02 materiały i wyroby budowlane.pdf

(235 KB) Pobierz
Materiały budowlane. Klasyfikacja i podział materiałów budowlanych
Materiał budowlany,
jest to wyrób w rozumieniu przepisów o ocenie zgodności,
wytworzony w celu wbudowania, wmontowania, zainstalowania lub zastosowania w sposób
trwały w obiekcie budowlanym, wprowadzany do obrotu jako wyrób pojedynczy lub jako
zestaw wyrobów do stosowania we wzajemnym połączeniu stanowiącym integralną całość
użytkową.
1.
Klasyfikacja materiałów pod względem palności
Z punktu widzenia zagrożenia pożarowego stwarzanego przez materiały budowlane
rozróżniamy materiały palne i niepalne.
Zjawisku spalania materiałów towarzyszy wydzielanie ciepła i światła oraz zmniejszenie
masy. Analizując zjawiska towarzyszące procesowi spalania, za niepalne przyjęto umownie
nazywać te materiały, które:
­
podgrzane do temperatury 750
o
C nie palą się płomieniem,
­
nie wydzielają gazów palnych w ilości dostatecznej do ich zapalenia się,
­
nie wydzielają ciepła powodującego wzrost temperatury pieca.
Materiał za niepalny uznaje się, gdy jednocześnie spełnione są wszystkie wymienione
kryteria.
Wyróżnia się następujące klasy główne materiałów budowlanych: A1, A2, B, C, D, E, F,
które charakteryzują wyroby budowlane pod względem:
– ilości i szybkości wydzielania ciepła podczas palenia,
– czasu zapalenia się przy kontakcie z płonącym przedmiotem,
– szybkości i zasięgu rozprzestrzeniania się płomieni.
Za najbardziej bezpieczne uważa się materiały klasy A1. Za materiały najbardziej
niebezpieczne uważa się materiały klasy E, a ponadto uwzględniono klasę F, która obejmuje
materiały nie spełniające żadnych kryteriów.
Jako uzupełnienie kryteriów reakcji na ogień podaje się klasyfikację dodatkową pod
względem :
– ilości wydzielanego dymu:
•
s1 - prawie bez dymu (np. płyty gipsowo-kartonowe),
•
s2 - średnia ilość i gęstość dymu (np. drewno ze środkami ognioochronnymi),
•
s3 - bardzo dużo gęstego dymu (np. guma, spieniony poliuretan).
– ilości płonących kropel lub płonących cząstek:
•
d0 - brak płonących kropli (np. stal, beton, wełna mineralna),
•
d1 - niewiele płynących kropli, krople podobne do iskier (np. sklejka),
•
d2 – bardzo dużo kapiących płonących kropel i cząstek (np. polistyren spieniony).
Euroklasy obejmują odrębne klasyfikacje dla:
– wyrobów budowlane w wyłączeniem podłóg i wykładzin podłogowych,
– podłóg i wykładzin podłogowych.
Do niedawna w Polsce materiały uznane z palne dzielono na trzy stopnie palności, których
podział wynikał z wartości dwóch wskaźników:
Na podstawie określonych wartości oblicza się dwa wskaźniki:
wskaźnika zapalności – oznaczanego „i” – charakteryzującego materiał pod względem
zdolności do zapalenia,
wskaźnika spalania – oznaczanego „c” – charakteryzującego materiał pod względem
ilości wydzielanego ciepła.
Na podstawie średnich wskaźników wyznaczonych w kolejnych próbach dla danego
materiału klasyfikujemy palne materiały budowlane jako:
cśr
≤
1
i
śr
= 0 i
materiał niezapalny (I stopień palności) – gdy
i
śr
≤ 1 i
c
śr
≤ 1
materiał trudno zapalny (II stopień palności) – gdy
c
śr
> 1
[8]
i
śr
> 0 i
materiał łatwo zapalny (III stopień palności) – gdy
Do określenia odporności materiału na działanie zewnętrznych źródeł podpalania niezbędna
jest znajomość następujących wielkości:
– krytycznego strumienia ciepła,
– ciepła podtrzymującego płomieniowe spalanie,
– intensywności wydzielania ciepła,
– ciepła wydzielonego w czasie rozkładu termicznego i spalania.
Materiały budowlane ze względu na właściwości toksyczne produktów rozkładu i
spalania klasyfikuje się w zależności od wielkości wskaźnika toksymetrycznego:
materiały bardzo toksyczne W
LC50SM
≤ 15,
materiały toksyczne 15 < W
LC50SM
≤ 40,
materiały umiarkowania toksyczne 15 < W
LC50SM
≤ 40.
W klasyfikacji materiałów i elementów budowlanych nie określa się wzajemnej
zależności pomiędzy toksycznością a parametrami takimi jak palność i dymotwórczość.
2.
Podział i charakterystyka materiałów budowlanych
Materiały budowlane, uwzględniając ich pochodzenie, należy podzielić na:
­
naturalne:
•
granit, wapień, marmur, łupek, glina, drewno, korek.
­
sztuczne:
•
materiały wiążące (cement, wapno, gips),
•
beton, cegły wapienno-cementowe, cegły ceramiczne, płyty gipsowe, szkło,
•
metale,
•
tworzywa sztuczne.
Naturalne materiały kamienne
Naturalne materiały kamienne stosowane są w budownictwie głównie jako kruszywo do
betonów i zapraw (piasek, żwir, keramzyt, grys, tłuczeń). W mniejszym zakresie używane są
do wykonywania murów (kamień łamany i ciosany), jako wykładziny podłogowe i ścienne
(płyty surowe i obrabiane) oraz elementy takie jak: stopnie schodowe, podokienniki, parapety
itp. Zachowanie się tego typu materiałów kamiennych w warunkach pożaru zależy od ich
własności, przede wszystkim od składu chemicznego i mineralogicznego, struktury i tekstury.
Inaczej w wysokiej temperaturze zachowywać się będą węglany, inaczej siarczany czy
krzemiany.
Podstawowe materiały skałotwórcze
Do najważniejszych składników decydujących o właściwościach skał, a więc i ich
zachowaniu się w wysokich temperaturach pożarów należą: kwarc, skalenie, miki oraz węglany.
Charakterystyczną cechą niemal wszystkich kamieni naturalnych jest ich pękanie i
rozsypywanie się przy dłuższym oddziaływaniu wysokich temperatur pożarowych. Proces
rozpadania się kamieni naturalnych przebiega na ogół bardzo szybko. Szybkość ta zależy
oczywiście głównie od przewodnictwa cieplnego i struktury kamienia oraz rodzaju elementu
budowlanego, w którym kamienie zastosowano, i od wysokości oddziałującej temperatury.
Wyroby ceramiczne
Surowcami do produkcji wyrobów ceramicznych są gliny i iły oraz domieszki
zmniejszające skurcz wyrobów (piasek, mączka ceglana, szamotowa itp.). Wypalanie w
temperaturze nie przekraczającej 1100°C daje w wyniku wyroby o czerepie porowatym
(porowatość 5-20%), podczas gdy wypał w temperaturze powyżej 1100°C prowadzi do
otrzymania wyrobów o czerepie spieczonym (porowatość 5%).
Budowlane wyroby ceramiczne dzielą się na następujące grupy:
­
wyroby o czerepie porowatym:
•
ceramika czerwona (cegła pełna, sitówka, dziurawka, kratówka, pustakowa,
dachówki, sączki itp.),
•
wyroby szkliwione (kafle, płytki ścienne itd.),
•
wyroby ogniotrwałe (szamotowe, magnezjowe itd.),
­
wyroby o czerepie
spieczonym:
wyroby klinkierowe (cegły, płytki, rury itp.),
wyroby kamionkowe (płytki,
kształtki itp.),
•
wyroby terakotowe (płytki, kształtki itp.).
Największą rolę w budownictwie odgrywa ceramika czerwona - różnego rodzaju cegły i
dachówki. Cechuje ją niski współczynnik przewodności cieplnej. Wyroby ceramiczne, które
już w procesie produkcyjnym poddane były działaniu wysokich temperatur (ok. 1000°C),
cechuje znaczna odporność na działanie ognia. Jednakże i one pod wpływem silnego
jednostronnego ogrzewania ulegają spękaniom.
Szkło
Szkło stosuje się w budownictwie mieszkalnym i przemysłowym pod różnymi postaciami
- jako szkło taflowe płaskie walcowane i ciągnione (okienne, lustrzane, zbrojone itp.),
zespolone, jako elementy szklane (cegły, pustaki, luksfery, itp.), jako szkło piankowe, włókno
szklane, hartowane, barwne nieprzejrzyste. Szkła budowlane są zazwyczaj szkłami
sodowowapniowo-potasowo-krzemianowymi.
Przemysł produkuje wprawdzie szkła specjalne pozbawione tych wad
(borowokrzemieniowe) - odporne na działanie wysokich temperatur, o dużej wytrzymałości
termicznej, jednakże stanowią one materiał zbyt drogi, by mogły znaleźć zastosowanie w celach
budowlanych. Bardziej wytrzymałe niż szkło okienne jest w warunkach pożarowych szkło
zbrojone (z wtopioną wewnątrz siatką drucianą). Używane jest ono głównie w budownictwie
przemysłowym do szklenia okien i drzwi, świetlików itp. Zaletę jego stanowi to, że nawet po
spękaniu nie rozpada się na kawałki.
•
Zaprawy budowlane
Zaprawy budowlane używane są głównie do łączenia poszczególnych elementów
konstrukcji budowlanych (cegieł, bloków, płyt itp.). Oprócz tego służą one do wyprawiania
ścian i stropów, dając w postaci tynków nie tylko uszczelnienie murów i zniwelowanie
nierówności pokrywanych powierzchni, lecz stanowią również warstwę izolacyjną. Tynki w
czasie pożaru są najbardziej narażone na działanie wysokich temperatur i one to nieraz decydują
o odporności ogniowej budynku.
Zaprawy wapienne
Zaprawy wapienne wytwarza się z wapna (ciasta wapiennego lub wapna suchogaszonego),
piasku i wody. Należą one do zapraw powietrznych, tj. mających zdolność do twardnienia
jedynie na powietrzu, nie zaś w środowisku wodnym. Wiązanie i twardnienie zapraw
wapiennych polega na krystalizacji uwodnionego wodorotlenku wapniowego oraz karbonizacji
wodorotlenku pod wpływem dwutlenku węgla z powietrza.
Zaprawy cementowe
W skład zapraw cementowych wchodzą: cement, piasek i woda. Stosunek objętościowy
spoiwa do wypełniacza w zaprawach wynosi zazwyczaj 1:3, chociaż spotyka się także zaprawy
bogatsze w spoiwo tzw. tłuste i chudsze, dla których stosunek ten kształtuje się w proporcji 1 :
6. Zaprawy cementowe należą do zapraw hydraulicznych, mających zdolność wiązania i
twardnienia pod wodą, co spowodowane jest własnościami minerałów zawartych w cemencie.
Zaprawy cementowo-wapienne
Zaprawy cementowo-wapienne mają szerokie zastosowanie w budownictwie ze względu
na swe cenne właściwości. Dodatek wapna poprawia bowiem urabialność zapraw
cementowych, zwiększa przyczepność do cegły, a poza tym wpływa na zmniejszenie skurczu.
Na ogół przy robotach murarskich stosuje się zaprawę cementowo-wapienną o stosunku
objętościowym.
Zaprawy gipsowe
Zaprawy gipsowe uzyskuje się przez zarobienie wodą spoiw gipsowych zmieszanych z
niewielką ilością wypełniacza. Częściej niż zaprawy gipsowe stosuje się zaczyny nie
zawierające dodatku wypełniacza. Surowcem do produkcji spoiw gipsowych jest gips naturalny
(tzw. kamień gipsowy), którego podstawowym składnikiem jest dwuwodny siarczan wapniowy
lub anhydryt stanowiący bezwodny siarczan wapniowy.
Beton
Betony różnią się od zwykłych zapraw cementowych tym, że zawierają obok drobnych
wypełniaczy, jak np. piasek, także i kruszywo o większym uziarnieniu (żwir, tłuczeń).
Wytrzymałość betonów na działanie ognia jest taka, jak i zapraw cementowych, względna i
uzależniona w większym lub mniejszym stopniu od chemicznego i fizycznego zachowania się
podczas pożaru użytych środków wiążących.
Stal budowlana
Stal jest wartościowym materiałem budowlanym ze względu na dużą wytrzymałość
mechaniczną. Stal jest materiałem niepalnym. Temperatury występujące zwykle w warunkach
pożaru w pomieszczeniach o stosunkowo niewielkim obciążeniu ogniowym nie wpływają
zazwyczaj ani na wytrzymałość, ani na wewnętrzną strukturę stali w stopniu przekraczającym
dopuszczalne wartości.
Żelbet
(żelazobeton)
Jest to połączenie betonu i stali powszechnie stosowane w budownictwie. Połączenie to stosuje
się w celu zwiększenia wytrzymałości elementów wykonanych z betonu na zginanie. Pojęcia
naprężeń szerzej omówione są w rozdziale 4.2.1.1. Sam beton jest materiałem doskonale
przenoszącym naprężenia ściskające. Jego wytrzymałość na naprężenia rozciągające jest bardzo
mała. Wzmocnienie stalą, która znakomicie przenosi siły rozciągające daje materiał, z którego
można budować konstrukcje różnego typu.
Drewno
Niezależnie od gatunków drewno jest zawsze zaliczane do materiałów palnych. Pod
wpływem ogrzewania w drewnie zachodzą następujące zmiany:
­
w 110°C - odparowuje woda i olejki eteryczne,
­
w 150°C - ulatniają się żywice oraz CO i CO
2
,
­
w 230°C - występuje powierzchniowe brunatnienie, początek zwęglania się,
­
w 270°C - tworzy się pyroforyczny węgiel, który ma tendencję do samozapalenia,
­
w 300°C - tworzy się węgiel drzewny, zwęgla się celuloza, następuje zapalenie drewna.
Pod działaniem ciepła następuje najpierw rozkład warstwy zewnętrznej drewna.
Wytwarzają się przy tym gazy palne takie, jak tlenek węgla, metan, etylen oraz pary acetonu,
metanolu, kwasu octowego itp. Przy dalszym wzroście temperatury, na skutek spalania się
gazów, następuje rozkład dalszych głębszych warstw drewna. Drewno zwęgla się, przy czym
proces ten przebiega z dużą szybkością już w temperaturach 250-300°C.
Płyty drewnopochodne
Do tej grupy materiałów należą płyty pilśniowe, wiórowe, i sklejki. Można tu również
zaliczyć płyty paździerzowe, które zachowują się w ogniu podobnie jak płyty wiórowe.
Wszystkie wymienione płyty drewnopochodne kwalifikują się do grupy materiałów palnych i
podgrupy - łatwo zapalnych.
Trocinobeton
Trocinobeton składa się ze sprasowanych trocin lub wiórów związanych cementem. Trociny
przed zmieszaniem z cementem są mineralizowane chlorkiem magnezu.
LITERATURA
1. Janik G.: Konstrukcje budowlane. Tom 1. Statyka budowli, WSiP, Warszawa 2005
2. Mój E., Śliwiński M.: Podstawy budownictwa. Część 1 Wydawnictwo 7 popr.
Politechnika Krakowska, Kraków 2000.
3. Byrdy Cz.: Podstawy budownictwa. Część 2 Wydawnictwo 6 Politechnika Krakowska,
Kraków 2001.
4. Żenczykowski W.: Budownictwo ogólne: Tomy 2/1 i 2/2. Arkady, Warszawa 1990.
5. Poradnik kierownika budowy. Arkady, Warszawa 1993.
6. Rososiński S.: Wytrzymałość materiałów. Państwowe Wydawnictwa Szkolnictwa
Zawodowego, Warszawa 1966.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin