3 - predavanje - gm1 kamen, · pdf fileПОСЕБНИДЕО1 ПОГЛАВЉА 1....

ПОСЕБНИ ДЕО 1ПОГЛАВЉА

■ 1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН■ 2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ■ 3. АГРЕГАТ (ГРАНУЛАТ)■ 4. МИНЕРАЛНА (НЕОРГАНСКА) ВЕЗИВА■ 5. МАЛТЕРИ■ 6. БЕТОНИ■ 7. МЕТАЛИ■ 8. ДРВО И МАТЕРИЈАЛИ НА БАЗИ ДРВЕТА■ 9. УГЉОВОДОНИЧНА ВЕЗИВА И

МАТЕРИЈАЛИ■ 10. ПОЛИМЕРИ И ПЛАСТИЧНЕ МАСЕ

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.1 Увод

■ Природни камен је традиционалан грађевинскиматеријал, који се и данас, као и у прошлости, најчешће користи на два основна начина:(1) У виду већих или мањих комада различитог степена

обраде, намењених за зидање, облагање зидова, попло-чавање, израду коловоза (камена калдрма, коцка)

(2) У облику природно или вештачки уситњеног матери-јала растресите структуре – агрегата (гранулата), који се примењује за разне врсте насипања, за израдузастора на железничким пругама, за израду коловознихконструкција на путевима, улицама и аеродромима икао агрегат за справљање различитих врста бетона

У овом поглављу биће речи искључиво o материјалу описаномпод (1), док ће материјал под (2), заједно са још неким материја –лима који припадају агрегатима, бити изложен у поглављу 3овог, “Посебног дела I”

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.2 Стене од којих се добија грађевински камен

1.2.1 Класификација стена, појмови структуре итекстуре

■ Физичка, физичко – механичка и остала својстваграђевинског камена углавном одговарајусвојствима стенске масе од које је тај камендобијен, при чему одлучујући утицај на овасвојства имају минералошки састав стене иуслови њеног формирања.

■ Под појмом стене у општем случају подразумевасе природни минерални материјал одређеногсастава, структуре и текстуре, који је производразличитих геолошких процеса.

■ Све стене сачињене су од одређених минерала .


1.2.1 Класификација стена, појмови структуре итекстуре

■ Највећи број минерала је у чврстом агрегат-ном стању и има кристалну структуру.

■ Минерала у природи има преко 2000, али сааспекта грађевинарства значајан је самоједан мањи број, који је највише заступљен устенама од којих се добија грађевински камен.

■ Једно од најбитнијих својстава минерала, ато значи и камених материјала, је тврдоћа, која се дефинише путем Мосове скале .

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.2 Стене од којих се добија грађевински камен1.2.1 Класификација стена, појмови структуре итекстуре – Тврдоћа минерала по Мосовој скали


■ Под структуром стене подразумева се облик, величина иначин везивања њених минералних састојака–минер. зрна. Најчешће се разматра независно од начина настанка стене

1.2.1 Класификација стена, појмови структуре итекстуре - Структура стене


1.2.1 Класификација стена, појмови структуре итекстуре - Текстура стене

■ Дефинише се на бази релативне величине, размештаја и међусобног распореда минерала, као ина основу евентуалног присуства пора имикропрслина у стенској маси

■ За разлику од структуре, текстура битно зависи одгенетског типа стене

■ Текстура стена може да буде:- Масивна, - Тракаста (пругаста)- Паралелна, - Мехураста,- Флуидална, - Бречаста (мрежаста),- Шкриљаста, - Мандоласта и друго


1.2.1 Класификација стена, појмови структуре итекстуре - Структура стене

У зависности од услова формирања, стене се деле на триосновне генетске групе:

■ Магматске (еруптивне) стенеНастале током процеса кристализације природног силикатнограстопа – магме– Дубинске – настале спорим хлађењем магме у дубини земљине коре– Површинске – настале бржим хлађењем магме на површини земљинекоре или у непосредној близини њене површине

■ Седиментне стенеСтворене на површини земљине коре, на бази продукатараспадања извесних стенских маса, као и таложењем остатакаразних микроорганизама

■ Метаморфне стенеДобијене као производ прекристализације и прилагођавањапојединих стенских маса измењеним физичко – хемијскимусловима


1.2.2 Магматске – дубинске – стене■ Структура дубинских магматских стенауглавном је кристаласта (крупнозрнаста досредњезрнаста) и порфирска

■ У састав ове групе стена од минералауглавном улази kварц – Si O2 , као и различитисиликати и алумосиликати: фелдспати, лискуни и још неки минерали тамније боје(амфиболи, пироксени, оливини)

■ Oсновни представници дубинских магматскихстена су гранит, сијенит, диорит и габро . При прелазу гранита у габрове повећава сесадржај напред наведених тамнијих минерала, па боја габрова може да буде црна илитамнозелена

Fizičko-mehaničke karakteristike nekih važnih vrsta kamena

Kriterijumi za približnu ocenu upotrebljivosti kamena


1.2.2 Магматске – дубинске – стене

■ Чврстоћа при притиску дубинскихмагматских стена износи 100 – 350 MPa. Онасе смањује са повећањем величинеминералних зрна, а повећава са повећањемсадржаја минерала тамне боје. То се нарочитоиспољава код габрова, који често достижучврстоће и преко 350 MPa.

■ Разлике између специфичних и запреминскихмаса код ових стена је врло мала, а упијањеводе ретко прелази 1%. Постојане су на мразуи имају велику топлотну проводљивост.


1.2.2 Магматске – површинске – стене■ Структура им је углавном ситнозрна –кристаласта, али је често заступљенаи мања или већа количина аморфнесупстанце - вулканско стакло.

■ Главни представници су андезит, базалт и дијабаз.

■ Чврстоћа ове врсте стена варира ушироким границама: 40 – 200 МPa.

■ Упијање воде знатно је веће него коддубинских и може да буде и преко 6%.


1.2.3 Седиментне стене■ Главни представник ове групе стена je:

Kречњак, који се углавном састоји од минерала калцита –CaCO3. Као примеса често се среће и минерал доломит -МgCO3 CaCO3 , а такође су могуће и неке друге примесе: глинасти минерали, кварц, органска једињења. Овепримесе му често дају различите боје.

■ Глинене примесе смањују му водонепропустљивост, и акоих има > 3%, не треба га користити као грађевинскиматеријал. Са гледишта примене у грађевинарству, такође је штетна и примеса пирит – FeS2

■ Због различитих услова настанка, у природи се срећукречњаци врло различите структуре, текстуре ипорозности. Најчешће су микрокристаласте структуре, али има их и са крупнијим зрнима.

■ Запреминска маса: γ = 1800–2800 kg/m3. Ако је γ < 1800,у питању су порозни кречњаци.


1.2.3 Седиментне стене■ Пешчари се најчешће састоје од зрна кварцакоја су природно цементована. Премавеличини ових зрна деле се на ситнозрне, средњезрне и крупнозрне, а према материјалуза цементацију – на кречњачке, доломитске, кварцне, глинасте, гипсне, гвожђевите и др. γ = 2000 – 2900 kg/m3, p = 0,5 -20%, fp = 30 – 300 MPa, kh= 30 – 100 cm3/50 cm2

■ Доломит се састоји у највећем проценту одистоименог минерала. У зависности одсадржаја примеса, могу, као и кречњаци, дабуду разних боја.


1.2.4 Метаморфне стене■ Састав, структура, физичка, физичко – механичка идруга својства у великој мери зависе од својставаполазне стенске масе.

■ Мермери и кварцити одликују се високом компакт-ношћу, високом чврстоћом и ниским упијањем воде. Структура – микрокристаласта● Мермери: γ =2800–2900 kg/m3, p=0,4-2%, fp=60–300 MPa,

kh>5 cm3/50 cm2,● Kварцити: γ=2600–2700 kg/m3, p=0,1-0,5%, fp=250–400

MPa, kh=20–40 cm3/50● Гнајсови имају шкриљасту структуру–могу да сецепају по равнима шкриљавости, што им је честопрепрека за примену у грађевинарству (слабаотпорност на мраз).

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.3 Облици и примена грађевинског камена

1.3.1 Добијање камена■ Грађевински камен добија се из стенске масеприменом различитих поступака. По правилу, експлоатација камена врши се у посебним мајданима, коришћењем специјалних рударских метода

■ Мајдани камена могу да буду индустријски ипривремени:

Индустријски мајдани■ Индустријски мајдани су мајдани који имају великерезерве камена високог квалитета, што гарантуједугогодишњу експлоатацију и могућност применевисоке механизације радова. Овакви мајдани су увекповезани са важним саобраћајницама, што обезбеђујеекономичан транспорт производа.


1.3.1 Добијање каменаПривремени мајдани

■ Привремени мајдани су мајдани који се отварајуискључиво ради обезбеђења материјала за извођењезначајнијих грађевинских објеката (брана, пруга, путева и сл.), при чему је битно да они буду лоцираништо ближе датом објекту.

■ При експлоатацији камена најчешће се прво минира-њем одламају крупни комади стена, а затим се онирежу, цепају, ломе, дробе или мељу у ситније комаде, узависности од предвиђене намене.

■ Ако се, пак, захтева камен без пукотина, онда семинирање по правилу искључује, па се експлоатацијаврши на друге начине, нпр. тестерењем, цепањем (в. следећи слајд) и слично.


1.3.1 Добијање камена`


1.3.2 Подела камена према обради1.3.2.1 Ломљен камен

■ Ломљен камен је сав камен који се добија у мајданимапомоћу експлозива, или применом разних алата заломљење, рaзбијање или сечење стена. Ова врстакамена може се поделити на: ● Л о м љ е н к а м е н з а з и д а њ е и● О б и ч а н л о м љ е н к а м е н

■ Л о м љ е н к а м е н з а з и д а њ е може да будеобичан, плочаст и дотеранОбичан ломљен камен за зидањеТо је ломљен камен за зидање који се испоручује ипримењује у облику који је добио у мајдану


1.3.2 Подела камена према обради

1.3.2.1 Ломљен камен (наставак)Плочаст ломљен камен за зидањеТо је врста ломљеног камена за зидање који има најмање дверавне површине, за добру везу у зидуДотеран ломљен камен за зидањеОва врста ломљеног камена за зидање има најмање две равнеповршине за добру везу у зиду, а видна површина му је дотеранадлетом или шпицем (в. алат за обраду камена на једном одследећих слајдова). То је камен за зидање зидова, са више илимање хоризонталним и вертикалним спојницама

■ О б и ч а н л о м љ е н к а м е н је сав ломљен каменкоји се не употребљава за зидање, величине преко15 cm, a тежине до 30 kg

1 ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.3 Облици и примена грађевинског камена

1.3.2 Подела камена према обради

1.3.2.2 Обрађен камен■ Обрађен камен је камен који је посебним поступцимаобрађен, тако да има правилан или скоро правилангеометријски облик. Обрађен камен дели се на: ● П о л у т е с а н к а м е н● Т е с а н к а м е н (т е с а н и к)● Н а р о ч и т о о б р а ђ е н к а м е н● К о ц к е и п р и з м е

■ П о л у т е с а н к а м е н је камен који је длетом иличекићем дотеран у приближно паралелопипедан илидруги правилан геометријски облик.


1.3.2 Подела камена према обради1.3.2.2 Обрађен камен

■ Т е с а н к а м е н (т е с а н и к) је потпуно правилно отесан илиотестерисан камен паралелопипедног или неког другог, правилног геометријског облика. Све ивице су му праве, оштреи управне једна на другу, а површине потпуно равне. У појединимслучајевима, лице тесаника може да буде специјално обрађено

■ Н а р о ч и т о о б р а ђ е н к а м е н – за израду декоративнихелемената: луксузних степеништа, ограда, фасада, или кодизраде специјалних лукова или купола

■ К о ц к е и п р и з м е које се користе за израду коловоза –добијају се од чврстог, постојаног и на хабање отпорног камена● К о ц к е могу да буду:

- Крупне коцке, страница 16 или 18 cm- Ситне коцке, страница 8 или 10 cm

● П р и з м е : разних димензија (ту спада и ивичњак)


1.3.3 Поступци обраде`

Алат за обраду камена Камени ивичњак

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.4 Својства камена и поступци испитивања1.4.1 Употребљивост стена и врсте испитивања

■ Испитивања камена у општем случају могу да буду:•Минералошко – петрографска ,•Физичко – механичка ,•Нарочита .

■ За поједине грађевинске радове постоје прописи којидефинишу обавезност спровођења одређенихиспитивања камена, а ова испитивања могу да буду:

• Обавезна, • Пожељна, • Контролна .

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.4 Својства камена и поступци испитивања1.4.1 Употребљивост стена и врсте испитивања

● На пример, за све врсте грађевинских објеката oбавезноиспитивање је испитивање постојаности камена на мразу

● Са друге стране, пак, хемијска испитивања, која спадају унарочита испитивања, обавезна су само за камен кодизградње мостова, док се за израду степеништа и поднихплоча, ова испитивања сматрају за пожељна испитивања

1.4.2 Минералошко–петрогтафска испитивањаОва врста испитивања подразумева:

Утврђивање присуства и степена заступљеностипојединих минерала, али такође у ова испитивањаспада и дефинисање крупноће минералних зрна, начинњиховог везивања, садржај штетних састојака,евентуалних прслина у маси камена, и др.

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.4 Својства камена и поступци испитивања

1.4.3 Физичко–механичка испитивања: Упијање водеПоред уобичајеногиспитивања упијањаводе, које подразуме-ва воду нормалнетемпературе, вршисе испитивање упија-ња и у кључалој води, као и испитивањеупијања воде подпритиском (150 бара)

Кефицијентзасићености:

; '

puk

uuk vol

up

u ==Шематски приказ поступка засићивањакамена водом

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.4 Својства камена и поступци испитивања1.4.3 Физичко–механичка испитивања: Постојаност на мразу■ Kao што је познато (Општи део) главни разлог непостојаности мате-

ријала на мразу представља присуство воде у капиларним порама■ Aко постоји резерва празног простора у капиларама испуњеним водом

довољна за ширење леда (≥ 9% у односу на запремину присутне воде), глобално посматрано, материјал ће бити отпоран на дејство мраза

■ Како је и камен капиларно порозан материјал, то напред речено у потпу-ности важи и за њега. Доле је поновљена ова анализа из Општег дела

ku= u/up

∆V ” > 0 →ku < 0,92(лед имаместа заширење),∆V ” < 0 →

ku > 0,92(лед немаместа заширење

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.4 Својства камена и поступци испитивања1.4.3 Физичко–механичка испитивања: Постојаност на мразу

■ Испитивање постојаности камена на мразу вршисе на најмање 5 узорака, најчешће облика коцкиивица 5 cm .

■ Након потпуног засићења водом, узорци сеизлажу 25–тоструком замрзавању и одмрзавању: замрзавање на –20оC – укупно 4 h (2 + 2 h); одмрзавање у води температуре око 15 оC, најмање 2 h. Пре сваког новог смрзавања врши сепреглед узорака и ако је дошло до неких променато се региструје.

■ Камен се сматра отпорним на дејство мраза, аконакон опита нема губитака масе и ако наузорцима нема појава деструкције.

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.4 Својства камена и поступци испитивања1.4.3 Физичко–механичка испитивања: Постојаност на мразу

■ Ако се ради о компактним стенама, са упијањем водеu ≤ 0,5%, може се одустати од испитивања постоја-ности камена на мразу, јер се сматра да ће овакавкамен увек задовољити критеријуме о којима јенапред било речи.

■ Високу постојаност на мразу има компактан каменравномерне зрнасте структуре. Камен порфирскеструктуре мање је отпоран .

■ Оцена отпорности камена на мразу, осим на описанначин, даје се и након испитивања чврстоће припритиску 5 узорака облика коцки са ивицама 5 cm, којису претходно подвргнути напред описаном третманусмрзавања и одмрзавања (видети испитивање“Понашања камена под оптерећењем”) .


1.4.3 Физичко–механичка испитивањаПонашањеПонашање подпод оптерећењемоптерећењем

• Без обзира о ком типу оптерећења је реч,камен увек има крто понашање – радни σ - ε дијаграми су праволинијски или врломало закривљени (подручје пластичногпонашања је, дакле, врло ограничено)

• Камен је у конструкцијама најчешће изло –жен напонима притиска, па стога чврсто–ћа при притиску fp представља његовонајважније физичко – механичко својство



■ Чврстоћа при притиску камена одређује се на по 5узорака облика коцке ивица 5 cm, за 3 разна стањаматеријала:

- За стање камена осушеног на ваздуху- За стање камена засићеног водом и- За стање камена претходно изложеног опиту надејство мраза

■ За свако од наведена 3 стања испитује се по 5коцки – укупно 15 коцки .


1.4.3 Физичко–механичка испитивања

ПонашањеПонашање подпод оптерећењемоптерећењем

1 ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕН1.4 Својства камена и поступци испитивања


■ Испитивања показују да камен засићен водом имамање чврстоће него камен који је осушен на ваздуху !

■ Kоефицијент размекшавања

● Однос чврстоће камена засићеног водом и чврстоћесувог камена – за камен који се користи у грађеви -нарству – обично се креће у границама 0,70 до 0,90

● Ако је вредност овог коефицијента мања од 0,80, такав камен не треба примењивати у конструкци –јама које се изводе у води .




■ Однос чврстоће камена након испитивања на дејствомраза и чврстоће у водом засићеном стању често сеназива Коефицијент отпорности на дејство мраза .

■ Уколико је овај коефицијент (који је, иначе, увек мањиод 1,0) мањи од 0,75, сматра се да је камен недовољноотпоран на дејство мраза.

■ Чврстоћа камена при савијању испитује се на призма-тичним узорцима попречног пресека b = 5x5 cm,дужине l = 20 cm (видети следећи слајд!)



Диспозиција за испитивање чврстоћепри савијању камена (лево). Резултати извесних конкретнихиспитивања механичких карактери –стика неколико врста камена (доле).


Ispitivanje žilavosti kamena

Ispitivanje habanja-Bemeova mašina

1. ГРАЂЕВИНСКИ КАМЕНПриказ објеката од камена

Локалитет "Лепенски вир"

Киклопске зидине – Тирин (Грчка)

1. 1. ГРАЂЕВИНСКИГРАЂЕВИНСКИ КАМЕНКАМЕНПриказПриказ објекатаобјеката одод каменакамена

1. 1. ГРАЂЕВИНСКИГРАЂЕВИНСКИ КАМЕНКАМЕНПриказПриказ објекатаобјеката одод каменакамена

Пирамиде и Египту

Велики кинески зид је највећа људска грађевина – од некадашњих8.000 км данас је сачувано (мање-више) око 6.300 км. Види се изсвемира, односно са Месеца. Грађен је почев од 5. века п.н.е. пасве до 17. века. Служио је за одбрану, пре свега од Монгола. Висина у просеку 12м, ширина у нивоу темеља 9м а на врху 5м, има више од 10000 кула.

Велики кинески зид

Партенон на Акропољу - Атина

Цртеж једног од многобројних римских каменихмостова у Европи

1. 1. ГРАЂЕВИНСКИГРАЂЕВИНСКИ КАМЕНКАМЕНПриказПриказ неколиконеколико објекатаобјеката одод каменакамена

Железнички камени мост у централној Шпанији

1. 1. ГРАЂЕВИНСКИГРАЂЕВИНСКИ КАМЕНКАМЕНПриказПриказ неколиконеколико објекатаобјеката одод каменакамена

Изузетно добро очуван римски аквадукт у Ваљадолиду– Шпанија

Oстаци Колосеума у Риму и у Пули

Душанов мост у Скопљу

Вишеградски мост (“На Дрини ћуприја“)

Стари мост у Мостару

Манастир Милешева

Камена брана - Гацко

Kaменa оградa у Барцелони, на којој раскош специјалнообрађеног камена долази до пуног изржаја

2. KЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ3.2 Увод

■ Под керамиком се подразумева широк скуп врло разноврснихпроизвода који се добијају печењем глине, као основне сировине.

■ С обзиром на компактност масе, керамички производи се могуподелити на:– Производе са порозном масом и– Производе са полустопљеном масом

■ Критеријум компактности који се овде примењује заснован је наупијању воде: у првом случају упијање је веће од 5% (у просеку 6% – 20%), а у другом случају мање од 5% (најчешће 1% – 5 %)

■ У производе са порозном масом, за које је карактеристичнатемпература печења у интервалу 800-10000C, спадају: опека, блокови за зидање и за међуспратне конструкције, керамичкедренажне цеви, грађевинска теракота и др.

■ У производе са полустопљеном масом, за које је карактеристи-чна виша температура печења, а која се креће у интервалу 1200-14000C, спадају: клинкер за калдрму, подне керамичке плочице, зидне керамичке плочице, керамичке канализационе цеви и др.

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.2 Глина за производњу грађевинске керамике

■ Глина се може дефинисати као земљаста минерална маса, спосо-бна да са водом образује пластично тесто, које након обликова-ња и сушења задржава дату форму, а после печења постајечврст материјал.

■ Глина се добија као резултат механичког и хемијског распадањастенских маса и то у првом реду магматских стена.

■ Минерали магматских стена на тај начин прелазе у квалитатив-но нове облике–каолинит, монтморионит, илит и др. На пример, каолин, главна компонента сваке глине, настаје распадањемминер. фелдспата, који је присутан у свим магматским стенама.

■ Чист каолин је беле боје, чија је хемијска формулаAl2O3·2SiO2 ·2H2O

■ Поред Al2O3, SiO2 и воде – H2O, глина у мањим количинамасадржи још и Fe2O3 , CaO, FeO, K2O, MgO i dr.


■ Честице које улазе у састав глине врло су ситне иобично имају форму плочица, што је последицаспецифичне кристалне структуре минерала који јеграде.

■ Честице каолина имају величине од 0,001 до 0,005 mm, док су им дебљине 10 – 20 пута мање! Због оваквеструктуре и нерастворљивости минералнихкомпоненти, глина са водом образује колоиднусуспензију.

■ При мешању суве глине са водом она бубри, јер севода инкорпорира у капиларне просторе измеђуплочица – изграђивача глинене супстанце, штодоводи до њиховог међусобног размицања.

■ Овај процес лежи у основи врло битног својстваглине – својства пластичности .


■ Наиме, када услед присуства воде дође до размицањачестица, оне су још увек међусобно на довољноблиским растојањима, која обезбеђују узајамнапривлачења.

■ На тај начин глинена маса је у стању да прими датиоблик и да и даље, до извесне границе, прима воду изадржава је у својој структури.

■ Према томе, пластичност глиненог теста се саколичином воде повећава, али само до одређенегранице.

■ Када количина воде постане довољно велика и када серастојања глинених честица довољно повећају, престаје међудејство честица и мешавина глинепрелази у густу, вискозну течност.

■ На основу напред изложеног, може се закључити дагубљењем воде глина смањује запремину – скупља се.


В р с т е г л и н е■ Природним мешањем каолина са кварцним песком, кречњаком, пиритом, лискуном, фелдпсатом и другимпримесама, добијају се врло различити глинениматеријали:– Порцеланска глина: садржи каолин са врло мало примеса –примењује се за израду најфинијих керамичких производа, беле је боје

– Грнчарска глина: такође садржи највише каолина, али имавише примеса од порцеланске глине; боје је прљаво – беле, сиве, жуте, црвенкасте

– Иловача: осим каолина, оксида гвожђа и других примеса, садржи и знатне количине кварцног песка – жуте је илицрвенкасте боје

– Лапоровита глина: има велике количине кречњачких примеса– најчешће је сиве боје

– Цигларска глина: садржи релативно мало каолина, а пунодругих примеса – није много пластична, али ипак довољно, дасе може употребити за израду опека за зидање и црепова.


П л а с т и ч н о с т г л и н е

■ Способност глине да под притиском поприми одређе-ни облик и да тај облик задржи и по престанкудејства притиска.

■ П л а с т и ч н о с т г л и н е зависи од степена“масноће” глине, односно од садржаја каолина.

■ Масне глине имају већи проценат каолина, а поснемањи, уз повећан садржај примеса, у првом редукварцног песка.

■ Масне глине у стању су да апсорбују већу количинуводе, па се може рећи да је пластичност глинефункција два параметра – количине глиненесупстанце (каолина) и количине воде .


П л а с т и ч н о с т г л и н е■ Пластичност глине може се дефинисати и прекофункције која повезује влажност H и гранично смичућенапрезање τ0 : PL = Hvt – Hpt

■ Величина Hpt је влaжност глине награници пластичног течења, a Hvtњена влажност на границивискозног течења.

■ За производњу грађевинске кера –мике обично се користе глинесредње пластичности, са PL=7–15

■ Нископластичне глине, код којих јеPL< 7 тешко се обликују, док севисокопластичне глине (PL > 15)током сушења врло много скупља-ју (кривљење, витоперење, напрслине и слично).


Стврдњавање, скупљање и печење глине

■ Пластичност глине се може регулисати на више начина: мешањем пластичних и мање пластичних глина, додавањем песка или ослобађањем глина од примеса пескаи сл. Пластичност глина може се, дакле, третирати и каофункција гранулометријског састава: више честица< 0,001 mm → већа пластичност

■ Стврдњавање, до кога долази сушењем глиненог теста наваздуху, условљено је деловањем Вандервалсових сила ицементацијом минералних зрна, до које долази уследприсуства различитих примеса, које су способне даодиграју улогу везивне супстанце

■ Скупљање глине, као што је већ речено, условљено јегубитком воде, појавом капиларних мениска у порамаматеријала и капиларним силама које теже да глиненечестице приближе једну другој. Величина скупљања варирау врло широким границама: од 2 - 3 % па до 10 - 12 %



■ Скупљање је функција пластичности, па сеутицањем на ово својство (садржајем воде, “масноћом”) утиче и на величину скупљања. У вези са степеном пластичности ивредностима скупљања, глине могу бити:

- Високопластичне: потребна вода > 28 %, скупљање 10 – 15 %

- Средњепластичне: потребна вода 20 – 28 %, скупљање 7 – 10 %

- Нископластичне: потребна вода < 20 %, скупљање 5 – 7 %



■ Печење глине доводи до врло великих промена уњеној структури и саставу:• До 100 0C – губи сву слободну воду, постаје сува икрта,

• 100 – 700 0C – губи кристалну воду (дехидрација), гвожђевити састојци оксидишу у Fe2O3 , акарбонатни у CO2 и CaO .

• > 900 0C – маса се размекшава (синтерује) истварају се различити вештачки минерали(мулит, тридимит и др.),

• 1200 – 1800 0C – глина се топи и прелази устакласту масу, уз извесно скупљање (2 – 3 %).

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.3 Производња керамичких материјала

за грађевинарство



Додаци основној сировини:

■ Непластичне супстанце, које смањују потребу заводом и скупљање (кварцни песак, шамотнобрашно и др.)

■ Сагориве супстанце, које обезбеђују захтеванупорозност производа (прах од угља, дрвенаструготина).

■ Пластификатори (бентонит, у чијем саставуима 85-90% монтморионита, карактеристичногпо зрнима испод 0,001 mm) .


за грађевинарствоТехнологија пластичног обликовања

Пужна преса



Технологијаполусувогпресовања

Револвер преса


за грађевинарствоДодатна обрада керамичких производа

■ Ангобирање се састоји у премазивању осушених, aнепечених произвда танким слојем мешавине глинеи праха нетопљивих оксида неких метала (хром,манган, кобалт) а затим излагању производа печењу. Резултат: Равномерно обојене површине, без сјаја.

■ Глазирање: Премазивање осушених, непечених произ-вода танким слојем мешавине кварцног песка, каоли-на, фелдспата и лако топљивих оксида. Резултат: Стакласта, сјајна површина, са високимзаштитним својствима.Глазура може да буде прозрачна (за ангобиранеповршине) и непрозрачна (обојена), када се жели да сепромени основна боја производа.

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.4 Грађевинска керамика

2.4.1Пуне и фасадне пуне опеке■ Под пуним опекама се подразумевају производи од глине обликаправоуглог паралелопипеда, димензија 25 х 12 х 6,5 cm, који секористе за израду спољних и унутрашњих зидова који семалтеришу.

■ Опеке се третирају као пуне и у случајевима када су у њимаприсутне извесне шупљине, уз услов да укупна пројекцијашупљина на лежишну површину не прелази 15% те површине.


2.4.1 Пуне и фасадне пуне опеке■ Пуна опека декларише се путем марке опеке која је дефинисанапросечном и појединачном притисном чврстоћом у односу належишну површину (лежишну раван), према доњој таблици:

2 КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.4 Грађевинска керамика

2.4.1Пуне и фасадне пуне опеке■■ Фасадне пуне опеке примењују се за израду спољних и унут-рашњих зидова, који се не малтеришу, а чије димензије су25 х 12 х 6,5 cm (најчешће) или 19 х 9 х 5,5 cm. Декларишу сепутем марке опеке, на исти начин као и обичне, пуне опеке:


2.4.2 Шупље опеке и блокови од глине■ Употребљавају се како за израду спољних и унутрашњих зидова који семалтеришу, тако и за израду зидова који се не малтеришу (фасаднешупље опеке и блокови)

■ Шупљине могу да буду управне на лежишне равни (лево), односнопаралелне са лежишним равнима (десно)

■ Површина пресека свих шупљина у равни управној на осу шупљи -на не сме да буде мања од 15% површине пројекције опеке, односно блока, на ту раван


2.4.2 Шупље опеке и блокови од глинеФотографски приказ шупље опеке и неких украсних елемената

за ограде


2.4.2 Шупље опеке и блокови од глине



■Шупље опеке и блоковиод глине, као и пунеопеке, декларишу сепутем марке опеке.

■ Марка шупљих опека иблокова дефинисана јепросечном и најмањомпојединачном притис-ном чврстоћом у односуна бруто пресек (брутоповршину лежишнеравни) производа.



■ Чврстоћа ових произ-вода у односу на нетопресек (пресек безшупљина), разуме се,представља чврстоћусамог печеног глиненогматеријала.


2.4.3 Опеке и блокови од глине саолакшаном основном масом

■ Примењују се за зидање унутрашњих и спољнихзидова који се малтеришу, димензије им oдговарајуобичним опекама и блоковима.

■ Запреминске масе oваквих производа углавном секрећу од 1000 до 1600 kg/m3

■ Марке производа су: 20 – 50.■ У оквиру ове групе производа постоје и блоковииспуне за међуспратне конструкције .


2.4.4 Шупље плоче 2.4.5 Радијалне опеке од глине

Марке производа:● Шупље плоче: 15 (min 12 bara)● Радијалне опеке: 150, 250 и 350

(min fp=120, 200 i 280 bara)


2.4.6 Шупљи блокови за међуспратне конструкцијеа) Носећи блокови – блокови са статичком функцијом

■ Носећи блокови служе за израду посебних “носача”: На равнимбетонским платформама ови блокови се најпре сучеоно спајајуслојем цемент. малтера, а затим се у посебне жљебове (в. скице)убаце шипке арматуре одговарајућих пречника (према прорачуну)

■ Након заливања шипки ситнозрним бетоном и очвршћавањаовог бетона, добијени носачи се подижу и постављају на зидове

■ У просторе између ових носача – греда додаје се још потребнеарматуре и формира међуспратна конструкција, коју чине АБгредице између носача, са 4–5 cm дебелом бетонском плочом.


2.4.6 Шупљи блокови за међуспратне конструкције

а) Носећи блокови – блокови са статичком функцијом


2.4.6 Шупљи блокови за међуспратне конструкцијебб) ) БлоковиБлокови испунеиспуне

■ Блокови испуне немају статичку – носећу функцију, већ слу-же као испуна код израде армиранибетонских међуспратнихконструкција. Носећа функција код овог типа армиранобе-тонских међуспратних конструкција поверава се посебноизрађеним носачима (“ферт гредицама” и сл. – види скице),између којих се, пре бетонирања слажу ови блокови испуне.


2.4.6 Шупљи блокови за међуспратне конструкције

б) Блокови испуне


2.4.6 Шупљи блокови за међуспратнеконструкције

■ Димензије као и распоред шупљина ових блокова суврло различити, површине глатке, браздасте илиoжљебљене, ради бољег приањања бетона, односномалтера.

■ Механичка својства дефинишу се према врстиблокова:● За носеће блокове утврђује се само марка блока● За блокове испуне утврђује се марка блока иносивост блока .


2.4.6 Шупљи блокови за међуспратнеконструкције

Класификација према домаћим стандардима:

● Носeћи блокови: Марке 100, 150 и 200 (минимална чврстоћа – 80, 120 и 160 bara)

● Блокови испуне:- Марка 50 (мин. чврстоћа 40 bara)- Носивост:

min 3,5 kN, за блокове дужине 300 mmmin, 3,0 kN, за блокове дужине 250 mmmin 2,5 kN, за блокове дужине 200 mm

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.4 Грађевинска керамика 2.4.7 Црепови од глине


2.4.8 Други материјали од печене глине■ Зидне обложне плочице добијају се обликовањем и печењемглине или смеше глине са посним додацима. Лице им се увекглазира, а димензије су најчешће 15х15 cm, дебљине до 5 mm. Осим нормалних плочица, праве се и разни фазонски комади.

■ Клинкер – опеке и плоче производе се од тешко топљивихглина са додацима фелдспата, кварцног песка и шамотногбрашна. Обликују се снажним пресовањем, суше, па затим пекуна 1200 – 1300 0С (почетак размекшавања и делимичнотопљење), тако да се добија компактна маса високог квали-тета. Примена: За израду пешачких стаза, тргова, за обла-гање фасада, зидање мањих мостова, подвожњака и сл.

■ Канализационе цеви добијају се од истог материјала као иклинкер – елементи. Најчешће су глазиране и споља и изнутра, у циљу спречавања продора воде и заштите од деловањакиселина и база. Осим цеви, производе се и разни фазонскикомади.


2.4.8 Други материјали од печене глине■ Подне плочице се примењују за израду подова, а праве се одтешко топљивих глина са одређеним додацима. Површине суим глатке или рељефне, док димензије и облици могу битиврло различити. Како се печење врши до синтеровања, подовиод оваквог материјала су практично водонепропусни, отпорнина хабање и на дејство киселина и база. Уобичајене величине суим до 20 cm, док дебљине нису веће од 20 mm.

■ Мозаик плочице представљају посебну врсту плочица. Величина им је мала – свега 2 – 5 cm, а дебљине најчешће непрелазе 5 mm. Ове плочице се у одређеном поретку већ уфабрикама “с лица” лепе на нарочити папир, па се на тај начиндобијају ролне или “плоче” различитог формата и изгледа.Примењују се за разна облагања или поплочавања, при чему секомплет мозаик – плочица помоћу малтера (на супротнојстрани хартије која их повезује) лепи за подлогу. По очврш-ћавању малтера, хартија се кваси и скида са плочица. Произ-воде се помоћу посебне технологије – технологије ливења.


2.4.8 Други материјали од печене глинеЕкспандирана глина – керамзит

■ Сировина: Хомогена глина, одређеног хемијског и минерало-шког састава – SiO2 (cca 65%), Al2O3 (cca 20%), CaCO3 (<5-6%),оксиди Na, K, Fe.

■ Сировина се суши, ситно меље, хомогенизује и меша са H2O.■ Тесто се пропушта кроз уснике разних пречника, сече и упосебном бубњу обликује у грануле

■ Грануле се пеку у ротационим пећима на Т=1100-1300 0С,услед чега се размекшавају, а услед деловања гасова нади-мају (експандирају).

■ Резултат: грануле са тврдом стакластом опном од расто-пљене масе на површини, док унутрашњост гранула сачи-њава порозна маса мање чврстоће.

■ Грануле се затим фракционишу и служе као вештачки агре-гат за израду квалитетног лакоагрегатног бетона.

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.5 Својства и поступци испитивања

2.5.1 Узимање узорака за испитивање■ Домаћи стандарди (SRPS B.D8.010, SRPS B.D8.011 и SRPS

B.D8.030) између осталог, прецизно дефинишу поступакузимања узорака за испитивање пуних и шупљих опека, блокова за зидање и за међуспратне конструкције, црепова, плоча и др.

■ До тзв. “репрезентативног узорка за испитивање свихпрописаних својстава долази се на следећи начин:● Из скупа елемената исте врсте, без посебног одабирањаузима се 50 елемената,

● Од овог броја се издвоје оштећени елементи и утврдињихов проценат, а остатак се подели у пет скупина и изсваке од њих узме по пет комада (о оштећености опека в.следећи слајд),

● Сваки комад обележи се посебном ознаком (или бројем) иовако добијених 25 комада представља “репрезентативанузорак” за сва потребна испитивања.


2.5.2 Својства опека, блокова и плочаПроверавање мера, облика и изгледа


2.5.2 Својства опека, блокова и плоча

■ Запреминска маса: γ = 1400 – 1900 kg/m3 (обично серачуна са γ = 1650 kg/m3). (γs = 2600 – 2800 kg/m3)

■ Порозност: варира између 10 % и 40 %

■ Топлотна проводљивост: Мења се у зависности одзапреминске масе

● За апсолутно компактну опеку: λ = 1,16 W/(m·0C),● За нормалну опеку: λ = 0,80 W/(m·0C),● За опеку са олакшаном масом (γ = 700 kg/m3):λ ≈ 0,20 W/(m·0C).

Запреминска маса, порозност, топлотна проводљивост


2.5.2 Својства опека, блокова и плоча

1000

00 ⋅−

=m

mmu v

ttC C –– ttAA: : ИнтервалИнтервал синтеровањасинтеровања●● КодКод лаколако топљивихтопљивих глинаглина

((заза опекуопеку, , керамзиткерамзит ии слсл.):.):ttCC –– ttAA = = 550 0 –– 11000000C, u = C, u = 6 6 –– 2020 % %

●● КодКод тешкотешко топљивихтопљивих глинаглина((заза клинкерклинкер--опекеопеке, , поднеподне плочеплоче))

ttCC –– ttAA = = 35350 0 –– 40040000C, u = 1 C, u = 1 –– 5 %5 %

Услови стандарда у погледу упијања воде:● За нефасадне опеке и блокове: u ≥ 8 %● За фасадне опеке и блокове: 6 % < u < 18 %● За блокове за међуспр. констр.: u ≥ 8 %

Упијање воде


2.5.2 Својства опека, блокова и плочаФизичка својства – Постојаност на мразу

■ Према домаћим стандардима (ЈУС) доказивањепостојаности ма мразу обавезно је само: за фасаднеелементе (опеке и блокове), цреп и радијалне опеке.

■ Проверава се на истим узорцима на којима је испитиваноупијање воде.

■ Узорци засићени водом излажу се мржњењу на – 20 0С, утрајању од 4 h, након чега се потапају у воду Т=15 – 20 0С, у трајању од такође 4 h (одмрзавање – крављење).

■ Број циклуса смрзавања и одмрзавања је различит заразличите керамичке производе и прописан јестандардима који дефинишу “услове квалитета” запоједине производе (нпр., за цреп – 35 циклуса).

■ Сматра се да је материјал отпоран на дејство мраза акопосле прописаног броја циклуса смрзавања и одмрзавањана њему нема видљивих трагова оштећења.


2.5.2 Својства опека, блокова и плочаМеханичка својства


2.5.2 Својства опека, блокова и плочаМеханичка својства

Носивост

■■ Носивост блокова испуне:

● min 3,5 kN, за блоковедужине 300 mm,

● min, 3,0 kN, за блоковедужине 250 mm,

● min 2,5 kN, за блоковедужине 200 mm.


2.5.3 Својства и испитивања црепова

l = 1/20 (l1 + l2)

Проверавање мера и изгледа – Просечна покривна дужина

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.5 Својства и поступци испитивања2.5.3 Својства и испитивања црепова

b = 1/20 (b1 + b2)

Проверавањемера и изгледа

Просечна покривнаширина црепа:


2.5.3 Својства и испитивања црепова - Носивост■ Носивост црепа проверава се на 5 узорака, сагласно слици.Као носивост узима се сила при којој долази до лома узорка.

■ Меродавна је аритметичка средина, као и најмањапојединачна вредност.

■ За поједине врсте црепа прописане су следеће вредности:

■ Вучени цреп (l=300 mm):- Pgr,sr=900 N, Pgr,min=750 N

■ Пресовани цреп (l=300 mm):- Pgr,sr=1,2 kN, Pgr,min=1,0 kN

■ Бибер цреп (l=250 mm):- Pgr,sr=750 N, Pgr,min=600 N

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.5.3 Својства и поступци испитивања црепова

Водонепропустљивост и отпорност на удар

Цреп је водонепропустљив за водуако се ни на једном од 5 узорака непојави кап воде за време од 5 h од

почетка испитивања

Ни на једном од 5 узоракане смеју се појавити прс-лине, нити лом, услед па-да тега, као на скици

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.5 Својства и поступци испитивањаИспитивања садржаја креча и растворљивих

соли у керамичким производимаСадржај креча

■ Глина за израду грађевинске керамике не сме да садржизначајне количине кречњачких примеса (песка). Ако она иматаквих примеса од њих ће се након печења добити живи креч– CaO, који у додиру са водом прелази у гашени креч – Ca(OH)2уз значајно повећање запремине (и до 80%).

■ Провера дејства креча врши се на 5 узорака тако што се онипосле засићења водом стављају у влажну комору темпера-туре 200C, где леже 14 дана. Након тога узорци се суше ипосматрањем утврђује њихово стање у погледу прслина,распадања или других оштећења.

Важна напомена: Уколико су у глини за израду грађевинске керамикеприсутне врло ситне кречњачке примесе, након печења њихово дејс-тво неће бити штетно, јер повећање запремине тих врло ситнихчестица не може изазвати значајнија напрезања у маси производа!


Садржај растворљивих соли■ Керамички материјали често садрже извесне количине раствор-љивих соли, које услед присуства влаге могу да избију на површи-ну–“исцветавање”. Исцветавањем се квари изглед неомалтериса-них површина, а такође ова појава штетно утиче и на трајност.

■ Степен исцветавања испитује се на узорцима засићеним водом,који се након засићења суше до константне масе. Уколико постојиприсуство соли, оне ће након сушења избити на површину и крис-талисати. Према количини искристалисане соли дефинишу се сле-дећи степени исцветавања:● “Нема исцветавања” (на површинама су једва приметне беле мрље),● “Умерено исцветавање” (беле мрље у виду финог праха, који придодиру оставља трагове на прстима),

● “Знатно исцветавање” (беле мрље у виду финог праха који отпадаили изазива љускање површине узорака).

■ Садржај соли испитује се у случају “знатног исцветавања”, причему се примењују хемијске методе. Сматра се да при количинамасоли од 1–2‰ штетног дејства на исцветавање нема.

2. КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИ2.5 Својства и поступци испитивањаИспитивања садржаја креча и растворљивих

соли у керамичким производима

■ Проверавање деловања креча и растворљивих соликод црепа је скоро идентично као код осталихкерамичких производа, изузев што се уместо уобичној, узорци испитују након засићења у дестило-ваној води.

■ Код провере исцветавања соли цреп уопште не сме дапокаже трагове исцветавања на видљивој површини,па се с тим у вези прописује да у материјалу не сме дабуде више од 1‰ соли растворљивих у води.

КЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИПриказ неколико објеката од грађевинске керамике

КордобаЗвоник једне од

катедрала, добијенреконструкцијомминарета џамије.


СевиљаЗвоник и део једне

од највећихкатедрала у свету.

Севиљa: kатедрала, поглед са друге стране

КЕРАМИЧКИКЕРАМИЧКИ МАТЕРИЈАЛИМАТЕРИЈАЛИПриказПриказ неколиконеколико објекатаобјеката одод грађевинскеграђевинске керамикекерамике


Пешачки мост –један од објеката

на “Шпанском тргу”у Валенсији, којије комплетноизграђен одпроизводаграђевинскекерамике


Детаљ са “Шпанског трга” у Валенсији


Детаљ из парка у Барселони, израђеног по пројекту арх. А. Гаудија


Други детаљ из наведеног парка у Барселони


Још један од многихдетаља из парка у

Барселони, израђеног попројекту

арх. А. Гаудија


Предња и једна од бочних фасада Природњачког музеја у Лондону

3 - predavanje - gm1 kamen, · pdf fileПОСЕБНИДЕО1 ПОГЛАВЉА 1....

Documents