Anyagok jellemzői 1. Dr. Józsa Zsuzsanna 2006.február 28.

Átírás

1 Anyagok jellemzői 1. Dr. Józsa Zsuzsanna 2006.február 28.

2 A természet csodákra képes

3 Az ember nagyot és maradandót akar építeni 1. A babiloni zikkurat, Bábel tornya kb. 90 m (Kr.e. 600 körül) 2. Pharosz, az alexandriai világítótorony kb. 113 m (Kr.e. III. sz.) 3. Kheopsz piramis m (Kr. e. 2500) 4. A kölni dóm 160 m (1300) 5. Eiffel-torony 300 m (1889) Empire State Building 380 m (1931) Sears Tower 443 m (1974) Petronas Tower 452 m (1998), Taipei m (509 m) (2004).

4 Bábel tornyát szeretnénk megépíteni?

5 Anyagokkal, technológiákkal szemben támasztott követelmények ÉPÍTÉSI ELŐÍRÁSOK FORMAKÉPZÉS ÉPÍTÉSI KÖLTSÉG FENNTARTÁSI KÖLTSÉG FUNKCIONÁLIS KÖVETELMÉNYEK TERVEZÉS KIVITELEZÉS TEHERHORDÓ SZERK. ÉPÍTŐANYAGOK ÉPÜLETFIZIKA ÉPÍTÉSTECHNIKA KIVITELEZÉS KÖRNYEZETI HATÁSOK

6

7 A tárgy célja: az anyagok tényleges tulajdonságainak megismerése, a méretezéshez szükséges szabványos jellemzők megadása, hogy az épület ne omoljon össze (teherbírás, repedésmentesség stb.) tartós legyen, ne igényeljen jelentős fenntartást szép legyen

8 Építőanyagok kiválasztásának szempontjai Természetes építőanyagok Az előállítás nyersanyag- és energiaszükséglete Kibocsátott káros anyagok Hulladékok keletkezése A beépítés energiaszükséglete A használat során kialakuló lakóklíma, egészségvédelem Életciklus elemzés Újrahasznosítás

9 Természetes anyagból

10 Fenntarthatóság Környezetkímélés: - károsanyag kibocsátás a gyártás/felhasználás során (pl. alumínium, poliuretan nagy gyártási-energiaigénye) - újrahasznosíthatóság

11

12 Az építőanyagok osztályozása - Alapvető természetes anyagok: kő, fa - Alapvető mesterséges anyagok: fémek, üveg, műanyagok, kerámiák - Kötőanyagok: mész, gipsz, cement, ragasztók, gyanták, bitumen stb. - Összetett anyagok: beton, habarcs, aszfalt, kompozitok, szendvics szerkezetek, szigetelések anyagai, szálerősített anyagok stb. - Módosító anyagok: kötésgyorsítók, kötéslassítók, impregnáló anyagok, építéskémia anyagai - Felületvédő, felületkezelő anyagok, tűzvédő anyagok, festékek, bevonatok stb.

13 NEDVESSÉG

14 A levegő nedvességtartalma a hőmérséklet függvényében Rel. páratart. = tényleges nedvességtart. 100% lehetséges _ max. nedvességtartalom tényleges páranyomás 100% Rel. páratart. = lehetséges_ max. páranyomás

15 t e = - 10 C Θ = 0,7: 11 C t i = +20 C Geometriai hőhíd Θ: a hőhíd belső felületi hőmérséklete a külső-belső hőmérsékletkülönbség %-ában

16

17 A felszívódás képlete: h = 2 σ r ρ cos ϕ g hahol: - h: felszívódás magassága - σ: felületi feszültség - ρ: a folyadék testsűrűsége - φ: nedvesítési szög - r: kapilláris sugara - g: gyorsulás

18 Kapilláris vízfelszívás Az emelkedés magassága az anyagtól függ

19 Tömör anyagok (fémek, üveg, műanyagok): - tömörség: 1 - porozitás: 0 Porózus anyagok (fa, kerámia, beton, habarcs): - tömörség: < 1 - porozitás: 0 >1

20 HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK

21 HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK

22 HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK Vízfelszívás

23 HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK

24

25 HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK Páradiffúziós vezetési együttható Páradiffúziós ellenállási szám µ a levegő és a vizsgált anyag páradiffúziós vezetési együtthatójának viszonyszáma

26 A levegő nedvességtartalma a hőmérséklet függvényében Rel. páratart.% = tényleges nedvességtart. 100 lehetséges max. nedvességtart. tényleges páranyomás Rel. páratart.% = 100 lehetségesmax. páranyomás

27

28 Párolgási és lecsapódási energiaigények a falazaton

29 Száradás

30 A fal kiszárad, ha tud!

31 HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK 7. VÍZÁLLÓSÁG - a vályog csak száraz helyen vízálló!

32 VÍZZÁRÓSÁG VIZSGÁLATA Pl. - 5 bar nyomás - 72 óráig - vízbehatolás mélysége 2 /

33

34 FAGYÁLLÓSÁG

35 Fagy- és olvasztósó állóság (pl. beton esetében) 3 %-os NaCl oldat 56 ciklus ( ºC) lehámlás, tömegveszteség mérése

36 FAGYÁLLÓSÁG Hány ciklusra fagyálló? A falburkoló tégla (vízfelvétele 20m% is lehet) nem klinkertégla (vízfelvétele 2-4m%) Tehát a normál tégla nem használható szabadtéren járófelületként!

37 A habarcsból felszívott nedvesség hatása

38 HŐVEZETÉS Hővezetési tényező (λ) J W s K m 2 /m m K vörösréz 380 alumínium 160 acél 50 beton-vasbeton 1,5 2,5 üveg 1,0 kerámia 0,4 0,8 műanyag 0,2 0,3 bitumen 0,17 jég 2,2 fa 0,04 0,35 víz 0,6 hőszigetelő anyagok 0,04 hó 0,05 0,6 levegő 0,025

39 λ [W/mK] hővezetési tényező a testsűrűség függvényében égetett agyag 2. rioporit 3. termalit 4. égetett kovaföld 5. nyers kovaföld 6. azbeszt 7. mész- és cement kötésű szervetelen anyagok 8. fagyapot lemez 9. farostlemez 10. parafa 11. műanyag habok 12. szálas hőszigetelő anyagok

40 A tégla hővezetési tényezőjének változása a nedvességtartalom függvényében

41 Csapóeső Éves középhőmérséklet w: szélsebesség φ: rel. páratartalom

42 A csapóeső hatása

43

44 i cs = évi átl. szélsebesség (m/s) * csapadék (mm) / 1000 Három kategóriába sorolja az eredmény alapján a területeket: I. védett i cs 3 II. közepes 3 < i cs 7 III. erősen kitett 7 i cs Ezek alapján a DIN által számolt csapóeső indexek Magyarország néhány városában i cs (m 2 /sec) Budapest 4,12 Szombathely 4,40 Siófok 5,38 Pécs 3,39 Kecskemét 1,92 Szeged 2,85 Kékestető 6,02 Miskolc 1,92 Debrecen 2,4 Magyarország többnyire a közepes kategóriába esik, de magasházaknál jelentős lehet a csapóeső-probléma. A célra jól felhasználható vakoló ill felületképző anyag: pici kapilláris vízfelvételű (A W < 0,5 kg/m 2 * h) - a vakolat egyenértékű diffúziós ellenállása: δ<2µ -akettő szorzata: <2

45 Csapóeső, vízfelszívás Vakolatok