Vlastnosti stavebních materiálů
Všechny stavební materiály jsou podle typu rozděleny na přírodní a umělé. Mezi umělé se přitom řadí ty, které jsou během výrobního procesu podrobeny tepelné, chemické nebo jiné úpravě, která mění jejich strukturu, chemické složení atd.
Ve stavebnictví se používají především tyto druhy stavebních materiálů:
- přírodní dřevo a umělé materiály vyrobené ze dřeva;
- kovy;
- kamenné materiály – přírodní a umělé;
- pojiva nebo jednoduše pojiva – minerální a organické (vápno, cement, asfalt atd.);
- malty a betony;
- speciální stavební materiály – tepelné izolace, hydroizolace, střešní krytiny, povrchové úpravy atd.
- železobeton a konstrukce z něj vyrobené
- materiály a výrobky na bázi plastů
- barvy a laky.
Výše uvedená klasifikace je podmíněná, protože cihla, beton a dokonce i okenní sklo jsou v podstatě druhy kamenných materiálů. Proto na rozdíl od strojů a zařízení, které jsou vyrobeny převážně z kovů, jsou budovy a stavby v mnoha případech stavěny téměř výhradně z kamene!
Potřeba samostatného posouzení betonu a malty je diktována jejich zvláštním významem v moderním stavebnictví.
Široce zavedené syntetické materiály (plasty), které jsou typem umělých materiálů, se ve stavebnictví stále používají v omezeném měřítku – na podlahy, dekorace stěn, tepelnou izolaci (porézní plasty) atd.
Základní vlastnosti
Trvanlivost
Jednou z nejdůležitějších vlastností stavebních materiálů používaných pro nosné konstrukce je pevnost.
Pevnost je vlastnost materiálu odolávat destrukci pod vlivem namáhání vznikajících zatížením nebo jinými faktory. Věda, která studuje pevnost materiálů, je pevnost materiálů.
Ve stavebnictví se používají hlavně dva indikátory pevnosti:
- u křehkých materiálů (kámen, beton) – pevnost v tlaku (dočasná pevnost);
- pro tvárnou (měkkou ocel) – mez kluzu.
V obou případech se pevnost měří v kg/cm2 (někdy v kg/mm2).
Materiály pro obvodové konstrukce musí mít především poměrně nízký koeficient tepelné vodivosti.
Součinitel tepelné vodivosti
Součinitel tepelné vodivosti k se měří v kcal/m – stupeň – hodina. Jeho přímé stanovení je možné pouze v laboratorních podmínkách.
Velmi pohodlným a snadněji stanovitelným ukazatelem, který poměrně dobře charakterizuje tepelně stínící vlastnosti materiálů, je objemová hmotnost – hmotnost jednotky objemu materiálu v jeho přirozeném stavu (tj. pokud jsou v něm póry a dutiny).
Objemová hmotnost
Objemová hmotnost navíc přímo ovlivňuje vlastní hmotnost jednotlivých konstrukcí i budov a staveb jako celku, a proto určuje tonáž přepravy velkého množství materiálů používaných ve stavebnictví.
U hustých materiálů, jako je ocel, se objemová hmotnost shoduje se specifickou hmotností; u porézních materiálů je objemová hmotnost menší než specifická hmotnost.
Objemová hmotnost stavebních materiálů se obvykle stanovuje v kg/m3 nebo T/m3.
Propustnost vlhkosti
Propustnost vlhkosti (nebo spíše nepropustnost) je hlavní vlastností střešních, hydroizolačních a dalších materiálů.
Mrazuvzdornost
Mrazuvzdornost je důležitým ukazatelem pro materiály vnějších stěn, které podléhají střídavému zmrazování a rozmrazování (ve vnějších vrstvách). Testuje se opakovaným zmrazováním a rozmrazováním vzorků ve stavu nasyceném vodou a hodnotí se počtem testovacích cyklů, které vzorky vydrží bez výrazného poklesu pevnosti a úbytku hmotnosti. Mrazuvzdornost je označena symbolem Мрз s přidáním čísla udávajícího počet cyklů, například Мрз 15, Мрз50. Mrazuvzdornost výrazně závisí na nasákavosti materiálu, protože destrukce při zmrazování je způsobena rozpínáním vody při zamrzání v pórech materiálu.
Požární odolnost
Ve vztahu k působení ohně (při požáru) se stavební materiály vyznačují hořlavostí a stavební prvky požární odolností.
Na základě hořlavosti se materiály dělí do 3 kategorií:
- hořlavý (dřevo),
- ohnivzdorné (kameny, kovy)
- a obtížně spalitelné, které se vznítí a dále hoří nebo doutná pouze v přítomnosti zdroje ohně.
Požární odolnost konstrukcí je charakterizována mezí požární odolnosti (hodina), udávající dobu trvání požární odolnosti konstrukce v případě požáru, která závisí jak na druhu použitého materiálu, tak na tloušťce konstrukce, její masivnosti, na tloušťce konstrukce, na její masivnosti, na požární odolnosti a na požární odolnosti konstrukce. atd. Pro různé prvky staveb je limit požární odolnosti stanoven normami od 0,25 do 5 hod.
Nehořlavost
Pojmy protipožární a požární odolnost se nemusí vždy shodovat. Například ohnivzdorný materiál, jako je ocel, má relativně nízkou požární odolnost, protože při teplotách nad 500-600° modul pružnosti a pevnostní charakteristiky oceli prudce klesají a konstrukce podléhají katastrofálním deformacím.
Refraktornost
Materiály určené pro provoz při vysokých teplotách podléhají požadavkům na tepelnou odolnost a při velmi vysokých teplotách na požární odolnost.
Odolnost proti korozi
Materiály pracující v podmínkách, kde je možná koroze, musí mít dostatečnou korozní odolnost. Vlivem různých chemických činidel je většina stavebních materiálů (ocel, beton, zdivo atd.) náchylná ke korozi.
Biostabilita
Odolnost organických stavebních materiálů vůči rozkladu se nazývá biorezistence. Použitím různých antiseptických činidel lze zvýšit biostabilitu materiálů, obvykle však pouze po omezenou dobu.
Tvrdost
Schopnost materiálu odolávat pronikání jiného tvrdšího tělesa do něj. Tvrdost materiálu nemusí vždy odpovídat jeho pevnosti.
Přenos zvuku
Nazývají šíření zvukových vln ze zdroje zvuku vzduchem, pronikající obálkou budovy. Lehké a porézní materiály mají vysokou zvukovou propustnost a těžké mají nízkou zvukovou propustnost.