1.0 Uvodno predavanje - GRADIVA

GRADIVAGRADIVA

Prof.dr.scProf.dr.sc. . Ivana Banjad PeIvana Banjad Peččurur

2008/2009

2GRADIVA akademska godina 2008/2009

PREDMET GRADIVA

PREDAVANJA I VJEŽBE:Prof.dr.sc. Ivana Banjad Pečur, dipl. ing. grañ.Doc.dr.sc. Marijan Skazlić, dipl. ing. grañ.


PROJEKTIRANJE SASTAVA BETONA

9.10.2008.

SVJEŽI BETON7.10.2008.

AGREGAT4.10.2008.

BETON- kompozitni materijal

2.10.2008.

AGREGAT, VODA, DODATCI

30.9.2008.

CEMENTCEMENT27.9.2008.

VEZIVA, CEMENT25.9.2008.

UVOD; FIZIKALNI PARAMETRI GRADIVA

23.9.2008.

LABORATORIJSKEVJEŽŽŽŽBE

AUDITORNEVJEŽŽŽŽBEPREDAVANJADATUM


LABORATORIJSKE

VJEŽŽŽŽBE


MORTOVI, KERAMIKA28.10.2008.

SPECIJALNI BETONI I TEHNOLOGIJE

25.10.2008.

TRAJNOST BETONA23.10.2008.

PROIZVODNJA BETONA21.10.2008.

ČVRSTOĆA I DEFORMACIJE BETONA

18.10.2008.

DEFORMACIJE BETONA16.10.2008.

ČVRSTOĆE BETONA14.10.2008.

PROJEKTIRANJE SASTAVA BETONA

11.10.2008.


LABORATORIJSKE

VJEŽŽŽŽBE


ISPIT 1. rok8.11.2008.

OBILAZAK LABORATORIJA

6.11.2008.

OBILAZAK LABORATORIJA

4.11.2008.

POLIMERI, LJEPILA30.10.2008.


LITERATURA� Ukrainczyk, V. Poznavanje gradiva, IGH, Alcor,

Zagreb, 2001.� Ukrainczyk, V. Beton: struktura, svojstva,

tehnologija, Grañevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 1994.

� Bjegović, D., Balabanić, G., Mikulić, D.: Grañevinski materijali – zbirka riješenih zadataka, Grañevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 2007.

GRADIVA

KONSTRUKCIJA


KAMEN

Most u Mostaru, BiH, 1566., Mimar Hajrudin


KERAMIČKI MATERIJALI

Der Neuer Zollhof, Düsseldorf, 1996.-1999., Gehry Partners


AGREGAT, CEMENT, BETON

Guggenheim, New York, 1956.-1959., Frank Lloyd Wright


MORTOVI, ŽBUKE

Der Neuer Zollhof, Düsseldorf, 1996.-1999., Gehry Partners


METALI

Walt Disney Concert Hall, Los Angeles, 1999.-2003., Gehry Partners


UGLJIKOVODIČNA VEZIVA


DRVO

Jean-Marie Tjibaou Cultural Centar, 1991.-1998., New Caledonia, Renzo Piano


POLIMERNI MATERIJALI


STAKLO

Pyramide du Louvre, Paris, 1989., I. M. Pei


IZBOR MATERIJALA

IZGLEDIZGLED

KONSTRUKTIVNI KONSTRUKTIVNI UVJETIUVJETI

UVJETI GRAðENJAUVJETI GRAðENJA

OBRADAOBRADAEKONOMIEKONOMIČČNOSTNOST

Utjecaji okoliUtjecaji okolišša a –– TRAJNOST TRAJNOST


RAZREDBA SVOJSTAVA

� fizikalna� mehanička � toplinska� električna i magnetna� akustična

� fizikalno-kemijska� elektrokemijska� proizvodna� estetska� ekonomska


FIZIKALNA SVOJSTVA

� oblik� dimenzije� masa� volumenska masa� poroznost� vlažnost� struktura


MASA, m (kg)Stanja materijala ovisno o vlažnosti:

md - masa SUHOG materijala .

ma- masa NEZASIĆENOGPOVRŠINSKI SUHOG mat.

mzps- masa ZASIĆENOGPOVRŠINSKI SUHOG materijala

.mw- masa VLAŽNOG mat.

PORE


VOLUMEN, V (m3)

šupljine

Vp - volumen pora

Vš - volumen šupljina

V - volumen čvrste tvari

Vg - ukupni volumen


GUSTOĆA, ρ (kg/m3)

� omjer mase suhog materijala i volumena čvrste tvari (bez pora i šupljina)

� materijal nepravilnog oblika – volumen se odreñuje VAGANJEM POD VODOM –ARHIMEDOV ZAKON – tijelo uronjeno u tekućinu gubi na svojoj težini onoliko koliko teži tijelom istisnuta tekućina

dm

Vρ =


� volumen rastresitih ili praškastih materijala odreñuje se u PIKNOMETRU

� uzorak materijala stavi se u piknometar, prelije se vodom i promiješa

� do označenog nivoa se dolije voda i izvaže


VOLUMENSKA MASA, ρΖ (kg/m3)

� omjer mase i volumena materijala s porama

� volumenska masa suhog materijala

� volumenska masa zasićenog površinski suhog materijala

dz (d)

p

m

V Vρ =

+

zz (ZPS)

p

m

V Vρ =

+

zp

m

V Vρ =

+


NASIPNA GUSTOĆA, ρS (kg/m3)

� omjer mase suhog materijala i volumena materijala s porama i šupljinama

� nasipna gustoća u RASTRESITOM stanju

� mr - masa suhog mat. sipanog s visine 5 cm iznad ruba posude

rs(r )

g

m

Vρ =

5 cm

Vg


� nasipna gustoća u ZBIJENOM stanju

� nabijanje u 3 nivoa

ns(n)

g

m

Vρ =

25×

25×

25×


APSORBIRANA VODA, Aw

% mase ili volumena

� voda sadržana u zasićenom površinski suhom materijalu

volumena) (% 100ρm

ρ)m(mVV

A

mase) (% 100m

mmA

wd

dzww

d

dzw

×⋅

⋅−==

×−=


POVRŠINSKA VLAŽNOST, As

% mase ili volumena

� voda koja u vidu filma obavija materijal

volumena) (% 100ρm

ρ)m(mVV

A

mase) (% 100m

mmA

wd

zwws

d

zws

×⋅

⋅−==

×−=


UKUPNA VLAŽNOST, W% mase ili volumena

� ukupni sadržaj vode u vlažnom materijalu

volumena) (% 100ρm

ρ)m(mV

VW

mase) (% 100m

mmW

wd

dw'

w

d

dw

×⋅

⋅−==

×−=


POROZNOST, p (%)

� POROZNOST materijala je omjer izmeñu volumena pora u materijalu i njegovog ukupnog volumena:

p

p

Vp

V V=

+

z(d)p 100%ρ − ρ

= ×ρ


PODJELA PORA:

� mikropore� mezopore� makropore

� zatvorene - odgovorne za termička i akustična svojstva

� otvorene - odgovorne za propusnost

Zatvorene pore (šupljine)

Otvorene pore (kapilare)


MEHANIČKA SVOJSTVA

� tvrdoća� čvrstoća (tlačna, vlačna, posmična)� elastičnost� plastičnost� krhkost� žilavost� zamor


TLAČNA ČVRSTOĆA� Ispituje se jednosmjernom centričnom silom na

uzorcima oblika valjaka, kocaka i prizama različitih dimenzija

[N/mm2]

ττττ

Oblik deformiranja uzorka

ττττtrenje

Oblik razaranja uzorka s neeliminiranim trenjem

Oblik razaranja uzorka s eliminiranim trenjem

t 2

F F

A aσ = =


� Tlačna čvrstoća lijevanog željeza,kamena i keramike ispituje se na kockama i valjcima dimenzija prema normama.

� Tlačna čvrstoća betona ispituje se na kockama brida 15 cm i na valjcima promjera 15 cm, visine 30 cm.


VLAČNA ČVRSTOĆA KIDANJEM� Ispituje se kidanjem uzoraka oblika štapa

centričnom vlačnom silom, koja se prenosi s kidalice na uzorak pomoću posebnih hvataljka ili lijepljenjem.

2

F F

A rσ = =

π


VLAČNA ČVRSTOĆA SAVIJANJEM

� Ispituje se na uzorcima oblika prizme (gredice) opterećenih s jednom ili dvije koncentrirane sile.

P

P/2 P/2 P/2 P/2

P/2 P/2

l l

l/2 l/2 l/3 l/3 l/3


2b hW

6

⋅=

2

M 3 F l

W 2 b h

⋅σ = =⋅

moment otpora

moment


VLAČNA ČVRSTOĆA CIJEPANJEM

� Uzorak oblika valjka opterećuje se tlačnom silom po izvodnici valjka (u uzorku se javljaju naprezanja okomita na pravac djelovanja opterećenja).

c

2 F

h d

⋅σ =π ⋅ ⋅


ČVRSTOĆA NA POSMIK

� Ispituje se odrezom, pri kojem se javljajuposmična naprezanja.

F

2Aτ = F

Aτ = F

2Aτ =


TOPLINSKA SVOJSTVA

� provodljivost topline� zapaljivost

� električna otpornost� dielektrična konstanta� magnetna propusnost

ELEKTRIČNA I MAGNETNA SVOJSTVA


SPECIFIČNI TOPLINSKI KAPACITET, c

� c – količina topline koja je potrebna da se jediničnoj masi nekog tijela povisi temperatura za jedinicu [J/kg K]� ovisi o temperaturi pri kojoj je izmjeren� raste s porastom temperature

TmcQ ∆⋅⋅=

[ ]K)J/(kg ⋅∆⋅

=Tm

Qc


TOPLINSKA PROVODLJIVOST, λ

Toplinska provodljivostToplinska provodljivost je količina topline u J, koja u jedinici vremena proñe kroz sloj materijala ploštine presjeka 1 m² i debljine 1 m okomito na njegovu ploštinu pri razlici temperature od 1 K

[ ]K)W/(m ⋅⋅∆⋅

=td

TAQλ


� linearni temperaturni rad (∆l) proporcionalan je promjeni temperature (∆T) i početnoj dimenziji elementa (l), a ovisi o vrsti materijala, što je izraženo koeficijentom linearnog toplinskog istezanja (αt)

� αt - karakteristika materijala, a jednak jeproduljenju elementa jedinične duljine uslijed jediničnog porasta njegove temperature

TOPLINSKI KOEFICIJENT, α

Tll t ∆⋅⋅=∆ α0

[ ]1/K 0 Tl

lt ∆⋅

∆=α


AKUSTIČNA SVOJSTVA

� vodljivost zvuka � zračni zvuk� udarni zvuk

� skupljanje, bubrenje � vodoupojnost� otpornost na smrzavanje� zavarljivost

FIZIKALNO-KEMIJSKA SVOJSTVA


KOEFICIJENT APSORPCIJE ZVUKA, αi

� Sposobnost apsorpcije zvuka nekog materijala (αi):

Pα - apsorbirana i propuštena zvučna energijaP - upadna zvučna energija

� αi = 0 - 1� apsorpcijski materijali - αi > 0,3

P

Pi

αα =


VODOUPOJNOST, A (kg/m2s½)

� prodiranje vode u grañevinski materijal zbog kapilarnog upijanja, kada je jedna ploha materijala u kontaktu s vodom


ELEKTROKEMIJSKA SVOJSTVA

� elektrokemijski potencijal� gustoća korozijske struje� korozija

� jednostavan prijevoz� bez negativnog utjecaja na okoliš

PROIZVODNA SVOJSTVA


VRSTE ISPITIVANJA MATERIJALA

� prema namjeni: kontrolna, istraživačka, znanstvena

� prema mjestu: laboratorijska, terenska� prema sadržaju: ispitivanja pojedinih

materijala, modelska ispitivanja, ispitivanjaelemenata i konstrukcija

� prema utjecaju na materijal: s razaranjem i bez razaranja


ZNAČENJE ISPITIVANJA MATERIJALA

� Odreñivanje osnovnih svojstava� Usavršavanje postojećih i pronalaženje novih

metoda ispitivanja � Poboljšanje svojstava� Pronalaženje novih materijala� Kontrola i osiguravanje kvalitete


PROUČAVANJE MATERIJALA

� Inženjerska ili makrorazina(> 1 mm)

� Razina strukture materijala ili mezorazina(10-3 do 1 mm)

� Molekulska ili mikro -nanorazina(10-7 do 10-3 mm)


INŽENJERSKA ILI MAKRORAZINA

� Materijal = kontinuum� Svojstva se pretpostavljaju za cijeli volumen� Odreñivanje mehaničkih svojstava pod

uvjetima što sličnijima stvarnom stanju� Parametri materijala - empirijske jednadžbe ili

dijagrami


� Poznavanje parametara materijala� Troškovi� Metode ispitivanja

Npr. ispitivanje vlačne čvrstoće, udarne čvrstoće

INŽENJERSKA ILI MAKRORAZINA


RAZINA STRUKTURE MATERIJALAILI MEZORAZINA

� Materijal = kompozit različitih faza� npr. zrno agregata u betonu, cementna pasta� Moguće je izraziti utjecaj sastojaka na

svojstva ukupnog materijala� Razumijevanje parametara materijala


MOLEKULSKA ILI MIKRO-NANORAZINA

� Materijal = čestice veličine molekule� Razumijevanje novih materijala� Postupci – elektronski mikroskop, rentgen� Modeli atoma i molekula

� Ionske, metalne, kovalentne, van derWaalsove veze

Documents

1.0 Uvodno predavanje - GRADIVA