Anyagok jellemzői 1. Dr. Józsa Zsuzsanna 2006.február 28.
A természet csodákra képes
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 146.5 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 101 448 m (509 m) (2004).
Bábel tornyát szeretnénk megépíteni?
Anyagokkal, technológiákkal szemben támasztott követelmények ÉPÍTÉSI ELŐÍRÁSOK FORMAKÉPZÉS ÉPÍTÉSI KÖLTSÉG FENNTARTÁSI KÖLTSÉG FUNKCIONÁLIS KÖVETELMÉNYEK TERVEZÉS KIVITELEZÉS TEHERHORDÓ SZERK. ÉPÍTŐANYAGOK ÉPÜLETFIZIKA ÉPÍTÉSTECHNIKA KIVITELEZÉS KÖRNYEZETI HATÁSOK
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
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
Természetes anyagból
Fenntarthatóság Környezetkímélés: - károsanyag kibocsátás a gyártás/felhasználás során (pl. alumínium, poliuretan nagy gyártási-energiaigénye) - újrahasznosíthatóság
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.
NEDVESSÉG
A levegő nedvességtartalma a hőmérséklet függvényében Rel. páratart. = tényleges nedvességtart. 100% lehetséges _ max. nedvességtartalom tényleges páranyomás 100% Rel. páratart. = lehetséges_ max. páranyomás
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
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
Kapilláris vízfelszívás Az emelkedés magassága az anyagtól függ
Tömör anyagok (fémek, üveg, műanyagok): - tömörség: 1 - porozitás: 0 Porózus anyagok (fa, kerámia, beton, habarcs): - tömörség: < 1 - porozitás: 0 >1
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK Vízfelszívás
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK Páradiffúziós vezetési együttható Páradiffúziós ellenállási szám µ a levegő és a vizsgált anyag páradiffúziós vezetési együtthatójának viszonyszáma
A levegő nedvességtartalma a hőmérséklet függvényében Rel. páratart.% = tényleges nedvességtart. 100 lehetséges max. nedvességtart. tényleges páranyomás Rel. páratart.% = 100 lehetségesmax. páranyomás
Párolgási és lecsapódási energiaigények a falazaton
Száradás
A fal kiszárad, ha tud!
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK 7. VÍZÁLLÓSÁG - a vályog csak száraz helyen vízálló!
VÍZZÁRÓSÁG VIZSGÁLATA Pl. - 5 bar nyomás - 72 óráig - vízbehatolás mélysége 2 /
FAGYÁLLÓSÁG
Fagy- és olvasztósó állóság (pl. beton esetében) 3 %-os NaCl oldat 56 ciklus (-20 +20ºC) lehámlás, tömegveszteség mérése
FAGYÁLLÓSÁG Hány ciklusra fagyálló? A falburkoló tégla (vízfelvétele 20m% is lehet) nem klinkertégla (vízfelvétele 2-4m%) Tehát a normál tégla nem használható szabadtéren járófelületként!
A habarcsból felszívott nedvesség hatása
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
λ [W/mK] hővezetési tényező a testsűrűség függvényében 11-12 1. 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
A tégla hővezetési tényezőjének változása a nedvességtartalom függvényében
Csapóeső Éves középhőmérséklet w: szélsebesség φ: rel. páratartalom
A csapóeső hatása
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
Csapóeső, vízfelszívás Vakolatok