fa - estiem wiki...4 fa részei kéreg – védelem háncs – tápanyagszállítás kambium –...
TRANSCRIPT
1
ÉPÍTŐANYAGOK
Dr. Borosnyói Adorjánegyetemi docens
BME Építőmérnöki KarÉpítőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék
Tankönyv:Dr. Balázs György: Építőanyagok és kémia
Ajánlott honlapok:www.epito.bme.hu/eat/
www.betonopus.hu
2013. 04. 05.
Fa
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
2
Fa
A) Természetes építőanyag
B) Szerves építőanyag
C) Szilárd halmazállapotú építőanyag
D) Porózus építőanyag
E) Teherhordó szerkezeti elemek anyaga
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fa
1) Tömegeloszlási jellemzőktestsűrűség, ρT = 450-750 kg/m3
2) Hidrotechnikai jellemzőknagy vízfelvevő képesség
3) Hőtechnikai jellemzőkhővezetési tényező, λ = 0,2 - 0,4 W/mKhőtágulási együttható, αt = 3 - 5×10-6 1/°C
4) Szilárdsági jellemzőkNyomószilárdság, fc = 30 - 60 N/mm2
Húzószilárdság, ft = 80 - 180 N/mm2
Rugalmassági modulus, E = 0,5 - 1,2 kN/mm2
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
3
Fa
élőlény kitermelés/feldolgozás építőanyag
Fa összetétele:
sejtfalakcellulóz 40-60%lignin 20-30%
kísérő anyagok (gyanták, csersav, keményítő)
víz (fanedv) 30-150 m% w = = mvíz mw – md
md md
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fa sejtszerkezete
micellák rácsrendszer anizotrópia és nagy vízfelvevő képesség
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
4
Fa részei
kéreg – védelem
háncs – tápanyagszállítás
kambium – osztódó szövet
szíjács – gyökér és lombkoronaközti nedvkeringés
geszt – életműködést nem végez merevítő hatás
bél – tápanyagtárolás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Faanyagok csoportosítása
1)Tűlevelű fák
gyantás fenyők (luc, erdei, fekete, vörös)gyantamentes fenyők (jegenye)
Lombos fák
2)Puhafák
nyár, fenyőfélékKeményfák
tölgy, bükk, akác
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
5
Anizotrópia
Rostokkal párhuzamos irányRostokra merőleges irány
„makrokompozit”
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Anizotrópia„mikrokompozit”
(Domone, Illston, 2010)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
6
Anizotrópia
„nanokompozit”
(Domone, Illston, 2010)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
30-50 nm
10-30 nm
Faanyagok vízfelvétele
légszáraz állapot, 12% nettó víztartalom
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
7
Faanyagok vízfelvétele
légszáraz állapot, 12% nettó víztartalom
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Faanyagok vízfelvétele
1. Abszolút száraz állapot, w = 0105°C
2. Túlszárított állapot, w = 0-6 m%3. Szobaszáraz állapot, w = 6-12 m%
45 RH%, fűtött4. Légszáraz állapot, w = 12-18 m%
65 RH%, 20°C5. Félszáraz állapot, w = 18-30 m%6. Rosttelített állapot, w = 30-40 m%
100 RH%, 20°C7. Félnedves állapot, w = 30-50 m%8. Élőnedves állapot, w > 50 m%9. Víztelített állapot, w > 50 m%
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
8
Duzzadás és zsugorodás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fűrészáru elnevezések
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
9
Nedvességtartalom hatása a szilárdságra
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Anizotrópia
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
10
Anizotrópia
T
n
L
n sincos
1)(
n = 5/2
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fahibák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
11
Fahibák
benőtt ággöcs
kieső ággöcs
ferdén nőtt ággöcs szárnyas ággöcs
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fahibák
csavarodott növéshullámos növés
excentrikus növés
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
12
Fahibák
bélrepedés gyűrűs repedés sugárirányú repedés
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Nemesített fatermékek
Nemesítés: anizotrópia és vízfelvétel befolyásolása
- rétegelt lemezek és bútorlapok- préselt fatermékek- impregnált fatermékek- ragasztott fatartók- felületkezelések- fahelyettesítő anyagok
(faforgácslapok, farostlemezek, fagyapot lemezek)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
13
Nemesített fatermékek
rétegelt lemez
bútorlap
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Nemesített fatermékek
Rétegelt lemez készítése
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
14
Nemesített fatermékek
Impregnált fatermékek Ragasztott fatartók
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fahelyettesítő anyagok
Faforgácslap Fagyapotlemez
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
15
Fa károsítói
rovarok
gombák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fa károsítói
gombák életfeltételei
1. fa nedvességtartalma (w = 16-24 m%)
2. oxigén
3. környezet hőmérsékletealacsony (T < 24°C)közepes (T = 24-32°C)meleg (T = 32-44°C)
4. fény (UV)
5. táptalaj kémhatása
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
16
Intermezzo
penészgomba az emberi vérben
(fotók: Dr. Robert O. Young)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Faanyagvédelem
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
17
Faanyagvédelem
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Faanyagok tartóssága
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
18
Kerámia
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Vályogtéglavetés az ókori Egyiptomban
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
19
Építési kerámiák
Istár oroszlánja és sárkánya, Babilon, kr. e. 6. sz., színes mázas tégla
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
20
Építési kerámiák
A) Mesterséges építőanyag
B) Szervetlen építőanyag
C) Szilárd halmazállapotú építőanyag
D) Porózus építőanyag
E) Teherhordó szerkezeti elemek anyaga
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építési kerámiák
1) Tömegeloszlási jellemzőktestsűrűség, ρT = 650-2100 kg/m3
2) Hidrotechnikai jellemzőkvízáteresztő/vízzáró, lehet fagyálló
3) Hőtechnikai jellemzőkhővezetési tényező, λ = 0,1 - 0,8 W/mKhőtágulási együttható, αt = 3 - 7×10-6 1/°C
4) Szilárdsági jellemzőkNyomószilárdság, fc = 5 - 80 N/mm2
Húzószilárdság, ft = 1,0 - 3,0 N/mm2
Rugalmassági modulus, E = 0,1 - 0,5 kN/mm2
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
21
Építési kerámiák
Alapanyaguk: agyag
Gyártástechnológia:nyersanyag előkészítése és formázásaszárításégetés 800-1500°C-onmázazás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építési kerámiák
Agyagásványokkaolinit
montmorillonit
illit
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
22
Építési kerámiák
nyersanyag előkészítése és formázása
Száraz agyag
Nedves agyag(térfogatnövekedés)
vízmolekula
agyagásvány rétegek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építési kerámiák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
23
Építési kerámiák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőm
érsé
klet
, °C
szárítás előmelegítés égetés hűtés 1. hűtés 2.
mozgásirány
forró gázok
forró gázok
Építési kerámiák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
24
Építési kerámiák
Égetési hőmérséklet hatása a szövetszerkezetre
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
(Johari et al, 2010)
Építési kerámiák
Égetési hőmérséklet hatása a tulajdonságokra
Szövetszerkezet:porózus szövetszerkezetű gyártmányokzsugorított gyártmányok (pl. klinkertégla)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
25
Építési kerámiák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építési kerámiák
Porózus kerámia gyártmányok
falazóelemekhagyományos termékek
vázkerámiák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
26
Építési kerámiák
Porózus kerámia gyártmányok
födémelemek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építési kerámiák
Porózus kerámia gyártmányok
burkolóelemek
tetőcserepekhódfarkúhornyoltsajtolt
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
27
Építési kerámiák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építési kerámiák
(Morozov, 1973)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
28
Építési kerámiák
(Gömze, Kocserha, Stark, 2003)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Üveg
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
29
Építészeti üveg
A) Mesterséges építőanyag
B) Szervetlen építőanyag
C) Szilárd halmazállapotú építőanyag
D) Tömör építőanyag
E) Nem teherhordó szerkezeti elemek anyagaTeherhordó szerkezeti elemek anyaga is lehet
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építészeti üveg
1) Tömegeloszlási jellemzőksűrűség, ρT = 2200-2500 kg/m3
2) Hidrotechnikai jellemzőkvízhatlan, fagyálló
3) Hőtechnikai jellemzőkhővezetési tényező, λ = 0,8 - 1,5 W/mKhőtágulási együttható, αt = 5 - 9×10-6 1/°C
4) Szilárdsági jellemzőkNyomószilárdság, fc = 500 - 1100 N/mm2
Húzószilárdság, ft = 2000 - 4500 N/mm2 (szál)Rugalmassági modulus, E = 60 - 80 kN/mm2
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
30
Építészeti üveg
Legfontosabb alapanyaga: SiO2
további alkotó fémoxidok:
Na2O
K2O
CaO
MgO
B2O3
Al2O3
ZrO
10 - 15%
1 - 5 %
10 - 20%
4 - 5 %
<10%
<15%
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építészeti üveg
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
31
Építészeti üveg
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Üveg a természetben
Moldávit
Obszidián
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
32
Építészeti üveg
Formázás:
üveghúzássíküvegek, üvegszálak
hengerlésmintás és huzalbetétes üvegek
sajtolásüvegtéglák,üveg födémtestek
habosításhabüveg
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építészeti üveg
(Domone, Illston, 2010)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
33
Építészeti üveg
Utólagos megmunkálás:
edzés
(Domone, Illston, 2010)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építészeti üveg
Utólagos megmunkálás:
edzés
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
34
Építészeti üveg
Utólagos megmunkálás:
edzésbiztonsági üvegek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építészeti üveg
Utólagos megmunkálás:
ragasztástűzgátló üvegek
üveg
üveg
műgyanta
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
35
Építészeti üveg
Utólagos megmunkálás:
hajlítás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Szálátmérő hatása üvegszál húzószilárdságára
(Piggott, 1980)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
36
Kristályhibák
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
37
Polimerek
A) Mesterséges építőanyag
B) Szerves építőanyag
C) Szilárd halmazállapotú építőanyag
D) Tömör építőanyagPorózus építőanyag
E) Nem teherhordó szerkezeti elemek anyagaTeherhordó szerkezeti elemek anyaga is lehet
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek
1) Tömegeloszlási jellemzőksűrűség, ρT = 800-1300 kg/m3
2) Hidrotechnikai jellemzőkvízhatlan, fagyálló
3) Hőtechnikai jellemzőkhővezetési tényező, λ = 0,05 - 0,5 W/mKhőtágulási együttható, αt = 70 - 220×10-6 1/°C
4) Szilárdsági jellemzőkNyomószilárdság, fc = 5 - 150 N/mm2
Húzószilárdság, ft = 20 - 2500 N/mm2 (szál)Rugalmassági modulus, E = 0,5 - 6,0 kN/mm2
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
38
Polimerek
Makromolekulájú, elsősorban szintetikus vegyületek, amelyek
nagy számú, azonos típusúatomcsoportból (monomer) épülnek fel, amelyek kémiai
kötéssel kapcsolódnak egymáshoz
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek
Makromolekulák kialakítása
polimerizáció
polikondenzáció
poliaddíció
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
39
Polimerizációs polimerek az építőiparban
1. Poli-vinil-klorid (PVC)
2. Polisztirol (PS)
3. Poli-metil-metakrilát (PMMA, plexi)
4. Polietilén (PE)
5. Polipropilén (PP)
6. Poli-izobutilén (PIB, műgumi)
7. Poli-tetrafluor-etilén (PTFE, teflon)
8. Polikloroprén (PK, neoprén)
9. Poli-vinil-acetát (PVAC)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polikondenzációs polimerek az építőiparban
1. Poliésztergyanták
2. Fenoplasztok (fenol-aldehid gyanták)
3. Aminoplasztok (karbamid- és melamin-gyanták)
4. Furángyanták
5. Szilikongyanták (polisziloxánok)
6. Polikarbonátok
7. Poliamidok (PA)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
40
Poliaddíciós polimerek az építőiparban
1. Poliuretánok (PUR)
2. Epoxigyanták (EP)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek felhasználása az építőiparban
Vezetékek, csövek:
Vízszigetelő fóliák, lemezek:
Hő- és hangszigetelő habok:
Tömítések, hézagzárók:
Öntött ipari padlók:
Ragasztók, kötőanyagok:
Szálak:
Profilelemek, nyílászárók:
PE, PP, PVC
PVC, PIB
PS, PUR
PVC, teflon, neoprén, szilikon
epoxi-, PUR-gyanták
PVAC, feno- és aminoplasztok,
poliészter-, epoxi-, PUR-gyanták
PP, PVAC, PAN, poliamidok
PVC, plexi, polikarbonát
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
41
Polimerek előnyei
Kis sűrűségűek
Mechanikai jellemzőik tág határok közt változnak
Elektromos szigetelők
Vegyszerállók
Könnyen megmunkálhatók
Színezhetők
Hő- és hangszigetelő anyag készíthető belőlük
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek hátrányai
Rugalmassági modulusuk kicsi
Hőtágulásuk rendszerint nagy
Anyagjellemzőik hőmérséklet-érzékenyek
Tűzzel szembeni viselkedésük kedvezőtlen
Hajlamosak öregedésre
Lassan bomlanak le (környezetvédelem)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
42
Csoportosítás hővel szembeni viselkedés alapján:
hőre lágyuló polimerek (termoplasztok)PSPVCPEPPpolikarbonát
hőre keményedő polimerek (duroplasztok)EPfenoplasztokaminoplasztokpoliésztergyanták
Polimerek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek
Formázás:
fröccsöntés (termoplasztok)extrudáláskalanderezés (lemez- és fóliahengerlés)szálképzés
sajtolás (duroplasztok)töltet
nyomás
nyomás
alsó szerszám
fölső szerszám
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
43
Polimerek szilárdsága
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek öregedése
hőmérsékletvízfény (UV)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
44
Polimerek éghetősége
1. égő (éghető)2. önkioltó3. nem égő
- mérgezőégéstermékek
- füst
- korom
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Polimerek éghetősége
csepegve égés
füstképződés
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
45
Szigetelő anyagok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőszigetelő anyagok
nyílászáró
födémszigetelés tetőszigetelés
külső oldali falszigetelés
belső oldali falszigetelés
pincefödémpincefal
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
46
Hőszigetelő anyagok
napközben éjszaka
külső hőmérséklet
belső hőmérséklet
6-8°C különbség
Téglafalazat jellegzetes hőtehetetlenségi fáziseltolódása
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőszigetelő anyagok
hőszigetelés előtt
hőszigetelés után
47
Hőszigetelő anyagokHőszigetelő anyagok - HőhídFotó: Gressa Kitti
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőszigetelő anyagok csoportosítása a felhasználás hőmérséklet-tartománya szerint
- építészeti hőm. tartomány: -20 °C … +70°C
- melegipari hőm. tartomány: max. 900°Cüveggyapot 450 °C-ig; kőzetgyapot 700 °C-ig
- félig tűzálló: 1100 °C-ig;könnyű samott
- tűzálló: 1400 °C-igkönnyű samott, kerámia szálak
- hűtőházak: <-30 °Czárt pórusú műanyag hab, habüveg
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
48
Hőszigetelő anyagok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Szervetlen hőszigetelő anyagok
üveggyapot kőzetgyapot
habüveg duzzasztott perlit
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
49
Mesterséges szerves hőszigetelő anyagok
expandált polisztirol extrudált polisztirol
infravörös elnyelő polisztirol expandált poliuretán
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
parafa növényi rostok
pamut szál cellulóz szál
Természetes szerves hőszigetelő anyagok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
50
Hőszigetelő anyagok
Hővezetési tényező:az a hőmennyiség Joule-ban, ami
1 m2 felületű,1 m vastag anyagon,1 óra alatt
átvezetődik állandósult hőáramban.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőszigetelő anyagok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
51
Hőszigetelő anyagok csoportosítása felhasználás szerint
- feltöltő vagy kitöltő anyag:szemcsés, szálas ömlesztve vagy zsákolva
- hőszigetelő habarcs:kötőanyag + hőszigetelő anyag, egy vagy több rétegbenpl.: perlithabarcs
- hőszigetelő idomok:(kötőanyag)+hőszigetelő anyag hőkezeléssel pl.: burkolóelemek, tégla
- hőszigetelő lemez:kötőanyag+hőszigetelő anyag, sajtolva vagypórusképzőkből előállított hőszigetelés sík felületekre
- hőszigetelő paplan:papíralátét+szálas hőszigetelő anyag, tekercsben
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hideg és meleg tapintású anyagok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
52
Fajlagos hőelnyelési tényező
c
hővezetési tényező [W/m·K]c fajhő [kJ/kg·K] sűrűség [kg/m3]
[kJ/m2·s0,5·K]
AlumíniumAcélBetonTéglaFaPolisztirol hab
15,414,51,81,10,50,03
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőátadás épületszerkezeteken
–15°C +20°C
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
53
Hőfokesés építőanyagokban
Tényleges hőátbocsátási tényező: [W/m2·K]
ie
1d11
k
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőfokesés falazatokban
Tényleges hőátbocsátási tényező: [W/m2·K]46,0
1,81
55,112,0
042,008,0
55,105,0
3,231
1k
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
54
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
7 7
7
5
4
6
7
1
4
3
Vízszigetelő anyagok
1) talajpára2) talajnedvesség3) talajvíz4) használati víz5) páralecsapódás6) csapóeső7) csapadék
2
Vízszigetelő anyagok
Bitumenes rendszerek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
55
Vízszigetelő anyagok
Műanyag rendszerek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hőfokesés és páranyomás falazatokban
hőfokesésps telítési páranyomáspr tényleges páranyomáspe kültéri páranyomáspi beltéri páranyomás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
56
Hőfokesés és páranyomás falazatokban
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Speciális építőanyagok
Szálerősítésűműanyagok
Speciális betonok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
57
Speciális betonok
Olyan betonok, amelyek összetételükben, valamely tulajdonságukban, vagy bedolgozási módjukban eltérnek a normál (szokványos) betonoktól.
Normál (szokványos) beton:
Homokos kavics vagy zúzottkő adalékanyaggal készülőcementkötésű mesterséges kő, amelynek testűrűsége2000-2600 kg/m3 közötti, nyomószilárdsága nem haladjameg az 50 (80) N/mm2-t.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
1. Testsűrűség szerintKönnyűbetonok T < 2000 kg/m3
Nehézbetonok T > 2600 kg/m3
2. Összetétel szerintMűanyagszál-adagolású betonokAcélszál-adagolású betonok
3. Szilárdság szerintNagyszilárdságú betonok fcm > 50 (80) N/mm2
Ultra nagyszilárdságú betonok fcm > 120 N/mm2
Speciális betonok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
58
Speciális betonok
4. Kötőanyag szerintPolimer-cement betonokPolimerbetonokAktivált pernye (geopolimer) betonokBiocement betonokAszfaltok
5. Frissbeton teljesítőképessége szerintGyorsan kötő/szilárduló betonokLassan kötő/szilárduló betonokÖntömörödő betonok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Speciális betonok
6. Megszilárdult beton teljesítőképessége szerintVízzáró betonokFagyálló betonokKopásálló betonokSzulfátálló betonokHő- és tűzálló betonokSugárvédő betonok
7. Funkció szerintLátszóbetonokIpari padló betonokÚtbetonokTérburkolatok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
59
Speciális betonok
8. Előállítási mód szerintGőzérlelt betonokAutoklávolt betonokImpregnált betonokPörgetett betonokLövellt (torkrét) betonokVákuumbetonokPrepakt és kolkrét betonokÚsztatott betonokRésfal- és víz alatti betonok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Zsalumintás látszóbeton
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
60
Fehér látszóbeton
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Pigmenttel színezett látszóbeton
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
61
Transzparens (LiTraCon) látszóbeton
Losonczi Losonczi ÁÁron, ron, ééppííttéészmszméérnrnöök (2001)k (2001)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Szálerősítésű polimerek
Szálerősítésű polimer:FRP = Fibre Reinforced Polymer
FOGALMAK ÉS JELÖLÉSEK
Üvegszálerősítésű polimer:GFRP = Glass Fibre Reinforced Polymer
Aramidszálerősítésű polimer:AFRP = Aramid Fibre Reinforced Polymer
Szénszálerősítésű polimer:CFRP = Carbon Fibre Reinforced Polymer
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
62
Szálerősítésű polimerek
0
1000
2000
3000
0 1 2 3 (%)
(N/mm2)
CFRPCFRP
AFRP
GFRP
feszítőacél
betonacél
kis térfogatsúly + rendkívül nagy húzószilárdság
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Szálerősítésű polimerek
Acélbetétek helyettesítésére
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
63
Szálerősítésű polimerekSzerkezetek megerősítéséhez
Szálerősítésű polimerek
Szerkezetépítéshez
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
64
Minőségbiztosítás az építőiparban
Építőipar célja: rendelkezésre álló anyagokból termék létrehozása
Építőipari termék sajátosságai:- az építmények mérete és értéke általában messze meghaladjaa köznapi tárgyakét
- hosszabb távra tervezzük őket
MillauMillau BridgeBridge -- FranceFranceMillauMillau BridgeBridge -- FranceFrance
Pyramid of Djoser - EgyptPyramid of Djoser - Egypt
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
- bonyolult, összetett alkotások,egyetlen paraméterrel nemjellemezhetők
- közvetlen vagy közvetett kapcsolatbanvannak az élet-és vagyonbiztonsággal
- sokszereplős tevékenyégeredményei
Pompidou Center - ParisPompidou Center - Paris
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
65
Minőségbiztosítás az építőiparban
Minőség:egy termék azon jellemzőinek összessége,
amelyek mértéke alapján a felmerülő igények kielégítésére megállapodások köthetők
vevőigény, elképzelés
építőipar szereplőiigény kielégítői
MEGÁLLAPODÁS
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Minőségbiztosítás az építőiparban
Legalacsonyabb szintűa munkafolyamatot végzőszemély által gyakorolt kontrolla saját munkavégzése fölött
Legalacsonyabb rendű„felelősségvállalás” külsőkényszer hatására
Legmagasabb szintűszabványok,jogi eszközök
Legmagasabb rendűönkéntes, belső indíttatásból származó felelősségvállalás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
66
Minőségbiztosítás az építőiparban
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Minőségbiztosítás az építőiparban
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hammurapi törvényei, Kr.e. ~1750
67
Minőségbiztosítás az építőiparban
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Hammurapi törvényei, Kr.e. ~1750
228.§. Ha egy építőmester egy szabad embernek házat építvén, azt befejezte: a ház minden musarumnyi területéért 2 siqlum ezüstöt adjon neki juttatásául.
229.§. Ha egy építőmester egy szabad embernek házat épített, de munkáját nem készítette el szilárdul, úgy, hogy a ház, amelyet épített, összedőlt, s a ház gazdáját megölte: az illető építőmester ölessék meg.
230.§. Ha a ház gazdájának fiát ölte meg: az illető építőmester fiát öljék meg.
231.§. Ha a ház gazdájának rabszolgáját ölte meg: a rabszolgának megfelelő rabszolgát adjon a ház gazdájának.
232.§. Ha vagyont tett tönkre: mindazt, amit csak tönkretett, térítse meg s ezenfelül, mert a házat, amelyet épített, nem készítette szilárdra, úgy, hogy az összedőlt, tulajdon vagyonából építse fel az összedőlt házat.
233.§. Ha egy építőmester egy szabad embernek házat építvén, munkáját nem végezte rendesen, úgy, hogy egy fal bedőlt: az illető építőmester ezt a falat saját pénzéből építse szilárdra.
Minőségbiztosítás az építőiparban
Építőipari termék mérhető jellemzői:Pl:
- élettartam- teherbírás- állékonyság- ellenállás fizikai, kémiai ill. biológiai hatásoknak- tűzbiztonság- üzembiztonság- zajvédelem- egészségvédelem- környezetvédelem- energiatakarékosság
Hogyan biztosíthatjuk az igények teljesülését?
Minőségellenőrzés
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
68
Minőségbiztosítás az építőiparban
Minőségellenőrzés:Az elvárt, elképzelt állapot összehasonlítása a ténylegesen megvalósult, vagy megvalósítható állapottal.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Minőségbiztosítás az építőiparban
Minőségellenőrzés lépései
1) Az adott anyagnál fontosnak ítélt anyagjellemző kiválasztása.
2) Szemrevételezés.
3) Próbavétel.
3.1 Tétel kijelölése.Tétel: azonos eljárással készített, azonos rendeletetésűtermék halmaza, amely szemrevételezéssel egynemű.
3.2 Tételenként elegendően nagy számú próbatest vétele, véletlen jellegűen.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
69
Minőségbiztosítás az építőiparban
Minőségellenőrzés lépései
4) Anyagvizsgálat: az anyagjellemző megmérése.
5) A mérési eredmények alapján a jellemző érték megkeresése,amelyet a követelmény értékkel összehasonlítunk (MINŐSÍTÉS).
Rjell >?< Rköv
Jellemző értéket nagyszámú mérés eredményeként kapunk meg.Nagy mennyiségű adat fel dolgozásával és interpretációjával amatematikai statisztika a matematika egyik területe foglalkozik.
Követelmény értékeket szabványok, szerződések, műszaki adatlapok, vagy egyéb megállapodások rögzítik.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Példa: Beton minősítése nyomószilárdsága alapján
Az egyes vizsgálati eredmények a valószínűségi változó (nyomószilárdság)tapasztalati egyedi értékei: x1 , x2 …xnPl.: 18 db beton nyomószilárdsági eredmény fci (N/mm2), i = 1…18
Nagyobb számú adat esetén (n>50) osztályba sorolást végzünk, azaz a mérési eredmények tartományát legalább 10 db egyenlő szélességű osztályba osztjuk.
Ezután minden mérési eredményt besorolunk a megfelelő tartományba,és megszámoljuk, hogy hány db érték került egy-egy tartományba.
46,5464442,54241,540,54039,8
39,539,238,53837,837,53635,534
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
70
46,5464442,54241,540,54039,8
39,539,238,53837,837,53635,534
45 – 47
43 – 45
41 – 43
39 – 41
37 – 39
35 – 37
33 – 35
Tartomány gyakoriság, ni, db1
2
4
5
3
1
2
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Gyakoriság:A vizsgált összes mérési eredményből az azonos mérési eredményekdarabszáma.Jele: ni [db]
Relatív gyakoriság:
A relatív gyakoriságok összege
n
nf ii
k
1i
i 1f
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
71
=
245 – 47
143 – 45
341 – 43
539 – 41
437 – 39
235 – 37
133 – 35
Relatív gyakoriság, fi, [-]
Gyakoriság, ni, [db]
Tartomány
A további feldolgozás során az egyes osztályok középértékét tekintjük mérési eredménynek.
A gyakoriságok szemléletesen ábrázolhatók a gyakorisági hisztogramban:
0,06
0,11
0,22
0,28
0,16
0,06
0,11
1,00
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Gyakorisági hisztogram (gyakoriságok ábrázolása)
Abszcissza: egy valószínűségi változó (xi) osztályhatárokkal (esetünkben: beton nyomószilárdsága)
Ordináta: osztálygyakoriság (ni) ill. relatív gyakoriság (fi) oszlopdiagramban
1
2
4
3
1
2
5
0
1
2
3
4
5
34 36 38 40 42 44 46
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
xi
fini
72
Empirikus eloszlás függvény: összegzett relatív gyakoriság.Egy ordinátáját megkapjuk, ha a relatív gyakorisági hisztogramon balról jobbra haladva összegezzük a relatív gyakoriságoknak megfelelő oszlopokat.
i-edik ordináta:
i
1i
ii fF
1,00 =
0,11245 – 47
0,06143 – 45
0,16341 – 43
0,28539 – 41
0,22437 – 39
0,11235 – 37
0,06133 – 35
Összegzett relatív gyakoriság, Fi, [-]
Relatív gyakoriság, fi, [-]
Gyakoriság, ni, [db]
Tartomány
0,06
0,17
0,39
0,67
0,83
0,89
1,00
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Empirikus eloszlás függvény:Megmutatja, hogy mekkora a valószínűsége annak, hogy a mérési eredménykisebb az i-edik osztályközépnél.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
34 36 38 40 42 44 46
Fi
xi
73
Eloszlásjellemzők: hisztogramok számszerű jellemzésére szolgálnak
1) Helyzeti statisztikai jellemzők: megmutatják, hogy az eredmények milyenérték körül ingadoznak.
- Számtani középérték:
A relatív gyakoriságok ismeretében:
- Kvantilis: a valószínűségi változó olyan értékei, amelyekelőírt alulmaradási valószínűséghez tartoznak.
Pl.: az 5%-os kvantilis az a mérési eredmény, amelynél kisebbek 5%-ban, nagyobbak 95%-ban fordulnak elő. az 50%-os kvantilis ≡ várható érték (normális eloszlás esetében a
számtani középérték)
n
ni
im xn
1x
1
k
1i
im fxx
példánkban: fcm = 39,93 N/mm2
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
2) Szórásjellemzők- Terjedelem: a mintában előforduló legnagyobb és legkisebb érték
közötti eltérés.
példánkban: R = 46,5 – 34 = 12,5 N/mm2
- Szórás: azt mutatja, hogy a mérési eredmények milyen mértékbentérnek el az átlagértéktől (várható értéktől).
- Korrigált szórás: a minta szórásának torzítatlan becslése.A matematikailag levezetett szórás nem egyezik meg az empirikus szórással.
példánkban: s = 3,41 N/mm2
1n xxR
n
xx
s
n
1i
2mi
x
1n
xx
s
n
1i
2mi
x
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
74
Nagy mintaszám a gyakorisági és eloszlási hisztogramok közelíthetők függvényekkel sűrűség- és eloszlásfüggvény
A sűrűség- és eloszlásfüggvényt folytonos eloszlásúnak nevezzük, ha egy intervallumon belül a valószínűségi változó minden értéket felvehet.
Az eloszlásfüggvényből F(x) a sűrűségfüggvény f(x) deriválással előállítható:
dx
xdFxf
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Az építőanyagok minősítéséhez a normális eloszlást használjuk(szimmetrikus).Az F(x) eloszlásfüggvény x helyen vett értéke megmutatja,hogy mekkora az x-nél kisebb érték előfordulásának valószínűsége.
A normális eloszlás sűrűségfüggvénye, f(x) a Gauss-haranggörbe.
xm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σxm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σ
xm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σxm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σ
1
σ
xm+σ xm+2σ xm+3σxm-3σ xm-2σ xm-σ
xm+σ xm+2σ xm+3σxm-3σ xm-2σ xm-σ
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
75
MINŐSÍTÉS
Amikor az anyaggal szemben követelményeket támasztunk, akkor azok nem abszolút jellegűek, hanem bizonyos mértékű kockázatot kell vállalni, ennek mértéke előre meghatározható.
Pl: Megengedjük, hogy egy adott betonkocka halmaz 5%-ának szilárdsága kisebb legyen egy karakterisztikus értéknél.
Ha ismerjük az adott anyagjellemző eloszlásfüggvényét (normális), akkor azon megkereshetjük ezt az értéket: F(x)=0,05.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Megállapítjuk, hogy a várható érték(középérték: xm) és x0,05 közötti különbség hányszorosa a szórásnak (s).
Ezzel a szorzóval (t) a karakterisztikusérték definíciója:
Tehát a középértékből (xm) annyiszor (t)kell levonni a szórást (s), hogya kockázat éppen a tervezett legyen.
t: Student-tényezőÉrtéke a következőktől függ:- minta darabszáma- eloszlás típusa- alulmaradási valószínűség
stxx mk
xm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σxm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σ
xm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σxm-3σ xm-3σ xm-3σ xm xm-3σ xm-3σ xm-3σ
X0,05
σ?×σ
0,05
X0,05
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
76
Példánkban: fck = fcm – t·s = 39,93 – 1,72·3,41 = 34,07 N/mm2
A nyomószilárdság vizsgálatokat szabványos kocka (150 mm) próbatesteken végeztük, így:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
Tűzhatás Fagyás és olvadás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
77
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
σ
ε
Acél
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
Acél
fu, fy (MPa)
fu
fy
A5d
A5d
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
78
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
födém
pillérpillér
hőtáguláshőtágulás
teherteher
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
79
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
20°C
20°C
50°C
500°C
lokális betonleválás
30 perc
80
Speciális hőmérsékleti igénybevételek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
120 perc
60 perc
70°C
700°C
900°C
100°C
hidegebb felület
forró felület
acélbetét kihajlásarepedés
támaszelmozdulás
Esettanulmányok
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
81
Esettanulmányok
World Trade Center (É torony), New York, 1975. 02. 13.
First Interstate Bank, Los Angeles, 1988. 05. 04.
One Meridian Plaza, Los Angeles, 1991. 02. 23.
Parque Central East Tower, Caracas, 2004. 10. 17.
Windsor Tower, Madrid, 2005. 02. 12.
World Trade Center (É torony), New York, 2001. 09. 11.World Trade Center (D torony), New York, 2001. 09. 11.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Adatbázis
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
http://wtcdata.nist.gov/
82
Vizsgálati jelentések
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
11 423 oldal 1101 oldal
2005 2008
A szerkezet
építés közben
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
83
A szerkezet
építés közben
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
84
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
85
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Bazant, Zhou, ASCE J. Eng. Mech, 2002
Seffen (Univ. of Cambridge)
Bazant et al, ASCE J. Eng. Mech, 2008
Magyarázó (?) elméletek
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
86
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
87
Fagyás és olvadás hatásai
BetonTégla
Kő
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fagyás és olvadás hatásai
88
Beton felfagyásának mechanizmusa
Fagyás és olvadás hatásai
T, jég = 50×10-6 1/°C
T,beton = 8…13×10-6 1/°C
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fagyás és olvadás hatásaiBeton felfagyásának mechanizmusa
89
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
KORRÓZIÓcorrodere: szétrágni → leromlani
Valamely anyag felületéről a környezet hatására meginduló elváltozás,amely kémiai, fizikai-kémiai, biokémiai vagy mechanikai folyamatok révén megy végbe.Eredményként az anyag fokozatosan elfogy,vagy a környezet valamelyik komponense oldódik be az anyagba.
1. Fémkorrózió
2. Betonkorrózió
3. Kőkorrózió
4. Üvegkorrózió
5. Műanyagkorrózió
6. Fakorrózió
Korrózió
A fémek legtöbbjénél a fémes rácsenergia nagyobb, mint az oxidok, hidroxidok, sók és egyéb korróziótermék vegyületek kötésenergiája.
Ezért a fémkorrózió a természetben önmagától végbemenőfolyamat, amelynek során a fémek visszaalakulnak olyan, termodinamikailag stabilabb vegyületekké, mint amilyenekből energia befektetéssel előállítottuk őket.
A fémek korróziója folyamán megszűnik a fémes állapot.
Fémkorrózió:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
90
Korrózió
Fémkorróziót befolyásoló tényezők:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
1) Fém normálpotenciálja
2) Elektrolit hidrogénion-koncentrációja (pH)
3) Levegő minősége
Korrózió
Fémkorrózió:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Fémek normálpotenciálja
- Az oldatban lévő fémionok egységnyiaktivitásához tartozó potenciál.
- A fémek redukálóképessége(elektront átadó képessége) oldatban.
Oldódásra hajlamos fémek (-):alkáli fémek
Oldódásra nem hajlamos fémek (+):nemesfémek
-0,76Zn Zn++
-0,13Pb Pb++
-1,67Aℓ Aℓ+++
-0,56Cr Cr++
0H2 2H+
+0,34Cu Cu++
-0,44Fe Fe++
-0,23Ni Ni++
+0,80Ag Ag+
Normál-potenciál, V
Fém típusa
+1,68Au Au+
-2,34Mg Mg++
-2,87Ca Ca++
91
Korrózió
Fémkorrózió:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Pl. Különböző fémek érintkezésekor, elektrolit jelenlétébena negatívabb potenciálú (anód) megy tönkre.
+0,34Cu Cu++
0H2 2H+
-0,13 Pb Pb++
-0,23Ni Ni++
-0,44Fe Fe++
Korrózió
Fémkorrózió típusai:
1. Kémiai korrózió
A fém nem vezetőképes környezetben van(száraz gázok, nem vezetőképes folyadékok).
A fémion és elektronkilépés azonos helyen történik meg (< 0,4 nm) pl. acél reve, Al2O3.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
92
Korrózió
Fémkorrózió típusai:
2. Elektrokémiai korrózió
A fém vezetőképes környezetben (elektrolitban) van (nedves légkör v. szilárd közeg, víz).
A fémion és elektronkilépés egymástól elkülönült helyen történik meg (> 0,4 nm).
A fémionok kilépési helyét anódos-, az elektronok kilépési helyét katódos résznek nevezzük.
Az elektronkilépés miatt az anódos és katódos hely között potenciálkülönbség van.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Korrózió
Fémkorrózió:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
- A korrózió nem szüntethető meg, csak késleltethető.
- Korrózióálló a fém, ha a korrózió egyenletes jellegű, éssebessége nem haladja meg a 0,1 mm/év határértéket.
- A megelőzés célja a korrózió okainak megszüntetésevagy
gyengítése.
AKTÍVés
PASSZÍV védelem
93
Korrózió
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Aktív korrózióvédelem
1. Rozsdamentes acél- normál légköri viszonyok 12-15% Cr + 1-2% Ni ötvözés- gyengén savas közegben 20% Cr + 10% Ni ötvözés- erősen savas közegben 20% Cr + 40% Ni ötvözés
2. A korróziót okozó hatóanyag eltávolítása
3. Korrózió lassítása inhibitorokkal- fizikai inhibitorok: a védendő felületen adszorbeálódó anyagok- kémiai inhibitorok: reakcióba lépnek a fémmel, vagy a
korróziós közeggel.A legfontosabb inhibitor a beton.
Korrózió
Acél – H2O rendszer Pourbaix diagramja
korrózió
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
94
Korrózió
ismétlés kémiából: a pH érték fogalma
pH = – log10(H3O+)
pH = – log10(H+)
0,0000000000000114
0,000000000000113
0,00000000000112
0,0000000000111
0,000000000110
0,0000000019
0,000000018
0,00000017
0,0000016
0,000015
0,00014
0,0013
0,012
0,11
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Korrózió
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Passzív korrózióvédelem
1. Fémes bevonatok (Katódos védelem)
A bevonófém normálpotenciálja negatívabb (oldékonyabb) legyen,mint a bevonandó fém. A bevonófém legyen az anód.1.1 Galvanizálás: fémek elektrolitikus leválasztása fémsóoldatból a
katódnak kapcsolt bevonandó fém bevonása céljából(bevonófém: horgany, réz, króm).
1.2 Diffúziós eljárás: a bevonandó fémet a bevonófém oxidmentesporába ágyazzák, majd felhevítik.
1.3 Tűzihorganyzás: a bevonandó fémet horgany olvadékába mártják.
1.4 Fémszórásos eljárás: a megolvasztott bevonófémet finom szemcsékre porlasztva, nagy sebességgel juttatják a bevonandófém felületére.
95
Korrózió
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Passzív korrózióvédelem
2. Nemémes bevonatok (Katódos védelem)
2.1 Lúgos oldatban (NaOH) oxidálás
2.2 Foszfátfürdő
2.3 Eloxálás: elektromos áram segítségével erős savban (kénsav)megkeményítik és megvastagítják az oxidréteget (porózus), tömítő fürdő
2.4 Zománcozás: üvegréteget olvasztanak a bevonandó fémre
2.5 Festékek, lakkok
Civilizáció = Beton/Vasbeton
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
96
A tönkremenetel formulái
Mechanikai hatásokSzilárdság → TeherbírásKopásállóság
VíztranszportZsugorodásVízzáróság
Fizikai és kémiai folyamatokFagyállóság/SózásállóságBetonkorrózió/Acélkorrózió
Használhatóság
Tartósság
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Korrózió
Betonkorrózió:
A-típusú korróziókilúgozási korrózió (deszt. víz, lágy víz, esővíz)cserebomlási korrózió (magnéziumion, ammóniumion)
B-típusú korróziósavkorrózió
(H2CO3, H2SO4, HCl, HNO3, ecetsav, tejsav)lúgkorrózió
(tömény NaOH – ammónium-hidroxid nem veszélyes)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
97
Korrózió
C-típusú korróziótérfogat növekedést okozó kémiai reakciók
szulfátion – cementbacilusalkáli (Na, K) oxidok – ASR
térfogat növekedést okozó kristályosodásfagyási-olvadási korrózió, felületi lehámlásfagylágyulástömegveszteség
D-típusú korróziószerves olajok, zsírok (Ca(OH)2-dal elszappanosodás)ásványi olajok (tapadás csökkenése vagy sóképződés)
Betonkorrózió:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Korrózió
Fizikai hatásokvízlágyulásfagylágyulástűzhatás – lepattogzás
Kémiai hatásokkilúgozási korróziókérgesedés, kivirágzás (gipszképződés; CO2 SO2)felületi elszíneződés
Biológiai hatásokbaktériumok, algák, moszatok (savtermelés)növényi gyökerek
Kőkorrózió:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
98
KorrózióÜvegkorrózió:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Felületvédelem anyagai
Fémek Porózus anyagok felületvédelme felületvédelme
Festékek- pigment- kötőanyag- hígító- egyéb
Impregnálás (v < 50 m)
Festés (v = 0,1 – 0,3 mm)
Bevonatokvékony (v = 0,3- 1 mm)vastag (v = 1-5 mm)pótlások (v > 5 mm)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
99
Hidratáció során oltott mész szabadul fel:
cement + H2O → CSH + Ca(OH)2
Betonacélok korróziója
A probléma:
Hogyan lehetséges ez?
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
A probléma:
Hogyan lehetséges ez?
karbonátosodás
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
~12,5 pH ~8,5 pH
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
100
Karbonátosodás mélységének vizsgálata fenolftalein indikátorral
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
Karbonátosodás mélységének vizsgálata fenolftalein indikátorral
xc
pH < 9világosabb szürke
pH > 9sötétebb
szürke
szín átcsapáspH > 9
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
101
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
Karbonátosodás mélységének változása az idő függvényében
15
12
9
6
3
0
beton kora, év
0 5 10 15 20
karb
onát
osod
ás m
élys
ége,
mm
C12/15
C20/25
C30/37
C35/45
15
12
9
6
3
0
beton kora, év
0 5 10 15 20
karb
onát
osod
ás m
élys
ége,
mm
C12/15
C20/25
C30/37
C35/45
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
102
Acél – H2O rendszer Pourbaix diagramja
korrózió
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
Korróziós mechanizmus lokálelem képződéssel(Tuutti, 1982)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
103
Lokálelem képződés és a beton repedései(Rehm et al, 1988)
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
A károsodás mechanizmusa
Nedvesség és oxigénbehatolása(betonon ésrepedéseken keresztül)
Beton
Betonacél
Korróziós termékekTérfogatnövekedésTovábbi repedésekKorrózió fokozódása
6-10-szeres!
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
104
A korróziós termékek térfogata
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonacélok korróziója
A környezet szén-dioxid koncentrációja
105
Betonpótlás
1
2
3
4
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
károsodott rész felületelőkészítés javítás
repe
dés
acél
korr
ózió
beto
nlev
álás
karb
onát
osod
ás
felt
áská
sodá
s
tapa
dóhí
dja
vító
anya
g
élké
pzés
inhi
bito
r
fém
tisz
tafe
lüle
t
porm
ente
s fe
lüle
t
aláv
ágás
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Betonpótlás
106
A javítás stratégiája – Anyagok és módszerek
Milyen tulajdonságok szükségesek az igények
kielégítésére?
Milyen anyagok/módszerek biztosítják a szükséges
tulajdonságokat?
Anyagok és módszerek kiválasztása
Optimális költségOptimális működésOptimális kockázat
Optimális költségOptimális működésOptimális kockázat
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
A javítás stratégiája – Anyagok és módszerek
A felhasználó igénye a teljesítőképességre
Teherbírási követelmények
Használhatósági követelmények
Fizikai/kémiai hatásoknak való kitettség
A károsodások okainak pontos ismerete
Üzemi környezet a javítási műveletek során
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
107
Építőanyagok tartóssága
Építmények tartóssága:a szerkezeti biztonság és a használhatóság követel-ményeinek kielégítése a teljes használati élettartam alatt, a tervezett üzemeltetés és a szerkezetet érőtervezett hatások mellett, a tervezett fenntartási és javítási költségek meghaladása nélkül
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építőanyagok tartóssága
A használati élettartam
tervezési értékei (évek)
Példák
10 Ideiglenes szerkezetek
10-25 Cserélhető szerkezeti részek
15-30 Mezőgazdasági építmények
50 Épületek
100 Kiemelt épületek, hidak ésmás építőmérnöki szerkezetek
Építmények használati élettartama:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
108
Leromlás továbbterjedése
A leromlás elfogadható mértéke
Kor
Használati élettartam
Károsodás
Leromlás kezdete
Építőanyagok tartóssága
Építmények használati élettartama:
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Építőanyagok tartóssága
Leromlásnak tekintjük azon időbeni folyamatokat, amelyek az anyagjellemzőket vagy a szerkezet egészének viselkedé-sét kedvezőtlenebbé teszik.
A leromlás kezdeti szakaszában az anyag- és a szerkezeti tulajdonságok észlelhető romlása nem következik be, de a környezeti hatások a védelmi rendszer egyes részeit lebontják.
A leromlás továbbterjedésének szakaszában tényleges leromlás következik be, és a használhatóság befolyásolása észlelhető.
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
109
Építőanyagok tartóssága
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
(Sommerville, 1986)
Tel
jesí
tők
épes
ség
Elvárt használati élettartam
Teljesítőképesség minimuma
Gyenge tartósság
Jótartósság
Kiválótartósság
Építőanyagok tartóssága
A leromlás elleni védekezés lehetséges módjai:
1. A leromlási folyamat késleltetésepl. méret megválasztása
2. A leromlási folyamat áthárításapl. katódos védelem
3. A leromlási folyamat kizárásapl. rozsdamentes acél
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
110
Tartósságra történő tervezés
Betonszerkezetek környezeti (kitéti) osztályai:
Betonacélra veszélyes:
XC1 – XC4 Karbonátosodás okozta korrózió
XS1 – XS3 Tengervízből származó klorid által okozott korrózió
XD1 – XD3 Nem a tengervízből származó kloridok által okozott korrózió
Betonra veszélyes:
XF1 – XF4 Fagyási/olvadási korrózió jégolvasztó anyaggal vagy anélkül
XA1 – XA3 Kémiai korrózió veszélye
XK1 – XK4 Koptatóhatás okozta károsodás
XV1 – XV3 Víznyomás hatása
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján
Tartósságra történő tervezés
XC2
XC3
XC3
XC4 XS3
XC1
XS1
XS2
XD3, XF4, XK2XD1
XD2
XV
XA3, XC1
SO4
XF1
XA2, XC2, XF3
XF2
XK1
XC1
XK4
XC2
XC3
XV
XC1
XA1
XA2
XS1
XF1
XC2
XC3
2012/2013 tavasz BMEEOUV0103 Építőmérnöki alapismeretek – ÉPÍTŐANYAGOK – Dr. Borosnyói Adorján