Materiale de constructii C1

Materiale de constructii

· Naturale

· Artificiale

Materia prima

· De provenienta minerala

o Pietris

o Nisip

o Calcar

o Marmura

· De provenienta vegetala

o Lemn

o Deseuri agricole

· Industria metalurgica

· Industria chimica

· Industria de prelucrare a petrolului

o Bitum

o Polimeri

Clasificare

1. Natura lor

· Naturale:Piatra, Lemn,Pamant

· Artificiale: Cauciuc

2. Natura chimica

· Metalice

§ Feroase: Otel, Fonta

§ Neferoase: Aliaje de aluminiu, Zinc

· Organice: Origine vegetala, Origine animala, Origine sintetica

· Minerale: Roci, Sticla, Ceramica

· Compozite: Beton, Beton armat, Fibra de sticla/carbon

3. Destinatie

I. Agregate

· Naturale: Calcar, nisip, pietris

· Artificiale: Deseuri industriale

II. Lianti: Varul, cimentul, ipsosul, argila

III. Materiale de zidarie

· Naturale: Piatra bruta, blocuri de piatra

· Artificiale: Caramizi

IV. Materiale hidroizolante

· Naturale: Calcar, nisip, pietris

· Artificiale: Bitum, deseuri industriale

V. Materiale fonoizolante: Vata minerala, panori prefabricate cu invelis perforat

VI. Materiale termoizolante: Pe baza de pluta/polimeri, materiale granulate

4. Dupa natura fortelor de coeziune interfazice

· Materiale unitare: Ceramica, Sticla, Lianti intariti

· Materiale compozite

· Materiale asociate:Grinzi din beton armat, Panouri

Propietati

I. Fizice

a. Densitatea absoluta (reala)->rap masa si volumul real (fara goluri/pori ), kg/m³

b. Densitatea aparenta (cu pori si goluri, fisuri)

Deteminarea volumului aparent

1. Masurarea directa a dimensiunii probei, forma geometrica regulata

2. Volum lichid dislocat, forma geometrica neregulata

Densitatea aparenta=m/v_{a ,}v_a-vol aparent (inclusiv goluri/pori)

Densitate absoluta: otel, granit, caramida, sticla, calcar

Densitate aparenta: otel, granit, caramida, vata minerala, beton greu, beton usor

c. Densitatea in gramada (raportul masa mat granular si volumul sau in gramada)

· Volumul gramezii=volumul materialului, porilor, golurile dintre granule si variaza in functie de gradul de indesare a gramezii

· stare AFANATA- fara compactare

· stare indesata – corespunde indesarii maxime

V_ag- vol in gramada

d. densitate-n stiva (rap. Masa si volumul materialului asezat in stiva)

· materiale ce pot fi puse in stiva (caramida, lemn)

V_s- vol stivei (prin calcul)

e. capacitate ( grad de umplere al volumul materialului cu substanta solida)

C=V/V_a*100=densitatea aparenta/densitate*100 |-> [C]=%

V=V_a+V_p|

f. Porozitate

· Vol total de pori, golurile din unitatea de volum de materiale poroase

· Grad de umplere al volumul unui materialcu substanta solida

Clasificare:

1. Totala: P_tot= (V_{t. pori}/V_a)*100 (%)

2. Aparenta (deschisa) (este legata de absortia apei -> influenteaza impermeabilitatea si rezistenta la inghet dezghet)

P_a=V_pori/V_a*100 (%)

3. Inchisa P_i=P_tot-P_a

II. Hidrice

a. Absorbtia de apa( absoarbe si retine apa, in anumite conditii de presiune si temperatura)

Absorbtia masica (%) A_m=((m_s-m)/m)*100

Absorbtia volumica(%) A_v=((m_s-m)/m)*100

Determinare

-> uscarea probei de material la masa constanta

-> imercarea-n apa pana la suturare

b. Umiditatea (cantitatea de apa pe care o contine un material)

-> Umiditatea relativa % U_r=((m_u-m)/m_u)*100

-> Umiditatea absoluta % U_a=((m_u-m)/m)*100

m_u-masa materialului cu umiditatea ce trebuie determinata

m- masa materialului uscat in stuva ->masa constanta (105grade)

Consecinte (prez apei in porii deschisi ai materialelor)

->micsorarea rezistentei mecanice

-> micsorarea capacitatii de izolare termica

c. Permeabilitatea ( capacitatea de patrundere a apei prin porii deschisi, sub gradient de presiune)

· K_p- cantitatea de apă care trece prin unitatea de suprafață și de grosime a probei în unitatea de timp, la o diferență de presiune de o unitate.

𝐾𝑝 = (𝑄 ∙ 𝑙 )/(∆𝑝 ∙ 𝑆 ∙ 𝑡 Q)

- cantitatea de apă penetrată prin probă S

- suprafața perpendiculară pe direcția de penetrare a apei t

- timpul (durata incercării) Δp

- diferența de presiune l

- grosimea probei

Rol

-> rezistenta la alternanta proceselor de saturare- uscare

-> rezistenta la alternanta proceselor de saturare- inghet-dezghet

Este datorata, porilor capilari (depinde de distributia lor)

· Tipuri de pamanturi, roci, în funcție de coeficientul de permeabilitate, k:

impermeabile, k<10^-9m/s –

o stratul argilos

o support al panzei freatice

semiimpermeabile, K=10^-9 -10^-5 m/s –

o nisip fin

o nisip prafos

permeabil, k>10^-5m/s –

o balast

o pietriș

Beton, K=10^-12-10^-11 m/s

Daca porii nu comunica intre ei

-> impermeabilitate buna!

-> se determina cu permeametru

Clase de permeabilitate la betoane: P₂¹⁰, P₄¹⁰, P₈¹⁰, P₁₂¹⁰

d. Rezistenta la inghet-dezghet (caracteristica materialelor de a rezista la actiunea alernata a temperaturilor)

· Prin inghet: • creste cu circa 9% volumul de apa • apar tensiuni induse in structura intima a materialului

· Este caracterizată de: • păstrarea rezistenţei mecanice • pierderea unei părți de masă mai mică decât cea maxim admisă.

e. Rezistenta slaba la gelivitate (operații repetate de înghet-dezghet)

Coeficientul de înmuiere la gelivitate η (%)

𝜂 = 𝑅𝑢 − 𝑅𝑔𝑅𝑢 ∙ 100

III. Termice

a. Dilatare termica este cresterea-n volum a unui material in cursul incalzirii

o Coeficientul de dilatare termică liniară (α)

o Coeficientul de dilatare termică volumică (γ)

b. Conductivitatea termică este propietatea materialului de a transmite căldură prin masa lor

o Coeficientul de conductivitate (λ)

c. Rezistenţa la șoc termic capacitatea materialului de a rezista la variații bruște de temperatură, la răcire sau la încălzire

-Beton, sticla (rezistenta redusa)

-Sticla de quart (rezistenta buna)

d. Rezistenta la foc

· Materiale combustibile

o Polimeri

o lemn

· Materiale necombustibile

o otel

Proprietati fizico-mecanice

· materiale anizotrope- au stratificatie, inele,fibre

o lemn

o roci sedimentare

· materiale izotrope- structura amorfa/ cristalina foarte fina

o otel

o sticla

o cauciuc