FIZIKALNI PARAMETRI GRADIVA

MasaSila

TežinaVolumenGustoća

MASA m [kg] ovisi o:vrsti materijala i volumenu tijela

SILA Fmasa koja se nalazi u polju s ubrzanjem a,

djeluje na podlogu silom FF = m×a [N]

TEŽINA GG = m×g [N]

g ~ 9,81 m/s2 ubrzanje sile teže

Ovisno o stanju vlage u materijalu razlikujemo:

md - masa suhogmaterijala

ma - masa materijala nezasićenogpovršinski suhog

mZPS - masa materijala zasićenogpovršinski suhog

mwv - masa vlažnogmaterijala

mz - vaganje na zrakumzw - vaganje pod vodom

volumen pora

VOLUMEN [m3]

volumen šupljina

volumen čvrstih čestica

Odreñivanje volumena:

a) Tijelo pravilnog geometrijskog oblikamjerenjem odgovarajućih dimenzija

b) Tijelo nepravilnogoblika

vaganjem pod vodom

c) Rastresiti ili praškasti materijalVolumen se odreñuje pomoću PIKNOMETRA

GUSTOĆA

Gustoća materijala (ρ) je masa m materijala u odnosu na volumen V bez pora i šupljina.

( )3spg

m/kgVVv

m

V

m

−−==ρ

Volumna gustoća materijala (ρz)

Nasipna gustoća materijala (ρs)

( )3psg

z m/kgVV

m

VV

m

+=

−=ρ

( )3spg

s m/kgVVV

m

V

m

++==ρ

kod odreñivanja gustoće:

- temperatura →- pritisak →

- vlažnost →

volumen

masa

Odreñivanje gustoće vezivnih materijala (npr. cement)

Le - Chatelierovatikvica

Nasipna gustoća:- slobodno nasuta (rastresita)- zbijena

Gustoća

)materijalrastresiti(mmm

m

)oblikaoglnnepravitijelo(mm

m

dBw

wd

zwd

wd

+−ρ×=ρ

−ρ×=ρ

Volumna gustoća

)materijalZPS(mm

m

)materijalsuhi(mm

m

zwz

wz)ZPS(z

zwz

wd)d(z

−ρ×=ρ

−ρ×=ρ

Nasipna gustoća

)zbijeno(V

m

)rastresito(V

m

g

n)n(s

g

r)r(s

=ρ

=ρ

Gustoće nekih grañevinskih materijala:

Gradivo Gustoća Volumna gustoća

Nasipna gustoća

u kg/dm3 Cement 2,85 ...3,2 - 0,9...1,9 Agregat 2,6 ...3,15 1,7....3,1 1,1...1,5 Laki agregat 1,5 ...3,1 0,1....2,7 0,1...1,4 Beton 2,5 ...3,0 2,0....2,8 - Laki beton 1,9 ...2,5 0,25..2,0 - Blok opeka 2,3 ...2,65 0,6....1,9 - Čelik 7,8 ...7,9 - - Aluminij 2,7 ...2,8 - - Drvo 1,5 ...1,6 0,1....1,3 - Polimeri 0,9 ...2,2 0,01...2,2 -

STRUKTURA I POROZNOST

KristalnaAmorfnaSlojevitaGustaPorozna

Poroznost utječe na:

- čvrstoću- promjene volumena- promjene na vlagu i plinove- trajnost- termičko ponašanje- trošenje

Poresmanjuju: čvrstoću

toplinsku vodljivostpovećavaju: habanje

volumne promjene

Pore:

- oblik: zatvorene otvorene (povezane, nepropusne)

- veličina (raspodjela)- količina (poroznost p)

zatvorene (1)

otvorene-povezane (2a)otvorene-nepropusne (2b)

Primjeri raspodjele veličine pora

Temprature smrzavanja vode u staklenim kapilarama različitih promjera

za pore promjera do 50 µm nema štete od smrzavanja

Relativna gustoća materijala d (udio materijala bez pora)

( )1d z ≤ρρ=

Poroznost u (udio pora u materijalu)

ρρ−ρ=

ρρ−=−= zz1d1u

Ukupna poroznost p (ukupni volumen pora u %)

( ).%Vol100u100p z ×ρ

ρ−ρ=×=

Ispitivanje vodoupojnosti → otvorena poroznost

Ispitivanje poroznosti p → POROMETAR

Princip rada porometra: Boyle-Mariottov zakon (p×V= const.)

VLAGA U GRADIVIMA

Voda ulazi u materijal:

- difuzijom vodene pare - kondenzacijom vodene pare- kapilarnom elevacijom- hidrostatskim pritiskom

korozijadjelovanje mrazaskupljanje-bubrenjeizolacijska svojstvamehanička svojstva

Izbor:

konstruktivnih detalja

gradiva

Difuzija vodene pare

Relativna vlažnost zraka

stvarna vlažnost

moguća vlažnost×100%

Koeficijent difuzije vodene pare

svojstvo materijala da masa vodene pare koja od djelovanja pada pritiska od 1 MPa u jednom satu kroz 1 m2

difundira kroz 1 m materijala

Koeficijent difuznog otpora vodenoj pari

otpor difuziji za materijal

otpor difuziji za sloj zrakaG ra d iv o D ifu z n i o tp o r

Z id o d o p e k e 3 d o 1 0 0 ( k l in k e r )

B e to n 2 0 d o 3 0

L a k i b e to no tv o re n ih p o ra 3 d o 1 0

L a k i b e to nz a tv o re n ih p o r a

8 0 d o 1 8 0

D rv o 8 d o 1 8 0 (m o k r o )

b itu m e n s k alje p e n k a 3 0 0 d o 1 0 0 0 0

ISPARAVANJE I KONDENZACIJA

Isparavanje je pretvaranje vode u paru

ovisi o:temperaturiveličini površinevlažnosti zrakabrzini vjetraporoznosti

Faze sušenja poroznog čvrstog tijela

1. brzina sušenja= const.

2. naglo usporavanje gubitka vlažnosti zbog isušene površine

3. površina je prividno suha, voda evaporira kada doñe (difuzijom) do površine

Vlaženje i sušenje

Ponovno vlaženje je brže zbog suprotnog smjera kapilarne elevacije

Isparavanje i kondenzacija:

- važna uloga u grañevinarstvu- utječe na termička svojstva- utječe na skupljanje i bubrenje

autogeno skupljanje

APSORPCIJA

Apsorbirana voda - masa vode u zasičenom površinski suhom uzorku

A=mw - md

Apsorpcija - apsorbirana voda u odnosu na masu suhog uzorka u %

mase%100m

AA

dm ×=

ρ×=

×ρρ×=

mv

wdv

AA

.Vol%100m

AA

Ispitivanje apsorpcije

- postepeno potapanje u vodu

Apsorpcija

.Vol%100m

)mm(A

m%100m

mmA

wd

dzw

d

dzw

×ρ×

ρ×−=

×−=

Adsorpcija - površinska vlažnost

.Vol%100m

)mm(A

m%100m

mmA

wd

zwvs

d

zwvs

×ρ×

ρ×−=

×−=

Vlažnost W=Aw+As

.Vol%100m

)mm(W

m%100m

mmW

wd

dwv

d

dwv

×ρ×

ρ×−=

×−=

VODOUPOJNOST I KAPILARNA ELEVACIJA

Vodoupojnost je posljedica kapilarne elevacije

- zbog kuta močenja dolazi do penjanjatekućine u kapilarnim porama

Dizanje podzemne vode kroz zidove

Mjerenje vodoupojnosti

Koeficijent vodoupojnosti w

gips ploča ρ = 750 kg/m3 w = 57 (kg/m2.h0,5)

porozna gips ploča ρ = 580 " w = 38 "

obložna opeka ρ = 1790 " w = 16 "

vapnenosilikatna opeka ρ = 1730 " w = 14 "

plinobeton G4 ρ = 700 " w = 12 "

plinobeton G2 ρ = 530 " w = 8 "

lagana opeka ρ = 810 " w = 4,5 "

SPOSOBNOST OTPUŠTANJA VODE

- kako će se brzo neki grañevinski element osušiti

Voda se transportira prema van:

- kapilarnim tečenjem

- difuzijom

Raspodjela vlage u zidu

Upijanje i otpuštanje vode u ožbukanom i neožbukanom zidu

Zaštita od vlaženja zidova

žbuka - povoljno za upijanje vode

premazi

impregnacije

RAVNOTEŽNA VLAGA

Ravnotežna vlaga poroznog grañevnog materijala ovisi o relativnoj vlažnosti okolnog zraka

SORPCIJA - izravnavanje vlage umaterijalu i iz okoline

APSORPCIJA - upijanje vlage izokoline u materijal

DESORPCIJA - otpuštanje vlage izmaterijala

veća ravnotežna vlaga

Ravnotežna vlaga za materijale

Količina vode u Vol. % pri relativnoj vlazi zraka u %Materijal

60 70 90 97 100

Opeka 0,2-1,0 0,2-1,0 0,2-1,0 0,5-2,3 0,6-4,0

Cementom i vapnomvezani blokovi 0,6-9 0,7-9 1-12 1,3-13 2-13

Beton 1,2-1,6 1,5-1,8 1,7-2,0 2,5-3,0 3-4

Laki beton 1,0-5,5 1,2-6,0 2-8 * *

Plinobeton 1,8-2,0 2,2-3 3-5 4-11 *

Drvo 3,5-11 4-15 6,5-20 7,5-25 12-35

Organski izolacijskimaterijal

1-17 * 2-28 2,3-55 9-55

* nema podataka

VODOPROPUSNOST

- probno tijelo izloženo jednostranompritisku vode

→ Protjecanje→ Trajnost

Laminarno tečenje ?Stacionarno tečenje ?Kapilarno upijanje ?Promjene u strukturi ?Zrak u vodi?

- ispitivanje vodopropusnosti

DARCY-jev zakon

L

hk

A

1

dt

dq ∆×=×

Standardni režim tlačenjaV-2, …, V-12n × 8 sati

PLINOPROPUSNOST

- koeficijent plinopropusnosti

p

1

A

LQks ∆

××η×=

- ovisi o: poroznosti materijalavlažnosti materijala