3. Građevinski materijali

Najveći dio građevinskih materijala dobija se od prirodnih, neorganskih sirovina, industrijskom preradom,

a samo manji dio je prirodan proizvod. Većina materijala je silikatnog sastava, ali može biti i karbonatnog,

sulfatnog ili organskog (bitumen, asfalt, drvo i sl.). Građevinski materijal se dijeli na: konstruktivni građevinski

materijal i vezivni građevinski materijal.

3.1. Konstruktivni građevinski materijali

Za arhitekturu i inžinjerske radove upotrebljavaju se vrlo različiti konstruktivni materijali. Svi konstruktivni

materijali mogu se podijeliti na:

prirodne: kamen, šljunak, pijesak i drvo;

vještačke: građevinska keramika, prefabrikovani građevinski elementi na bazi vezivnih sredstava,

izolacioni materijali, staklo, metalni profili, profili od plastične mase i dr.

3.1.1. Građevinski kamen

Minerali su homogena jedinjenja od dva ili više elemenata koji kristališu na svoj specifičan način. Veći broj

ovakvih minerala povezanih u agregate nazivaju se stijene ili kamen. Pod građevinskim kamenom podrazumijeva

se stijena koja se sa manjom ili većom obradom može koristiti kao građevinski materijal. Kamen se koristi za

zidanje, oblaganje i dekorisanje objekata.

Prema porijeklu, stijene se klasifikuju na:

magmatske, nastale očvršćavanjem lave;

sedimentne (taložne);

metamorfne, nastale prekristalizacijom sedimentnih stijena.

Prema stepenu obrade, kamen može biti:

lomljen, nepravilnog oblika dobijen direktno iz kamenoloma;

drobljen, separisan prosijavanjem, sadrži krupnije komade kamena, šljunak, pijesak i kameni prah;

obrađen, djelimično ili potpuno, javlja se u komadima čiji oblik i veličina zavise od namjene.

1

Slika – Građevinski kamen

3.1.2. Šljunak i pijesak

Šljunak i pijesak se u građevinarstvu najvećim dijelom koriste za izradu betona i maltera, kada posredno ili

neposredno utiču na karakteristike očvrslog betona.

Šljunak i pijesak mogu biti prirodnog i vještačkog porijekla. Prirodni su rječni, jezerski, brdski i aluvijalni, ili

dobijeni drobljenjem stijena. Ne smiju se upotrebljavati šljunak i pijesak iz mora bez prethodnog pranja, jer je so

higroskopna što utiče na čvrstinu betona. Osim prirodnih, za beton se koristi i veliki broj vještačkih materija,

nusprodukata industrije (zgura, opiljci, keramički lom) ili specijalni proizvedeni agregati za tu namjenu (keramzit,

perlit, stiropor).

Slika – Šljunak i pijesak

2

3.1.3. Građevinska keramika

Oblici građevinske keramike su: cigla, crijep, keramičke pločice, kanalizacione cijevi, sanitarni elementi za

kupatila i dr.

Opeka se izrađuje oblikovanjem smješe gline, koja u svom sastavu sadrži krečnjak, pijesak i gvozdene

okside, čija količina utiče na boju (crvenkasta ili žuta). Prisustvo krečnjaka nije štetno, ali nisu poželjne ni suviše

male, ni suviše velike količine pijeska. Oblikovane opeke se suše, peku i hlade i odmah se mogu stavljati u

promet. Izrađuje se kao: puna, laka, šuplja, fazonska i klinker-opeka.

Crijep je pločasti keramički proizvod koji se koristi za pokrivanje kosih površina krova. Proizvodi se od

glinene mase. Površina crijepa može biti neglazirana ili glazirana.

Keramičke pločice dobijaju se oblikovanjem i pečenjem teško topljivih glina. Oblikovanje može biti

presovanjem ili istiskivanjem, a površina može biti glatka ili reljefna.

Slika – Opeka Slika – Crijep Slika – Keramičke pločice

3.1.4. Prefabrikovani građevinski elementi na bazi vezivnih sredstava

Ovi elementi imaju ogroman značaj u savremenoj arhitekturi, jer se mogu proizvesti u svim potrebnim

dimenzijama, lakši su od klasičnog građevinskog materijala, bolji su izolatori, skraćuju rok gradnje i ekonomičniji

su. Međutim, veliki broj ovih elemenata ima lošije fizičko-mehaničke karakteristike, manju otpornost prema

atmosferskim uticajima nego klasični materijali. Asortiman ovih proizvoda je veoma veliki i raznovrstan. U ove

proizvode ubrajaju se: puni blokovi od lakog betona, šuplji blokovi od lakog betona, gas-betonski blokovi i ploče,

azbestno-cementni građevinski elementi, itd.

3

Slika - Blokovi

3.1.5. Građevinski izolacioni materijali

Pod ovim pojmom podrazumijevaju se svi materijali u obliku traka, ploča, opeka i sl., koji imaju

sposobnost da izoluju prostor od vlage, toplote ili zvuka. Upotreba ovih materijala je regulisana građevinskim

standardima i drugim propisima.

U zavisnosti od specifičnih izolacionih karakteristika izolacioni materijali se dijele na tri grupe:

hidroizolacioni, termoizolacioni i akustičnoizolacioni.

3.2. Vezivni građevinski materijali

Vezivni građevinski materijali su neorganska jedinjenja koja se pečenjem prevode u nestabilan hemijski

oblik zbog gubitka ugljen-dioksida ili hemijski vezane vode u molekulu. Naknadnim miješanjem sa vodom i u

dodiru sa vazduhom, oni ponovo hemijski vezuju izgubljene komponente i pretvaraju se u čvrstu kompaktnu masu

koja povezuje konstruktivne građevinske elemente.

U sastav veziva mogu ulaziti i drugi materijali koji se nekad djelimično i hemijski vezuju za osnovnu

komponentu i tako povećavaju sposobnost vezivanja. To su većinom čvrsti konglomerati (pijesak, šljunak) koji

povećavaju kompaktnost i tvrdoću očvrslog materijala.

U zavisnosti od toga da li vezuju i očvršćavaju samo na vazduhu ili i na vazduhu i u vodi, veziva se dijele

na:

vazdušni vezivni materijal;

hidraulični vezivni materijal.

4

3.2.1. Cement

Cement je fino samljeveno vezivno sredstvo kome je osnovni sastojak kalcijum-aluminijum silikat. Proces

dobijanja sastoji se u pečenju krečnjaka i gline (odnos približno 3:1) ili prirodnog glinovitog krečnjaka – laporca, pri

čemu se zbog izdvajanja vode i ugljen-dioksida mijenja hemijski sastav i struktura materijala.

Kada se cement pomiješa sa vodom, dolazi do promjena u sastavu usled hidratizacije i on se postepeno

pretvara u čvrstu kompaktnu masu sličnu kamenu. Kao posledica hemijske reakcije između sastojaka cementa i

vode razvija se toplota, koja se naziva toplota hidratizacije. Cement očvršćava u roku od nekoliko sati, međutim

proces očvršćavanja se ne prekida, a maksimalna čvrstoća se postiže tek nakon jedne godine. Prilikom

očvršćavanja veže se voda u količini približno jednakoj 1/4 mase cementa, a ostatak ispari.

Slika - Cement

Danas cement u građevinarstvu predstavlja i značajnu sirovinu za izradu konstrukcionih elemenata i na taj

način potiskuje iz upotrebe kamen i ciglu. U tom slučaju cement se miješa sa dodacima, kao što su pijesak i

šljunak ili gvozdene mreže i šipke u cilju ojačavanja konstrukcije.

Prema sastavu i načinu dobijanja, cementi se razvrstavaju na više tipova:

portland cement, oznaka PC, je osnovni i najviše korišćen tip cementa kao vezivnog sredstva ili

konstruktivnog materijala za tanke konstrukcije;

bijeli cement, oznaka BPC, razlikuje se od PC samo po boji, jer se dobija od čistih bijelih sirovina bez

primjesa;

portland cement sa dodacima, zgure ili pucolana (pjeskoviti vulkanski pepeo) u različitim količinama.

5

3.2.2. Građevinski kreč

Kreč se dobija pečenjem krečnjaka (CaCO3) pri čemu ovo jedinjenje gubi ugljen-dioksid i prelazi u

kalcijum oksid (CaO), koji u promet dolazi pod imenom negašeni kreč. Dodavanjem vode dolazi do hidratisanja

(hemijskog vezivanja vode) i negašeni kreč prelazi u oblik jedinjenja kalcijum-hidroksida (Ca(OH)2), koji se u

prometu naziva gašeni kreč. U tom hemijskom obliku ima sposobnost vezivanja, jer spajanjem sa ugljen -

dioksidom iz vazduha ponovo prelazi u početni sastav kalcijum-karbonata.

Slika - Kreč

Usled te promjene sastava iz tjestaste strukture nakon nekoliko časova prelazi u čvrsto stanje i stiče

kompaktnu strukturu krečnjačke stijene. Međutim, proces očvršćavanja se ne zaustavlja i vrlo usporeno traje

godinama. Ako se kreču doda pijesak, dobija se trajnije i jače vezivo pod nazivom malter, jer se u procesu

očvršćavanja pored krečnjaka, vremenom stvara i kalcijum-silikat, što vezivu daje dodatnu čvrstoću.

Prilikom hidratisanja – gašenja kreča razvija se visoka temperatura usled čega dio vode isparava. Zbog

toga se za gašenje upotrebljava dva do tri puta veća količina vode od one koja je potrebna za proces hidratizacije.

Prema brzini gašenja kreč se razvrstava u:

brzogaseći, koji se gasi za 20 minuta;

sporogaseći, koji se gasi duže.

6

3.2.3. Građevinski gips

Gips se proizvodi iz gipsane stijene koja sadrži 80% kalcijum-sulfata sa dva molekula hemijski vezane

vode (CaSO4·2H2O). Prženjem ovo jedinjenje djelimično ili potpuno gubi vezanu vodu i prelazi u novi, hemijski

nestabilan oblik. Vezivna moć zasniva se na sposobnosti ponovnog vezivanja vode usleg čega naglo očvršćava.

Očvršćavanje nastupa već nakon 5 minuta što otežava rad sa ovim materijalom. Zbog toga se gipsu dodaju aditivi

koji usporavaju vrijeme vezivanja: kreč, tutkalo, boraks, kazein i sl.

Slika - Gips

U zavisnosti od temperature pečenja, odnosno količine vezane vode iz molekula, razlikuju se dva osnovna

tipa gipsa: štuko-gips i estrih gips.

Štuko-gips se koristi za unutrašnje radove u građevinarstvu, posebno kao kvalitetna završna obrada

zidova izvedena glatko ili reljefno. Uz dodatak mineralnih boja i naknadnim poliranjem postižu se površine koje

podsjećaju na mermer.

Estrih gips je sporovezujući i nakon očvršćavanja je veoma tvrd, pa se u građevinarstvu koristi za izradu

podloga za podove od elastičnih materijala (gume, plastične mase).