Ehitusmaterjalide 1 KT

Flashkaardid on konspekti peale

Ehitusmaterjalide klassifitseerimise tunnused

• otstarbe

• omaduste

• kuju

• tooraine

• tootmisprotsessi

• agregaatoleku ja struktuuri järgi

Otstarbe järgi jaotamine

• kandekonstruktsioonimaterjalid (silikaatkivi, keraamiline tellis)

• soojusisolatsioonmaterjalid (kivivill-plaat, paisutatud polüstüreen)

• hüdroisolatsioonmaterjalid (kiled, vahud)

• akustilised materjalid (perforeeritud kipsplaadid, paberiga klaasvillaplaadid)

• põrandakattematerjalid (keraamiline plaat, parkett)

• katusekattematerjaldi (rullmaterjalid, keraamiline katusekivi)

• fassaadiikattematerjalid (krohvid, fassaadiplaadid, laudis)

• viimistlusmaterjalid (lakid, värvid)

• sideained (ehituskips, lubi)

• täitematerjalid (liiv, killustik)

Tooraine järgi jaotamine

• päritolu järgi looduslikud ja tehislikud (looduskiviplokk või silikaatkivi)

• keemilise koostise järgi anorgaanilised ja orgaanilised (portlandtsement või polüstüreen)

• tooraine algupära järgi (puit, keraamika, klaas, metall jne)

Agregaatoleku ja struktuuri järgi

• väljakujunenud kristalse struktuuriga (kivistunud ehituskips, looduslikud või tehiskonglomeraadid)

• amorfsed materjalid (aknaklaas, bituumen)

Materjali omaduste järgi jaotamine

• tugevuse järgi (nõrk, tugev)

• tiheduse järgi (kerged, rasked)

• tulekindluse järgi (tulekindlad, põlevad, mittepõlevad)

• akustilised omaduste järgi (heli isolerivad, heli summutavad)

Materjali kuju järgi jaotamine

• kujusad tükkmaterjalid (silikaatkivid, keraamilised tellised)

• rullmaterjalid (katusekatte rullmaterjalidm tapeedid, tuule- ja aurutõkke paberid ja kangad)

• puistematerjalid (betooni ja pinnase täitematerjalid, soojustusvillad)

• pulbrilised materjalid (portlandtsement, lubi, ehituskips)

• vedelad materjalid (värvid, lakid)

Ehitusmaterjalide valmistamine

Looduslike materjalide töötlemine

muudetakse maerjali kuju ja pinna omadusi

Tehnoloogiline protsess

muudetakse materjalide keemilist koostist, struktuuri või olekut

Kõrgtemperatuurne põletamine

näiteks lubja või tsemendiklinkri tootmine või klaasi ning keeramika tootmis protsessid

Madalatemperatuurne põletus

näiteks ehituskipsi saamine looduslikust kipsist

Põletamisete tehnoloogiline protsess

reaktsioonide toimumine või kiirendamine ümbritseva keskkonna temperatuuri või rõhu tõstmisel

Normaalkivinemine

normaaltemperatuuril kivistatakse põhiliselt geelidest väljakristallumidega või lahustest tarduvaid ja kivinevaid materjalde (näiteks tsement, betoon, kips)

Hüdrotermiline kivistamine

toimub normaalsest suuremal õhuniiskusel ja temperatuuril, näiteks aurutamine tsementbetoonil, (t > 100 C)

Autoklaavimine

kivistamine kõrgendatud temperatuuril ja rõhul, näiteks silikaatbetoon, silikaatkivi (t > 100 C ja p > 1 atm)

Tooraine

materjal, mille tootmiseks on juba kulutatud tööd (lubjakivi massiivist eraldamiseks, transpordiks tehasesse, ladustamiseks)

Sekundaarne tooraine

tööstusjäägid ja ümbertöötlemist vajavad kas moraalselt või füüsiliselt vananenud tooted

Tootmisprotsess

toorainest uue materjali tootmine või toormaterjalist toodete valmistamine

Peenestamine

protsess, kus toimub suuretükiliste materjalide lähtetera suuruse vähendamine

• purustamine - i = 3-20

• jahvatamine - i = 500-1000

  • i - lähtetera ja seadmest väljuva tera läbimõõtude suhe

Kuivatusprotsess

materjalist vaba vee eemaldamine (tavaliselt 100 C juures tavarõhul)

Dehüdraatsioon või kaltsineerimisprotsess

keemilises ühendis vee eraldamine (nagu kristallhüdraadid) või ebapüsivate ühendite termiline lagundamisprotsess

Põletamine

aine kiire reaktsioon hapnikuga, mille tulemusena moodustuvad algsetega võrreldes uued ühendid

Põletusprotsess

lähteainete lagunemine ja uute ühendite teke, kidlate temperatuuride juures ka aine agregaatoleku muutus

Adsorptsioon

protsess, kus gaasilise (vedela) aine molekulid kogunevad vedeliku või tahke aine pinnale

Absorbtsioon

ühe aine komponentide neeldumine kogu teise aine mahus

Sedimentatsioon

protsess, kus tahke pulbrilise aine osakesed sadestuvad raskusjõu toimel

Kapillaarjõud

molekulaarjõudude tõttu ainete piirpindadel (ka pooride sisepindadel) esinevad jõud, näiteks veenivoo tõuseb kapillaaris

Standardite peamised ülesanded

• määrata kindlaks omaduste määramise meetodid

• määrata nõuded omadustele

• määrata kindlaks vastavuse tõendamise meetodid

• esitada nõuded tootmise korraldamisele

Standardid jagunevad

• katsestandardid - esitab omaduse määramise eeskijad

• tootestandard - piiritleb materjalide omadused ja nende määramise meetodite valiku

• arvutusstandard - esitab tulemuste arvutamiseks kasutava lahenduskäigu

• teenuse standard - esitab eeskirjad protsessi teostamiseks

• sõnavara - määratleb terminid

• ETAG ja EAD - standarditega katnata toodete või protsesside vastavuse tõendamise juhis

EVS-EN 771-1:2011+A1:2015

• EVS - Eesti vabariigi standard

• EN - Euroopa Norm

• 771 - standardi number

• 1 - osa

• 2011 - välja annu aasta

• A1 - standardi täiendus lisa A1

• 2015 - lisa välja annu aasta

Standardile vastavuse kinnitus

• toimuvusdeklaratsioon

• CE märgis

• sertifitseerija, kes kinnitab sertifikaadiga (vastutusrikkamate toodete puhul)

Ehitusmaterjalide tööstus Eestis

• lubi - Limex AS

• tsement - Heidelberg Materials Kunda AS

• betooni täitematerjalid - paekivikillustik

• betooni valmistooted - Framm AS

• kaubabetoon - AS Betoonimeister

• kuivsegud - AS Uninaks

• seinamaterjalid - silikaat- ja keraamilised tellised

• puitmaterjalid ja tooted

• keraamilised plaadid ja drenaažtorud

• soojustusmaterjalid - klaas- ja kivivill

• hüdroisolatsioon- ja katusekatterullmaterjalid

• plekk-tooted - katusematerjalid

• värvid, mastiksid, bituumen - Sadolin

Materjalide omadused jaotuvad

• tehnoloogilised - materjali töötlemise, tootmise ja paigaldamisega seotud omadused

• mehaanilised - materjali võime vastu võtta survet, painet, tõmmet, taluda lööke, kulutamist

• füüsilised - materjali tihedus, poorsus, vee- ja gaasijuhtivus, soojusjuhtivus, radiatsioonijuhtivus, püsivus

• keemilised - materjali keemiline koostis ja püsivus kemikaalide suhtes

• aine sisemine ehitus - aine faas, komponentide paigutus

Tooraine keemilisest koostisest sõltub

• tugevus

• soojusjuhtivus

• tulekindlus

• püsivus

Keemilise koostise tasandid

• atomaarne tasand - keemilise elemdendina väljendatud koostis

  • peamiselt kasutatakse metallide puhul

• molekulaarne tasand - ühest molekulist koosnevate materjalide puhul

  • näiteks polüetüleen või kustutamata lubi

• oksiididena - komplaksete struktuuride kohta

  • kristallstruktuur, konglomeraat

• mineraloogiline koostis - kui oksiidide tasandil piisavalt informatsiooni ei saa

  • näiteks on maakoorel ja portlandtsemendil sranande koostis erinevas proportsioonis

Aine olek

• gaasiline

  • väike tihedus

  • paisub ruumis

  • molekulid nõrgalt üksteistega seotud

  • saab kokku suruda

  • väike viskoossus

• vedel

  • veidi suuremad molekulide vahelised jõud

  • väiksem kokkusurutavus

  • suurem viskoosus

• tahke

  • molekulid kindla struktuuriga

  • suuremad jõud

  • struktuur ehk faasid

Struktuuri tasandid

• makrostruktuur - palja silmaga nähtav (poorsus, tera jämedus)

• mikrostruktuur - vaadeldav optilise mikrskoobiga (poorid, kristalli kuju)

• submikrostruktuur - vaadeldav elektronmikroskoobiga

Mehaanilised omadused

• tugevus - materjali vastupanu piir

  • survetugevus

  • paindetugevus

  • tõmbetugevus

  • jne

• deformatsioonid - välisjõu toimel võib muutuda materjali kuju

Pinged

koormustest, temperatuuri, niiskuse jm mahumuutustest põhjustatud sisemiste jõudude intensiivsus, mis on suunatud kuju säilitamisele

Tugevus

materjalide võime purunemata taluda pingeid

Sitked materjalid

suured deformatsioonid (teras), välise jõu puhul pikenevad või lühenevad märgatavlt enne purunemist

Habrad materjalid

purunevad ilma nähtavate deformatsioonideta (betoon)

Deformatsioon

keha või materjali omadus muuta kuju ilma massi kaotamata

Tugevused ja deformatsioonid jaotatakse

jõu mõju suuna järgi:

• surve

• tõmbe

• painde, paindetõmbe

• nihke

• väände

Deformatsioonide jaotus

• elastne - materjal taastab oma kuju ise

• plastne - kuju peale mõjutava jõu eemaldamist ei taastu

• Roomavus - plastsed deformatsioonid, mis kasvavad pinge all pika aja jooksul

Survetugevus

katsekeha surumisel purustava jõu ja katsekeha pindala suhe ehk purustav pinge

• on ehitusmaterjalide puhul sageli määratav näitaja

Tõmbetugevus

määratakse materjalidel, mis tõmbepinge mõjul enne purunemist tugevasti deformeeruvad

• rakendatakse tavaliselt piki keha sümmeetriatelge

Paindetugevus

materjali omadus vastu pidada tõmbejõududele, mis tekivad paindekoormuse all

Nakketugevus

kahe erineva materjali liite tugevus, määratakse materjalidel mis:

• võõbatakse

• kleebitakse

• määritakse

• liimitakse aluskonstruktsioonile

Skleromeetria

hindab tugevust põrkeenergia neeldumise kaudu

mida pehmem/nõrgem on alusmaterjal, millel põrge toimub, seda enam põrke kineetilist energiat neeldub

skleromeetiline seade - Schmidt’i vasar

Impulssmeetod

hindab tugevust heli levimise kiiruse järgi

kui materjalis esineb pragusi, suureneb heli teekonna pikkus

Resonantsmeetod

põhineb materjali läbiva heli sageduse muutumisel, kuni see langeb kokku omavõnkesagedusega (resoneerib)

omavõnkesagedus on proovikehale iseloomulik suurus

kui betoonist keha allutada külmutamis-sulatamistsüklitele tekivad kehasse silmga nähtamatud mikropraod, mis muudab proovikeha omavõnkesagedust

Pinnakõvadus

materjali pindmise kihi vastupidavus muljumise välisjõu mõjul

kividel - Mohs’i skaala

Ehitusmaterjalide pinnakõvaduse hindamine

hinnatakse kindla mõõdetud jõuda kuuli või teraviku sissesurumisega vastavas surveseadmes

hinnatakse moodustunud jälje diameetri või sügavuse järgi

Kulumiskindlus

materjali omadus lagunemata vastu pidada hõõrdumise tingimustes

• määratakse teekatteplaatidel, põrandamaterjalidel, masina osadel

Löögikindlus

iseloomustab materjali käitumist dünaamilise koormamise tingimustes

• katsetatakse põranda- ja teekattematerjalidel

Purunemiskindlus

Täitematerjalide purunemiskindlust hinnatakse Los Angeles teguri kaudu. Trumlisse asetatakse eelnevalt sõelutud proov koos metallikuulideganing trummel teeb 500 pööret, mille ajal kuulid kukkuvad põhja. Siis sõelutakse materjal uuesti, LA tegur näitab mitu protsenti materjalidt pärast purustamist läbib 1,6 mm sõela.

GOSTi meetod on sarnane kuid, seal kasutatakse pressi

Karastamata terase tõmbekatse

• elastsusmodul - deformatsiooni-pinge graafiku tõus elastses piirkonnas

• elastsuspiir - suurim pinge, mille juures veel kehtib Hooke’i seadus

• voolavuspiir - pinge, mille juures plastne deformatsioon kasvab ilma pinget suurendamata

• tugevuspiir - maksimaalne pinge, mida materjal suudab vastu võtta

Tihedus

Loomuliku struktuuriga (pooridega) materjali mass ruumalaühiku kohta

Kuivtihedus

materjali omadus, mis väljendab mayerjali tahke aine massiühiku kohta, arvestamata materjalis leidvat vett

Puistetihedus

puistematerjali tihedus, mis sisaldab peale materjali terade sees leiduvate pooride ka terade vahel olevaid tühikuid

Näivtihedus

elimineeritakse puistematerjali terade vahele jäävate tühikute ruumala

Absoluutne tihedus

täiesti tiheda (poorideta) aine ruumalaühiku massi

Poorsus

materjali pooride (tühemike) ruumala osakaalu materjalis

Poorsuse jaotamine

• lahtine - materjali immutamisel veega täituvate pooride ruumala suhe materjali koguruumalasse

• kinnine - materjali sees omavahel ega väliskeskkonnaga mitte ühendatud pooride ruumala suhe materjali koguruumalasse

Poorsuse jaotus läbimõõdu järgi

• geelipoorid - 1-10 nm

• kapillaarides - 0,01–1 μm

  • väiksed kapillaarid - 0,01–1 μm

  • suured kapillaarid - 0,1–1 μm

• õhupoorid - > 1 μm…1 mm

• juhuslikud õõned - 1…10 mm

Veeimavus

kapillaarjõudude toimel materjalisse imendunud vee hulk

Pehmenemistegur

immutatud materjali tugevuse vähenemist võrreldes immutamata materjaliga

Hüdroskoopsus

materjali omadust imada veeauru ümbritsevast (õhu)keskkonnast

Tasakaaluniiskus

hüdroskoopne vee aurustumine ja imendumine on tasakaalus

Ilmastikukindlus

materjali vastupidavus väliskeskkonna mõjule

Külmakindlus

materjali omadus veega täisimbunult taluda paljukordset vahelduvat külmumist ja sulamist

Veepidavus

materjali omadus takistada vee läbitungimist

Kvalitatiive veeläbilaskuvus

üldine või kirjeldav hinnang materjali võimele vett läbi lasta ilma täpsete arvuliste mõõtmetega

Kvantitatiivne veeläbilaskvus

materjali omadus, mis kirjaldab vee liikumise kiirust läbi materjali poorse struktuuri, väljendaruna arvulise väärtusena

Gaasi- ja õhupidavus

materjali võime takistada gaasi või õhu läbitungimist

Gaasiläbivuse tegur

väljendab gaasi hulka liitrites, mis läbib vaadeldava materjali 1 m paksuse seina 1 m² pinda 1 tunni jooksul, kui gaasi rõhkude vahe materjali vastaspindadel on 1 Pa, ühik m³/(mvPa)

Auruerijuhtivus

antud temperatuuril on auru mass (kg), mis läbib materjali 1 m paksust ja 1 m² suurust pinda 1 s jooksul, kui materjali vastaspooltel on aururõhkude vahe 1 Pa, ühik kg/(msPa)

Auruläbivus δ

auru mass, mis läbib 1 m2 pindalaga kihti või tarindit 1 s jookusl, kui selle vastaspooltel on aururõhkude vahe 1 Pa, ühik

Difusioonitakistustegur

suhtarv, mis näitab õhu auruläbivuse 1,74×10^-9 kg/(msPa) ja materjali auruläbivuse suhet, μ=(1,74×10^-9)/δ

Soojuserijuhtivus

soojusvoog vattides, mis läbib 1 m kapsust 1 m2 pindalaga materjalikihti, kui temperatuuride erinevus selle pindadel on 1 K

Soojusläbivus

soojusvoog, mis läbib piirdetarindi 1m2 pinda, kui temperatuur mõlemal pool tarindit erinev 1 kraadi võrra.

Soojustakistus

soojusläbivuse pöördväärtus

Soojuserijuhtivuse seos keskmise temperatuuriga

Erisoojus

soojushulk, mis tõstab materjali massiühiku temperatuuri 1C võrra

Tulekindlus

matrjali omadus mitte sulada kõrgel temperatuuril

Mittepõlevad materjalid

ei sütti, ei põle, ei söestu ega hõõgu iseseisvald (looduslikud ja tehiskivid)

Raskelt põlevad materjalid

süttivad raskesti ja hõõguvad ning söestuvad ainult tulekolde juuresolekul (TEP-fibroliit)

Tuletundlikus

ehituse osa omadust tulega kokkupuutes mitte süttida, eraldada soojust, levitada tuld, eraldada suitsu või mürgiseid gaase ning mitte eraldada põlevaid tilku

Tulepüsivus

ehituse või konstruktsiooni osa võime kindla aja vältel (nt 20, 30 või 240 minutit) säilida ette nähtud kandevõime R, tihedus E, soojusisolatsiooni- l või muu võime

Mahupüsivus

materjali omadus säilitada peale valmistamist ekspluatatsiooni tingimustes oma geomeetriline kuju ja ruumala ning mitte praegune tema sees toimuvate reaktsioonide või pingete tõttu

Mahumuutuse põhjused

• veesisalduse muutumine - niiskusdeformatsioonid

• temperatuuri muutus - temperatuuripaisumine ja -kahanemine

• materjalis toimuvad füüsilised-keemilised protsessid

Temperatuurimuutuse koefitsient

väljendab mõõtme või ruumala muutust temperatuuri muutumisel 1 kraadi võrra

Termiline püsivus

materjali võime purunemata taluda temperatuurimuutusi

Eripind

pulbrilise materjali ruumala- või massiühikus olevate terade summaarset geomeetrilist pinda (cm²/g, cm²/cm³, m²/kg

Looduskivim

mona- või polümineraalse koostisega mittetehislikku mineraalset massi

Kivimite jagunemine

• tardkivimid - vulkaanilise tegevuse tulemusena

  • massiivsed

    • instrusiivsed e süvakivimid

    • efusiivsed e purskekivimid

  • purdsed - õhku purskunud laava kiirel jahtumisel tekkinud nõrgad, välja kujunemata struktuuriga kivimid

    • sõmerad

    • tsementeerunud

• settekivimid - mitmesuguste orgaaniliste ja minraalsete ainete settimisel aastatundandete vältel

  • mehaanilised

  • keemilised

  • orgaanilised

• moondekivimid - kõrgete temperatuuride ja rõhkude tulemusena

Intrusiivsed e süvakivimid

tekkinud magma aeglasel jahtumisel sügabal maakoores selle kihtide surve all

on kristalsed, tihedad, ilmastikukindlad ja suure survetugevusega

Efusiivsed e purskekivimid

tekkinud magma voolamisel välja maapinna lõhedast

on jahtunud tunduvaly kiiremini, peeneteralisemad, poorsemad

Purdsed magmakivid

moodustusid tugeva vulkaanilise tegevuse tagajärjel

magma purskus atmosfääri, tardus ja moodustas klaasja struktuuriga poorse sõmera purre