Ehitusmaterjalide eksam (0)

Materjalide võrdlus (tootmine, materjalide koostis, tihedus, soojapidavus , tugevus, kasutusala) üks loetletud valikutest:

Materjalide füüsikalised omadused

tihedus, absoluutne tihedus, näivtihedus,

• tugevus
  
• elementide kaal
  
• soojusjuhtivus
  

veeimavus , hügroskoopsus

Betoon kui ehitusmaterjal – eelised ja puudused (märksõnad tihedus, soojusjuhtivus, survetugevus , paindetugevus , tuleohtlikkus)

• Betoonisegu arvutatakse ja valmistatakse vastavalt soovitud omadustele ja tugevusklassile
  
• Eesmärk valmistada betoonisegu minimaalse tsemendihulgaga ja vähima võimaliku maksumusega andes talle antud tingimustes vajalikud omadused.
  

Betooni liigitus:

• raskebetoon 2600 kg/m3
  
• normaalne ehk harilik ehk tavabetoon 2100-2600 kg/m3 – tsemendi ja harilike tihedate täitematerjalidega (liiv, kruus, killustik)
  

• kergbetoon 800-2100 kg/m3 – väike tihedus tingitud tühimikest struktuuris (gaasimullide või eriti kerge täitematerjali abil)
  

• jämedateraline betoon
  
• peeneteraline betoon
  

• looduslik betoon – sisaldab liiva
  
• tehislik betoon – sisaldab killustikku, räbu, kergkruusa, saepuru
  
• kiudbetoon – täitematerjali ca 70%
  

• 15*15* 15cm 95% - lise tõenäosusega garanteeritud tugevus peale 28
  

• Poorsus – oluline poorsuse iseloom
  

• Tsemendi lubatud minimaalne kogus betoonis oleneb betooni kasutustingimuste klassist , betooni liigist (armeeritud, armeerimata, pingebetoon)
  
• Vesitsement-teguri piirsuurus
  
• Täitematerjalide tera suurus ja terastikuline koostis
  
• Täitematerjalide kuju ja terade pinnakaredus
  
• Betooni niiskus
  
• Terase ja betooni paindetugevus vähenevad oluliselt temperatuuri tõustes ja seetõttu tulekahju korral võivad betoonehitised puruneda.
  

• Betooni tugevus oleneb suurel määral vesitsementtegurist – mida suurem on vee hulk, seda rohkem tekib väljaauravast veest kapillaarpoore ja seda madalam on tugevus. Ka õhupoorid alandavad betooni tugevust.
  

• Tsemendi lubatud minimaalne hulk betoonis oleneb betooni kasutustingimuste klassist,
  
• betooni liigist (armeeritud, armeerimata, pingebetoon)
  
• Täitematerjalide terasuurus ja terastikuline koostis.
  
• Täitematerjalide kuju ja terade pinnakaredus
  
• Betooni niiskus
  

• Betoon on mittepõlev materjal, kuid tulekahju olukorras võib siiski kaotada oma tugevust.
  
• Käitumine oleneb kõige enim niiskusest:
  
  • Temperatuuri tõustes eraldub esmalt vaba vesi ja seejärel järkjärgult keemiliselt seotud vesi (dehüdratatsioon).
    
  • Kuna betooni aurujuhtivus on väike, ei pääse veeaur välja
    
  • Kuum aur lõhub poore ,
    

Puit kui ehitusmaterjal (märksõnad tihedus, soojusjuhtivus, survetugevus, paindetugevus, tuleohtlikkus)

• Hõlpsasti töödeldav, Puit on tugev ja kaalult kerge, Kandekonstruktsiooni materjali kohta soojapidav, sitke ja hea välimusega , Kuivas kliimas on puit ka äärmiselt püsiv materjal.
  

• Puudused: kergesti süttiv, hügroskoopne ja oma omadustelt, heterogeenne (ebaühtlane) materjal, tugevus, mõõtmed ja soojapidavus sõltuvad niiskusest, Omadused eri suundades erinevad, omadusi mõjutavad kasvuvead, Vastuvõtlik bioloogilistele ründajate: seened ja mardikad
  

Tihedus

• Absoluutne tihedus – kokkuleppeliselt 1,5 g/cm3.
  
• Tihedus on puidu eri liikidel erinev.
  
• Reeglina esitatakse materjalide tihedus kuiva materjali kohta.
  
• Puit on hügroskoopne materjal ja niiskus varieerub oluliselt sõltuvalt keskkonna niiskusest ( sorptsioon )
  
• Ehitus- ja kandekonstruktsiooni puidu puhul võetakse standardniiskuseks 12%.
  
• Kui puidu niiskus on erinev, tehakse ümberrehkendus
  

• Puidu tihedust mõjustab oluliselt tema struktuuri tihedus, s.o rakuseinte summaarne maht.
  
• Puidu tihedust näitab aastarõngaste asetsemine üksteise suhtes (kaugus üksteisest),
  

Soojusjuhtivus

• Puidu soojusjuhtivus sõltub soojavoolu suunast puidukiudude suhtes, niiskusesisaldusest, tihedusest, puidu liigist ja temperatuurist.
  
• Puidu niiskusesuurenemisel 1% võrra puidu soojuserijuhtivus kasvab 1,2% võrra.
  

Puidu niiskus, %
Soojusmahtuvus , kJ/(kgK)
0
0,11
10
1,59
30
1,88
80
2,51
100
2,76
Soojusmahtuvus

• sõltuv temperatuurist ja niiskusest. Puidu keskmine 1,356 kJ/(kgK).
  

Tuleohtlikkus

• Tuletundlikkus D, Puit on põlev materjal.
  

• Puidu pinna temperatuuri tõusmisel üle 100oC hakkavad temast eralduma gaasid.
  
• Puidu süttimine on võimalik temperatuuril ≥250 oC - leegi juuresolekul süttivad emiteeritud gaasid.
  
• Kui puidu pinna temperatuur tõuseb 500 oC-ni, siis sellel temperatuuril on võimalik juba nn isesüttimine
  

Mehaaanilised omadused

• Puidu mehaanilised omadused ei ole eri suundades ühesugused. Tema tugevust mõjutavad kasvuvead, niiskussisaldus , temperatuur, koormamise kiirus jt tegurid.
  
• Puidu niiskuse mõju elimineerimiseks redutseeritakse puidu katsetamisel saadud tugevused
  
• Puidu mehaanilised omadused ei ole eri suundades ühesugused. Tema tugevust mõjutavad kasvuvead, niiskussisaldus, temperatuur, koormamise kiirus jt tegurid.
  
• Pikaajalisel koormamisel puidu tugevus väheneb.
  
• Puidu niiskuse mõju elimineerimiseks redutseeritakse puidu katsetamisel saadud tugevused
  

Sideained

• anorgaanilised ( mineraalsed )
  
• orgaanilised (tehisvaigud, polümeerid, liimid, bituumen )
  

Jagunevad:

• Õhksideained - kivistuvad õhu käes ja ei talu hiljem vett
  
• Hüdraulilised sideained – vajavad kivistumiseks vett ja on ka hiljem märjas keskkonnas vastupidavad
  
• Õhksideained: õhklubi, kips, kipsanhüdriit, magnesiaalsideained.
  
• Hüdraulilised siseained : tsemendid, portland -tsemendid, hüdrauliline lubi.
  
• Hüdraulilised sideained võivad peale tardumist kivistuda nii õhus kui vees.
  

Kivistamise tingimused

• normaaltingimustes (niiskus ja to=20oC) kivinevad sideained
  
• termiliselt so. aurutamisega kivistatavad sideained
  
• autoklaavselt (lubi + kvartsliiv )
  

Toorained

• Mineraalsed sideained: savi, lubjakivi
  
• Tööstusjäägi ( põlevkivi tuhk )
  

Tootmise põhietapid:

• lähteainete ettevalmistamine ( tooraine kaevandamine, purustamine, jahvatamine, doseerimine, homogeniseerimine)
  
• lähteainete termiline töötlemine (põletamine-jahutamine)
  
• põletamisel saadud produkti jahvatamine (küllaldase reaktsioonipinna tagamine)
  

Sideainete omadused.

• Veevajadus . Väljendatakse standardkonsistentsiga(vahel ka normaalkonsistents) so. vee hulgaga , mis on tarvilik hüdratatsiooniprotsesside kulgemiseks ja vajaliku töödeldavuse andmiseks ning sideaine terakeste märgamiseks.
  
• Tardumine . Paigaldamise seisukohalt oluline tardumine s.o. faas, kus sideaine taigen kaotab plastsuse, kuigi ei võta veel vastu välisjõudu.
  
• Kivistumisega saavutab sideainekivi tugevuse.
  
• Tugevuse kasvu kulgu - tugevust teatud kindlal vanusel nimetatakse sideaine aktiivsuseks
  
• Eksotermia. Tardumine ja kivinemine on eksotermilised protsessid - kaasneb soojuse eraldumine, mis peab toimuma küllaldaselt aeglaselt. Vastasel korral massiivsete detailide valmistamisel temperatuuri tõusu ja sellele järgneva paisumisekahanemise tulemuseks pragude teke
  
• Mahumuutuse ühtlus. Oluline, et mahu kasvamine või kahanemine jääks ettenähtud piiridesse .
  
• Enamik sideaineid mahukahanavad
  
• paisuv aluminaattsement ja kips on paisuvad.
  
• Hügroskoopsus. Sideainete kivinemine toimub veega ja õhus oleva veeauruga kokkupuutumisel pika aja vältel sideaine aktiivsus väheneb
  
• Jahvatuspeenus. Oluline sideaine ja vee reageerimise aktiivse reaktsioonipinna tagamise seisukohalt ja segu plastsuse tagamiseks.
  

Keraamika . Tootmine. Kasutusalad

• tellised : täis- ja kärgtellis, fassaaditellis, klinkertellis jne;

  
• katusekivid;

  
• ahjukahlid ( ahjupotid ): ahjude ja kaminate välisvooderduseks;

  
• seina- ja põrandakatteplaadid: ehitiste sise- ja välispindade katmiseks;
  
• kanalisatsioonitorud: roiskvee ära juhtimiseks.
  

Keemiline koostis

• Toorsavi (põletamata) kui ehitusmaterjal – massiivsavi, krohvid , värvid
  
• Põletatud savi ehk keraamika - savist või savisisaldavatest segudest põletatud tooted
  
• Tooraine sideainetele (tsemendile)
  
• Tavalises tellisesavis 50-60% kvartsliiva (SiO2) ja tolmu.
  
• Rasvased savid 40% tolmu ja kvartsliiva
  
• Värvus sõltub Fe2O3 sisaldusest
  

• Mida lahjem on savi (SiO2 sisaldus suur), seda:
  

• Kuivatamine – madalal temperatuuril
  
• Põletamine – kõrgel temperatuuril
  
• Kuivatamisel eraldub vesi:
  
• 1) vabavesi
  
• 2) seejärel adsorbeeritud vesi
  

Tulekindlus

• madalalt sulavad savid tso
• raskelt sulavad 1350- 1580 ºC (Lõuna-Eestis)
  
• tulekindel savi tso > 1580 ºC (nt. Joosu savi, šamott 1580...1770 ºC
  

Keraamika tootmine

• massi ettevalmistamine, töötlemine ja toortoodete vormimine
  
• toortoote kuivatamine vaba vee lahkumiseni (keemiliselt seotud vesi jääb)
  
• toortoote põletamine paakumistemperatuurini
  
• toodete jahutamine
  
• toodete sorteerimine ja säilitamine
  

• Savi ebaühtluse vähendamiseks kasutatakse savimassi homogeniseerimist e. laagerdamist.
  
• Savimassi laagerdamist on aastasadu läbi viidud tema hoidmisega atmosfääri tingimustes.
  
• Laagerdamisel toimub leelismetallide soolade väljapesemine.
  
• On kasutatud ka sedimentatsiooni vedelikes , et
  
• eraldada savikaid osi liiva, lubjakivi ja mergli lisandist.
  

Keraamikatoodete liigitamine, veeimavus ja tihedus

• Vastavalt toote veeimavusele:
  
• Peenkeraamika – veeimavus alla 5% (plaadid, klinkertellis) - tihedad tooted
  
• Jämekeraamika – krobeline murdepind ja veeimavus > 5% (harilik tellis , katusekivid, drenaažitorud) – poorsed tooted
  
• Veeimavust (näiteks seinaplaatidel) saab vähendada glasuurimisega.
  

• TÄISTELLIS – glasuurimata lihttoode
  
• Tuletundlikkus A1 (ei sütti ega põle)
  
• Tulekindlus – kergelt sulav (1700 kg/m3 0,6 W/(mK)