Ehitusmaterjalid - KT nr. 1 (4)

Ehitusmaterjalide klassifitseerimine: kasutamise, tooraine , tootmistehnoloogia, kuju, materjali moodustavate ainete oleku ja omaduste järgi.
Kasutamine: seina-, katusekatte -, soojaisolatsioon-, akustilised -, põrandakatte-, viimistlus -, hüdroisolatsioonmaterjalid, sideained .
Tooraine: päritolu järgi (looduslikud, tehislikud), keemilise koostise järgi (anorgaanilised, orgaanilised), tooraine algupära järgi.
Tootmistehnoloogia: looduslike materjalide puhul saab teavet töötlemis protsesside ja seadmete kohta, tehismaterjalide puhul tootmiseks vajalike tehnoloogiliste protsesside ja seadmete kohta.
Kuju: kujusad tükk-, rull-, puiste-, vedelad-, pulbrilised materjalid.
Ainete olek: kristalsed - (ehituskips, betoon ), amorfsed materjalid ( aknaklaas )
Omadused: tihedus, tulekindlus , akustilised omadused, vastupidavus survele/paindele, tugevus veeimavus jne.
Tootmise põhiprotsessid: tootmisprotsess on tooraine(te)st mingi uue materjali tootmine või toodete valmistamine.
Peenestamine: protsess, kus toimub mingi suuretükilise materjali lähtetera suuruse vähendamine seadmete abil (jaotatakse purustamiseks – tera läbimõõtude suhe i = 3...20 ja jahvatamiseks – i = 500...1000).
Kuivatamine : protsess, kus toimub vaba vee eemaldamine materjalist.
Põletamine: (kiire reageerimine hapnikuga) protsess, mille tulemusena tekivad algsetega võrreldes uued ühendid (lagundamine, aine agregaatoleku muutus, uute ühendite tekkimine).
Adsorbtsioon: gaasilise (vedela) aine molekulide kogunemine vedeliku või tahke aine pinnale.
Absorbtsioon: gaasisegu komponentide neeldumine vedeliku mahus .
Sedimentatsioon: tahkete pulbriliste ainete osakeste sadestumine raskusjõu toimel.
Standardid ja sertifikaadid : (riiklik dokument, millega kehtestatakse antud riigis nõudmised toodetele või teenustele ning nende vastavuse määramiseks kasut. meetodid. Koostavad tootjad, uurijad , kasutajad, standardikomiteede spetsialistid ja riigi esindajad, kehtivusaeg on piiratud) piiritlevad materjalide omadusi, omaduste määramise meetodeid ja arendavad uute materjalide kasutamist. Sertifikaat tõestab materjali vastavust standardi või muu riigis kehtiva normdokumendi nõuetele.
Materjalide omadused: füüsikalised, keemilised, mehaanilised, tehnoloogilised , aine sisemine ehitus.
Keemilised: võimaldavad ennustada mehaanilisi, tulekindluse ja biopüsivuse omadusi.

• Atomaarset tasandit (keemilise el. väljendatud koostis) kasut. põhiliselt metallide puhul.
  
• Molekulaarset tasandit on kasut. ühest molekulist koosneva materjali puhul.
  
• Mineraloogilist koostist kasut. mitmest lihtaine molekulist koosnevate kristallstruktuuride väljendamiseks.
  
• Faasiline koostis ja aine olek.
  

Struktuurist sõltuvad materjali tugevuslikud omadused ja püsivus (reag. teiste ainetega), vaadeldakse 2 tasandil: makrostruktuur (palja silmaga nähtav poorsus , tera jämedus jne), mikrostruktuur (mikroskoobiga nähtavad peenemad poorid , kristalli kuju ja suurus jne).
Füüsikalised:

• Absoluutne tihedus – aine mass jagatud poorideta aine ruumalaga (aine tihedus). g/cm3.
  
• Näivtihedus – loomuliku struktuuriga terade tihedus (ei arvestata tera pooridega).
  
• Tihedus – loomuliku struktuuriga materjali mahu ühiku mass (ei arvestata poore). Tihedusest sõltub: soojajuhtivus , tugevus, poorsus, detaili mass jm. Materjal kuivatatakse püsiva massini. Puistematerjalide puhul arvestatakse ka teradevahelisi tühimikke.
  
• Poorsus – pooride maht tahkes kehas. Eristatakse kinnist ja lahtist poorsust ning jaotatakse pooride suuruse järgi. p=pooride ruumala / materjali ruumala x 100%. Poorsusest sõltub soojajuhtivus, veeimavus, külmakindlus ja tugevus. Lahtise poorsuse korral ei ole püsiv ega külmakindel. Kinnise poorsuse korral on soojusisolatsioon suur. Juhuslikud õõned (1-10mm), õhupoorid (10μm-1mm), kapillaarid (10-1000nm), mikropoorid (0,001-0,02μm). Määramiseks kasut. : lämmastik-, elavhõbeporomeetria ja veega küllastatud materjali pooridest veega aurumisega olenevalt keskk . niiskusest ja to.
  
• Veeimavus – kapillaarjõudude toimel materjali imendunud vee hulk. Eristatakse mahulist ja kaalulist veeimavust. Immutamisel materjal paisub , pehmeneb, mureneb, soojajuhtivus suureneb ning võib muutuda ka tugevus. Veeimenduvuskiirus – vee hulk kg, mis imendub materjali 1m2 suurusesse pinda 1 min jooksul, kui materjal on kokkupuutes veega.
  
• Pehmenemise koefitsient – immutatud materjali pehmenemine võrreldes immutamata materjaliga (survetugevuste suhe).
  
• Hügroskoopsus – omadus imada niiskust (õhu-) keskkonnast. Võivad kergelt reag. veega või vesi võib kondenseeruda materjali poorides. Tasakaaluniiskuseks nimet. niiskust, mille korral materjal saavutab püsiva niiskuse sisalduse antud to ja veeauru osarõhu juures ning sõltub hügroskoopsusest ja veeauru sisaldusest õhus.
  
• Ilmastikukindlus – materjali vastupidavus väliskeskkonna igasugusele mõjule.
  

Külmakindlus: omadus taluda veega täisimbunult paljukordset vahelduvat külmumist ja ülessulamist ilma lagunemata. Kahjustusi hinnatakse elastsusmooduli muutusega. Kinnised poorid suurendavad külmakindlust, samuti pooride väike täitumusaste.

• Veekindlus – omadus takistada vee läbitungimist. Kvantitatiivne : kui palju vett ajaühikus läbi laseb . Kvalitatiivne: vee mitteläbitavus kindla veesamba kõrguse juures.
  
• Niiskuskahanemine ja -paisumine – niiskuse sisaldusega kaasas käiv mahu muutus.
  
• Gaasikindlus – võime taksitada gaasi (õhu) läbi tungimist materjalist, see sõltub gaasiläbivusest (läbinud gaasi hulk = gaasiläbivustegur x rõhkude vahe x pind x aeg / materjali paksus). Gaasiläbivuse tegur – gaasi hulk liitrites (m3), mis läbib vaadeldavast materjalist 1m paksusega seina 1m2 pinna 1h (s) jooksul, kui rõhkude vahe on 1mmHg (Pa=N/m2).
  
• Aurujuhtivus ja -läbilaskvus – auru mass kg, mis läbib materjali paksusega 1m ühe pinnaühiku suuruses 1m2 1s jooksul, kui materjali vastaspooltel on rõhkude vahe 1Pa antud to juures (läbilaskvuse ∂ puhul ühikpaksuse asemel materjali tegelik paksus). Aurukindlus on – juhtivuse pöördväärtus. Aurujuhtivuse koefitsient μ – õhu ja materjali veeauruläbivuste suhe (veel 1,94 x 10-10). Läbivus koefitsient SD = μ x B (B - paksus m).
  
• Soojaerijuhtivus – soojahulk, mis läbib 1m paksuse seina 1m2 pinnaga ühes sekundis, kui to erinevus seina pindadel on 1oK (konstruktsiooni soojusläbivusel konst . paksus). Soojaisolatsioonimaterjalidel peab olema 1580o: tavalised tulekindlad 2000o), raskelt sulavad (tos=1350...1580o), kergelt sulavad (tos100MPa, Kpehm≥0,7), põrandaplaadid ( kuluvus ), trepiastmed ( survetugevus , kuluvus, pinnakõvadus, löögikindlus, välistreppidel külmakindlus).
  
• Teematerjalid: tihedus>255MPa, survetugevus kuivalt min 100MPa, külmakindlus min 25 tsüklit.
  
• Teised kasutusalad: happekindlad tooted, -täitematerjalid (diabaasist, kvartsist), leelisekindlad tooted ( marmor , dolomiit), tulekindlad tooted (magnesiit), sideainete valmistamiseks (savi ja lubjakivi )
  

Looduskividest toodete kaitsmine ilmastiku eest – eelkõige tuleb kaitsta vee otsese pealevoolu eest, selleks kasut.: konstruktsioonilisi võtteid (kaldpinnad, hüdroisolatsioon), mehaanilisi võtteid (pinna siledus – poleerimine), keemilised võtted ( katmine räniorgaaniliste ühenditega – väheneb veeimavus ja suureneb külmakindlus). Temperatuurimuutustest tingitud kahjustuste vältimiseks kasut. sobivaid kinnitusdetaile ja elastseid vuugimaterjale.
Ehituskeraamika : - savist või savisisaldavatest segudest põletatuid tooteid. Tiheduse järgi liigitatakse keraamilisi materjale:
Poorseteks nim tooteid, mille kaaluline veeimavus on vähemalt 5% (harilik tellis , laekivid, katusekivid).
Tihedad - tooted, kus kaaluline veeimavus on alla 5% (põrandaplaadid, klinkertellis).
Keraamika tooraine savikad materjalid (savi, kaoliinid ja savikildad), mis koosnevad plastsest saviainest ja mitteplastsest osast. Tolmu ja liivasisaldus vähendab savi plastsust ja sidumisvõimet. Saviks nim peeneteralist materjali, mis valdavalt koosneb hüdratiseeritud alumiinium silikaatidest. Savi üheks oluliseks osaks omaduseks on tootmise seisukohalt nende plastsus st vee hulk, mida savile tuleb lisada, et segu omandaks töödeldavuse. Savide keemiline koostis võimaldab hinnata nende kasutusvõimalusi keraamikas , mida lahjem on savi(SiO2 sisaldus) seda halvemini on vormitav, paremini kuivatatav, vähem lisandeid vaja lisada, madalam on põletustemperatuur. Mida rohkem savi sisaldab Fe2O3, seda madalam on põlemistemp ja seda väiksem tulekindlus. Väiksem CaO sisaldus annab mineraalide moodustamise tõttu suurema tugevuse.
Savi Kuivatamisel eraldub kõigepealt vaba vesi. Saviosakesi ümbritsevad veekiled kaovad, osakesed lähenevad üksteisele. Mida peeneteralisem on savi, seda rohkem saab vett välja aurata. Savi algolek on taastatav vee lisamisega. Protsessi mõju- mahu kahanemine kuivatamisel ületab alati mahu kahanemise põletamisel. Vee eradlumine ei tohi toimuda kiiresti, muidu jääb massi niiskus ebaühtlaseks ja tekivad kuivamispraod.
Savi Põletamise protsess järgneb kuivatamisele ja selle järel ei ole savi algolek taastatav. >200°C juures hakkavad põlema org.ained. Savimassis tekib taandv keskkond. Siis eraldub keemiliselt seotud vesi, dehüdratiseerub kaoliniit , tekib MgO ja CaO. Nende protsesside tulemusena tõuseb põletatava savitoote poorsus. Paakumine on savi omadus moodustada mass, mille kaaluline veeimavus ei üle 5% ja millel ei esine ülepõletuse tunnuseid. Savimaterjal tiheneb paakumisprotsessi tulemusena ja annab kivitaolise kooriku, mis põhjustab põletatud toote veeimavuse vähenemise.
Keraamikatoote värvus oleneb savi koostisest ja põletuskeskkonnast.
Ehituskeraamika tootmine: toormaterjali kaevandamine (mitmekopalised ekskavaatorid), massi ettevalmistus (purustamine, jahvatamine, segamine -homogeniseerimine ehk laagerdamine (hoidmine atmosfääri tingimustes)), toortoote kuivatamine vaba vee lahkumiseni, toortoote põletamine paakumistemperatuurini, toodete jahutamine , toodete sorteerimine ja säilitamine. Tootmisviisid: poolkuiv-sobib väheplastsetele savidele. Toorsegu saadakse pulbrina, millest vormitakse tooted. Plastne menetlus-lihtsaim ja odavaim meetod, kasutatakse telliste valmistamisel. Lobrimenetlus- savi vedelmassi valamist ja valmistamist kasutatakse fajansi ja portselani tootmisel ja keeruka kujuga santehnilise keraamika valmistamisel.
Lisandid: lahjendajad on lisandid, mis võimaldavad muuta rasvaseid , kõrge saviaine sisaldusega savisid (mahukahanemise vältimiseks). Kasutatakse jahvatatud liiva, Samotipuru. Väljapõlevad- toorsegusse ettevalmistusprotsessis segatud , hästi homogeniseeritud madalakaloorsed kütsed nagu põlevkivi ja saepuru . Võimaldavad toota madalama tihedusega tooteid, suurendavad toote poorsust ja külmakindlust, vähendavad kütusekulu põletatava toote kohta ja vähendavad termilisi pingeid. Eriotstarbelised lisandid on savimassi plastfitseerivad lisandid, mida kasutatakse seguvee hulga vähendamiseks. Sulandid on ained, mis moodustavad saviaine komponentidega kergestisulavaid lisandeid.
Kuivatamisprotsess on keraamikatoodete tootmisel üks kõige tundlikumaid- kuivatamisel leiavad aset suurimad mahumuutused. Koos vee aurustumisega toimub toote mahu tunduv kahanemine ja võivad tekkida praod , kõverdumised ja toote mittevastavus mõõtudele. Mida kõrgem on temp, seda kiiremini ja suuremate kahjustustega protsess toimub.
Põletamine- hariliku poorse eh.keraamika põletamise temp on 900-1000°C. On võimalik massi tihenmine ehk paakumine. Põletusprotsess viiakse läbi kas ring- või tunnelahjus.
Keraamikatooted jagatakse vastavalt toote veeimavusele peen- ja jämekeraamikaks. Jämekeraamikaks nim osaliselt paakunud materjali. Murdekoht on toodetel krobeline ja veeimavus >5%. Veei.mavust on võimalik vähendada glasuurimisega (glasuurplaat). Peenkeraamika toodetel on väiksem veeimavus