Materjaliõpetus (0)

Ehitustarind ja konstruktsioonid
Materjaliõpetus
Ehitusmaterjalide klassifikatsioonid
Kasutuse järgi
> Seinamaterjalid (puit, tellis , silikaatkivi)
> Katusekatte ( rullmaterjalid , keraamiline katusekivi, plekk )
> Soojusisolatsioonid ( kivivill -plaat, vahtplast )
> Akustilised materjalid
> Põrandakatte ( keraamiline plaat, parkett )
> Hürdoisolatsiooni ( kiled, mastiksid, vahud )
> Viimistlus ( lakid , värvid, krohvisüsteemid)
Toormaterjalist lähtuvalt
> Päritolu järgi: looduslikud, tehislikud (Looduskiviplokk, silikaatkivi);
> Keemilise koostise järgi: mineraalsed , orgaanilised ( polüstreen)
> Lähtematerjali algupära järgi: puit-, keraamilised , klaas-, metalsed materjalid.
Tootmistehnoloogia järgi
1. Looduslikud- töötlemine
2. Tehislikud
a) Põletatud
paakumistemperatuuril
madalal temperatuuril
b) Põletamata
norm. temperatuuril
kõrgel temperatuuril
Materjalide kuju järgi
> Kujusad tükkmaterjalid ( silikaatkivid , keraamilised tellised , plaadid )
> Rullmaterjalid ( katusekatte-, põrandakattematerjalid, tapeedid)
> Puistematerjalid (täitematerjalid, puistevillad)
> Vedelad materjalid( lakid, värvid, mastikud)
> Pulbrilised materjalid
Materjalide omaduste järgi
> Mahukaalu järgi (kerged, rasked)
> Tulekindluse järgi
> Akustiliste omduste järgi
Standardi ja sertifikaardid
> Standardid on riiklikud dokumendid , millega kehtestatakse antud riigis nõudmised toodetele või teenustele ning nende vastavuste määramiseks kasutatavad meetodid.
> Standardite ülesandeks on piiritleda materjalide omdausi, nende omdauste määramise meetodid ja aredada uute kaasaegsete materjalide kasutamist.
> Standardi kehtivusaeg on piiratud.
> Materjali vastavust standardi nõuetele tõestad seritifikaat, mis antakse välja akrediteeritud organisatsiooni poolt.
Ehitusmaterjalide üldomadused
> Füüsikalised omadused
> Mehaanilised omadused
> Terminilised omadused
> Keemilised omadused
> Tehnoloogilised kasutusomadused
Füüsikalised omadused
Erimass
> Erimass ( või absoluutne tihedus) on materjali mahuühiku mass tihedas olekus (ilma poorideta).
Y=G/V g/cm3,
kg/m3
G-aine mass; V- tiheda, poorideta aine ruumala
> portlandtsement 3100 kg/m3 s.o 3,1 g/cm3
> teras 7850 kg/m3
Mahumass
> Materjali tihedus on loomuliku struktuuriga materjali mahu ( ruumala-) ühiku mass.
Y0=G/ V0
> V0 - loomuliku struktuuriga materjali ruumala,
> G- materjali mass
Näiteks:
Portselandtsemendi tihedus on 1200-1300kg/m3
Mahumass
Materjali tihedus, kg/m3
> Tavaline raskbetoon 1800-2500
> Mullplast 15-200
> Graniit 2500- 2700
> Jää 900
> Harilik tellis 1600-1800
> Puit (mänd, kuusk ) 400-600
> Vesi 1000
> Silikaadtellis 1700-1900
> Graniit 2500-2700
Poorsus
> Poorsus on pooride maht tahkes kehas.
> Eristatakse kinnist ja lahtist poorsust ning poore jaotatakse nende suuruse järgi. Selliste jaotuste põhjuseks on vee erinevad olekud pooride sees ja ka võimalus liikuda läbi materjali
> Poorsus sõltub materjali tihedusest nii näiteks graniidil on p 90%
> Poorsus mõjutab materjalide soojusjuhitavust, veeimavust, külmakindlust, tugevust.
> Poorsusest oleneb reeglina ka proovikeha tugevus, mida väiksem on tihedus, seda madalam on materjali tugevus. Pooride suurusest oleneb aga vee olek ja liikumine poorides, mis põhjustab materjali püsivuse omaduste muutumist.
Veeimavus
> Veeimavus (w); on kapilaarjõudude toimel materjalisse imendunud vee hulk.
> Mahuline veeimavus Bm=((Gm-Gk)/V0) x100%
> Kaaluline veeimavus Bk=((Gm-Gk)/Gk) x100%
Bm- mahuline veeimavus
Bk- kaaluline veeimavus
Gm- materjali mass märjalt
Gk- materjali mass kuivalt
V0- materjali ruumala koos pooridega
> Materjali omadused veega immutamiselt muutuvad oluliselt.
> Materjal paisub , pehmeneb, mureneb, soojusjuhtivus suureneb võib muutuda ka tugevus.
Hügroskoopsus, tasakaaluniiskus
> Omadust imada niiskust ümbritsevast (õhu-) keskkonnast nimetatakse hügroskoopsuseks.
> Materjal niiskub siis kui auru rõhk õhus on suurem aururõhust materjali pinnal.
> Kui materjal omandab niiske õhu käes seistes tasakaaluniiskuse aga suure veesisaldusega märg materjal kuivab sellise õhuniiskuse juures aegamööda kuni tasakaaluniiskuse saavutamiseni.
Aurutihedus
> Aurutihedus on materjali omdus endast auru läbi lasta.
> Auru hulka mõõdetakse grammides ja rõhkude vahet Pa-des.
Külmakindlus
> Külmakindlus on materjali omadus veega küllastunud (täisimbunult) taluda lagunemata paljukordset vahelduvat külmumist ja ülessulamist.
> Vees immutatud materjali üht külmutamist ja sellele järgnevat ülessulatamist vees nimetatakse külmutustsükliteks.
Külmakindlus
> Külmakahjustused tekivad, kuna jää maht on 10% suurem vee mahust.
> Tekkinud suurema mahuga jää avaldab survet pooride seintele , mitõttu viimased deformeeruvad.
> Vahelduva sulatamise-külmumise käigus proovikehade pooride seintes tekkinud plastsed deformatsioonid süvenevad lõppedes pragude tekkinud proovikehas.
> Nõutav külmakindlus sõltub materjali kasutamise kohast: mida rohkem ilmastiku mõju all, seda suuremat külmakindlust talt nõutakse.
Soojajuhtivus
> Materjalidel on omadus suuremal või vähemal määral soojust juhtida ja salvestada .
> Materjali iseloomustatakse soojaerijuhtivusega.
> Soojaeriuhtivus on sooja hulk džaulides (J/s), mis läbib 1m paksuse seina 1m2 pinnaga ühes sekundis kui temperatuur on 1 kraad(K). Tähis lamta, ühik W/m 0K.
> Soojavool suureneb materjali niiskudes, sest vesi on parem soojusjuht kui õhk (25 korda suurem).
> Konstruktsiooi soojusläbivust iseloomustab soojushulk Q [W(J/s)], mis läheb läbi konstruktsiooni pinna 1 ruutmeetri kui mõlemal pool konstruktsiooni on õhk tõstes tarindi temperatuuri 1 kraadi võrra.
Soojamahtuvus
> Soojamahtuvus on materjali omadus sooja salvestada.
> Erisoojus on soojushulk, mida vajatakse, et materjali massiühiku temperatuur tõuseks 1 kraadi võrra.
> Väga suure soojusmahtuvusega on vedelikud. Seetõttu niiskumisel materjali soojusmahtuvus suureneb.
> Väikese soojusmahtuvusega on metallid: Kuumenevad kiirelt ja jahtuvad kiirelt.
> Ruumide piirdekonstruktsioonid peaks oamama küllaldaselt soojusmahtuvust. See ühtlusab ruumide temperatuuri ööpeva kestet.
Tulekindlus
> Tulekindlus on materjali võime taluda väga kõrgeid temperatuure pika aja keskel ilma sulamise, pragununemise ja tugevuse tunduva koatuseta.
> Liigitatakse : 1) tulekindlateks ( fire -proof) temperatuur > 1580 kraadi (sulamistemp)
> 2) rakelt sulavad ( hard melt ) temp = 1350...1580 kraadi
> 3) kergelt sulavad temp Jaotatakse mittesüttivateks ( ei põle, ei söestu) , raskeltsüttivateks ja süttivateks.
Tulepüsivus
> Raskelt süttivad materjalid põhimõtteliselt ei sula.
> Süttivad materjalid põlevad leegiga, ja seejärel kasutamine ei ole kõlbulik.
Mehaanilised omadused
> Tugevus on materjali võime taluda mitmesuguseid välikoormusi. Ehitusmaterjalide tugevust kontrollitakse kõige sagedamini survele, tõmbele ja paindele.
Deformatsioonid (strain e deformation)
> Välisjõu toimel võib muutuda materjali kuju st. materjal deformeerub.
> Deformatsioon (strain) on keha või materjali omadus muuta oma kuju ja vormi massis kaotamata.
> Koormus mõjumise järgi jaotatakse painde-, tõmbe-, surve-, väände-, nihke- ja löögideformatsiooniks.
> Materjalid jagatakse deformeerumise järgi sitketeks ja haprateks.
> Sitketel materjalidel on deformatsioonid hästi täheldavad(teras). Nad kas pikenevad või lühenevad jõu mõjul enne purunemist.
Tõmbetugevus, RT
> Tõmbele kontrollitakse suuri defotmatsioone omavaid materjale (metallid). Proovikehad on vardakujulise ja need rebitakse pooleks.
Survetugevus
> Survetugevusele katsetatakse reeglina hapraid materjale, mis purunevad ilma nähtavate deformatsioonideta.
> Sellise materjalide survetugevus on 5...20 korda suurem kui tõmbetugevus. Kui ehitusmaterjalid töötavad nad põhiliselt survele. Näiteks betoon .
Paindetugevus , Rp
> Paindetugevus e ka tõmbetugevus paindel määratakse materjalidele, mis töötavad paindele. Määramisel on proovikeha talakujuline ja ta murtakse pooleks vastava seadme abil.
> Tala alumised kiud paiknevad, ülemised lühenevad.
Kõvadus
> Kõvadus on materjali võime vastu panna teise materjali kriimustusele või sissetungimisele.
> Ehitusmaterjalide puhul hinnatakse materjali kõvadust mingi kindla jõuga kuuli või teraviku siisesurumisega materjali pinda vastavas seadmes . Kõvadust hinnatakse jälje raadiuse või sügavuse järgi.
Hõõrduvus
> Hõõrduvus on materjali mahu ja massi vähendamine hõõrde toimel.
Kuluvus
> Kuluvus on materjali massikadu hõõrde ja löökide koosmõjul. kuluvuskindlust kontrollitakse pöörlevad trumlis, kuhu asetakse uuritava materjali tükid.
> Katse tulemusena leitakse materjali masskadu %-des mahakulunud tolmu näol.
Löögitugevus
> Löögitugevus iseloomustab materjali vastupidavust dünaamilisele koormistele.
> Löögitugevust kontrollitakse standardite proovikeha purustamise löögiga ja leitakse selleks kulutatud töö hulk.
Muud omadused
Keemiline püsivus
> Keemiline püsivus on materjali võime mitte kaotada oma omdausi mitmesuguste keemiliste ainete mõjul.
> Keemiliselt agresiivses keskkonnad tuleb kasutada keemiliselt püsivamaid materjale või katta neid vastavalt kaitekihtidega.
Kiirgustihendus
> Kiirgustiheduse all mõistetakse materjali võimet neelata radioaktiivset kiirgust.
> Materjali kiirguse neelavus on seda suurem, mida suurem on tema mahumass ja mida suurem on ta vesiniku sisaldus.
> Peamiselt kiirgusisloatsioonimaterjalid on betoon , plii, vesi.
Akustilised omadused
> Akustilised omadused iseloomustavad materjali helineelavust või peegelduvust.
> Helilained põrkudes vastu mingit materjali jagunevad kolme ossa : üks peegeldub materjalilt tagasi, teine osa neeldub materjalis ja kolmas osa läbib materjali.
> Hästi neelab heli ja karedapinnaline materjal; kõva ja aitke pind peegeldub hästi heli.
> Ehitustehnikas tuleb peamiselt tegeleda heli summutamisega. Selleks kasutatakse pehmeid ja poorseid materjale.
Puitmaterjalid
Puidu üldomadused
Positiivsed
> Taastuv loodusvara
> Kättesaadav ja teda on hõlbus töödelda
> Tugev ja kaalult kerge ( väike mahumass)
> Soojapidav, väike sooja juhtivus
> Sitke
> Hea välimusega, dekoratiivne
> Kuivas kliimas on puit ka äärmiselt püsiv materjal.
Negatiivsed
> Kergesti süttiv
> Hügroskoopne (niiskuse sisaldus kõigub)
> Heterogeenne (ebaühtlase struktuuriga materjal)
> Koos niiskusesisalduse muutumisega muutuvad tema tugevus, mõõtmed ja soojapidavus
> Puidu tugevus ja soojusjuhtivus on tema erinevates suundades tunduvalt erinevad
> Materjali omadusi mõjutavad kasvuvead
> Puitu kahujustavad mitmesugused röövikud ja mädanikud suured töötlemiskaod.
Puidu koostis
> Puidu noorte rakkude seinad koosnevad peamiselt tselluloosist.
> Puu vananedes tekib raku seintesse ligniin , millega kaasneb nende tugevnemine e nn puitumine.
Puu sise-ehitus
> Aastarõngas moodustub aasta jooksul puu kasvuperioodil. Et aasta jooksul on kasvutingimused erinevad, siis erinevad ka aastaringe pires moodustunud rakud üksteist.
> Männil, seedril, tammel, lehisel ja mõnel teisel puuliigil on välimised aastarõngad heledamad , sisemised tumedamad.
> Heledam puuosa- maltspuit - koosneb elusatest rakkudest. Neis liigub toitemaht puu juurtest krooni suunas. Mahla sisalduse tõttu on maltspuidus üalju niiskust.
> Lülipuidulisteks, kus lüli- ja maltspuit on selgesti eristatud (mänd, seeder, lehis, tamm),
> Maltspuidulisteks, kus lülipuit puudub ( kask , haab, lepp ning valgepöök),
> Küpsepuidulisteks, mille puidu sisemine nn küpse puidu osa ei erine välimisest osast värvuse, vaid ainult väiksema vee sisalduse poolest ( kuusk, nulg, pöök).
Puidu füüsikalised omadused
Niiskus
> Puidus olev niiskus jaguneb vabaniiskuseks. Vabaniiskus asub puu soontes ja rakusoontes. Kuivamisel eraldub vaba niiskus kiiremini.
> Värselt langetatud puidu niiskus ületab 35%
> Toores puidus on niiskust üle 25%
> Poolkuivas 18-25%
> Õhkkuivas 15-20%
> Toakuivas 8-15%
> Niiskus eraldab puurakke üksteisest ja nõrgestab nende vahelist sidet. Seetõttu on niiske piut alati nõrgem.
> Standardseks puidu niiskuseks loetakse 15%. Kõik tehnilised andmed puidu kohta esitatakse just selle niiskuse juures.
> Et puit on hügroskoopne materjal, siis tema niiskus kõigub sõltuvalt ümbritsevast keskkonnast. Kaua aega püsivas keskkonnas seisnud puit omandab nn. tasakaaluniiskuse (st.aururõhud õhus ja puidupinnal on tasakaalus).
> Mahumuutused niiskussisalduse muutumisel- niiskudes paisub, kuivades kahaneb. Mahumuutudes ei ole kõigis suundades ühesugune- radiaalsuunas 2-5%, tangensiaalsuunas 5-10% ja puu pikkuses 0,1-0,3%.
> Ebaühtlase kuivamise tõttu võib puit kõverduda ja praguneda.
> Erimass on kõikidel puiduliikidel peaaegu võrdn (ca 1,55g/cm3)
> poorsus kõigub erinevail puuliikidel 20-55% piires ja seetõttu on puidu mahumass erinevatel liikidel üsna erinev.
Puidu vead ja kahjustused
> Praod jagunevad sisemisteks ja välimisteks.
> Välispraod on kõige levinumad ja tekivad peamiselt puidu ebaühtlasel kuivamisel.
> Sisepraod võivad olla radiaalsed ja ringprod.
Oksad rikuvad puidu struktuuri, raskendavad töötlemist ja nõrgestavad teda.
Mädanemine on puidu riknemine temas arenevate seente tegevuse toimel.
Seened toimuvad mõnest puidu osast- tselluloosist, ligniinist, rakkude sisust jne.
Mädanikku põhjustavad seened jagunevad 3 rühma.
> Metsaseened ( kasvavatel puudel).
> Laoseened (puidu kuivamise peroodil, kui ta ei ole täielikult kaotanud oma mahlu). Levinumad on sini- ja hallitusseened. Nad rikuvad puidu välimust, aga tugevust nad eriti ei mõjuta.
> Majaseened on kõige ohtlikumad , nad lõhuvad rakuseinu ja puit või muutuda täiesti pudedaks massiks. Seened jagunevad: päris majaseen , valge ja kilejas majaseen.
> Putukakahjustused nõrgestavad puitu ja rikuvad selle välimust.
> Levinumad puidu kahjurid on kooreürask (elab toores puus vahetult koore all), toonesepp (kuivas puidus), laevaoherdi (vees).
> Putukad kannavad edasi ka seene eoseid.
> Puidu kaitseks ilmastikutingimuste, kahjurite ja eoskahjustuste eest, samuti aga ka selleks, et tuua välja puidust valmistatud omadusi, kasutatakse:
> -Ehituslikke või
> -Keemilisi vahendeid.
> Ehituslik puidu kaitse seisneb puiduliigi hoolikas, keskkonnatingimustele vastavas valikus ja ka ehitada tuleb nii, et puidust konstruktsiooni niiskus ekspluatatsioonis ei ületaks 12-15%.
> Tuleb vältida rõhtsaid puitpindu, millele võib koguneda vesi ja puitu imbuda. Kui see pole võimalik, tuleb kasutusele võtta keemilised abinõud.
Keemiliste võtete korral töödeldakse puitu seente suhtes mürgiste ainetega (antiseptikutega).
Antiseptikud jagunevad:
> veeslahustuvad antiseptikud,
> õliantiseptikud,
> antiseptilised pastad,
> antiseptilised värvid.
Antisepitsemise viisid:
> Võõpamine ja ülepiserdamine
> Immutamine e impregneerimise meetod:
Sukeldudes puidu immutusvedelikku on võimalik immutada puidukaitsevahenditega kuni 5mm sügavuseni.
Immutamine vaakumis või rõhu all.
> Puit on põlev materjal. Puidu pinna temperatuuri tõusmisel üle 100 kraadi hakkavad temast eralduma gaasid. Puidu süttimine on võimalik temperatuuril üle 250 kraadi. See iseenesest tähendab, et leegi juureolekul süttivad emiteeritud gaasid.
> Kui puidu pinna temperatuur tõuseb 500 kraadini, siis sellel temperatuuril on võimalik juba nn. isesüttimine.
> Konstruktiivsed võtted: puit isoleeritakse kuumise allikatest mittesüttiva materjaliga .
> Puidu immutamine antipüreenidega ( tuld tõkestva ainega), mis muudab puidu raskeltsüttivaks ( ammooniumiühendid).
> Puidu värvimine tulekaitsevärvidega ( vesiklaas , mineraalpulber, pigment ).
> Puidu võõpamine tulekaitsevõõbaga.
> Õhkkuivatamine (15-20%)
> Kamberkuivatamine (5-10 päeva 80-100 kraadi juures)
> Elektriline kuivatamine (puit kahe elektroodi vahel, millesse juhitakse kõrgesageduslik vahelduvvool , takistuse tõttu puit kuumeneb ja vesi aurub)
Ümarmatrjalid
> palgid diameetriga. > 140mm, pikkus 4-7m
> Peenpalgid diameetriga 80-140mm, pikkus 3-7m
> Ümarlatid diameetriga 30-80mm, pikkus 3-7m.
Saematerjalid saadakse palkide pikkisaagimisel
> Poolpalgid (ümarpalk lõhki saetud )
> Servatud palgid (kahest küljest saetud
> Servamatta lauad, paksus 13-100mm
> Servatud lauad (neljast küljest saetud), paksus 13-100mm, laiuse ja paksuse suhe üle 2
> Prussid, neljast küljest saetud, laiuse ja paksuse suhe alla 2, paksus > 100mm
> Latid, erinevad prussist sellega, et paksus Liiprid
> Saematerjali valmistatakse enamasti okaspuidust, laudu tehakse ka lehtpuidust.
> Saematerjali mõõtühikuks on kuupmeeter .
Pooltoodete valmistamisel on neid peale saagimise veel töödeldud (hööveldatud, freesitud jne.)
> Hööveldatud lauad
> Põranda lauad, paksus 22-37mm
> Voodrilauad , paksus 12-22mm
> Piirlauad ja liistud
> Sindlid 0.5-0.7m
> Katuselaastud 0.5m
> Kattevineer ( spoon )
> Ristvineer saadakse mitme spoori risti liimimisel parketiliistud.
Puitlaast
> Puitlaastumassi hulka viiakse sünteesilisi vaikusid (näiteks karbamiid- või fenoolformaldehüüdvaigud) ja pressitakse toode kuumalt kokku. Võib katta melamiinvaiguga, immutatud paberi või spooriga, lamineerida, samuti värvida.
> Puiduga võrreldes omab puitlaastplaat homogeenset struktuuri, tal on suurem pinnakõvadus, väiksem süttivus. Samas on ta suurema massiga ja pundub märjaks saamisel.
> Kasutatakse sisevooderdamiseks, aluspõrandate jne ehitamiseks.
Puitkiudplaadid
> Valmistatakse peenestatud puitvillast, mis pressitakse kokku ja kuivatatakse kuumalt. Sideaineks on puidus endas olevad looduslikud vaigud - ligniinid.
> Jagunevad: isoleerplaadid, katteplaadid ja jäigad plaadid.
> Vineeride saamiseks liimitakse õhukesed puitlehed, nn spoonid , kokku paketiks. Paketis on kindel arv spoone - 3...11 lehte, paksusega 1,4-3,2 mm. Iga järgmine kuid eelmisega risti.
> Spoonid valmistatakse ringkoorimisega puupakkudeks, mida on eelnevalt leotatud ja aurutatud.
> Ehituses kasutatske liimitud , lamineeritud ja dekoratiivvineeri. Spoonid ühendatakse fenoolformaldehüüd-vaikudega kuumalt pressimisel. Vineeri paksus on 4-30mm.
> Puuliikidest kasutatakse männi-, kuuse- ja kasepuitu. Kasepuu vineer on kõige tugevam.
> Vineeril on väiksem põlevus kui saematerjalil või lamell-liimpuidul. Püsib hästi mõõdus.
> Valmistamistatakse mitmesuguseid tala-, raam-, kaar- ja sõrestik konstruktsioone.
> Liimpuiduks nimetatakse vähemalt 4 lamellist parkettristlõikest liimitud elementi. Lamellide kiudude suunad on parallelsed. Valmistatakse põhiliselt kuusest ja männist.
> Liimpuidust võib teha nii sirgeid kui kõveraid detaile, millel on kas muutuv või ka konstantne ristlõige.
> Liimpuidust kandekonstruktsioone kasutatakse nii suurte avadega hoonete katusekonstruktsioonides, kui ka seintekarkasside ehitamiseks.
Liimpuidu valmistamise etapid on:
> -puidu kuivatamine
> -tugevussortimine
> -lamellide jätkamine hammastapiga
> -lamellide hööveldamine
> -liimimine
> - talade hööveldamine
> -pinnastöötlus
> -pakkimine.
> Spoonliimpuit e vineerkihtpuit (kertopuu) on kihiline materjal, mida valmistatakse spoonide kokku liimimise teel. Spoonide kiudude orietatsioon võib olla eriven.
> Väiksem põlevus kui saematerjalil või lamellliimpuit. Püsib hästi mõõdus. Valmistatakse mitmesuguseid tala-, raam-, kaar- ka sõrestikkonstruktsioone.
Termotöödeldud puit
> Termopuitu tuntakse ka nn. suitsutatud või kuumtöödeldud puituna. Termotöötlemine toimub auruga temperatuuril 195 kuni 230 kraadi.
> Tavalise puiduga võrreldes on termopuit tumedam.
> Kasutatakse ukse- ja aknamaterjalidena, põranda- ja seinapaleenidena, mööbli valmistamisel jne.
Termotöötluse tulemusena:
> Paraneb ilmastiku ja mädanikukindlus
> Suureneb vastupidavus seenkahjuste suhtes
> Paranevad soojaisolatsiooni omadused
> Vähenevad niiskusdeformatsioonid, seega mõõtmete stabiilsus suureneb
> Vähenevad deformatsioonid, keerduvus, kaarduvus
> Lagneb tasakaaluniiskus
Puidust ehitusmaterjalid
Puidust ehitusmaterjalid kujutavad endast valmis hooneosi.
> Tähtsamad puitdetailid on uksed, aknad, aknalauad, piidad, parketikilbid, liimikonstruktsioonid, puitpaneelid jne.
Kivimaterjalid
Jagunevad Looduskivimaterjalid ja tehiskivimaterjalid . Tehiskivimaterjalid jagunevad Põletatud tehiskivid ja põlemata telliskivid.
Looduskivimaterjalid
Liigitus
> Geoloogilise päritolu järgi
> Mineraaloogilise koostis
> Füüsikalsed-mehaanilist omaduste järgi
> Töötlmisviiside järgi
> Dekoratiivsete iseärasuste järgi
> Kasutusala järgi
Looduskivimaterjalidde liigitus geoloogilise päritolu järgi
> Tard -ehk magmakivimid
massiivsed (süva- e intrusiivsed ja purske e. efusiivsed )
purdsed ( sõmerad ja tsementeerunud )
> Settekivimid
keemilised
mehaanilised
organogeensed
> Moonde -ehk metamorfsed kivimid
> Eestis levinuim tardkivim on graniit.
> Settekivimitest valmistatakse laialdaselt ehituskive.
> Suur hulk meie paekivist purustatakse killustikuks,mida kasutatakse betooni täitematerjaline,teedeehituses jms.
> Paekivi on kasutusel ka mineraalsete sideainete lubja ja portlandsemendi toorainena , samuti kasutatakse teda ehituslike kuivsegude täiteainena.
> Moondekivimid e. metamorfsed on moodustanud kõrgete temperatuuride ja rõhkude või ka keemiliselt aktiivete gaaside ja vedelike tsirkulatsiooni tulemusena kivimikihtides ,mille tulemusena
on muutunud kivimi esialgne koostis, struktuur. On teisase tekkega kivimid.
> Marmorid on moodustunud dolomiidist või lubjakivist ümberkristallumise tulemusena.
> Kasutatakse peamiselt viimistlustöödel.
Looduskivimaterjalide tootmine
> Tootmine lahtisest karjääridest või kaevandustest. Eraldamine massiivsit: murdumise , vertikaalse kiilumise, lõhkamise või ka saagimisega.
> Ehituselement eradatakse toorikplokist mitmesuguste tööriistade ja seadmete nagu kiilud , vasarad , meslid , peitlik , sead, höövel- ja freespingid .
Looduskivimaterjalidest tooted.
> Looduskivist toorplokid
> Vundameniplokid
> Sise- ja välisseinamaterjalid
> Plaadid
voodriplaadid
põramdaplaadid
trepiastmed
> Teematerjalid
Looduskivimaterjalide töötlemine
> Murdmine ( müürikivid )
> Purustamine ( killustik )
> Klompimine ( kivi suuremad nukid lüüakse maha ja kivi servad muudeakse sirgemaks )
> Tahumine
Looduskivimaterjalidest tooted
Sõmerad looduskivimaterjalid:
> Liiv on tekkinud massiivsete kivimie murenemisel
> Mäeliivad
> Uhtliivad
> Lendliivad
> Kruusad
> Mäekruusad
> Uhtkruusad
> Moreenkruusad
> Savi on tekkinud põldpao lagunemisel ilmastiku mõjul
Tehiskivimaterjalid
Keraamilised materjalid
> Keraamika all mõistetakse savist või savisisaaldavatest segudest põletatud tooteid.
> Ehituskeraamika valmistamist ja toodete laia kasutamist läbi ajaloo on soodustanud savileiukohtade rohkus ja keraamiliste materjalide suur tugevus, ilmastikukindlus ning püsivus ka agressiivsetes ja kõrgete temperatuuride keskkonnas.
Tiheduse järgi liigitatakse keraamilisi materjale poorseteks ja tihedateks.
> Poorseteks nim. tooteid, mille kaaluline veeimavus on vähemalt 5%. Siia kuuluvad harilik tellis, laekivid, katusekivid, fassaadkeraamiks, drenaazi- ja kanalisiatsioonitorud, seinakatteplaadid.
> Tihedad on tooted, kus kaaluline veeimavus on alla 5% näiteks metlahh e. põrandaplaadid, klinkertellis.
> Tavaline tellissavi sisaldab 50-60% kvartsliiva ja tolmu. Tolmu- ja liivasisaldus vähendab savi plastsust ja sidumisvõimet: kui on liiva ja tolmu palju, ei ole savi vormitav, kuid toote maht väheneb kuivatamisel ja põlemisel vähe.
Ehituskeraamika tootmine koosneb alljärgnevatest protsessidest:
> -tootmismaterjali kaevandamine
> -massi ettevalmistamine
> -töötlemine ja toortoodete vormimine
> -toortoodete kuivatamine
> -toortoodete põlemine
> -toodete jahutamine
> -toodete sorteerimine ja säilitamine
Harilik tellis
> Tavalist tellist kasutatakse kandvates seintes, postides, võlvides, ka korstnad , ahjud tingimustel kui töötetemperatuur ei ületa tema põletamise temperatuuri. Harilik tellis ei ole tulekindel .
> Toodetatkse rea- ja fassaaditelliseid.
Tugevus
> Survetugevus sõltub ka põletustemperatuurist ja - ajast.
Tihedus
> Olevevalt tellise liigist 900-2230 kg kuupeerti kohta. Tiheduse järgi saab hinnata materjali soojaisolatsiooni omadusi. Hariliku tellise tihedus sõltub peale segu koostise ja kivi liigi ka põletustemperatuurist.
> Poorsus sõltub toorsegu koostisest ja põletustemperatuurist.
> Külmakindlus
> Mida kõrgem põlevustemperatuur seda parem külmakindlus. Tavaliselt 25 tsüklit.
> Õnneseenel ja kergtellisel on kõrgem. Täistellist reeglina välismüüritises ei kasutata.
Kergtellis
> Saadakse väljapõletavate lisandite kasutamisel , tihedus madal, soojainsalatsiooniomadused head.
> Kasutatakse ülemiste korruste, vaheseinte ladumisel, normaalse niiskusega ruumides, kandekonstruktsioonides ei sobi.
Vooderdustellis
> Uute ja vanade sooderdamiseks
> Harilikult tellisest kitsam (250x85x65)
Nurktellis
> Lõigatud ja ümarnurgad
Klombitud tellised
> Üks külg või külg ja ots klombitud
Ahjutellis
> Harilikust tellisest kuuma kindlam ja kuulub raskeltsulavate materjalide hulka
Antiiktellis
> Vana välimusega ja ebatäpsetepindadega ja mõõtudega.
Klinkertellis
> Valmistatakse raskeltsulavast savist ja põletatakse paakumiseni (1200- 1250 kraadi), jahutatakse maha väga aeglaselt.
> Suure tugevusega (40, 60 ja 100)
> Vastupidavad hapetele
> Värv on lillakaspruun
Šamott-tellis
> Valmistatakse suure tulekindlusega savist, millele on lisatud liiva asemel põletatud ja seejärel jahvatatud savi.
Keraamiline katusekivid
> Katus on nägus, tulekindel ja vastupidav.
> Puudused: suur kaal, haprus ja nõuab suurt katusekallet.
> Enamlevinenud kivid on S-kivi, valtskivi ja munk -nunn kivid. Harjade katmiseks kasutatakse poolsilindrilisi harjakive.
Kergkruus
> NIm ka Fibo kruus Leca või Exclay ning vananenud nimetus keramsiit. Mullkeraamika liik, mis saadakse keggelt sulavate savimaterjalide lühiajalisel põletamisel.
> Põletamine pöörlevates toruahjudes 1150... 1250 kraadi.
> Keraamikillustik ja kruus fraktsioneeritakse. Jaotatakse puistetihedusi 250... 600 kg/m3.
> Kergkruus ei tohi sisaldada lupja, mis tingiks graanulite paisumise ja purunemise.
> Kergkruusa kasutatakse betooni täitematerjalina, ka kerge.
Hüdrauliline sideaine . Tsement
Portlandtsemendi tooraineks on:
75%...78% lubjakivi
22%...25% savi
Sealjuures on portlandtsemendi tardumisaegasid reguleerivax lisandiks sissejahvatatud looduslik kips.
Tsement on peeneksjahvatatud hüdrauliline sideaine, mis veega segamisel hüdratsioonireaktsioonide tõttu tardub ja kivineb andes kivi, mis säilitab oma tugevuse ka vees.
Tsemendi tootmine toimub põhimõtteliselt alljärgneva skeemi kohaselt märjal meetodil:
*Toorainete kaevandamine
*Toorainete purustamine
*Toorainete doseerimine ja märjalt jahvatamine
*Lobri korrigeerimine
*Lobri põletamine klinkri saamiseks
*Klinkri jahvatamine koos kipsilisandiga
*Tsemendi ladustamine ja pakkimine.
Tsemendi tardumine ja kivinemine.
*Tardumiseks loetakse seda perioodi, mille jooksul veega segamisest alates tsemendi taigen küll säilitab oma vormi, kui ei võta vastu välist jõudu.
*Kivinemine on protsess, mille tulemusena moodustub kõva tsemendikivi, mis välisjõu mõjul võib puruneda kui see jõud ületab tugevusepiiri.
Tsemendi omadused. Tsemendi tugevusklassi määramise aluseks on tsemendi survetugevuse 28 päevase normaaltingimustes kivinemise järgi nn. normtugevus.
Tardumisajad mööratakse normaalkonsistentse taignasse vormitud nõela vajumise järgi. Tardumine ei või alata enne 45 min ja peab lõppema hiljemalt 12h pärast.
Mahupüsivuse all mõeldakse tsemendi omadust tardumisel ja kivistumisel mitte muuta oma mahtu ega deformeeruda. Korrosioonikindlus on tsemendikivi omadus mitte reageerida agressiivsetes keskkondades.
Eritsemendid
*Kiirkivinevad
*Sulfaadikindlad
*Madala soojuseraldusega
*leeliskorrosioonile vastupidavad
*Väljalahustumiskindlad
* Merevees püsivad
*Hüdrofoobsed
*Plastifitseeritud
*Räbutsemendid
*Paisuvad tsemendid
EHITUSSEGUD
Üldist:
Sideaine ja vee segu nimetatakse sideainetaignas, ka -pastakas. Sideaine, täitematerjali nin vee segu nimetatakse mördiks. Sideaine ja vee taigna kivistamisel saadakse sideainekivi.
Betoonisegud
Betoon on põletamata tehiskivi, mis saadakse sideaine, täitematerjali ja vee segu kivinemisel. Koostisosade segu nim. betooniseguks.
Betooni klassifikatsioonid
Betoone liigitatakse tiheduse järgi:
*raske üle 2600 kg/m3
*normaalne ehk harilik, ka tavabetoon 2100..2600 kg/m3
*kerge 800-2100 kg/m3
Betooni klassid
Survetugevuse järgi jaotatakse betoonid klassidesse:
Betooni klassi aluseks on proovikehade 15x15x15cm 95%-lise tõenäosusega garanteeritud tugevus peale 28-päevast kivinemist 20oC ja 95...100% niiskuse juures. Betooni võib vajaduse korral markeerida ka paindetugevuse , külmakindluse, veepidavuse jms järgi.
Tavalise normaalse BETOONI koostisosad on:
*Sideaine, tavaliselt tsement
*Peentäitematerjal
*Jämetäitematerjal
*Vesi
*Lisandid
Kasutatakse mitmesuguseid lisandeid näiteks:
*Tardumise ja kivinemise kiirendajad või aeglustajad
*Veevajadust vähendavaid ja töödeldavust parandavaid plastifikaatoreid ja superplastifikaatoreid
*Külmakindlust parandavaid õhku sisseviivaid lisandeid
*Külmumist takistavad lisandid, mida kasutatakse värske betooni külmumise vältimise eesmärgil külmade ilmade korral.
Betoonisegu . Täitematerjal
Täitematerjalid
Täitematerjale on betoonis kuni 70%
Täitematerjalide roll betoonides:
*Täitematerjalid moodustavad skeleti, mille ümber kujuneb tsemendist-veest
sideainekivi.
*Tsemendi kasutamine ilma täitematerjalideta oleks väga kallis.
*Täitematerjalide terastiku koostisega tuleb saavutada olukord, kus terad pakitakse niisuguse tihedusega, et tsemendi ja vee segu täidaks täitematerjale omavahel siduvat funktsiooni.
Täitematerjal. Liiv
Liiva iseloomustavatest näitajatest tuleks esmalt mainida tema terastiku ehk granulomeetrilist koostist, mis võimaldab saada maksimaalse pakketihedusega betooni karkassi ja vähendada tsemendi kulu.
Täitematerjal. Killustik
Jämetäitematerjal
Betooni jämetäitematerjaliks on kruus või killustik. Olenevalt täitematerjali tihedusest jaotatakse-kerged või rasked täitematerjalid. Killustiku doseeritakse fraktsioonidena.
Betoonisegu koostamine ja valmistaminev
Betoonisegu koostamisel ja valmistamisel lähtutakse:
*Soovitavast betooni klassist
*Töödeldavusest
*Lähtematerjalide omadustest
*Määratakse seguvahekord , mida väljendatakse kas massi- või mahtude suhtena, kus üheks on võetud tsemendi hulk 1 : AL : AK, ja tuuakse välja ka vesitsementsuhe V/T.
*Seejärel koostatakse segu.
*Betoonisegu segamise aeg: masinatega segamisel saavutatakse segu homogeensus 1,5 minutiga, segamisaja pikendamine parandab üldiselt betooni kvaliteeti.
*Betoonisegu tihendamise eesmärgiks on saada tihe betoonimass. Eemaldatakse segamise, paigaldamise ja transpordi ajal sinna kaasatud liigne õhk.
*Selle õhu eemaldamine muudab betooni tugevamaks, korrosiooni- ja ilmastikukindlamaks.
Betoonisegu omadused
1. Töödeldavuse või paigaldatavus, veehoidvus .
Betoonisegud jagunevad jäikadeks, plastseteks ja voolavateks. Töödeldavust määratakse koonuse vajumisega.
2. Veehoidvus on näitaja, mis iseloomustab peene osa ja vee hulka betoonisegus. Iseloomustatakse vee eraldumisega värske segu peale.
3. Tihedus on näitaja, mis prognoosib betooni kvaliteedinäitajaid.
4. Survetugevus on betoonisegu puhul arvutuslikult eeldatav . Praktiliselt määratakse proovisegust kuupide survetugevus 28 ööpäevase normaaltingimustes kivinemise järel.
5. Plastsuse all mõeldakse betoonisegu omadust, mida iseloomustavad tsemendi, vee ja täitematerjalide suhe. Kui betoonis on vähe tsementi ja palju liiva, on betoon pude ja halvasti paigaldatav. Vee lisamine muudab sellest segust saadava betooni tugevuse veelgi madalamaks, mistõttu tuleb lisada nii tsementi kui vett või kasutada lisandeid. On ette nähtud ka segude minimaalne lubatud tsemendi sisaldus.
MÖRDID
Kasutatakse materjalide ühendamisel monoliidiks, pindade tasandamisel, pragude täitmisel jne.
Ehitusmördid valmistatakse mineraalsest sideainest, peenest täitematerjalist ja seguveest, mõnel juhul kasutatakse ka pigmente.
Mördi omaduste reguleerimiseks võib kasutada ka vastavaid orgaanilisi või mineraalseid lisandeid.