to get the file

18MTY-keramika a
beton
Struktura keramických materiálů
Vlastnosti keramických materiálů
• Přednosti keramických materiálů:
•
•
•
•
•
•
•
vysoký bod tání (odolnost proti žáru)
velká tuhost
velká tvrdost (odolnost opotřebení)
odolnost vůči otěru
chemická odolnost (proti kyselinám a roztaveným kovům)
nízká elektrická a tepelná vodivost
dostupné a hojné suroviny
• Zápory keramických materiálů:
•
•
•
•
křehkost
citlivost k tepelným rázům
obtížnější výroba
vysoké náklady
Hlavní druhy keramiky
• Porcelán
• Pórovina
• Kamenina
• Cihlářské výrobky
• Technická keramika
• Žáruvzdorná keramika
Výroba slinováním
Složení keramických látek
Křehkost keramických materiálů
Weibull
Konstrukční keramika
Keramický motor, Si3N4
Space shuttle
High-tech keramika
• Polovodiče
• Piezoelektrické materiály
• Supravodivé materiály
•…
• Uhlík – grafit, diamant, grafén, nanotrubičky,
fulleren
Sklo a jeho výroba
SiO2, křemen, křišťál, písek
BETON - charakteristika
Beton je stavební materiál vyrobený z kameniva,
cementu a vody.
Vykazuje obdobné vlastnosti jako některé přírodní
kameny, tj. vzdoruje dobře tlaku, je však křehký, není
tudíž schopný větších deformací a má malou pevnost v
tahu a ve smyku.
Vzniká vysokoteplotním vypalováním surovin (1400°C)
Cement je složený z několika složek – vápenné, křemenné
a jílové.
vzorce mCaO.nSiO2.pH2O
(označované někdy souborně také jako
tzv. C-S-H gel,
Přísady do betonu
• Plastifikátory, Superplastifikátory
• Urychlovače tuhnutí a tvrdnutí
• Zpomalovače (retardéry) tuhnutí a tvrdnutí
• Provzdušňovací činidla
Pevnost betonu
• Křehký materiál – pevnost v tlaku je přibližně
desetinásobkem pevnosti v tahu
• Záleží na množství cementu: Max 500kg/m3, min.
200kg/m3
• Pevnost kameniva je větší než pevnost výsledného
betonu
Granulometrické složení betonu
• Kamenivo s plynulou zrnitostí
• zastoupena zrna všech velikostí
• vyznačuje se malým vnitřním třením a poskytuje tudíž dobře
zpracovatelné betonové směsi bez použití velkého množství
vody.
• Kamenivo s přetržitou zrnitostí
• chybějí zrna určitých velikostí, frakce na sebe přímo
nenavazují
• vyžaduje menší množství cementu (menší povrch zrn
kameniva)
• používá se strojních prostředků na zhutnění betonu (vibrátoru
ponorných nebo příložných), neboť vibrací se podstatně sníží
vnitřní tření ve směsi
Vazba vodního součinitele na
pevnost betonu
• Pevnost betonu výrazně závisí na množství použité vody, na vodním součiniteli,
udávající váhový poměr vody k cementu (w = v/c).
• K řádnému průběhu procesu hydratace stačí vodní součinitel 0,23 až 0,25.
• Pro dokonalé zpracování betonové směsi nutno zvýšit vodní součinitel na 0,3 až
1,0 podle způsobu zhutňování.
• Podle stupně zpracovatelnosti betonové směsi se rozlišují směsi
• velmi tuhé, tuhé, zavlhlé, málo měkké, měkké, velmi měkké a tekuté.
• Největších pevností se dociluje při co nejmenším vodním součiniteli, při němž
ovšem je možno betonovou směs ještě dokonale zpracovat, tj. při w = 0,3 až 0,5.
• Při nižším vodním součiniteli (w < 0,3) pevnost betonu rychle klesá
• směs nelze řádně zpracovat
• část cementu nepřijde vůbec do styku s vodou.
• Při vyšším vodním součiniteli (w > 0,3) dochází časem
• k odpaření přebytečné vody
• ke vzniku drobných pórů v zatvrdlém cementovém tmelu, které vedou ke snížení pevnosti.
Závislost pevnosti na vodním
součiniteli
Paret
Závislost pevnosti betonu na čase
70% konečné nejvyšší pevnosti beton dosahuje již po 28 dnech
Dotvarování, smršťování
Vyztužení betonu
• prostý beton-beton nevyztužený anebo vyztužený pouze pomocnou výztuží;
vykazuje malou pevnost v tahu - pouze 1/6 až 1/15 pevnosti v tlaku; pro
konstrukce namáhané dostředným tlakem nebo mimostředným tlakem s malou
výstředností - masivní stavby: gravitační hráze, opěrné zdi, pilíře, klenby,
základové pásy pod zdmi, základové patky pod sloupy apod.,
• železový beton (železobeton)-beton nepředpjatý vyztužený ocelovými vložkami;
ocelové vložky se podílejí na přenášení vnitřních sil (tlakových či tahových) v
prvku nebo v konstrukci; železový beton je schopen přenášet i tahové vnitřní
síly; konstrukce namáhané nejen tlakem, ale také na ohyb a na mimostředný tlak
nebo tah s velkou výstředností; železový beton lze využít univerzálně téměř pro
všechny druhy konstrukcí
• předpjatý beton-beton, do nějž je záměrně a nezávisle na zatížení vneseno
předpětí předpínací výztuží; vyloučí se v konstrukci úplně nebo částečně tahové
vnitřní síly a dochází k lepšímu využití betonu; zmenšení průřezových rozměrů a
tím k snížení vlastní hmotnosti předpjatých prvků především na nosné
konstrukce namáhané na ohyb nebo na tah - např. stavební dílce stropních a
střešních konstrukcí (desky, trámy, průvlaky, vazníky), válcové nádrže, tlaková
potrubí.
Železobeton, předpjatý beton
Betonové konstrukce
• Podle montáže
• Monolitická konstrukce
• Konstrukce montovaná