M2012!13!8 Predavanje

11

Материјали у архитектуриМатеријали у архитектури

Предавач: проф др Ана РадивојевићПредавач: проф др Ана Радивојевић

88. предавање. предавањешколска 20школска 201212--13.13. год.год.

Предавач: проф. др. Ана РадивојевићПредавач: проф. др. Ана Радивојевић

1.1. МатеријалиМатеријали заштитезаштите2.2. Полимери и пластичне масеПолимери и пластичне масе

Материјали заштитеМатеријали заштите

материјали у функцији заштите објекатаматеријали у функцији заштите објеката материјали у функцији заштите објеката материјали у функцији заштите објеката и/или појединих његових делова примењују и/или појединих његових делова примењују се у циљу повећања нивоа:се у циљу повећања нивоа:

1.1. безбедности, безбедности, 2.2. трајности, трајности, 3.3. комфоракомфораф рф р

може се говорити о:може се говорити о:a.a. ‘системима’ заштите‘системима’ заштитеb.b. материјалима заштитематеријалима заштите

22


према својој природи материјали заштитепрема својој природи материјали заштите према својој природи, материјали заштите према својој природи, материјали заштите могу бити:могу бити:

1.1. органскиоргански2.2. неоргански / минералнинеоргански / минерални33 синтетички (синтетички (пластичне масепластичне масе))3.3. синтетички (синтетички (пластичне масепластичне масе))


класификација заштитних материјала укласификација заштитних материјала у класификација заштитних материјала у класификација заштитних материјала у односу на врсту заштите коју пружају:односу на врсту заштите коју пружају:

A.A. материјали за топлотну заштитуматеријали за топлотну заштиту(термоизолациони материјали)(термоизолациони материјали)

B.B. материјали за заштиту од влаге материјали за заштиту од влаге (хидроизолациони материјали)(хидроизолациони материјали)(хидроизолациони материјали)(хидроизолациони материјали)

C.C. материјали за звучну заштитуматеријали за звучну заштитуD.D. материјали за заштиту од пожараматеријали за заштиту од пожараE.E. материјали за заштиту од корозијематеријали за заштиту од корозије

33

Хидроизолациони Хидроизолациони материјалиматеријали

Хидроизолациони материјалиХидроизолациони материјали

материјали који решавају материјали који решавају проблеме изолације од проблеме изолације од р јр јводе/влаге у случају:воде/влаге у случају:

делова објекта у контакту делова објекта у контакту са тломса тлом

равних крововаравних кровова

неопходно да испуне неопходно да испуне одређене услове да би могли одређене услове да би могли да буду примењени као да буду примењени као хидроизолациони материјалихидроизолациони материјали

44

Хидроизолациони материјали Хидроизолациони материјали / услови/ услови

1.1. да не пропуштају и не упијају водуда не пропуштају и не упијају водур у ју у ј ју ур у ју у ј ју у2.2. да су постојани у контакту са водом и материјалима са да су постојани у контакту са водом и материјалима са

којима су у контактукојима су у контакту3.3. да имају добру приоњивост (адхезију) за подлогуда имају добру приоњивост (адхезију) за подлогу4.4. да испољавају задовољавајућу пластичност на ниским, да испољавају задовољавајућу пластичност на ниским,

односно постојаност на повишеним температурамаодносно постојаност на повишеним температурама5.5. да добро подносе нагле промене температуреда добро подносе нагле промене температуре6.6. да могу да дилатирају заједно са подлогом да могу да дилатирају заједно са подлогом

( ј ћ )( ј ћ )(задовољавајућа еластичност)(задовољавајућа еластичност)7.7. да су отпорни према механичким утицајима да су отпорни према механичким утицајима 8.8. да имају задовољавајућа реолошка својства (старење да имају задовољавајућа реолошка својства (старење

материјала)материјала)9.9. да су лаки за примену, незапаљиви, нетоксични, добри да су лаки за примену, незапаљиви, нетоксични, добри

електроизолатори,....електроизолатори,....

Хидроизолациони материјалиХидроизолациони материјали-- изборизбор

избор врсте и типа хидроизолације је уизбор врсте и типа хидроизолације је у избор врсте и типа хидроизолације је у избор врсте и типа хидроизолације је у великој мери предодређен карактеристикама великој мери предодређен карактеристикама воде/влаге којој је изложена;воде/влаге којој је изложена;

вода/влага у односу на коју се предузимају вода/влага у односу на коју се предузимају мере заштите може бити:мере заштите може бити: хемијски агресивна или хемијски неутралнахемијски агресивна или хемијски неутрална текућа или стајаћатекућа или стајаћа под притиском или без притиска на конструкцијупод притиском или без притиска на конструкцију

55

Хидроизолациони материјали Хидроизолациони материјали --класификацијакласификација

A.A. према начину/принципу деловања:према начину/принципу деловања:

1.1. мембране мембране 2.2. пенетратипенетрати3.3. кристализаторикристализатори

Хидроизолациони материјали Хидроизолациони материјали -- класификацијакласификација

мембранемембране –– материјал штити од влаге алиматеријал штити од влаге али мембранемембране материјал штити од влаге али материјал штити од влаге али (најчешће) не може самостално да испуни (најчешће) не може самостално да испуни механичке захтеве (потреба за заштитним механичке захтеве (потреба за заштитним слојем)слојем)

66


пенетратипенетрати –– формирају хидроизолациони слојформирају хидроизолациони слој пенетратипенетрати формирају хидроизолациони слој формирају хидроизолациони слој на површини подлоге, али и пенетрирају на површини подлоге, али и пенетрирају (продиру) унутар материјала на коју се (продиру) унутар материјала на коју се полажуполажу


кристализаторикристализатори –– пенетрирају (продиру)пенетрирају (продиру) кристализаторикристализатори пенетрирају (продиру) пенетрирају (продиру) унутар материјала на који се полажу, а у унутар материјала на који се полажу, а у додиру са водом/влагом хемијски реагују додиру са водом/влагом хемијски реагују ––кристалишу и тада представљају препреку за кристалишу и тада представљају препреку за воду/влагуводу/влагу

77


B.B. према хемијском саставу:према хемијском саставу: органски материјалиоргански материјали на бази битуменана бази битумена –– мембране имембране и органски материјалиоргански материјали на бази битумена на бази битумена –– мембране и мембране и

пасте ( битумен, битумен + тер папир, кондор, пасте ( битумен, битумен + тер папир, кондор, полиазбитол,.....)полиазбитол,.....)

битумен битумен –– смешасмеша органских једињења и минералних уљаорганских једињења и минералних уља код различитих материјала на бази битумена, различит код различитих материјала на бази битумена, различит

састав смешесастав смеше нису сви битуменски материјали компатибилнинису сви битуменски материјали компатибилни да би се од битумена добио материјал стабилног да би се од битумена добио материјал стабилног

јј јјхемијског састава хемијског састава –– врши се полимеризацијаврши се полимеризација

неорганскинеоргански (хидроизолациони цементи, адитиви за (хидроизолациони цементи, адитиви за водонепропусност, пенетрати, кристализатори, металне водонепропусност, пенетрати, кристализатори, металне траке и фолије, ....)траке и фолије, ....)

синтетичкисинтетички (материјали на бази термопластичних (материјали на бази термопластичних полимера и еластомера)полимера и еластомера)


C.C. према физичким карактеристикамапрема физичким карактеристикама (еластичности (еластичности материјала/система)материјала/система)материјала/система)материјала/система)

крутикрути (хидроизолациони цементи, епоксиди, полимери, пенетрати, (хидроизолациони цементи, епоксиди, полимери, пенетрати, кристализаторикристализатори

еластичниеластични (битуменске хидроизолације, течни полимери, ПЕ (битуменске хидроизолације, течни полимери, ПЕ ––полиетилен, ПВЦ фолије, ПИБ полиетилен, ПВЦ фолије, ПИБ –– полиизобитулен, ЕПДМ полиизобитулен, ЕПДМ –– етилен пропилен етилен пропилен дуен мономер)дуен мономер)

D.D. према слојевитостипрема слојевитостиј јј ј једнослојни једнослојни (ПЕ (ПЕ –– полиетилен, ПВЦ фолије, ПИБ полиетилен, ПВЦ фолије, ПИБ –– полиизобитулен, ЕПДМ полиизобитулен, ЕПДМ –– етилен пропилен дуен мономер)етилен пропилен дуен мономер)

вишеслојни вишеслојни (битуменске хидроизолације, материјали на цементној (битуменске хидроизолације, материјали на цементној основи, епоксидни наноси, течни полимери)основи, епоксидни наноси, течни полимери) од једне врсте материјалаод једне врсте материјала од више врста материјалаод више врста материјала

88



99

Термоизолациони Термоизолациони материјалиматеријали

Термоизолациони материјалиТермоизолациони материјали

предусловпредуслов да би неки материјал биода би неки материјал био предуслов предуслов да би неки материјал био да би неки материјал био термоизолациони је да поседује:термоизолациони је да поседује:

1.1. високу порозност / малу запреминску високу порозност / малу запреминску масумасу

22 аморфну структуруаморфну структуру2.2. аморфну структуруаморфну структуру

•• карактеристична је фина влакнаста структура карактеристична је фина влакнаста структура (танки слојеви ваздуха), или затворена (танки слојеви ваздуха), или затворена порозност материјала у домену малих порапорозност материјала у домену малих пора

1010


као директна последица ових особина, као директна последица ових особина, јјодликује их:одликује их:

мала вредност коефицијента топлотне мала вредност коефицијента топлотне проводљивостипроводљивости

термоизтермоиз. . материјалматеријал

мин. / стаклена мин. / стаклена вунавуна

перлит перлит бетонбетон хераклитхераклит стиропорстиропор полиуретанполиуретан

ρ ρ [kg/m3][kg/m3] 3535--250250 250250--400400 350350--450450 2525--4040 3030--500500

мале вредности механичких чврстоћа:мале вредности механичких чврстоћа:притисак притисак –– 0,2 до 2,5 0,2 до 2,5 MPaMPaсавијање савијање –– 0,15 до 2,0 0,15 до 2,0 MPa MPa

λ λ [W/mºK][W/mºK] 0,040,04--0,140,14 0,080,08--0,10,1 0,070,07--0,090,09 0,030,03--0,050,05 0,020,02


својствасвојства неопходнанеопходна заза применупримену некогнеког материјаламатеријала уусвојствасвојства неопходнанеопходна заза применупримену некогнеког материјаламатеријала уутермоизолационетермоизолационе сврхесврхе::

a.a. да имају мали коефицијент упијања водеда имају мали коефицијент упијања водеb.b. да буду постојани на повишеним температурамада буду постојани на повишеним температурамаc.c. да поседују задовољавајућу паропропустљивостда поседују задовољавајућу паропропустљивостdd да су отпорни на дејство пожарада су отпорни на дејство пожараd.d. да су отпорни на дејство пожарада су отпорни на дејство пожараe.e. да су отпорни на дејство мразада су отпорни на дејство мразаf.f. да имају задовољавајућу хемијску и биолошку да имају задовољавајућу хемијску и биолошку

постојаностпостојаност

1111

Термоизолациони материјалиТермоизолациони материјалиначин на који сеначин на који сенеопходна својстванеопходна својстванеопходна својства неопходна својства испољавају:испољавају:•• поседује их сам поседује их сам материјалматеријал

•• постижу се додатном постижу се додатном обрадом самог обрадом самог

јјматеријаламатеријала•• постижу се применом постижу се применом материјала у систему материјала у систему са другим са другим материјалимаматеријалима

Врсте термоизолационих Врсте термоизолационих материјаламатеријала

1.1. неорганскинеорганскиa.a. минерална вунаминерална вунаb.b. стаклена вунастаклена вунаc.c. керамички материјаликерамички материјали

(прерадом дијатомејске (прерадом дијатомејске земље, ватроотпорне земље, ватроотпорне глине, перлита, шамота...)глине, перлита, шамота...)

d.d. лаки бетони и лаки бетони и малтерималтери

e.e. лаки агрегатилаки агрегати (примена (примена у растреситом стању)у растреситом стању)

1212



22 органскиоргански2.2. органскиорганскиa.a. производи на бази производи на бази

дрвета дрвета (хераклит, (хераклит, лесонити, иверице,...)лесонити, иверице,...)

b.b. плута и производи плута и производи од плутеод плуте

c.c. трскатрскаd.d. пресована сламапресована сламаe.e. вуна и сл.вуна и сл.

1313



33 синтетичкисинтетички -- пластичнепластичне3.3. синтетички синтетички пластичне пластичне масемасе

a.a. експандирани полистирол експандирани полистирол ––стиропорстиропор

b.b. екструдирани полистирол екструдирани полистирол ––стиродурстиродур

c.c. полиуретани полиуретани -- порофенпорофенd.d. ПВЦ плочеПВЦ плочеe.e. саћасте пластичне масесаћасте пластичне масеf.f. производи од полиестерских производи од полиестерских

влаканавлакана

1414

Полимери и пластичне Полимери и пластичне масемасе

Полимери и пластичне Полимери и пластичне масемасе

пластичнепластичне масемасе –– производипроизводи нана базибази полимераполимера пластичнепластичне масемасе –– производипроизводи нана базибази полимераполимера

мономермолекул мале

тежине

полимеризација

кондензација молекула

полимермолекул велике

тежине

полимериполимери: - природни (протеини, целулоза,...)- вештачки - синтетичке смоле

- у последњих 20так година – дестилати добијени из нафте и природног гаса су постали практично основна сировина у индустрији пластике

1515

ПолимериПолимери

уу грађевинарствуграђевинарству сесе изузетноизузетно реткоретко примењујупримењују уууу грађевинарствуграђевинарству сесе изузетноизузетно реткоретко примењујупримењују уучистомчистом обликуоблику

представљајупредстављају основуоснову заза производњупроизводњу пластичнихпластичнихмасамаса (материјали(материјали добијенидобијени одговарајућомодговарајућоммодификацијоммодификацијом полимера)полимера)

заза обимобим ии начинначин применепримене полимераполимера ии изиз њихњихдобијенихдобијених пластичнихпластичних масамаса значајнозначајно понашањепонашањеполимераполимера припри загревањузагревању (последица(последица хемијскехемијскеструктуреструктуре полимера)полимера)


a)a) термопластичнитермопластични полимериполимери –– припри загревањузагревањуразмекшавајуразмекшавају аа потомпотом сесе ии топетопе докдок приликомприликомразмекшавају,размекшавају, аа потомпотом сесе ии топетопе,, докдок приликомприликомхлађењахлађења поновопоново очвршћавајуочвршћавају ии задржавајузадржавају основнаосновнасвојствасвојства(полиетилен, поливинилхлорид, полистирол, полиизобутилен, (полиетилен, поливинилхлорид, полистирол, полиизобутилен, поливинилацетат, полиметилметаткрилат поливинилацетат, полиметилметаткрилат –– органско стакло)органско стакло)

b)b) термостабилни полимеритермостабилни полимери –– при загревању могу при загревању могу само једном да омекшају након чега мењају својусамо једном да омекшају након чега мењају својусамо једном да омекшају, након чега мењају своју само једном да омекшају, након чега мењају своју молекулску структуру и више се не могу превести у молекулску структуру и више се не могу превести у пластично стање пластично стање –– трпе деформацију, а на високом трпе деформацију, а на високом температурама и деструкцију;температурама и деструкцију; сагоревају;сагоревају;(фенолалдехиди, епоксиди, полиестри, полиуретани, силикони)(фенолалдехиди, епоксиди, полиестри, полиуретани, силикони)

1616


c)c) каучуккаучук –– посебан тип полимера:посебан тип полимера:c)c) каучуккаучук посебан тип полимера:посебан тип полимера:•• природни природни -- добијен из сока (латекса) каучуковог дрветадобијен из сока (латекса) каучуковог дрвета

•• вештачки / еластомеривештачки / еластомери -- настао полимеризацијом настао полимеризацијом одговарајућих мономера одговарајућих мономера (изопрен, бутадиен,...)(изопрен, бутадиен,...) материјал који испољава специфичан облик материјал који испољава специфичан облик

еластичности и деформабилности; практично еластичности и деформабилности; практично нестишљив;нестишљив;

гумагума –– материјал настао вулканизацијом каучука материјал настао вулканизацијом каучука уз додатак пуниоца (креда, чађ, ...)уз додатак пуниоца (креда, чађ, ...)

мања еластичност од каучука, али већа мања еластичност од каучука, али већа отпорност на повишеним температурама и мања отпорност на повишеним температурама и мања растворљивост у органским растварачимарастворљивост у органским растварачима

Пластичне масеПластичне масе

структура/састав пластичних маса:структура/састав пластичних маса:структура/састав пластичних маса:структура/састав пластичних маса:

1.1. везива везива (10(10--20%) 20%) –– неки од полимеранеки од полимера2.2. пуниоци пуниоци (80(80--90%) 90%) –– инертни материјал инертни материјал

(прашкасти, влакнасти, (прашкасти, влакнасти, листасти материјали)листасти материјали)

3.3. остали материјали:остали материјали: пластификаторипластификатори -- повећавајуповећавају пластичностпластичност катализаторикатализатори-- у функцијиу функцији очвршћивачаочвршћивача бојебоје –– пигменти или органске бојепигменти или органске боје супстанце за формирање порозне структуресупстанце за формирање порозне структуре

1717


у зависности од начина на који је остваренау зависности од начина на који је остваренау зависности од начина на који је остварена у зависности од начина на који је остварена порозност неке пластичне масе, разликују се:порозност неке пластичне масе, разликују се:•• пенопласти пенопласти порозност се остварује порозност се остварује

довођењем полимера у довођењем полимера у пенасто стање пре његовог пенасто стање пре његовог очвршћавањаочвршћавања

•• поропластипоропласти порозност се постиже порозност се постиже уношењем у полимер уношењем у полимер супстанци које у периоду супстанци које у периоду очвршћавања развијају очвршћавања развијају гасове, па маса експандујегасове, па маса експандује

Пластичне масе/Пластичне масе/својствасвојства

основна својства:основна својства:основна својства:основна својства: специфична маса специфична маса –– 10001000--2000 2000 kg/mkg/m33

запреминска масазапреминска маса –– зависна од порозности зависна од порозности (резултат процеса производње)(резултат процеса производње)

пластичне фолије, линолеум пластичне фолије, линолеум скоро потпуно компактнискоро потпуно компактнипенопластипенопласти == 9595--98%98%пенопласти пенопласти 9595 98%98%

упијање воде упијање воде –– изузетно мало (до 1%), изузетно мало (до 1%), осим код пено и поропластаосим код пено и поропласта

1818


ниска топлотна проводљивост ниска топлотна проводљивост ррλ = λ = 0,230,23--0,7 W/m0,7 W/mooKK

високе вредности термичког коефицијента високе вредности термичког коефицијента линеарног ширењалинеарног ширења

велике вредности чврстоћа велике вредности чврстоћа (посебно код (посебно код пластичних маса са пуниоцима од влакана пластичних маса са пуниоцима од влакана или листова)или листова)

мале вредности модула еластичности, уз мале вредности модула еластичности, уз истовремену велику деформабилностистовремену велику деформабилност

позитивна позитивна својствасвојства

истовремену велику деформабилност истовремену велику деформабилност (знатно мања у поређењу са (знатно мања у поређењу са одговарајућим полимерима)одговарајућим полимерима)

отпорност на дејство воде, водених отпорност на дејство воде, водених раствора киселина, база и солираствора киселина, база и соли


велики број пластичних маса осетљив на велики број пластичних маса осетљив на р јр јорганске раствараче (растворљивост, органске раствараче (растворљивост, бубрење)!!!!бубрење)!!!!

велика подложност старењу!!!!велика подложност старењу!!!! токсичност материјала у течном стању!!!токсичност материјала у течном стању!!! слаба постојаност на повишеним слаба постојаност на повишеним температураматемпературамана високим температурама долази до:на високим температурама долази до:

негативна негативна својствасвојства

на високим температурама долази до:на високим температурама долази до: топљењатопљења ((термопластичне пластичне термопластичне пластичне масе)масе)

сагоревања сагоревања ((термостабилне пластичне термостабилне пластичне масе)масе)

1919


облици примене:облици примене:облици примене:облици примене:1.1. пластичне масе са стакленим влакнимапластичне масе са стакленим влакнима2.2. материјали за облагање подоваматеријали за облагање подова3.3. термоизолациони материјалитермоизолациони материјали4.4. хидроизолациони материјали и заптивкехидроизолациони материјали и заптивке55 ентеријерске облогеентеријерске облоге5.5. ентеријерске облогеентеријерске облоге6.6. цеви и санитарноцеви и санитарно--техничка опрематехничка опрема7.7. лепковилепкови8.8. полимербетони и бетонполимериполимербетони и бетонполимери

Класификација, врсте и карактеристике Класификација, врсте и карактеристике понашања пластичних материјала у односу на понашања пластичних материјала у односу на температуру (термопластичне/термостабилне)температуру (термопластичне/термостабилне)

2020

Еколошке особине Еколошке особине пластичних масапластичних маса

карактер утицаја на окружењекарактер утицаја на окружење карактер утицаја на окружењекарактер утицаја на окружење у зависности од конкретне врсте, пластичне масе у зависности од конкретне врсте, пластичне масе могу на више начина и у више фаза животног могу на више начина и у више фаза животног циклуса да угрожавају животну средину циклуса да угрожавају животну средину –– током током производње и употребе, приликом одлагања;производње и употребе, приликом одлагања;

испољавају велику потребу за енергијом приликомиспољавају велику потребу за енергијом приликом испољавају велику потребу за енергијом приликом испољавају велику потребу за енергијом приликом производњепроизводње

испољавају токсичност у течном стању!!!испољавају токсичност у течном стању!!!


одрживост ресурса иодрживост ресурса и пластична пластична трајност у трајност у трајност у трајност у одрживост ресурса и одрживост ресурса и могућност могућност рециклирања:рециклирања:

велика подложност велика подложност старењу старењу ––

масамаса годинама годинама (споља)(споља)

годинама годинама (унутра)(унутра)

PVCPVC 88 < 40< 40

PEPE 22 1515

PURPUR 77 1010р ур у

испољавају кратак испољавају кратак рок трајањарок трајања

PURPUR 77 1010

EPDMEPDM < 30< 30 < 30< 30

2121


одрживост ресурса и могућностодрживост ресурса и могућност одрживост ресурса и могућност одрживост ресурса и могућност рециклирања:рециклирања:

дуго време разлагања у природидуго време разлагања у природи постоји могућност рециклирања поступком постоји могућност рециклирања поступком топљења у случају термопластичних материјала итопљења у случају термопластичних материјала итопљења у случају термопластичних материјала и топљења у случају термопластичних материјала и једног дела термостабилнихједног дела термостабилних проблем проблем –– највећи број пластичних маса садржи у себи највећи број пластичних маса садржи у себи различите адитиве што онемогућава њихово различите адитиве што онемогућава њихово пречишћавање и враћање у производни процеспречишћавање и враћање у производни процес

могућа примена у новим материјалима и производимамогућа примена у новим материјалима и производима

Documents

M2012!13!8 Predavanje