Zápisky z přednášek

Stavební hmoty
vše, co se je přímou součást stavební konstrukce a s čím se zároveň setkáváme na staveništi. Jsou to taky vlastní stavební materiály, ale i suroviny pro jejich výrobu používané. Mezi stavební hmoty nepočítáme složitější stavební výrobky, zejména takové, které mají charakter pohyblivé nebo mnoha mnohaprvkové konstrukce.
Stavební výrobek
Každý výrobek určený výrobcem nebo dovozcem pro trvalé zabudování do staveb, pokud jeho vlastnosti mohou ovlivnit alespoň jeden ze základních požadavků na stavby, kde trvalým zabudován výrobku do stavby je takové, při kterém se vyjmutím nebo výměnou výrazně trvale mění vlastnosti stavby.
Určeným použitím stavebního výrobku je použití určené výrobcem nebo dovozcem, které se vztahuje k úloze, kterou má výrobek při plnění základních požadavků stavby
Základní zákonné požadavky na vlastnosti stavebního výrobku
Mechanická odolnost a stabilita – mechanické vlastnosti
Požární bezpečnost – požární vlastnosti
Hygiena, ochrana zdraví a životní prostředí
Ochrana proti hluku – akustické vlastnosti
Bezpečnost při užívání
Úspora energie a ochrana tepla - tepelně fyzikální a tepelně technické vlastnosti
Projektová dokumentace
Pro územní řízení
Pro stav. povolení
Realizační projektová dokumentace
Dělení stavebních hmot dle původu
přírodní
anorganické (horniny)
organické (dřevo, bambus, ovčí vlna)
umělé, vyrobené na základě:
anorganické (vápno, cement, keramika, sklo, kovy)
organické (plasty, bitumeny (dehty, živice),aglomerované dřevo
Dělení stavebních hmot dle použití
konstrukční materiály – tvoří nosnou konstrukci stavby, mechanické vlastnosti
výplňové materiály – tvoří výplň nosných svislých konstrukcí a mohou z části plnit i izolační funkci
izolační materiály – tepelně izolační, zvukově izolační, hydroizolační
dekorační materiály
ostatní materiály
Dělení stavební výrobků dle materiálové podstaty
kamenné výrobky
keramické materiály
výrobky ze skla
vápenické výrobky
cementářské produkty
autoklávované výrobky (YTONG – póry)
kovové výrobky
živičné hmoty – asfalt, dehet, živice
plasty
výrobky z dřeva a celulózy
ostatní
Stavební výrobky a zákonné požadavky na stavební výrobky
(právní zabezpečení požadavků na stavební výrobky)
Technické požadavky na stavební výroby vycházejí z
stavební zákon 50/1976 Sb.
zákon 22/1997 Sb. – o technických požadavcích na výrobky
NV č. 163/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební výrobky
NV č. 190/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na stavební výrobky s označením CE
Základní požadavky na stavby (stavební výrobky)
Mechanická odolnost a stabilita (mechanické vlastnosti)
Stavba musí být navržena a postavena tak, aby zatížení, která na ní budou pravděpodobně působit v průběhu stavění a užívání, neměla za následek zřícení celé stavby nebo její části, větší stupeň nepřípustné přetvoření, poškození jiných částí stavby nebo technické zařízení nebo instalovaných vybavení následkem deformace nosné konstrukce, poškození událostí v rozsahu neúměrné původní příčině
Požární bezpečnost (požární vlastnosti)
Stavba musí být navržena tak, aby v případě požáru: byla po určitou dobu zachována nosnost a stabilita konstrukce, byl omezen vznik a šíření požáru a kouře ve stavebním objektu, byla omezeno šíření požáru na sousední objekty, mohly osoby a zvířata opustit stavbu nebo být zachráněny jiným způsobem, byla brána v úvahu bezpečnost záchranných jednotek
Ochrana proti hluku (akustické vlastnosti)
Stavba musí být navržena tak, aby hluk vnímaný obyvateli nebo osobami poblíž stavby byl udržován na úrovni, která neohrozí jejich zdraví a dovolovala jim spát, odpočívat a pracovat v uspokojivých podmínkách
Hygiena, ochrana zdraví a životního prostředí
Stavba musí být navržena a postavena tak, aby neohrožoval hygienu a zdraví jejich uživatelů nebo sousedů
Bezpečnost při užívání
Stavba musí být navržena a postavena tak, aby při jejím užívání nebo provozu nevznikalo nepřijatelné nebezpečí úrazu
Úspora energie a ochrana tepla (tepelně fyzikální a tepelně technické vlast.)
Stavba a její zařízení pro vytápění, chlazení a větrání musí být navrženy a postaveny tak, aby spotřeba energie při provozu byla nízká s ohledem na klimatické podmínky místa a požadavky uživatelů
Skupiny stavebných výrobků (dle NV č. 163/2002)
- pro betonové a železobetonové části staveb
- pro zděné stavby
- ze dřeva a dřevěné konstrukce
- ochranné, tepelně a zvukově izolační materiály a výrobky
- hydroizolační materiály, střešní krytiny
- ze skla
- pro otvorové výplně
- pro kanalizační systémy a rozvody kapalin a plynů
- zvláštní materiály, výrobky, konstrukce a zařízení
- pro technické zařízení staveb
- pro vnitřní a vnější povrchové úpravy stěn, stropů a podlah
- pro hygienická zařízení a osttatní speciální výrobky
Struktura a vlastnosti stavebního materiálu
Dle způsobu uspořádání látky
izotropní - struktura ve všech směrech stejná
anizotropní - struktura v rámci směrů odlišná, rozdílné vlastnosti
orthotropní - zvláštní případ anizotropních vlastnosti
Rozměry v souvislosti s pojmenováním hmoty
- atomové vazby
- struktura krystalů
- mikrostruktura
- vzorek
- výrobek
makrostruktura
- homogenní - stejnorodé - sklo
- heterogení - nestejnorodé - betony, keramika
- staticky homogenní
Fyzikální vlastnosti látek
- lze měřit a můžeme jim být přiřazená určitá číselná hodnota (objemová hmotnost)
- vlastnosti fyzikálně mechanické - technická pevnost
Chemické vlastnosti látek
- vlastnosti, které určují chování látky v průběhu chemických reakcí
- závisí na elektronové konfiguraci, vazbě, struktuře
Mikrostruktura látek
Atom (obal) ovlivňuje
- fyzikální vlastnosti látek
- chemické vlastnosti látek
Atom- částice udílející vlastnosti látek
Základní typy chemických látek
- prvky
- sloučeniny
- směsi
- většina stavebních materiálů se skládá z několika sloučenin
- prvek nelze chemickou reakcí rozdělit na jiné jednodušší
- všechny atomy jednoho prvku mají v jádře stejný počet protonů - atomové číslo
Obal atomu, elektrony, slupky, orbitály
- elektrony se záporným nábojem se pohybují okolo jádra v elektronových slupkách
- atom obsahuje až 7 slupek (K-Q)
- čím dále je slupka od jádra, tím elektrony na ní mají vyšší energii
- vnější váleční slupka (zaplněna-nezaplněna)
- inertní atom - na valčeční vrstvě má plný počet elektronů
- reaktivní atom - na valeční vrstvě nemá plný počet elektronů
- okamžitou polohu elektronů ve slupce nelze určit
- každá slupka se skládá z orbitálů
- orbitál - část prostoru, kde lze elektron s velkou pravděpodobnosti nalézt
Složené látky - vícesložkové látky
- pevné směsi
- vyztužené (kompozity, lamináty)
- vícefázové - v pórech pevných látek se vyskytuje vzduch či kapalina
Obecné vlastnosti stavebních výrobků
Mechanické
Napětí (MPa); deformace; meze úměrnosti (úružnosti, průtažnosti, kluzu); pevnost v prostém tahu a tlaku, (v tahu-ohybu, tlaku, ve smyku, v kroucení, v příčném tahu); moduly průžnosti v tahu (tlaku, smyku); Poissonův poměr; houževnatost, tžnost, křehkost; tvrdost
Reologické (starnutí, materiálu)
plasticita, viskozita, konzistence, duktilita, penetrace
Tepelně technické
měrné teplo, tepelná vodivost, teplotní vodivost, tepelná jímavost, akumulační schopnost, tepelný odpor, tepelná pohltivost-odraz, teplotní roztažnost (délková-objemová)
Akustické
rychlost šíření zvuku, akustický odpor prostředí, útloum, vzduchová a kročejová neprůzvučnost, zvuková pohltivost
Působení vzduchu, plynů, vlhkosti a vody
difúze, přirozená vlhkost, nasákavost, vzlínavost, hydrofobitga, hydrofilnost
Chemické
odolnost proti chemický látkám (agresivní voda), vzájemné (korozivní) působení stavebních hmot
Bezpečnostní a hygienické
odolnost proti ohni,k hořlavost, spalitelnost, vznětlivost, kluzkost, míra toxicity, omyvatelnost
Technologické
opracovatelnost, svařitelnost,k lepitelnost, spojovatelnost, možnost broušení, leštění, barvení, impregnace
Fyzikální vlastnosti
Objemová hmotnost
ρv=m/V [kg/m3]
V-objem pevné látky včetně pórů, dutin a mezer
Vp - objem pórů, V(h) objem pevné látky
materiálhustota/obj.hm.
dřevo1500/400-700
ocel7850/7850
CPP2600-2700/2600-2800
obyčejný beton2500-2700/2000-2400
pórobeton2400-2500/400-700
tvrdé PVC1360-1400/1360-1400
pěnový polystyren1060/14-100
Hustota
ρ=m/V
- objem pouze pevné látky (bez pórů, dutin a mezer)
sypná hmotnost
V=Vh+Vp+Vm
Kameniva pórovitá
- objemová hmotnost - zrna
- měrná hmotnost (hustota)
- sypná hmotnost (volně sypaná nebo zhutněná)
Hutnost
- popisuje, jak je celkový objem materiálu vyplněn vlastní pevnou fází
- lze ji definovat pouze u pevných látek
- matematicky se vyjadřuje jako poměr objemu pevné fáze ku objemu celkovému nebo jako poměr objemové hmotnosti ku hustotě
- uvádí se v procentech
- obdobnou vlastností jako hutnost je u sypkých ltek stupeň (míra) zhutnění- h=Vh/V= ρ v/ρ [%]
Pórovitost
- poměr objemu pórů v určitém množství materiálu k celkovému objemu tohoto materiálu (objemová pórovitost)
- otevřené póry tvoří část z celkové pórovitosti
- uzavřená pórovitost - uvažují se pouze uzavřené póry
- pórovitost je bezrozměrné číslo nebo procenta
- pouze u pevných a sypkých látek
- ovlivňuje další vlastnosti
- stavební materiály 0-100%, kovy cca 0%, u některých druhů izolačních materiálů cca 100%
- p=1-h=1-ρv/ ρ
Mezerovitost
- u sypkých látek
- závisí na zhutnění látky
- ve stavu jak volně sypaném, tak zhutněném
- u pojených hmot (čím nižší mezerovitost, tím nižší náklady na dražší pojivo)
- M=Vm/V=(V-Vh-Vp)/V=1-(Vh-Vp)/V
Vlhkost
- popis obsahu vody (volné, fyzikálně vázané) v látce
- poměr objemu vody ku objemu suché látky (vlhkost objemová)
- poměr hmotnosti vody ku hmotnosti suché látky (vlhkost hmotnostní)
Vlhkost a materiály
- obsah vlhkosti v materiálech ovlivňuje objemovou hmotnost, pevnost, tepelnou vodivost, mrazuvzdornost, aj.
Druhy vlhkosti
- přirozená - při těžbě - kámen, dřevo
- počáteční - resp. výrobní, po výrobě (autoklávované pórobetony, hmoty vyráběné mokrým procesem)
- skladovací - u skladovaného kameniva pro výrobu betonu (množství zaměsové hmoty)
- ustálená (praktická) - u materiálu zabudovaného v konstrukci, závisí na ni tepelně technické vlastnosti
Nasákavost
- maximální vlhkost, kterou je struktura látky schopná pojmout
- udává se dobou ponoření vzorku do kapaliny
- nasákavost hmotnostní u materiálů lehčích než voda může být větší než 100%
- nasákavost objemová 0-100%
materiálhm/obj
dřevo155/60
ocel0/0
CPP22,5/45
obyčejný beton9,5/21,5
pórobeton65/37,5
tvrdé PVC0,4/0,55
pěnový polystyren70-500/7
Navlhavost a vysýchavost
- chování látky při působení vzdušné vlhkosti
- vratné procesy
- závisí na vlastnostech pórovitého systému
Vzlínavost
- vlastnost pórovitých látek s projevem při jejich částečném ponoření do kapaliny
- vlivem kapilárních a sorpčních sil dojde ke vystoupání kapaliny nad čárou ponoru
- je funkcí času, teploty, parciálních tlaků ap.
- popis výškou vystoupání nad čárou ponoru nebo přírůstkem hmotnosti
- důležité v oblastí sanaci vlhkého zdiva
Liapor
- lehký granulát vyráběný expandováním jílu
- řadí se mezi keramické hmoty
- základními vlastnostmi je pevnost, nasákavost objemová hmotnost, tepelně izolační schopnosti
- kulovitá zrna s vnitřní stejnoměrnou pórovitou strukturou a uzavřeným slinutým povrchem
- aplikace: betony, zásypy a malty