju od cementa, agregata ( maks. zrno 3 -16 mm ) i dodataka Veličina maks. zrna ovisi o projektiranoj debljini poda. Za podove debljine ≤ 4 cm može se upotrijebiti maks. zrno 8mm, a za veće debljine do 16 mm. Pri izradi kumulativne granulometrijske krivulje, treba se uklopiti u područje između krivulja A i B (HRN U.M1.O10). Ovisno o tome što je primarna funkcija cementnog poda, projektom se propisuju uvjeti, kako je dano u sljedećoj tablici. Cementni podovi su podijeljeni u klase prema čvrstoći, i prema otpornosti na habanje. 41
Asfaltni podovi Asfaltni podovi su izrađeni od bitumena ili tvrdog bitumena (ili mješavine jednog i drugog) i filera, a prema dubini prodiranja ticala (prema DIN 1996) dijele se u 4 klase tvrdoće. Asfaltni podovi se većinom izvode na temperaturi između 210 i 250oC, a za ohlađivanje posipa ih se sitnim pijeskom. Za debljine slojeva veće od 4 cm rade se u dva sloja. Asfaltni podovi ne zahtijevaju dilatiranje, može ih se izvoditi pri svim vremenskim uvjetima i vodonepropusni su. Asfaltni podovi su termoplastični i deformiraju se pri zagrijavanju. PLIVAJUĆI PODOVI Plivajući podovi se postavljaju na sloj izolacije koja mora zadovoljiti u pogledu toplinskih i/ili akustičnih svojstava. Prije polaganja izolacijskog sloja treba osigurati zadovoljavajuće stanje ravnosti podloge-površinskog sloja nosivog elementa, da se ne dogodi probijanje izolacijskog sloja. Instalacije koje su proboji kroz armiranobetonske ploče treba odvojiti od ploče slojem izolacije. Minimalne debljine za razne vrste plivajućih podova i uvjeti za čvrstoću i tvrdoću, za prometno opterećenje od 1,5 kN/m2, dani su većinom tablično. Za veća prometna opterećenja treba debljine povećati. Vezani podovi Vezani podovi se izvode na nosivi element i mogu biti završni sloj ili ih se može još završno obrađivati. Ne mogu se izvoditi sve vrste podloga na sve materijale nosivih elemenata. Kao vezani pod primjenjuju se sljedeći podovi: anhidritni, magnezijski, cementni, asfaltni.
Podovi na razdvajajućem sloju Podovi na razdvajajućem sloju su podovi koje se izvodi na tanke podloge prethodno postavljene na nosivi element. Kao podloge za razdvajanje upotrebljavaju se polietilenske folije min. debljine 0,1mm (bolje 0,3mm), bitumenske trake s umetnutim papirom ( min. 100g umetka/m2 ), staklom armirane folije ( min. 50g/m2 ) ili dr. Konstrukcijske dilatacije treba slijediti i u sloju poda. Preporuča se razmak fuga za cementne podove općenito 5 - 8 m, a kod velikih debljina 6 - 10 m, s tim da se za veća opterećenja vrijednosti smanjuju za 25 do 50%.
42
Debljina poda na razdvajajućem sloju mora biti tolika da može preuzeti predviđeno opterećenje i naprezanja unutar materijala koja nastaju uslijed skupljanja i temperaturnog djelovanja. Predlažu se sljedeće debljine : -20 mm za asfaltne podove -30 mm za anhidritne i magnezijske podove -35 - 40 mm za cementne podove Kao podovi na razdvajajućem sloju izvode se sljedeći : anhidritni, magnezijski, cementni, asfaltni. Tvrdootporni podovi Kao tvrdootporni podovi izvode se : cementni, asfaltni, magnezijski podovi, i njih se prema opterećenju koje mogu preuzet, dijeli na grupe : - grupa I - teško - teški teretni promet, hale s teškim vozilima - grupa II -srednje - pogoni za izradu strojeva, montažne hale - grupa III -lako - vozila s mekim kotačima do 2t osovinskog pritiska i do 200 vozila na dan (radionice, garaže ) Podovi s polimerima Polimeri se mogu upotrijebiti u podovima kao : - tanki slojevi od nekoliko milimetara debljine polimera naneseni na betonsku ili drugu nosivu podlogu - polimer kao dodatak cementnim podovima, u svrhu poboljšanja čvrstoće veze s podlogom, povećanja čvrstoće na savijanje, poboljšanja obradivosti i modula elastičnosti. - polimer kao vezno sredstvo, debljine od nekoliko milimetara do 2-3 cm. Kontrola kvalitete za podove Kontrola kvalitete provodi se prema programu kontrole koji se izrađuje na tamelju troškovnika. Uobičajeno se uzima 1 uzorak na 500 m2 izvedenog poda.
GLAZURE I ESTRIH NORME vezane uz glazure – estrihe:
43
-EN 13813:2002 evropska norma za „ Estrichmoertel und Estrichmassen“,ova evropska norma je od tehničkog Komiteta CEN/TC 303 „Estriche im Bauwesen“ obrađena i 14.septembra 2002 prihvaćena. Na temelju članka 9. Zakona o normizaciji, Hrvatski zavod za norme prihvatio je slijedeće Evropske norme u izvorniku na engleskom jeziku kao hrvatske norme: -HRN EN 13892-1:2003 Ispitne metode za materijale za in situ podove (estrihe)-1. dio: Uzorkovanje, izrada i njegovanje uzoraka za ispitivanje -HRN EN 13892-2:2003 Ispitne metode za materijale za in situ podove (estrihe)-2. dio: Određivanje čvrstoće pri savijanju i tlačne čvrstoće -HRN EN 13892-3:2003 Ispitne metode za materijale za in situ podove (estrihe)-3. dio: Određivanje otpornosti na habanje-Boehme -HRN EN 13892-6:2003 Ispitne metode za materijale za in situ podove (estrihe)6.dio: Određivanje površinske tvrdoće - HRN EN 13892-8:2002 Ispitne metode za materijale za in situ podove (estrihe)-8. dio: Određivanje čvrstoće prionjivosti -HRN DIN 18201 tolerancije u graditeljstvu-Pojmovi, načela, primjena, ispitivanje (DIN 18201:1997). Državni zavod za normizaciju i mjeriteljstvo DZNM na prijedlog tehničkog odbora i provedene rasprave prihvatio je njemačku normu DIN 18201:1997 u izvorniku na njemačkom jeziku kao hrvatsku normu. -HRN EN 13163 prvo izdanje veljača 2002 – Toplinsko-izolacijski proizvodi za zgrade – Tvornički izrađeni proizvodi od ekspandiranog polistirena (ESP)— Specifikacija (EN 13163:2001). Europska norma13163:2001 ima status hrvatske norme. Ispravak gore navedene norme slijedio je u lipnju 2007 pod nazivom EN 13163/AC u izvorniku na engleskom jeziku koji je prihvaćen kao hrvatska norma i objavljen u HZN glasilu (Hrvatski zavod za norme) 3/2007od 30.6.2007. -HRN EN 13164 prvo izdanje veljača 2002 – Toplinsko-izolacijski proizvodi za zgrade- Tvornički izrađeni proizvodi od ekstrudirane polistirenske pjene (XPS) – Specifikacija (EN 13164:2001). Europska norma EN 13164:2001 ima status hrvatske norme.
44
Glazure se postavljaju na nosivu podlogu (arm. betonska ploča ili druga nosiva podloga ili na slojeve toplinske odnosno zvučne izolacije). Nakon očvršćivanja, glazura služi kao podloga za podove (parket, PVC, textil , daščani pod , keramičke pločice ili kamen) ili pak sama glazura služi kao završna hodna površina. PODJELAMA I VRSTAMA GLAZURA: Prema načinu izvođenja postoje 3 vrste glazura: A) glazura direktno postavljena na nosivu podlogu
2
1
3
1 . G L A Z U R A (E S T R IH ) 2 . R U B N A E L A S T I F I C IR A N A T R A K A 3 . N O S IV A S T R O P N A K O N S T R U K C IJ A
Slika 1 Glazura direktno postavljena na nosivu podlogu B) glazura razdvojena od nosive podloge izolacijom, tzv. razdjelna glazura
45
2
1 3 4
1. 2. 3. 4.
G L A Z U R A (E S T R IH ) R U B N A E L A S T IF IC IR A N A T R A K A R A Z D J E L N I S L O J - P E ili B I T U M E N S K A F O L I J A N O S IV A S T R O P N A K O N S T R U K C I J A
Slika 2 glazura razdvojena od nosive podloge izolacijom, tzv. razdjelna glazura
C) plivajuća glazura koja je toplinskom i zvučnom izolacijom odvojena od nosive konstrukcije
46
1 6
2 3 4 5 7 8
1 2 3 4
. . . .
Z G P E -
A V R Š N A P O D N A O B LO G A - P A R K E T L A Z U R A ( E S T R I H ) - D E B L J IN E m in . 3 5 m m E F O L IJ A 0 .2 m m L A S T IF IC IR A N I E K S P A N D IR A N I P O L IS T IR E N Z V U Č N A IZ O L A C IJ A P R O T IV U D A R N O G Z V U K A U D V A S LO JA 5 . T O P L IN S K A IZ O L A C IJ A - E P S ili M IN E R A L N A V U N A 6 . R U B N A E L A S T IF IC IR A N A T R A K A 7 . N O S IV A S T R O P N A K O N S T R U K C IJ A 8. ŽB U K A
Slika 3: plivajuća glazura između etaža
47
1 2 3 4 5 6 7 8
P O D R U M - G R IJ A N I P R O S T O R P ODRUM N E G R IJ A N I P RO S TO R
1. 2. 3. 4.
ZAVRŠN A PODN A O BLO GA - PARKET G L A Z U R A ( E S T R IH ) - D E B L J I N E m in . 3 5 m m P E F O L IJ A 0 .2 m m i 5 . T O P L I N S K A I Z V U Č N A I Z O L A C IJ A - E P S ili M I N E R A L N A V U N A P O L A G A N A U D V A S L O J A U M E Đ U S O B N O O K O M IT O M S M JE R U B E Z P R E K L A P A N J A S L J U B N IC A 6 . R U B N A E L A S T IF IC I R A N A T R A K A 7 . N O S IV A S T R O P N A K O N S T R U K C IJ A 8. ŽBUKA
Slika 4: Plivajuća glazura iznad podrumskih prostorija
48
4 11 12
3 2 1
10 9 8 7 6 5
1 2 3 4 5 6 7 8
. . . . . . . .
D R E N A Ž N A Z A Š T IT N A F O L IJ A T O P L IN S K A IZ O L A C I J A - X P S P L O Č E H ID R O IZ O L A C IJ A Z A G L A Đ E N A P O V R Š IN A Z ID A Š L J U N Č A N I N A S IP A R M IR A N O B E T O N S K A P O D N A P L O Č A H ID R O IZ O L A C IJ A T O P L IN S K A IZ O L A C IJ A - E P S i li M I N E R A L N A V U N A P O L A G A N A U D V A S L O J A U M E Đ U S O B N O O K O M IT O M S M J E R U B E Z P R E K L A P A N J A S L J U B N IC A
9 1 1 1
. 0 1 2
P E F O L IJ A . G L A Z U R A - C E M E N T N I E S T R IH . T R A J N O E L A S T IČ N I K IT . R U B N A D IL A T A C IJ S K A T R A K A
Slika 5 Plivajuća glazura prostorija u nivou zemlje bez podruma ( potrebna je uz toplinsku također i izolacija protiv vlage)
D) glazura za podna grijanja:
49
1 2 3 4 5 6 7
1. 2. 3. 4. 5.
ZA VR ŠN A P O DN A O B LO G A - PAR K ET G L A Z U R A (E S T R IH ) S P IR A L N I R A Z V O D C IJ E V I Z A G R IJ A N J E P E F O L IJ A 0 .2 m m E L A S T IF IC IR A N I E K S P A N D IR A N I P O L IS T IR E N - Z V U Č N A IZ O L A C IJ A P R O T IV U D A R N O G Z V U K A U D VA S LO JA 6 . T O P L IN S K A IZ O L A C IJ A - E P S il i M I N E R A L N A V U N A 7 . N O S IV A S T R O P N A K O N S T R U K C IJ A
Slika 6 Glazura za podna grijanja
Prema vrsti veziva postoje slijedeće glazure: Cementna glazura (oznaka CT prema evropskim normama). Ova glazura je najčešće u primjeni. Skoro svaka druga glazura je cementna glazura, što je povezano sa dobrom kvalitetom. Ta glazura ima vrlo dobru čvrstoću , nije osjetljiva na vlagu te se može postavljati u unutrašnjosti objekta kao i vani, a također je podesna za podna grijanja Nedostatak ove glazure leži u tome da je tek nakon 20 -30 dana sposobna za postavu podova odnosno prohodna. Ova glazura je mješavina vode, pijeska veličine zrna 0-8 il 0-16 mm i cementa. Eventualno se može primijeniti još dodatak za brže učvrščenje. Za plivajuću glazuru u izgradnji stanova dovoljno je primijeniti cementnu glazuru CT 20 što znači čvrstoće na tlak od 20 N/mm2. Može se zbog povećanih zahtjeva nosivosti dodati glazuri i tzv. OLYPROPILENSKAPOLYFIBER vlakna odnosno mreže armature razmaka šipki 15x15 cm ili mreže 50x50 mm promjera 2mm odnosno 75x75 mm ili 100 x100 mm promjera 3 mm. Anhidrit glazura (oznaka AE prema DIN-u) u posljednje vrijeme se vrlo mnogo koristi, jer ima vrlo kratko vrijeme u kojem se postiže maksimalna čvrstoća, pa se već nakon 7 dana može opteretiti, može se hodati po njemu ili se može početi sa grijanjem ako se radi o glazuri za podna grijanja tj. tekućem anhydrit estrihu. Ovaj estrih je vrlo lako postaviti, bez nekih posebnih tjelesnih napora. U gradnji stanova
50
primjenjuje se glazura AE 20. Ova cifra pokazuje čvrstoću u N/mm2. Nedostatak ove glazure je da se ne smije primijeniti u vanjskom prostoru jer je jako osjetljiva na vlagu, pa se prema tome ne smije primijeniti ni u tzv. mokrim prostorijama (kupaonice ili WC-e) kao glazura bez gornje obloge. Anhidrit glazura se sastoji od vode, pijeska veličine zrna 0-8 mm i Anhydrit veziva. Magnezitna glazura (oznaka MA prema evropskim normama), ima nekoliko sposobnosti pa se korist kod specijalnih zahtjeva. Ova glazura ima veliku toplinsku i zvučnu izolaciju, ne razvija prašinu pa je za Antistatik podove vrlo podesna. Ta glazura se ne smije upotrebljavati vani a niti u mokrim prostorijama. Magnesitna glazura se sastoji od magnezijoksiklorida otopljenog u vodi, magnesia i dodatka ( umjetne učvršćivaće, papir-brašno od pluta, kvarcni pijesak, textilna vlakna) Ovu glazuru proizvode specijalne firme a prizvodi se u čvrstoći MA5 do MA 50. Pri čemu je oznaka 5 min. tlačna čvrstoća, a min. savojna iznosi 3 N/mm2. Magnesitna glazura se primjenjuje kao industrijski pod te kao podloge za druge podove. Glazura od lijevanog asfalta - gusasfalt (oznaka AS prema evropskim normama). Ova glazura se može postavljati neovisno o vremenskim uvjetima , vrlo brzo – nakon jednog dana je sposobna za preuzimanje opterećenja i prohodna je. Sastoji se od bitumena, pijeska i dopune od kamenog brašna. Ta glazura ima vrlo dobru toplinsku i zvučnu izolaciju, nema mirisa i nema prašine niti vode te je podesna za postavu i mokrim prostorijama. Prema konzistenciji postoje dvije vrste glazura: - tekuća glazura , koja se vrlo lako ugrađuje i vrlo lako oblikuje. Najčešće se suha mješavina sa silosom lifra na gradilište gdje se sa odgovarajućim dozatorima dodaje voda i crijevima lifra do mjesta ugradnje, ili se sa mikserima gotova smjesa doprema na gradilište. Kao tekuća glazura posebno je podesna anhydrit glazura koja se vrlo lako ugrađuje.Jedna grupa od 3 čovjeka može ugraditi dnevno više od 1000 qm takve glazure. - suha glazura, ili kao gotovi elementi u formi ploča koji se postavljaju na sudar i lijepe. Često su pojedini elementi sastavljeni od nekoliko ploča koje su međusobno zaljepljene kao na pr. gips karton ploče ili drvene ploče. Već prema izboru te ploče mogu imati sloj toplinske izolacije koja je postavljena na donju podlogu od ploče. Ovi sistemi su jednostavni za polaganje i odmah se mogu koristiti. (na pr. suhi estrih kod Knaufa sistem F141, F142 ili F 146 odnosno kod Rigipsa suhi estrih se zove RIGIPLAN ili ploče Farmacell). Prednost ovih estriha je vrlo brza izvedba, nema potrebe za isušivanje kao kod klasičnog estriha, mala težina,
51
dobra toplinska izolacija, poboljšanje zvučne izolacije do 19 decibela, kao i vatrootpornost od F30 do F90 minuta.
OSTALI RADOVI VEZANI UZ IZVOĐENJE GLAZURA Zvučna izolacija između katova - etaža: Stropovi koji se postavljaju između etaža sve jedno od kojeg su materijala napravljeni armirano betonski strop, strop od fert gredica ili od nekog drugog materijala ne zadovoljavaju dozvoljene vrijednosti razine udarnog zvuka – topota. Najčešće kod starijih zgrada bez zvučne izolacije odnosno sa nedovoljnom zvučnom izolacijom, su stanovi jako bučni naime čuje se igranje djece, koraci od stanara iznad, pad tvrdih predmeta, rad kućanskih aparata itd. U stambenim zgradama se često propušta izvesti kvalitetna zaštita od udarnog zvuka, što jako nepovoljno utječe na ugodan boravak stanara u tim stanovima. Dozvoljene vrijednosti prijenosa buke kroz građevni element regulirane su tehničkim propisima i normama. Zvučna se energija uslijed udara širi vibracijama do njegove donje površine. Jedan dio energije se vrača u građ. element a drugi dio pretvoren u zvučne valove prenosi u prostorije neugodan udarni zvuk. Za sniženje udarnog zvuka najpodesnije su plivajuće glazure kod kojih se umetanjem elastificiranog stiropora EPS-T niske vrijednosti dinamičke krutosti SD (15-20MN/m3) gornji sloj glazure odvaja od donjeg nosivog sloja (betonske ploče), a jednako tako i od svih vertikalnih ploha kao što su zidovi, dovratnici instalacije itd. Ovo odvajanje od vertikalnih ploha vrši se sa rubnom elastificiranom trakom koja je za 2 cm viša od visine estriha, a debljine je 4 mm, a kod Gusasfalt estriha ove vertikalne trake moraju imati debljinu od 6 mm i izdržati temperaturu od 240 -290 °C . Da bi se izbjegao prijenos buke između 2 stana, ili između stana i stepenica izvodi se vertikalna fuga u širini dovratnika koja se zapunjuje elastičnim materijalom ili se postavlja tzv. profil za fuge. Zvučna izolacija se horizontalno odvaja od glazure sa Polyethylen folijom PE d = 0,1 do 0,2mm sa preklopima od 20 cm koja se podiže uz rubne trake vertikalno .( Slika 3) Sukladno tehničkim propisima i hrvatskim normama za EPS-T, proizvođač je dužan priložiti „IZJAVU O SUKLADNOSTI“ kojom se kupcu jamči kvaliteta proizvoda – vrijednost toplinske propustljivosti lambda λ (W/mK) kao i dozvoljeno opterećenje , stišljivost, te dimenzije (debljina, širina dužina), količina u paketu i dinamička krutost.
52
Debljina zvučne izolacije za plivajuću glazuru određena je elaboratom Fizike zgrade odnosno objekta. Obično se EPS-T postavlja u 2 sloja s tim da se reške (fuge) gornjeg i donjeg sloja ne smiju poklapati. Toplinska izolacija se provodi postavom EPS –ekspandiranog polistirena.postava se vrši u jednom ili dva sloja , ovisno o predviđenoj debljini, u svakom slučaju spojnice donjeg i gornjeg sloja se ne smiju poklapati.Nakon polaganja toplinske izolacije (ukoliko se ne postavlja zvučna izolacija) potrebno je toplinsku izolaciju prekriti poliuretanskom folijom, a tek onda priči postavljanju glazure – estriha. Reške – fuge u glazuri: Reške u glazuri - estrihu se trebaju ostaviti obavezno tamo gdje su predviđene konstruktivne reške objekta. Pored ovih reški –fuga postavljaju se tzv. prividne fuge čija je dubina 1/3 do 1/2 debljine estriha a služe zato da se izbjegne pojava riseva u estrihu uslijed naglog gubitka vode ili uslijed nepravilne izvedbe. Ove se reške prije postave podova zabrtve sa epoxidnom smolom. Prema propisima potrebno je postavljati svakih 40 qm polja estriha jednu prividnu fugu, a ako je dužina stranice polja estriha duža od 8 m iako je polje manje od 40 qm potrebno je također postaviti fugu ISPITIVANJE KVALITETE ESTRIHA (GLAZURE): Budući da je elaboratom odnosno projektom određena debljina glazure kao i toplinska odnosno zvučna izolacija te nosivost glazure, potrebno je da izvođačka firma predloži recepturu po kojoj će izvoditi glazuru. Receptura mora sadržavati količinu veziva, količinu agregata po frakcijama, količinu vode te dodatke eventualno polipropilenska vlakna i sl. Uz to mora biti navedeno kao će se glazura izvoditi npr. na gradilištu sa strojem „mixokret“ način doziranja – volumensko itd. Prema odobrenoj recepturi od strane nadzornog organa i ili investitora vrši se polaganje glazure. EN 13813 točka 6.3.3.1 veli da se za kontrolu proizvodnje mora napraviti plan i svi rezultati ispitivanja kvalitete se moraju protokolirati. Ispitivanje glazure na gradilištu provodi se na svakih 1000 m2 položene glazure ako nije drukčije projektom predviđeno. Ispitivanje mogu vršiti za to akreditirani laboratoriji (mora se na gradilište dostaviti Potvrda o akreditaciji koju izdaje HAA – Hrvatska akreditacijska agencija). Svježa glazura se ispituje tako da se uzimaju 3 prizme dimenzija 4x4x16 cm (slika 7. i 10.) koje se napune glazurom i sa drvenim čekićem se pravilno zbijanjem napune, kod tekućeg estriha se prizme napune i lagano se udarcima zapuni prizma. Ispitivanje ovih prizmica se vrši nakon 28 dana i to na savojnu čvrstoću (slika 8. i 10.) i čvrstoću na tlak(slika 9. i 10.).
53
Trodijelni kalup dimenzija 4x4x16cm za izradu uzoraka za ispitivanje tlacne i savojne cvrstoce
Slika 7. Trodijelni kalup dimenzija 4× 4× 16 cm za izradu uzoraka glazure za ispitivanje tlačne i savojne čvrstoće
Ispitivanje cvrstoce na savijanje cementa
cvrstoca na savijanje (
σs =
ss W M h
-
s
s)
M W
cvrstoca na savijanje moment otpora poprecnog presjeka moment savijanja visina stranice poprecnog presjeka uzorka
(N/mm 2) (mm 3) (Nmm) (mm)
Slika 8 Izraz za izračun čvrstoće na savijanje
54
cvrstoca na tlak (s p)
σp =
P F
s p - cvrstoca na tlak (N/mm²) P - sila pri slomu uzorka (kN) F - ispitna površina uzorka (mm²)
Slika 9 Izraz za izračun čvrstoće na savijanje
Slika 10 Prikaz laboratorijskih ispitavanja : uzorkovanje uzoraka, ispitivanje vlačne čvrstoće, te ispitivanje tlačne čvrstoće Čvrstoća na tlak označuje se sa „ C“ ( Compression = Druck ) a izražava se u N/mm2 te prema EN 13813:2002 postoje klasse od C5 do C80. tj: C5, C7, C12, C16,C20, C25, C30, C35, C40, C50,C60,C70 i C80 pri čemu broj označava čvrstoću na tlak nakon 28 dana Savojna čvrstoća se označuje sa F ( Flexural = Biege) a izražava se u N/mm 2 pri čemu postoje klase od F1 do F50
55
tj: F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F10, F15, F20 , F30, F40, i F50 Pored ovih ispitivanja vrše se također ispitivanja otpornosti na habanje koje se označuje sa „ „A“ (fuer Abrasion= Abrieb) u jedinicama cm3/50cm 2 kao i zahtjev protiv kolotečina za cementne ili ostale glazure a koji se označuje sa „RWA“ (fuer Rolling Wheel Abrasion = Abrieb durch Rollbeanspruchung) izraženo u cm3 Evo nekoliko oznaka glazura prema EN 13813:2002: Na primjer cementni estrih čvrstoće C30, i savojne čvrstoće F4 bit će označen: EN 13813 CT-C30-F4 ili magnezitni estrih čvrstoće 40 i savojne čvrstoće F 10 sa tvrdoćom gornje površine od SH150 ( SH 30,SH40, SH50, SH70, SH100, SH150 do SH200) bit će označen: EN 13813 MA –C40-F10-SH150 Ako se iz bilo kojih razloga nisu uzele prizme za ispitivanje estriha, može se izvršiti naknadno ispitivanje sa uzimanjem uzoraka valjaka, minimum 3 valjka na mjestima koje odredi investitor ili nadzorni organ.
Vlažnost glazure: Pored ispitivanja glazure koje se odnose na kvalitetu glazure, na gradilištu ( mjestu ugradnje) ispituje se prije polaganja podova vlažnost glazure kao i njena ravnost. Za ispitivanje vlažnosti koriste se uređaji od kojih se neki postave na površinu podloge čija se vlažnost ispituje a neki iskazuju mjerne vrijednosti pomoću elektroda koje se postavljaju u konstrukciju. Rezultati mjerenja se očituju na 3 načina: - digitalno - na analognoj skali koja je numerirana - na mjernim skalama koje iskazuju suha, vlažna ili mokra područja Tako je kod cementnih glazura – estriha za polaganje Textilnih podova dozvoljena vlažnost od 2,5% a za polaganje PVC , Linuleuma ili parketa 2%. Kod anhydrit estriha je za Textilne podove dozvoljena vlažnost od 0,5 % i za PVC, linuleume i parkete također 0,5 %. Ispitivanje izsušivanja estriha kod podnog grijanja sljedi kad je podno grijanje u pogonu, a prostorije u kojima je položen estrih su i dalje dobro prozračene. Ovo ispitivanje se vrši tako da se folija dimenzije 50 x 50 cm položi na estrih, a rub folije se zaljepi sa ljepljivom trakom. Ako se u roku od 24 sata nakon polaganja folije ne vide znakovi vlažnosti na unutarnjoj strani folie znači da je estrih suh i može se temperatura podnog grijanja spustiti na ca. 18 C.
56
Za ispitivanje ostatka vlažnosti koristi se CM-aparat i to na 200 qm odnosno za jedan stan uzimaju se 3 mjesta za ispitivanje pri tome treba paziti da se kod proba ne oštete cijevi za podno grijanje. Ispitivanja ravnosti glazura, podova- vrši se prema HRN DIN 18201:1997 (državni zavod za normizaciju i mjeriteljstvo na prijedlog tehničkog odbora, prihvatio je njemačku normu DIN 18201:1997 u izvorniku na njemačkom jeziku kao hrvatsku normu. Prema tabeli 3 postoje tolerance za ravne površine: gotove površine za podove, na primjer estrihe koji se koriste za hodanje, estrihe za preuzimanje podnih obloga, podovi od pločica, naljepljeni podovi (textilni podovi) i asfaltni podovi. Određena je granica ispitivanja između 2 točke izražena u metrima i pripadajuća dozvoljena toleranca izražena u mm.
GRAĐEVINSKI KAMEN Kamen je jedan od najstarijih i još uvijek najaktuelnijih građevinskih materijala. Sastoji se od: - minerala - oksida - hidrata - karbonata - sulfida - sulfata - silikata KAOLIN- osnovna sirovina u keramičkoj industriji
57
Svojstva: – čvrstoća – tvrdoća – trajnost – obradivost – boja Gustoća - Lagan 2200 kg/m3 do izrazito težak 3100 kg/m3 Poroznost - 1-20 % (50%) Tvrdoća - po Mohsu, Brinellu, Vickersu, Shoreu Otpornost na habanje Mjera habanja je gubitak mase ili volumena materijala po određenoj površini uzorka koja se brusi (opločenja, habajući slojevi cesta) Ponašanje kamena pod opterećenjem Stupanj elastičnosti– ovisi o:homogenosti, izotropnosti, kontinuitetu građe – kvazielastičan – poluelastičan – ne elastičan Čvrstoća – mehanička svojstva ovise o: - mineralnom sastavu, - građi, - poroznosti - kamen izrazito krt – čvrstoća pri različitim naprezanjima bitno različita Otpornost na udar – ispituje se Charpyjevim klatnom Vlažnost Otpornost na mraz Vodljivost topline Temperaturne deformacije Otpornost na požar Vodljivost zvuka Radijacijska zaštita – barit
PRIMJENA KAMENA Lomljeni kamen – materijal nakon miniranja Kalani ili cijepani – ručno ili strojno cijepanje Industrijski rezani kamen- ploča 2-4 cm debljine interijeri ≤ 1 cm Klesani – skup, sve manje u primjeni Drobljeni 58
– – – Mljeveni
kamena sitnež – 2 do 22 mm – za izradu asfaltnih kolničkih zastora drobljeni pijesak – 0-1, 0-2,0-4 (mm) kameni agregat – 0-4, 4-8, 8-16, 16-32, 32-63 i 63-125 mm – < 0,2 mm
Arhitektonska obrada kamena Udarni postupak zasniva se na lomljivosti kamena i lakom odvajanju manjih ili većih fragmenata. - bunjasta obrada – postiže se odvaljivanjem krupnih komada udarcima dlijetom ili sjekačem po rubu kamena - obrada špicanjem – postiže se špicastim dlijetom pod određenim kutom prema površini - ozrnjavanje –izvodi se nazubljenim čekićem koji imati različit broj zubaca na udarnoj površini - brazdanje – izvodi se različitim tipovima nazubljenih dlijeta Abrazivni postupci obrade površine kamena sastoje se u dotjerivanju površine brušenjem i glačanjem. - brušenje se obavlja zrnastim abrazivnim materijalom (silicijkarbidom, korundom i dr.), - glačanje praškastim polirnim sredstvima na bazi oksalne kiseline, sumpora, kositrova oksida i dr.
KERAMIČKI MATERIJALI K.M. su proizvodi izrađeni od gline, koji se oblikuju u tekućem, plastičnom, poluplastičnom, suhom ili praškastom stanju, a zatim suše i peku na visokoj temperaturi da bi dobili potrebna mehanička svojstva. Sirovine i tehnologija izrade keramičkih materijala GLINA je osnovna plastična sirovina – sastoji se od čestica minerala gline veličine ispod 0,05 mm. Čista je glina - plastična (masna), a nečista - mršava (posna). U tehničkoj se praksi prema namjeni dijeli na: - porculansku, - lončarsku - opekarsku glinu. Prema vatrostalnosti: - niskovatrostalna - visokovatrostalna.
59
Porculanska glina se sastoji uglavnom od kaolina s vrlo malo primjesa, upotrebljava se kao sirovina za dobivanje najfinijih keramičkih proizvoda. Lončarska glina je također čista kaolinska glina, ali s nešto više primjesa. Boja može biti: - bijela, - siva, - žuta, - crvenkasta Opekarska glina sadrži relativno malo kaolina, ali još uvijek dovoljno plastična da smože primjenjivati kao sirovina za izradu opeke i crijepa. Crvene je boje. Plastičnost je naročito svojstvo gline da pomiješana s vodom daje tijesto koje se pri oblikovanju ne kida i ne puca, a zadržava formu i nakon sušenja i pečenja. Uvjetovana je slojevitom strukturom i malom veličinom čestica sastavnih minerala. Ovisi o mineralnom sastavu. Korigira se čišćenjem (ispiranjem) primjesa ili dodavanjem visokoplastične gline ako je preniska, a dodavanjem pijeska ako je previsoka. Granulometrijskim sastavom utvrđuje se veličina čestica i količina čestica određene veličine u sastavu gline. Veličina čestica koje ulaze u sastav gline: od 0,1 mm do 0,001 mm i manje. Tehnološki postupci proizvodnje K.M: razlikuju se po pripremi mase: - za finu - za grubu keramiku po načinu oblikovanja - prešanjem, - tokarenjem, - lijevanjem Najprije se po točno određenim količinama utvrđenim prethodnim ispitivanjima sirovine doziraju, a zatim mokrim ili suhim postupkom melju i homogeniziraju. Homogenizirana smjesa se prosijava vibracijskim sitima. Za oblikovanje plastičnim postupkom (u izradi posuđa npr.) filtrira se u filtarskim prešama. Dobiveni granulat veličine čestica do 0,5 mm preša se, tokari ili lijeva u odgovarajuće kalupe. Prešanje može biti: - suho, - polusuho, - vlažno
60
Formirani keramički proizvodi najprije se suše, a nakon toga peku na oko 1 000 0C u posebnim pećima. Nakon pečenja keramički proizvodi se glaziraju (umakanjem, polijevanjem, ili špricanjem) i glazura ponovo peče na povišenim temperaturama. Pečenje se obavlja u tunelskim ili kružnim pećima. GRUBI KERAMIČKI MATERIJALI - OPEKA - CRIJEP - KANALIZACIJSKE CIJEVI - DIMNJAČKI ELEMENTI - VATROSTALNI MATERIJALI Opeka i crijep se peku na temperaturi od 950 °C do 1000 °C Opeka i glineni blokovi U građevinarstvu i arhitekturi se za zidanje vanjskih i unutarnjih zidova i za međukatne konstrukcije primjenjuje nekoliko vrsta opeke i glinenih blokova. Vrsta i svojstva opeke i blokova Puna opeka se primjenjuje za zidanje vanjskih i unutarnjih zidova koji se žbukaju. Puna opeka – i sa šupljinama ne više od 15 % površine. Puna opeka oblik pravokutnog paralelopipeda s pravim rubovima i ravnim stranama. Normom propisano: - mjere s tolerancijom, - izgled s dopuštenim greškama, - marka, - upijanje vode - količina topivih soli i slobodnog vapna. Marka opeke – definirana prosječnom i pojedinačnom tlačnom čvrstoćom Radijalna opeka je namijenjena za zidanje slobodno stojećih dimnjaka. Po širini ima zaobljene plohe, a po dužini radijalno usmjerene (sve rjeđe se primjenjuje. Fasadna puna opeka je namijenjena za zidanje vanjskih i unutarnjih zidova koji se ne žbukaju. Ima isti obli i dimenzije kao i obična puna opeka, ali nešto strože tolerancije u dimenzijama i izgledu. Šuplja opeka i blokovi imaju vertikalne šupljine ili horizontalne šupljine, koje im smanjuju masu i poboljšavaju termoizolacijska svojstva.Namijenjeni su za zidanje unutarnjih i vanjskih zidova koji se žbukaju. Normom su propisane: - mjere s tolerancijama, - izgled s dopuštenim greškama,
61
-
debljina stijenki, oblik najmanji postotak šupljina, marka, upijanje vode sadržaj topivih soli - slobodnog vapna. Šuplja fasadna opeka i blokovi imaju isti oblik i dimenzije kao i obična opeka i blokovi, ali strože tolerancije propisanih svojstava.Šuplji blokovi međukatnih konstrukcija mogu povezani armaturom i cementnim mortom ili betonom biti jedini sastavni dio međukatne konstrukcije, a mogu biti i kombinirani s nosačima od armiranog ili prednapregnutog betona. Rade se s horizontalnim šupljinama, a elementi na koje se naslanjaju su bez šupljina. Normizirani su u dvije osnovne vrste: nosivi blokovi blokovi ispune. Ispitivanje opeke i blokove nasumce 50 komada opeke ili blokova, odvoje se loši, 5 komada čine uzorak koji se šalje na ispitivanje. Dimenzije se mjere s točnošću ± 1mm na po 10 komada. Tlačna čvrstoća koja definira marku opeke ispituje se na 5 elemenata koji se sastoje od po dvije opeke slijepljene brzoveznim cementnim mortom propisanog sastava po stranicama s najvećom površinom - prosječna čvrstoća iz 5 ispitivanja mora biti veća od uvjetovane marke, a najmanji rezultat veći od dopuštene minimalne vrijednosti date odgovarajućom Normom. Naprezanje se računa na bruto-površinu baze. Upijanje vode se ispituje na 5 elemenata koji se najprije osuše na 105 0C, da im se utvrdi konstantna masa, a nakon toga se postepeno uranjaju u vodu i drže do konstantne mase zasićenosti vodom. U = (m-m0/m0) x 100 % Otpornost na mraz se ispituje na uzorcima na kojima je prethodno ispitano upijanje vode -20 ± 2 0C +15 0C do 20 0C Djelovanje topivih soli ispituje se na uzorcima prethodno zasićenim vodom i ocjenjuje na osnovi količine iscvjetavanja soli na površini opeke. Kod velikih iscvjetavanja ispituje se i sadržaj soli u opeci ili bloku posebnim propisanim kemijskim postupkom. Djelovanje slobodnog vapna ocjenjuje se prema izgledu uzoraka zasićenih vodom i držanih 14 dana u vlažnoj komori na temperaturi +20 0C.
62
GLINENI CRIJEP -
Vučeni - Prešani Prirodnu boju pečene gline ili mogu biti obojeni u različite boje Vrste svojstva crijepa Vučeni crijep oblikuje se istiskivanjem keramičke mase kroz odgovarajuće usnike koji mu daju željenu formu vučeni crijep s jednostrukim žlijebom i vučeni biber crijep koji nema žljebova Normama su propisani: - dimenzije - oblik tolerancijama, - vodonepropusnost, - otpornost na mraz u 35 ciklusa naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja, - nosivost, - otpornost na udar - sadržina topivih soli i vapna. Prešani crijep oblikuje se prešanjem keramičke mase posebnim prešama. danas prevladava u primjeni. dva tipa: – prešani crijep s jednostrukim žlijebom i – prešani crijep s dvostrukim žlijebom Propisani su ista svojstva i slične tolerancije kao i za vučeni crijep. Ispitivanje crijepa na 10 mjesta nasumce po 5 komada crijepa odvoje se loši i utvrdi njihov postotak ostatak se podijeli u 5 skupina, iz svake uzme po 5 komada i kao uzorak šalje na ispitivanje Dimenzije – na 10 crijepova Vodonepropusnost – na 5 crijepova osuše se na 105 0C voda se nalije u okvir najmanje visine 10 mm kriterij – 2,5 sata ne pojavi se ni jedna kap vode . Otpornost na mraz – 5 crjepova kriterij – 35 ciklusa nema oštećenja Nosivost – 5 crjepova koncentriranom silom koja djeluje u sredini raspona po širini crijepa. prosječna i najmanja vrijednost sile loma (N) Otpornost na udar – 5 crijepova kugla mase 500 g duž vodilice pada na sredinu s visine 200 mm kriterij – nema oštećenja
63
KERAMIČKE CIJEVI Dimnjačke cijevi – ulošci dimnjaka Drenažne cijevi – za dreniranje i odvođenje podzemnih voda Kanalizacijske cijevi – za odvođenje otpadnih voda K.c. otporni prema kiselinama i alkalijama, vodonepropusni, mehanički otporni i odgovarajućih dimenzija. Vatrostalni materijali Vatrostalne sirovine – prirodne, a mogu biti i sintetički, služe za izradu vatrostalnih proizvoda. Osnovna je sirovina vatrostalna glina s talištem iznad 1580 0C. Osnovni vatrostalni materijali: Šamotno brašno - pečenjem vatrostalne gline na visokoj temperaturi i mljevenjem pečenih komada. Š.B. često se proizvodi mljevenjem otpadnog vatrostalnog keramičkog materijala. Šamotne opeke i ostali oblikovni šamotni proizvodi proizvode se od plastične vatrostalne gline i dodatka šamotnog brašna. Fini keramički materijali Proizvode se od teško taljive masne gline s raznim dodacima i peku pri visokim temperaturama pri kojima se razmekšaju i tale lako taljivi sastojci. Keramičke pločice Proizvode se od smjese gline i drugih mineralnih sirovina. Za unutarnje i vanjsko oblaganje zidova i podova Način oblikovanja: - prešane - vučene - s vidne strane: - glazirane - neglazirane S unutarnje strane: - hrapave - brazdane Jednobojne ili glazurom različito obojane
Postavljanje plocica:
64
(prvo se postavljaju zidne plocice) 1. 2. 3. 4.
Prije polaganja potrebno je popraviti povrsinu zida Podlogu premazati dubinskim premazom Spoj poda i zida zabrtviti elasticnom trakom za brtvljenje Na kraju na zid kao sredstvo za brtvljenje nanjeti tekucu foliju u 2 premaza (vazno kod gipsanih podloga) 5. Na pripremljenu podlogu nanjeti ljepilo i razvuci ga nazubljenim gleterom 6. Plocice utisnuti u ljepilo 7. Na uglove i kutove postaviti zavrsne profile 8. Prije fugiranja ocistiti fuge od ostatka ljepila 9. Masu za fuge nanjeti gumenom lopaticom dijagonalno u fuge 10. Prije potpunog stvrdnjavanja oprati visak mase za fugiranje spuzvom za plocice i ocistiti suhom krpom Fuge u kutevima zapunit sanitar silikonom u boji mase za fugiranje
Sanitarni keramički mateijali Oblikuju se lijevanjem glinene suspenzije razrijeđene vodenim staklom i još nekim dodacima u kalupe od gipsa, koje imaju šuplji prostor jednak vanjskom oblikuproizvoda. Sanitarna keramika se peče nakon glaziranja pa se istovremeno peče i glazura, koja zbog sve oštrijih higijenskih uvjeta eksploatacije i sve agresivnijih sredstava održavanja mora biti sve kvalitenija.
65
GIPSKARTONSKE PLOCE RIGIPS KNAUF PROMAT Vrste Gipskarton ploca: velicine 1,25m X 2,0-3,0 m debljine 12,5, 15, 20, 25 mm 1. obicne gipskarton ploce (obloga postojecih zidova, izvedba pregradnih zidova debljine od 75 mm nadalje 2. impregnirane ( zelene) ploce koje se primjenjuju za izradu zidova ili oblaganje zidova u vlaznim prostorijama 3. 3. ploce otporne na vatru ( imaju crvenu oznaku na sebi) a primjenjuju se za oblaganje nosivih elemenata koji trebaju zadovoljiti kriterije vatrootpornosti F30,F60,F90,F120 i F180. Ove ploce se kod Rigipsa zovu RIDURIT ploce, klase A1 negorivi materijal, ili Rigips VARIO PLOCE- negorive klase A2 4. Ploce za izvedbu ovjesenih stropova debljine 12,5 -20 mm 5. RIGIDUR H - gips ploce to je ploca sastavljena od gipsa, staklenih vlakana, celuloze, te dodataka za vlagootpornost to je univerzalna ploca koja se primjenjuje kod vatrozastitnih i vlagootpornih konstrukcija 6. RIGIPLAN - suhi estrich (2 specijalne rigips-ploce od kojih donja moze biti kasirana slojem polistirola ili mineralne vune
DRVO 66
Materijal biljnog porijekla. Primjena u arhitekturi i građevinarstvu. KONSTRUKCIJSKI MATERIJAL: - krovišta - tornjevi - hale - stropovi - tribine - stupovi - mostovi - za izradu stolarije - namještaja - oplate - skele OD BOTANIČKIH VRSTA - ČETINARI – jela, smreka, bor - TVRDI LIŠĆARI – hrast, jasen, bagrem, bukva, brijest - MEKI LIŠĆARI – lipa, topola, jasika Upotrebljava se deblo drva – između krošnje i korijena
SVOJSTVA DRVETA BOJA – ovisi o botaničkoj vrsti drva - LIPOVO I JELOVO - BIJELO ili ŽUTO BIJELO - BUKOVO - CRVRNKASTO BIJELO - HRASTOVO - MRKO ŽUTO U NAS POJAVA JAČIH BOJA ZNAK BOLESTI. GUSTOĆA - 500 kg/m3 – bor, jela, lipa - 800 kg/m3 – hrast - > 800 kg/m3 – grab MEHANIČKA SVOJSTVA – ovise o smjeru djelovanja opterećenja i naprezanja (paralelno ili okomito na vlakna) i o vlažnost drva . VLAŽNOST - je mjera zasićenosti drva vodom, izražava se u postotcima mase suhog drva - sušeno u zatvorenom – 10 % vlage - sušeno na otvorenom – 20 % - standardna vlažnost – 12 % SKUPLJANJE I BUBRENJE – drvo se sušenjem skuplja, a apsorpcijom vlage bubri - Značajno različito u različitim pravcima
67
- u pravcu vlakana 0,1 – 0,3 % - radijalno 3 – 6 % - tangencijalno na godove 7 – 13 % VODLJIVOST TOPLINE – SLABA – dobar izolator lako je zapaljivo i osjetljivo na požar . TRAJNOST – sposobnost odupiranja promjenama i razarinjima djelovanjem atmosferilija, raznih kemijskih agresivnih tvari i štetnika biljnog i životinjskog porijekla. Ovisi o: vrsti, svojstvima drva, vanjskim faktorima, kreće se od nekoliko mjeseci do nekoliko tisuću godina - vrlo trajni – hrast, kesten, brijest, ariš, bagrem - srednje trajni – bor, smreka, jela, jasen - slabo trajni – javor, bukva, breza, lipa, topola, vrba, grab ZAŠTITA DRVETA Ovisi o – namjeni drva i o uvjetima okoline Prve mjere- izbor drva i obrada Bitan pravilan IZBOR – botaničke vrste, dijela debla drva, ispravan postupak sušenja, pravilna obrada Zaštita se nastavlja impregnacijom drva raznim zaštitnim sredstvima otopljenim u vodi (Na F, ZnCl2, NH4F, Na2SiF6, Na-fenolat), aniseptičkim uljnim premazima, antiseptičkim sredstvima otopljenim u organskim otapalima, kojima se drvo štiti i od truljenja i od insekata. Impregnacija se ponavlja. Puna zaštita drva od požara nije moguća. Djelomična zaštita se provodi posebnim zaštitnim sredstvima, koja zapunjavaju pore drva negorivim materijalom i smanjuju mu zapaljivost . PRIMJENA DRVA PREDNOSTI:
-
relativno visoka čvrstoća
-
mala gustoća
-
slaba vodljivost topline lagana obrada jednostavno spajanje (tesarski vezovi, spojnim sredstvima, lijepljenjem) otpornost na mraz - dobra otpornost na kemijski agresivne utjecaje NEDOSTATCI: - hidrofilno (bubri i truli) - pri sušenju se deformira i puca
68
GRAĐEVINSKO STAKLO Staklo je prozirni, amorfni, izotropni, čvrsti, krti, i kemijski postojani materijal. Glavni sirovinski materijal za proizvodnju stakla su kvarcni pijesak, glinica, alkalijski i još neki oksidi. U pijesku za proizvodnju prozorskog stakla ne smije npr. biti više od 0,05% željeznih oksida. Što viši postotak SiO2 mu povećava i otpornost na povišenje temperature i kemijsku postojanost. Sirovinski materijal se najprije usitnjava i homogenizira, a nakon toga u komadima (briketama) ubacuje u peć za topljenje. Peći su najčešće kontinuiranog djelovanja, a mogu biti i periodičkog. Mogu biti radnog volumena do 600 m3 i proizvodnog kapaciteta preko 1500 tona stakla dnevno. Topljenje sirovina je osnovna faza proizvodnje stakla. Vrši se pri temperaturi 1400-1600 0C. Otopljena masa se najprije hladi do viskoznosti optimalne obradivosti i nakon toga oblikuje u željene oblike. Očvršćavanje oblikovanih proizvoda ostvaruje se daljnjim hlađenjem. Građevinsko staklo se oblikuje izvlačenjem, prešanjem, valjanjem i lijevanjem. Valjanjem se oblikuje ravno staklo. Hlađenje se mora provoditi postepeno, jer zbog slabe vodljivosti topline pri naglom hlađenju mogu se u oblikovanim proizvodima pojaviti unutarnja naprezanja. Mehanička svojstva stakla ovise o nizu faktora: - sastavu, - načinu proizvodnje, - vrsti obrade, - debljini i - stanju površine. Tlačna čvrstoća stakla je vrlo visoka (700-1000 N/mm2), a vlačna znatno niža (30-60 N/mm2). Na uobičajenim vanjskim temperaturama u rasponu od -500C do +70 0C mehanička mu se svojstva ne mijenjaju. Ima visok koeficijent krtosti (omjer između modula elastičnosti i vlačne čvrstoće), vrlo malu plastičnu deformaciju I veliku brzinu širenja pukotina kroz materijal. Karakteristična su optička svojstva stakla: - propuštanje, - lomljenje i - raspršivanje zraka svjetlosti.
69
U građevinarstvu se primjenjuje uglavnom ravno staklo, koje se proizvodi u više tipova. Ravno prozorsko staklo se proizvodi u raznim (standardiziranim) dimenzijama. Mora biti bezbojno, ravnih rubova i pravih kutova. Propuštanje svjetla mora biti najmanje 87 %. Ugrađuje se u drvene, metalne i plastične okvire. Danas se mnogo primjenjuje dvostruko (vakuumirano) prozorsko staklo koje je dobar termoizolator. Za ostakljivanje unutarnjih neprozirnih pregrada i vrata primjenjuje se tzv. mat (zatamnjeno) staklo sa sposobnošću difuznog raspršivanja svjetla. Dobiva se pjeskaranjem ugrijane površine ili horizontalnom površinskom obradom običnog ravnog prozorskog stakla. Armirano staklo se primjenjuje na površinama uvjetovane povećane mehaničke otpornosti kod koje se ne traži velika propusnost svjetla. Obično se armira mrežama od kromiranih ili nikliranih čeličnih niti. Fasadno staklo je ustvari obično prozorsko ravno staklo povećanih debljina (5-6 mm obično i do 12 mm fino polirano). U suvremenoj arhitekturi se mnogo primjenjuje za ostakljivanje velikih fasadnih površina, ulaznih vrata i izloga robnih kuća i slično. Kaljeno staklo je staklo poboljšanih mehaničkih svojstava, koja se dobivaju postupkom posebne toplinske obrade (zagrijavanjem do 550-650 0C tokom 3-5 min i brzim, ali jednolikim hlađenjem u struji zraka). Kali se u komadima izrezanim na konačni oblik. Čvrstoća na udar mu je 4-6 puta veća od čvrstoće na udar običnog prozorskog stakla, a vlačna čvrstoća na savijanje 5-8 puta. Pri lomu se raspada na velik broj malih komada tupih rubova što mu povećava sigurnost pri korištenju. Najviše se primjenjuje za ostakljivanje transportnih vozila, a u posljednje vrijeme i vrata i kabina dizala po zgradama. Vlaknasto staklo se dobiva neprekidnim izvlačenjem i valjanjem (ponekad zajedno s metalnim mrežama). Primjenjuje se za ostakljivanje krovnih površina, sportskih dvorana, željezničkihstanica i sličnih objekata.
70
71
72
73
BOJE I LAKOVI Boje i lakovi su zaštitni dekorativni materijali koji se obično nalaze i primjenjuju u viskoznom tekućem stanju. Nanose se na druge materijale u tankim slojevima koji čvrsto prianjaju na podlogu. Imaju vrlo raznoliku i široku primjenu i veliku važnost u zaštiti i produženju vijeka trajanja pojedinih materijala i konstrukcija Boje i lakovi se sastoje od: - veziva, - pigmenata, - otapala - razređivača. Veziva formiraju pokrovni zaštitni ili ukrasni sloj i osiguravaju vezu s materijalom, na koji se nanose, i čvrstoću i trajnost nanesenog sloja. Kao veziva se primjenjuju: - anorganski vezivni materijali (vapno, cement i vodeno staklo) - ljepilo od prirodnih materijala (životinjskih i kaeizinskih) - sintetske smole (industrijska celuloza i neki sintetski polimeri) Veziva lakova su uglavnom sintetski polimerni materijali. Pigmenti su fino disperzni obojeni praškasti materijali. Dvije su osnovne grupe pigmenata: pigmenti dobiveni od prirodnih materijala i sintetski pigmenti. U građevinarstvu se primjenjuju uglavnom anorganski pigmenti (najčešće soli i oksidi metala). Najjeftiniji bijeli pigment je kreda (CaCO3). Bijeli pigmenti su npr. i cink-oksid i titan-oksid. Pored bijelih anorganski su i oker pigmenti željeznih oksida. Otapala i razrjeđivači dodaju se bojama i lakovima radi smanjenja (reguliranja) viskoznosti i njezina podešavanja mogućnostima nanošenja i primjene. Većinom se u tu svrhu primjenjuju ugljikovodični spojevi: benzol, dikloretilen, alkohol, kerozin i dr. Lakovi su otopine smola u lako isparljivim organskim otapalima sa dodatkom ili bez dodatka pigmenta. Lakovi s dodatkom pigmenta javljaju se pod imenom emajl-boje. Osnovu laka čini smolna komponenta, koja nakon isparavanja otapala ostaje čvrsto vezana uz materijal na koji se nanosi, tako da je očvršćavanje laka ustvari proces fizikalne prirode. Smole su najčešće sintetske polimerne, a mogu biti i prirodne (bitumen, smjesa smola i masti i dr.). Osnovni tipovi boja i lakova Dijele se i razlikuju uglavnom prema vrsti primjenjenog veziva.
74
Boje s vapnenim vezivom sastoje se od vapnenog mlijeka i pigmenata otpornih na alkalije. Očvršćavaju kao i vapnena žbuka s ugljik-dioksidom iz zraka: Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O Boje s cementnim vezivom sastoje se od cementnog mlijeka i pigmenta, koji također moraju biti otporni na alkalije. Boje s vodenim staklom sadrže kalijevo vodeno staklo kao vezivo, pigmente otporne na alkalije i kvarcni dodatak, koji veže kalij-hidroksid koji se oslobađa pri očvršćavanju vodenog stakla. Masne boje se proizvode intezivnom homogenizacijom pigmenta u firnisu kao vezivu. Firnis može biti prirodni ili umjetni, koji se danas pretežno i primjenjuje. Miješanjem polimernih veziva, pigmenata i raznih dodataka prave se polimerne boje. U primjeni su tri osnovne vrste. - Emulzijske polimerne boje - Polimerne cementne boje - Isparljive boje Od emulzijskih boja najviše se u primjeni polivinil-acetatne, koji daju glatku mat (zatamnjenu) površinu, butadien-stirolne, koje daju glatku mat (zatamnjenu) površinu visoke mehaničke otpornosti i akrilne, koje vrlo brzo očvršćavaju i vrlo su otporne na vlagu i atmosferlije pa se najviše primjenjuju za bojenje i zaštitu fasada. Najčešće se primjenjuju u formi pasta, koje se do potrebne viskoznosti razrjeđuju vodom. Polimerne cementne boje se primjenjuju za bojenje ožbukanih površina, betonskih površina i površina od opeke. Silikonske boje i lakovi imaju u svojoj polimernoj strukturi osim kisika i organskih grupa i silicij, koji im u familiji polimera daje specifičnu strukturu i posebna svojstva. Molekule ovih polimera formiraju na površini zaštičenog građevinskog materijala čvrst vodonepropustan i hiddrofoban sloj koji ima i čvrstu vezu s podlogm. Primjenjuje se pretežno za zaštitu fasada od djelovanja atmosferlija. Trajnost silikonske zaštite kreće se do 10 godina. Lakovi na bazi sintetskih polimernih smola s dodatkom pigmenata imaju glatku i sjajnu površinu sličnu površini keramičkog emajla. Posebnu grupu čine lakovi u prahu, koji se nanose elektrostatičkim putem i primjenjuju bez organskih otapala, koja pri isparavanju neizbježno zagađuju okolinu. Danas se već primjenjuju i jednostavno nanose kao vodene suspenzije. Prave se od specijalnih smola. Imaju visoku moć antikkorozivne zaštite i odlična mehanička svojstva kao što su elastičnost, tvrdoća i prionljivost.
75
LJEPILA Područja primjene: - za proizvodnju elemenata od drveta, metala i polimera, - za lijepljenje montažnih elemenata, - za zaštitu površina raznim slojevima zaštitnih materijala - za završne radove - za spajanje starog i novog betona - za naknadno ojačavanje konstrukcija lijepljenjem armature, - za injektiranje pukotina, - za sanaciju konstrukcija - brtvljenje dilatacionih i radnih reški Ljepila su nemetalni materijali koji mogu spajati različita tijela: - kombiniranim djelovanjem prianjanja na dodirne površine (adhezija) i - vlastite unutrašnje čvrstoće (kohezije), ne mijenjajući bitno strukturu tih tijela. Mjesta spojeva treba pažljivo locirati u konstrukcijama, npr. tamo gdje su manja naprezanja i tamo gdje nije ugrožena njihova trajnost. Teorija lijepljenja Kod lijepljenja radi se o sumarnom djelovanju: - mehaničkog efekta uraštanja i zazubljivanja ljepila u tijela koja se spajaju (u substrat), - njihovim fizikalnim djelovanjima i - kemijskim reakcijama. Dominantnu ulogu kod djelovanja ljepila imaju površinske energije materijala, koje se manifestiraju kao: - močenje čvrstih materijala tekućinama (kut močenja ljepila treba biti što manji) - površinska napetost - adsorpcija (fizisorpcija i kemisorpcija) Pri razmatranju mehaničkog efekta adhezije treba definirati izgled površine. Razlikuju se: - geometrijsko-tehnički mjerljive površine
76
-
stvarne površine djelujuće površine
Vrste ljepila Ljepila se mogu klasificirati s različitih gledišta, npr. prema: - sastavu, - prema agregatnom stanju, - prema temperaturi - mehanizmu lijepljenja - prema namijeni. Lijepila mogu biti: • anorganska i • organska Anorganska ljepila mogu biti sušiva na zraku, reaktivna, taložna i hidratna. Sušiva ljepila spajaju isparavanjem vode, a reaktivna reakcijom između komponenata. Kod taložnih ljepila formira se gel iz otopine ili koloidne disperzije, a kod hidratnih ljepila dolazi do reakcije s vodom. Za građevinarstvo su najvažnija ljepila koja služe kao veziva. Tehnika lijepljenja Postupci lijepljenja sastavni su dio svih faza izvedbe građevina. Za svaki postupak lijepljenja karakteristične su četiri faze: - izbor ljepila - priprema površina - nanošenje ljepila - sastavljanje spoja Izbor ljepila U prvom redu potrebno je dobro poznavati svojstva materijala koji se spajaju, osobito njihove poroznosti, hrapavosti, vlažnosti. Ljepila koje stoje na raspolaganju biraju se prema kriterijima koji obuhvaćaju: kompatibilnost - čvrstoću - trajnost - prirast čvrstoće - primjenjivost u datim okolnostima (zapaljivost, otrovnost) - ekonomičnost Ljepila koja u procesu vezanja moraju izgubiti vodu ili drugo otapalo mogu se koristiti samo za lijepljenje poroznih materijala. Priprema površine 77
Potrebno je postići što veću slobodnu površinsku energiju substrata - površine na koju će nanijeti ljepilo. Najprije se čisti od adherirane površine, prašine, ulja i masti i korodiranih mjesta. To se može postići raznim kemijskim sredstvima, za odmašćivanje (npr. trikloretilen) najedanjem površine kiselinama, pa zatim intezivnim pranjem, pjeskarenjem ili vodenim mlazom pod visokim pritiskom. Neposredno prije nanašanja ljepila substrat mora biti suh ili imati optimalnu vlažnost, zavisno od vrste ljepila. Nanošenje ljepila Ljepilo treba u potpunosti pokriti površinu substrata i eventualno penetrirati u poroznu površinu. Ne smiju ostati zarobljeni mjehurići zraka. Zato su prikladne tehnike nanašanja ljepila četkama ili valjcima ili “češljevima” ili pod visokim pritiskom. Ljepilo s nanosi u što tanjem sloju, jer je spoj tako najčvršći. Kod debljih slojeva ljepila, zbog razlika u modulima elastičnosti ljepila i elemenata koji se lijepe dolazi do zakrivljenja trajektorija naprezanja koje to veće što je deblji sloj ljepila (Fileri). Sastavljanje spoja Elementi koji se lijepe moraju se sastaviti pravovremeno – unutar otvorenog vremena. To treba strogo kontrolirati, jer male razlike u vremenu spajanja rezultiraju velikim razlikama u čvrstoći spoja. Nakon spajanja mnoge spojeve treba podvrći prešanju ili povišenim temperaturama, zavisno od vrste ljepila. Kod nekih spojeva potrebno je dugotrajnije njegovanje (čuvanje) u normalnim klimatskim okolnostima Upotreba ljepila Upotreba ljepila u građevinarstvu naglo se širi, za konstruktivne kao i za nekonstruktivne namijene. To omogućuje nagli razvoj sve kvalitetnijih ljepila velike čvrstoće i visokog modula elastičnosti. To su u prvom redu ljepila na bazi umjetnih smola, a najpoznatija su epoksidna i akrilna ljepila. Zavisno od materijala elemenata koji se lijepe neke najvažnije skupine su: Ljepila za drvo - na bazi umjetnih smola Ljepila za metale - na bazi epoksidnih smola Ljepila za zidne obloge - skoro su uvijek disperzijska ili vodene otopine Podna ljepila - otopine prirodnih i umjetnih smola ili disperzija polivinilacetata Ljepila za beton 78
obuhvaqćaju materijale koji se dodaju hidrauličnim vezivima, ljepila za proizvodnju montažnih elemenata i ljepljive mortove. Mase za brtvljenje - obično se klasiraju na bazi njihova mehanizma očvršćavanja. Kitovi otporni preme kiselinama - Anorganski kitovi na bazi kalijskog vodenog stakla. - Organski kitovi na bazi fenolformaldehidnih, furanskih, epoksidnih, i nezasićenih poliesterskih smola. -
METALI Metali ili kovine: - su elementi s lijeve strane periodnog sustava elemenata - karakteristični su po metalnoj vezi pojedinih atoma - imaju kristalnu strukturu - imaju metalni sjaj -imaju sposobnost plastičnog deformiranja -velika im je toplinska i električna provodljivost Tehnološki postupci Tehnologija dobivanja metala ovisi o karakteristikama sirovine. Sastoji se od sljedećih faza: – vađenje rude – obogaćivanje taljenjem poluproizvoda – prerada poluproizvoda Tehnološki postupci – Taljenje: željezo, čelik, bakar – Elektroliza: aluminij, magnezij U građevinarstvu se primjenjuju legure: Najviše: - željeza i - aluminija, manjoj mjeri: - bakra, - olova i - cinka. Za nosive metalne konstrukcije gotovo isključivo se primjenjuje legura željeza i čelik. ČELIK Svojstva i vrste čelika Čelik je legura željeza koja se u stanju crvenog žara dade lako oblikovati. Legira se dodacima:
79
C - ugljika, Si - silicija, Mn - mangana, Cr - kroma, Cu - bakra, Ni - nikla, Mo molibdena, Al - aluminija i dr. Kao štetne primjese ponekad sadrži: P - fosfor, S - sumpor i N - dušik. Svojstva mu u velikoj mjeri ovise o dodatku s kojima legira, naročto o postotku ugljika, uglavnom je do 1,7 %. Materijal s više od 1,7 % ugljika zapravo je sirovo ili lijevano željezo. - niskolegirani čelici imaju ukupno do 5 % dodataka, - visokolegirani više od 5 %. Čelik za nosive građevinske konstrukcije može imati do 0,25 ugljika, a čelik za armiranje betona do 0,6 %. Postupcima i tehnologijama dobivanja čelika bavi se metalurgija. Čelik se dobiva preradom sirovog željeza, koje se proizvodi taljenjem željezne rude u visokim pećima. Sirovo željezo se kao najteži materijal pri taljenju rude skuplja na dnu peći. Sadrži 3,5 do 4,6 % ugljika. U sirovom željezu se taj postotak ugljika reducira na dopuštenu količinu i dodaju navedeni materijali za legiranje što se provodi u konverterima (niskim plamenim pećima) ili elektropećima. Na izlazu iz peći čelik se lijeva u blokove (ingote) iz kojih se u valjaonicama oblikuju čelični proizvodi (šipke, profili, limovi, lamele, cijevi i dr.) Svojstva čelika mogu se modificirati i poboljšavati dodatnom hladnom obradom kad se čelik napreže preko granice razvlačenja i tijekom promjena u strukturi ojačava. Porastom postotka ugljika povećava se čvrstoća čelika, ali mu se smanjuje plastična deformacija. Mangan - povećava čvrstoću i žilavost čelika na povišenim temperaturama, Silicij i krom - povećavaju čvrstoću i otpornost čelika na koroziju, Bakar i nikal -povećavaju žilavost i smanjuju krtost pri niskim temeraturama Primjese fosfora i sumpora - povećavaju krtost čelika. Čelični proizvodi koji se primjenjuju u građevinarstvu vrlo su brojni, a najvažniji su: - plosnati čelik, - čelični limovi, - čelični nosači, - profilirani štapovi raznih oblika poprečnog presjeka, - čelične cijevi, i - čelik za beton (u praksi ga često zovu betonski čelik ili armatura za beton) Čelični nosači i profilirani štapovi raznih poprečnih presjeka primjenjuju se za izradu nosivih čeličih konstrukcija. Sklapaju se i spajaju zavarivanjem.
80
Čelične cijevi se proizvode kao bešavne ili sa šavom, i jedne i druge imaju raznoliku primjenu. Plosnati čelik je pravokutnog presjeka debljine do 100 mm i širine do 150 mm. Upotrebljava se kao sastavni dio nosivih čeličnih konstrukcija (limenih nosača i složenih profila). Limovi su obično tanji elementi raznih oblika (ravni, valoviti, koritasti i udubljeni). Tanji limovi se upotrebljavaju za razna oblaganja, pokrivanje krovnih površina i za obrtničke radove. Zaštićuju se od korozije najčešće pocinčavanjem. Deblji limovi se primjenjuju kao čvorni limovi rešetkastih čeličnih nosača i kao elementi za sklapanje nosača složenih presjeka. Valoviti limovi se primjenjuju za izradu vrata velikih skladišta, pokrivanje krovova, za izradu lučnih krovova, za podlogu podova na mostovima i sl.
81
Za armiranje konstrukcija i betonskih elemenata proizvodi se i upotrebljava prema Pravilniku o tehničkim normativima za beton i armirani beton: - žica φ ≤ 12 mm ili šipke φ > 12 mm od glatkog čelika GA - žica φ ≤ 12 mm ili šipke φ > 12 mm od visokovrijednih prirodno tvrdih rebrastih čelika RA - mrežasta armatura od hladno vučene glatke ili rebraste žice MAδ i MAR Glatka armatura se zbog slabije veze s betonom sve rjeđe primjenjuje. Pretežno se primjenjuje rebrasta armatura s uzdužnim rebrima, koja ima znatno kvalitetniju vezu betonom, pa zbog toga manju potrebu preklapanja i jednostavnije savijanje i armiranje. Poprečni presjek rebara može biti nepromjenljiv RA 400/500-1 i promjenljiv RA 400/500-2. Mrežasta armatura se danas najviše primjenjuje, naročito pri armiranju velikoplošnih elemenata zidova i stropova. Zavarene armaturne mreže sastoje se od ravnih međusobno okomito zavarenih žica od glatkog čelika MAG 500/560 i od rebrastog čelika MAR 500/560. Određene su razmakom (t) i promjerom (d) poprečnih žica Čelik za prednapinjanje betona proizvodi se u obliku čeličnih žica raznih profila, koje se primjenjuju pojedinačno ili upletene u kabele. Imaju visoku čvrstoću i malu plastičnu deformaciju. ISPITIVANJE I DEFORMACIJSKO PONAŠANJE ČELIKA Čelik za armiranje je u armiranom betonu vlačno opterećen pa su mu osnovna mehanička svojstva granica razvlačenja i vlačna čvrstoća. Važna fizikalno-mehanička svojstva: - čvrstoća, zamor, žilavost, tvrdoća, otpornost na torziju, izvlačenje, previjanje Nedostatak primjene čelika u građevinarstvu jest korozija koja se javlja kao posljedica reagiranja željeza s okolinom u kojoj se nalazi. Najčešći oblik korozije čelika je oksidacija u prisutnosti kisika iz zraka u vlažnoj okolini, koju prisutnost Cl-, CO2 i CO3 ubrzava. Čelične se konstrukcije moraju štititi od korozije i održavati raznim antikorozivnim premazima ili se čelik mora primjenjivati u izvedbi skupih legura otpornih na koroziju. Za razliku od čelika, obojeni metali znatno su manje osjetljivi na koroziju pa se danas više i uvode u primjenu u građevinarstvu, naročito legure aluminija. Prednost im je pred čelikom i manja gustoća pa, dakle, i manje vlastito opterećenje.
82
ALUMINIJ Aluminij je jedan od najzastupljenijih elemenata Zemljine kore. Aluminijiski su spojevi po rasprostranjenosti prvi, a aluminij kao elemenat treći (iza kisika i silicija). Javlja se u sastavu mnogih stijena, iako je prvi put proizveden tek polovinom prošlog stoljeća. Zbog svojih svojstava vrlo je brzo u proizvodnji metala izbio na drugo mjesto u svijetu (iza željeza). Dobiva se elektrolizom glinice (Al2O3), koja se proizvodi posebnom preradom boksita (Al2O3 nH2O).
Aluminij: - ima malu gustoću. - dobar je vodič struje i topline. - ima visoku refleksiju svjetla i zračenja. Aluminijske legure: - relativno visoku čvrstoću i - dobra otpornost na koroziju.
83
Vlačna čvrstoća aluminija: - mekog – od 70 N/mm2 do 90 N/mm2, - tvrdog od 130 N/mm2 do 180 N/mm2 Usporedne debljine i mase aluminijskih i čeličnih limova iste lokalne čvrstoće, ekvivalentni aluminijski lim ima približno za 50 % manju masu. BAKAR Metal ružičasto crvene boje Najbolji vodič struje, poslije srebra Bakar i Bakrene legure – osrednje čvrstoće i lakom obradom i u hladnom i u toplom stanju pa se uspješno prerađuju toplim valjanjem, prešanjem i kovanjem. Upotrebljavaju se već od prvih početaka naše civilizacije Proizvodnja bakra uključuje nekoliko postupaka: – suhih ili pirometalurških – ruda se topi pri određenim temperaturama, – mokrih ili hidromeetalurških – ruda se otapa u pogodnom otapalu. – Iz otopine se onda bakar izdvaja elektrolizom ili cementacijom Bakrene legure: – odlična mehanička svojstva – dobra vodljivost struje i topline, – odlična otpornost na koroziju i – na habanje. Visoka cijena- za izradu jednog dijela vodovodne armature (ventila i slavina) i za izradu ukrasnog pokrova i nekih drugih ukrasnih predmeta. Dijele se prema kemijskom sastavu na: – tehnički bakar (najmanje 99,5 % Cu) – bakar s dodacima (najmanje 90 % Cu) – mesing (legura bakra, kositra i još nekih metala) – kositrenu broncu (legura bakra, kositra i još nekih metala) – i leguru bakra i nikla ili – bakra, nikla i cinka s dodatkom ili – bez dodatka drugih metala.
CINK Cink je po raznovrsnosti primjene prvi među obojenim metalima, a po količini proizvodnje odmah je iza aluminija i bakra. Dobiva se iz cinkovih ruda (pretežno iz cink-sulfida) pirometalurškim (destilacijskim) i hidrometalurškim (elektrolitičkim) postupcima.
84
Nelegiran ima na običnoj temperaturi grubo zrnastu strukturu i loša mehanička svojstva pa se poput drugih metala pretežno primjenjuje kao legura ili kao dodatak za legiranje drugih metala. CINK ima široku primjenu: – za izradu pokrova, – oluka, – fasadnih okapnica Najviše se upotrebljava za zaštitu drugih metala od korozije i to cinčanjem ili pocinčavanjem, to jest prevlačanjem površine drugih metala (prije svega čelika) cinkom, Nanošenjem antikorozivnih premaza na bazi cinkova praha kao pigmenta i katodnom zaštitom u kojoj se cink primjenjuje kao anoda. Cinčanje se pretežno izvodi umakanjem, a može se kod sitnih predmeta masovne proizvodnje primjenjivati i elektrolitički postupak. Pigmentni cinkov prah može se nanositi u obliku premaza ili difuzijom kroz površinu željeza ili čelika pri povišenim temperaturama, pri čemu se na površini formira legura željeza i cinka. OSTALI OBOJENI METALI KOSITAR POZNAT JOŠ IZ PRETHISTORIJSKOG DOBA Najstariji predmeti od bronce – legure kositra i bakra (grad Ura u Mezopotamiji) i pripadaju kasnijem brončanom dobu. Primjenjuje se: – u proizvodnji bijelog lima u prehrambenoj industriji – za legiranje bakra – u legurama za lemljenje – za ležajeve – u tipografskim legurama Zajedno s olovom primjenjuje se za antikorozivnu zaštitu čeličnih limova, koji se upotrebljavaju za prekrivanje krovova stambenih i industrijskih građevina. Kositar kao vezivo između čelika i olova. OLOVO MNOGO I RAZNOLIKO SE PRIMJENJUJE Iza željeza i cinka najjeftiniji tehnički metal. Najmekši među teškim metalima Dade se lako oblikovati pa se zbog toga i zbog visoke otpornosti na koroziju i visoke gustoće mnogo primjenjuje u građevinarstvu kao materijal za izolacije i brtvljenje. U zapadnim zemljama 40% olova upotrebljava se za proizvodnju akumulatora. Olovo ima visoku gustoću – otporno je na prodor gama-zraka, pa služi za najrazličitije zaštite od zračenja. Mnogo se primjenjuje u vojnoj industriji. 85
POLIMERI MONOMER je niskomolekularna tvar, koja polimerizacijom prelazi u polimer. POLIMERI - su tvari koje se sastoje od makromolekula pa se i nazivaju makromolekularni spojevi. Primjena: - Termoizolacijski i hidroizolacijski materijali, - kitovi, zaštitni premazi, - podovi, mortovi, modifikatori betona, - cijevi, profilirani i prešani proizvodi, boje, lakovi Prednosti: - Lako oblikovanje, lagani, - otporni na kemijske utjecaje, - elektroizolatori, - vodonepropusni, - paronepropusni, - odlične prionljivosti na druge materijale Mane: - Promjena svojstava već pri temperaturi(-30 do +100) oC, - veliki temperaturni koeficijent dilatacije (α ), - zapaljivost, gorivost, - starenje
Podjela 1 NE ORGANSKI POLIMERI - oksidi silicija i aluminija, mnogi minerali, kao npr. tinjac, azbest, minerali glina, spojevi nastali hidratacijom cementa. ORGANSKI POLIMERI Kaučuk i prirodne smole, celuloza, lignin, škrob, bjelančevine, nukleinske kiseline,sintetski polimeri (1910 god. bakelit) Podjela 2 Polimeri se sastoje od linearnih ili razgrananih ili umreženih makromolekula u kojima su međusobno povezane strukturne jedinice, tzv. meri. Mali broj mera (max 10)→DIMERI, TRIMERI, TETRAMERI ...(plinovi, tekućine ili krhotine), veliki broj mera (>100.000)→čvrsti polimeri
86
Podjela 3 Ako je u makromolekuli zastupljen samo jedan tip mera to je HOMOPOLIMER Ako se radi o dva ili više tipova mera to je KOPOLIMER Podjela 4 Opći izgled makromolekula nekih Opći izgled makromolekula nekih homopolimera kopolimera
Podjela 5 Konstrukcijski polimerni Materijali: - masivni – kompaktni - pjenasti - saćasti, ekspandirani po sastavu poliemerni materijali mogu biti: - Homogeni - Kompozitni (mješavine, smjese, punjeni, ojačani)
Podjela 6 MAKROMOLEKULE POLIMERA se organiziraju u: globule, fibrile, lamele (vrpce)
87
Amorfni polimer
Kristalasti polimer
Orjentirani kristalasti polim
SVOJSTVA Makromolekulna i specifična nadmolekulna struktura polimera rezultira posebnim svojstvima polimera: - relaksacija naprezanja - puzanje - elastični postefekti → efekt pamćenja - prisjetljivost i dr. Sve ovisno o temperaturi. TERMOMEHANIČKO PONAŠANJE POLIMERA Ovisno o termomehaničkom ponašanju podjela polimera na: - ELASTOMERI (u gumastom stanju) - DUROMERI (kristalasti ili u staklastom stanju, prostorno umrežene strukture) i - PLASTOMERI ili TERMOPLASTI (kristalasti ili u staklastom stanju, linearne ili granate strukture). Deformacijska stanja reflektiraju pokretljivost makromolekule u toplinskom gibanju. Polimeri prelaze iz jednog stanja u drugo na temperaturi pri kojoj se bitno mijenja prosječna energija toplinskog gibanja segmenta makromolekule. Podjela i glavne karakteristike polimera 1 Prema fizikalnom stanju pri temperaturama uobičajene primjene (-30 do +100) polimerni materijali su: - ELASTOMERI (u gumastom stanju)
88
-
DUROMERI (kristalasti ili u staklastom stanju, prostorno umrežene strukture) i - PLASTOMERI ili TERMOPLASTI (kristalasti ili u staklastom stanju, linearne ili granate strukture). Podjela i glavne karakteristike polimera 2 Prema fizikalnom i kemijskom stanju u uvjetima preradbe polimerni su materijali: - elasti (mehanička i termička obrada u gumastom stanju), - reaktoplasti (preoblikovanje uz kemijske promjene u strukturi), - termoplasti (preradba u stanju taline) i - duroplasti (mehanička obrada u staklastom i kristalastom stanju). Duroplasti i termoplasti zbirno se nazivaju poliplastima nasuprot elastima. Podjela i glavne karakteristike polimera 3 S obzirom na primjenu polimerni materijali razvrstavaju se u nekoliko skupina: - poliplasti, koji su najčešće konstrukcijski polimerni materijali i folije, - elastomeri, - sintetska vlakna, - pomoćni polimerni materijali, koji se obično u obliku otopina ili disperzija upotrebljavaju u proizvodnji ljepila, lakova i premaza, te dodataka mortu, betonu i asfaltu.
Elastomeri Elastomeri su pri temperaturama uobičajene primjene u gumastom fizikalnom stanju, tj. moguće su elastične deformacije i do nekoliko stotina postotaka. Struktura je rahlo kemijski ili fizikalno umrežena. Termičko varenje nije moguće. Temperatura omekšavanja (staklište) je niža od 0oC, područje primjene elastomera je na temperaturama većim od staklišta.
Duromeri Gusto umreženi polimeri, koji se ne daju plastificirati nazivaju se duromeri (duroplasti, termoreaktivne mase, reaktoplasti, termoreakti). Oni su u kristalastom ili staklastom stanju. Struktura im je prostorno, kemijski gusto umrežena. pri temperaturama uobičajene primjene su elastični, tvrdi i krti. Temperatura omekšavanja je iznad 50oC. Termičko varenje nije moguće, ali se mogu uspješno lijepiti. Zbog smolaste i viskozne konzistencije u prvom stupnju dobivanja nazivaju se i umjetnim smolama.
89
Plastomeri Plastomeri ili termoplasti su linearne ili granate strukture. Mogu biti u kristalastom ili amorfnom fizikalnom stanju. Pri temperaturama uobičajene primjene mogu biti elastični, plastični i krti. Zagrijani do temperature mekšanja postaju plastični i prikladni za obradu ekstrudiranjem, prskanjem, varenjem. Pri zagrijavanju ne mijenjaju svoju kemijsku strukturu, pa je to samo reverzibilna promjena stanja.
Vrste polimera - ABS - EP - EPDM - PA - PAN - PB - PC - PE - PETP - PF - PI
- međunarodno prihvaćene kratice terpolimer akrilonitril-butadien-stiren epoksidne smole terpolimer etilen-propilen-dien poliamidi poliakrilonitril poli(l-buten) polikarbonati polietilen poli(etilen-tereftalat) fenolformaldehidni polimeri poliimidi
-
PMMA
poli(metil-metakrilat)
-
POM
polioksimetilen
-
PP
polipropilen
-
PPO
poli(fenilen-oksid)
-
PPS
poli(fenilen-sulfid)
-
PS
polistiren
-
PSU
polisulfoni
-
PUR
poliuretani
-
PVC
poli(vinil-klorid)
-
PVDC
poli(viniliden-klorid)
-
SAN
kopolimer stiren-akrilonitril
90
-
SBR
stiren-butadienski kaučuk
-
UP
nezasićeni poliester
-
GRP
staklo armirani poliester
POLIMERI S DODACIMA a) dodaci za preradbu: toplinski stabilizatori, maziva, odjeljivači, regulatori viskoznosti, pjenila, tiksotropni dodaci i dodaci za umrežavanje; b) modifikatori mehaničkih svojstava: plastifikatori, dodaci za povećanje žilavosti, punila, ojačala, prianjala; c) modifikatori površinskih svojstava: vanjska maziva, regulatori adhezivnosti, antistatici; d) modifikatori optičkih svojstava: pigmenti i bojila, strukturizatori; e) dodaci za povećanje trajnosti: antioksidansi, svjetlosni stabilizatori, biocidi, dodaci za smanjenje gorivosti i zapaljivosti.
NEMEHANIČKA SVOJSTVA POLIMERA Gustoća – 900-1200 kg/m3 Termički koeficijent ekspanzije je 5 do 20 puta veći nego za čelik i beton. Toplinska vodljivost - koeficijenti toplinske vodljivosti su relativno mali za polimerne materijale isti kao za drvo. Kemijska otpornost je velika, PM otporni na vodu, slabe kiseline i lužine. Postojanost na biološka djelovanja – biljke i životinje ne djeluju agresivno na PM. Difuzija kroz PM - mala Električna svojstva – pretežno izolatori
91
PRIMJENA POLIMERNIH MATERIJALA
92
Karakteristične grupe polimernih materijala u graditeljstvu Polimerima modificirani portland cementni betoni i mortovi (PPCB) Polimerima impregnirani betono (PIB) Polimer betoni (PB) Armirani i drugi poliomerni materijali Zaštitni materijali na bazi polimera, ljepila, kitova itd.
POLIMEROM MODIFICIRANI PORTLAND CEMENTNI BETON (PPCB) Polimerom modificirani portland cementni beton je običan portland cementni beton, kojem se za vrijeme miješanja umjesto dijela vode doda u vodi topivi
93
polimer ili njegova emulzija. Kako cement veže i očvršćava, i polimer također očvršćava, tvoreći kontinuiranu matricu polimera u betonu. LATEKS - kao sastojak PPCB Lateksi su polimerni sistemi, koji se sastoje od vrlo sitnih sferičnih čestica (∅ 0,5 do 5,0 µ m) velike molekularne mase, suspendiranih u vodi. Čestice se drže u suspenziji djelovanjem površinski aktivnih tvari. Lateksi se obično dobivaju polimerizacijom iz emulzije monomera. Najboljima su se pokazali lateksi od prirodne gume, stiren-butadiena, polivinilacetata i akrilni lateksi, te lateksi od epoksi smola. Tehnologija PPCB Lateks se dodaje betonu ili mortu u količini od 15 do 20 posto mase čvrste tvari lateksa od mase cementa. Količine cementa su obično 400 kg/m3 i više, a vodocementni faktori (pribrojiti treba i dio vode iz lateksa) su mali (0,30 ... 0,40), zbog fluidificirajućeg djelovanja lateksa. Mješavine su tipično kohezivne i ljepive u svježem stanju. Često puta pretjerano uvlače zrak u betonsku mješavinu, pa treba dodavati odpjenjivače. Postupak miješanja je isti kao za obične betone i mortove, ali se njegovanje bitno razlikuje. Svojstva i primjena PPCB Dodavanjem lateksa betonima i mortovima može se: - poboljšati prionjivost na podlogu, - povećati vodo i plino-nepropusnost, - smanjiti modul elastičnosti i - povećati žilavost, - povećati otpornost na kemikalije. PPCB i PPCM primjenjuju se kao: - završni slojevi na mostovima, industrijskim podovima, - materijali za sanacije oštećenih armiranobetonskih konstrukcija, - vodonepropusni slojevi, - vezni slojevi kod nastavljanja betoniranja i lijepljenja konstruktivnih elemenata.
POLIMEROM IMPREGNIRAN BETON (PIB) PIB je očvrsli portland cementni beton impregniran monomerom. Najčešće upotrebljavani monomeri za PIB su: - metil metakrilat - stiren - fetbutilstiren POLIMER BETON (PB) Kompozitni materijal 94
↓ Agregat + vezivo → polimer ↓ Reaktivne smole: - Poliesterske smole - Epoksidne smole - Poliuretanske smole - Metil metakrilatne smole REAKTIVNE SMOLE: - MONOMERI - OLIGOMERI Nakon miješanja s očvrščivačima i ubrzivačima kemijski se umrežavaju i bez pritiska očvršćavaju Kao OČVRŠĆIVAČI I UBRZIVAČI rabe se NISKOMOLEKULARNA REAKTIVNA SREDSTVA. TEHNOLOGIJA PB Omjeri miješanja: reaktivna smola : agregat = 1:1 - 1:15 Agregat čisti kvarcni ili granitni ili vapnenački; dobrog granulometrijskog sastava; max vlažnost 1 % min. volumen šupljina max. zrno 1/3 presjeka IZVEDBA PB - Čišćenje površine betona ili podloge - Sušenje površine podloge (max vlaga 4 %) - Nanašanje “primera” i veznog sloja - Nanašanje pb (dok je vezni sloj još ljepljiv) test - povuče se za prstom
SVOJSTVA PB - brzo očvršćavanje - velika vlačna, savojna i tlačna čvrstoća - dobra adhezija - velika trajnost prema djelovanju mraza - mala propusnost - dobra kemijska otpornost
95
PRIMJENA PB - zaštitni slojevi na površinama izloženim eroziji - popravci betonskih konstrukcija - konstruktivni i dekorativni paneli
TERMIČKA SVOJSTVA MATERIJALA VODLJIVOST TOPLINE - λ - koeficijent toplinske vodljivosti - Λ - koeficijent toplinske propustljivosti - R - otpor propuštanja topline - K - koeficijent prolaza topline - Ro - otpor prolazu topline 96
TEMPERATURNI RAD - α t ... koeficijent linearnog termičkog rastezanja VODLJIVOST TOPLINE Toplinska vodljivost je svojstvo građevinskih materijala da provode toplinu uslijed razlike temperatura na dvjema graničnim površinama elementa. Toplina nekog tijela jednaka je zbroju kinetičkih energija nesređenog gibanja svih njegovih molekula. Toplina se može prenositi na tri osnovna načina: - vođenjem (u čvrstim, tekućim i plinovitim materijalima) - strujanjem (u tekućim i plinovitim materijalima) - zračenjem (u plinovitim materijalima i u vakuumu). Za prenošenje topline kroz građevinske materijale važno je prenošenje topline vođenjem.
Zamislimo unutar nekog tijela od homogenog materijala tanku ploču debljine d (1 m), poprečnog presjeka A (1 m2) omeđenu paralelnim ravninama na kojima su temperature T1 i T2 (1°C). Prenošenje topline se odvija vođenjem.
Količina topline Q (J), koja će u vremenu t (s) proći kroz promatrani materijal bit će: Q = λ ⋅ A⋅
T1 − T2 ⋅t d
97
λ - koeficijent toplinske vodljivosti λ=
Q d ⋅ (W / m ⋅ C ) A(T1 −T2 ) t
Vrijednosti koeficijenta toplinske vodljivosti (λ ) su vrlo promjenjive za jedan te isti materijal i ovise o: – zapreminskoj masi materijala (poroznosti) – kemijskom sastavu materijala – sadržaju vlage u materijalu – temperaturi materijala. Karakteristične vrijednosti koeficijenta toplinske vodljivosti λ u ovisnosti o zapreminskoj masi za razne građevinske materijale dane su u slijedećoj tablici:
Materijal Olovo Čelik Granit Beton, normalni-laki Opeka, obična-šuplja Asfalt Drvo, hrast-jela Mineralna vuna
Zapreminska masa (kg/m3) 11500 7860 2670 2400 – 1000 1800 - 1300 2100 800 – 500 100
Koeficijent toplinske vodljivosti λ (W/m . oC) 35 58 3,5 2,0 – 0,35 0,8 – 0,55 0,7 0,2 – 0,14 0,04
Koeficijent toplinske propustljivosti (Λ ) jednak je kvocijentu koeficijenta toplinske vodljivosti(λ ) materijala homogenog građevinskog materijala i njegove debljine (d): Λ = λ /d (W/m2 . oC) Koeficijent toplinske propustljivosti (Λ ) jednak je količini topline koja u jedinici vremena prođe okomito kroz jedinicu površine građevinskog elementa pri jediničnoj razlici temperatura graničnih površina elementa, kada je postignuto stacionarno stanje. Otpor propuštanja topline (R) jednak je recipročnoj vrijednosti koeficijenta toplinske propustljivosti: R= 1/Λ (m2 . oC/W) Otpor propuštanja topline (R) građevinskog elementa karakterizira svojstva toplinske izolacije tog elementa. Što je > toplinski otpor (R) to je element bolji izolator.
98
Ukoliko se želi promatrati prenošenje topline iz prostorije kroz građevinski element u vanjski prostor, mora se promatrati prenošenje topline iz prostorije na element, kroz građevinski element, te s elementa u vanjski prostor. Parametar koji karakterizira takovo prenošenje topline zove se koeficijent prijelaza topline građevinskog elementa (K): K = 1/(1/α i + d/λ + 1/α e) (W/m2 . oC) α i je koeficijent unutarnjeg prijelaza topline, koji je jednak količini topline koja u jedinici vremena prijeđe sa zraka u prostoriji na jedinicu površine građevinskog elementa pri jedinicnoj razlici temperature zraka i površine elementa. α e je koeficijent vanjskog prijelaza topline, koji je jednak količini topline koja u jedinici vremena prijeđe s jedinice vanjske površine građevinskog elementa na vanjski zrak, pri jediničnoj razlici temperature površine elementa i vanjskog zraka. Koeficijent prolaza topline (K) jednak je količini topline koja u jedinici vremena prođe okomito kroz jedinicu površine građevinskog elementa pri jediničnoj razlici temperatura zraka s obje strane elementa. Koeficijent prolaza topline (K) se može izraziti i toplinskim otporima: K = 1/ Ri + R + Re Ri = 1/α i …otpor unutarnjeg prijelaza topline Re = 1/α e ... otpor vanjskog prijelaza topline Otpor prolazu topline (Ro) je recipročna vrijednost koeficijenta prolaza topline građevinskog elementa: Ro = 1/K (m2 . oC/W) Ro = Ri + R + Re Vrijednost koeficijenta prolaza topline (K) važna je za ocjenu gubitka topline iz grijanih prostorija prema van. Što je veća vrijednost (K) obodnih elemenata objekta, to će kroz te elemente u zimskim uvjetima prolaziti veći toplinski tokovi, tj. gubici topline biti će veći.
Kod pregrada izrađenih od više različitih materijal u slojevima d1, d2, d3 i ako su temperature krajnjih površina različite (T1, T2, T3) u određenom trenutku se uspostavlja stanje jednolike (linearne) promjene temperature po presjecima
99
pojedinih slojeva pregrade i jednak je prolazu topline i kroz pojedine slojeve i kroz cijelu pregradu. Prolaz topline kroz višeslojnu pregradu
Količina topline koja prolazi kroz takvu pregradu se povećava s povećanjem površine zida, vremena prolaza, koeficijenta toplinske vodljivosti i temperaturne razlike, a opada s povećanjem debljine zida.
Mjerenje koeficijnta toplinske vodljivosti (λ ) Uzorak se postavlja između dvije ploče, tako da toplina s grijane ploče prelazi okomito kroz uzorak do rashladne ploče. Mjeri se: dimenzija uzorka (d, A), toplinski tok (Q), temperaturne razlike na površinama uzorka (∆ T), vrijeme trajanja pokusa (t).
Temperaturni rad Promjene dimenzije građevinskog elementa pri promjeni temperature okoline zove se temperaturni rad. Ukoliko se promatra samo jedna dimenzija radi se o linearnom temperaturnom radu ili linearnom stezanju ili rastezanju. Eksperimentalno je dokazano da je linearni temperaturni rad (∆ l) proporcionalan promjeni temperature (∆ T) i početnoj dimenziji elementa (l), te da ovisi o vrsti materijala, što je izraženo koeficijentom termičkog linearnog rastezanja (α t). ∆ l=αt⋅ ∆ T⋅ l α t = ∆ l / ∆ T ⋅ l (1/oC)
100
α t ... koeficijent termičkog linearnog rastezanja je karakteristika materijala, a jednak je produženju elementa jedinične dužine uslijed jediničnog porasta njegove temperature. Vrijednosti koeficijenta za svaki građevinski materijal utvrđuju se mjerenjem. Materijal Kvarcno staklo Obično staklo Beton Čelik Aluminij Granit Vapnenac Drvo (uz-pop. vlakna) Opeka Plastika
α
t
= (1/oC) ⋅ 10-6 0,5 3 – 10 5 – 14 10 – 17 23 – 24 8 – 8,5 9 – 10 3-6 - 30-60 5 – 12 10 - 230
Koeficijent termičkog linearnog rastezanja je parametar koji ulazi u proračun temperaturnih naprezanja koja nastaju u materijalu uslijed promjene temperature, a također kao mjera za ocjenu termičke stabilnosti građevinskog materijala. Termička stabilnost materijala je tim veća što je α t manje. Kvarcno staklo je termički vrlo stabilno je rima mali koeficijent termičkog linearnog rastezanja (α t = 5 ·10 –5).
AKUSTIČKA SVOJSTVA ZVUK Zvuk nastaje mehaničkim titranjem čestica u elastičnoj sredini. Titranje u zraku proizvodi zvučne valove, a titranje u čvrstom materijalu strukturni zvuk. Zvuk karakterizira frekvencija, a jedinica frekvencije je Herz (Hz). Jedan Herz označava broj titraja u jednoj sekundi.
101
Prolaskom kroz materijal zvuk izaziva promjene zvučnog pritiska u materijalu. Nivo zvučnog pritiska i nivo jačine zvuka izražavaju se u decibelima (dB). S obzirom na način nastajanja i prenošenja u građevinskoj praksi se govori o: a) zračnom zvuku b) udarnom zvuku.
Parametri kojima se opisuju akustička svojstva građevinskih materijala su: - koeficijent apsorpcije zvuka (α i) - zvučna izolacijska moć (R). Razlika između zvučne izolacije i zvučne apsorpcije
Koeficijent apsorpcije zvuka (α i) Sposobnost apsorpcije zvuka nekog materijala dana je koeficijentom apsorpcije zvuka (α i) koji je jednak: - α i = Pα /P, gdje je: - Pα … apsorbirana i propuštena zvučna energija - P……. upadna zvučna energija. α i se kreće od 0 - 1. α i > 0,3 su apsorpcijski materijali.
102
Zvučna izolacijska moć (R) - Izolacija od zračnog zvuka Pri rješavanju izolacije od zračnog zvuka polazi se od parametara razlike zvučnih nivoa (D) I ekvivalentne apsorpcijske površine (A): - D = LP1 - LP2 A=Σ α i ·Si gdje je: - LP1 … nivo jačine zvuka u predajnoj prostoriji - LP2 … nivo jačine zvuka u prijemnoj prostoriji - α ... Koeficijent apsorpcije pojedinih površina - Si … pojedinačna površina (m2) R = D + 10 log (S/A) (dB) Izraz za zvučnu izolacijsku moć (R) određuje se na nizu odabranih frekvencija, a rezultati se prikazuju grafički u koordinatnom sustavu f - R. Uspoređivanjem dobivenih krivulja sa standardnim krivuljama donosi se ocjena o izolacijskoj moći materijala kojeg se ispitivalo. Kod jednostrukih pregrada za što bolju izolaciju važno je: – da je element što teži – da je element što deblji – da je zapreminska masa materijala od kojeg je element > 400 kg/m2. Zvučna izolacijska moć (R) - Izolacija od udarnog zvuka Ocjena o efikasnosti izolacije od udarnog zvuka provodi se na osnovu normaliziranog nivoa udara zvuka Ln prema izrazu: - Ln = Lu - 10 log Ao/ A gdje je: - Lu … nivo zvuka udara u prijemnoj prostoriji - A … ekvivalentna apsorpcijska površina - Ao … referentna apsorpcijska površina, uobičajeno 10m2 Za što bolju izolaciju od udarnog zvuka važni su debljina elementa i zapreminska masa materijala od kojeg je element izrađen. Izolacija od udarnog zvuka važna je kod međukatnih elemenata konstrukcije (hodanje, padanje predmeta, ...), kod kojih se umjesto povećanja debljine ploče primjenjuju tzv. plivajući podovi. Kada se na nosivu međukatnu konstukciju izvede pod ili ispod nje spušteni strop, smanjuje se normalizirani nivo zvuka udara, što znači da se izolacija od zvuka udara poboljšala. Primjer izvedbe plivajućeg poda
103
Primjer izvedbe dvoslojnog zida
Poboljšanje izolacije od zvuka udara (∆ L) se izračunava prema izrazu: ∆ L = Lno - Ln1 gdje je: - normalizirani nivo zvuka udara u prijemnoj prostoriji izmjeren za golu međukatnu konstrukciju - normalizirani nivo zvuka udara u prijemnoj prostoriji izmjeren za međukatnu konstrukciju s podom odnosno spuštenim stropom.
104
ELEKTRIČNA SVOJSTVA R - električna otpornost materijala ρ - specifični električni otpor γ - specifična elektroprovodljivost R - električna otpornost materijala S obzirom na sposobnost provođenja električne struje kroz materijal, materijali se dijele na: – vodiče – poluvodiče – izolatore. Sposobnost materijala da provodi električnu struju izražava se njihovim otporom (R). Za homogene materijale konstantnog presjeka električna otpornost materijala je proporcionalna dužini promatranog elementa, a obrnuto proporcionalna poprečnom presjeku, prema izrazu: R = ρ · l/s (Ω ) gdje je: ρ … specifični električni otpor- karakteristika materijala (Ω · m) l … dužina elementa, s … poprečni presjek elementa γ - specifična elektroprovodljivost Elektroprovodljivost se može izraziti i specifičnom elektroprovodljivošću, koja je recipročna vrijednost specifičnog električnog otpora, a izražava se u jedinici Simens (S): γ = 1/ρ (S) Važno kod pojave statičkog elektriciteta u objektu, kod željezničkih pragova
BILJEŠKE:
105
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ____ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _____ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
106
_______________________________________________________________________ ____
107
