Stavební materiály
Bronz je slitina mědi a cínu, případně jiných kovů. Pokud obsahuje malé množství cínu, je možné ho i tvářet. Zpravidla se však zpracovává litím. Podle příměsi jiných kovů mění svou barvu od červené přes žlutou až k bílé. Podle přidaného kovu (kromě zinku) se pak bronz označuje např. jako olověný bronz, hliníkový bronz apod. Vzhledem k vyšší ceně se používá na dekorativní a umělecké prvky, kování a podobně. Tab. 4.15 Vlastnosti mědi a jejích slitin Vlastnost
Měď
Mosaz (37 % Zn, 50 % Cu)
Bronz (8 % Sn, 90% Cu)
hustota [kg.m-3]
8 940
8 450
8 800
teplota tavení [°C ]
1 083
910
980
měrná tepelná vodivost [W.m-1K-1]
390
116
53
součinitel délkové teplotní roztažnosti [10-6.K-1]
16,3
17,8
17,7
200 až 250
300 až 370
370 až 450
125 000
100 000
120 000
pevnost v tahu [MPa] modul pružnosti [MPa]
4.3.2.3 Další barevné kovy Zinek, olovo, cín, chrom, nikl a jejich slitiny se používají především pro povrchové úpravy jiných kovů či výrobu speciálních prvků, neboť jsou odolné působení povětrnosti. Vyrábějí se převážně pražením příslušných rud a elektrolyticky. Chromniklová ocel se s oblibou používá v potravinářství, protože její leštěný a odolný povrch splňuje i přísné hygienické normy. Cín se v čisté podobě používá na výrobu dekorací nebo jako pájka ke spojování drátů elektroinstalací apod. Zinek má největší uplatnění v povrchové úpravě oceli, neboť zvyšuje povrchovou odolnost proti působení okolní atmosféry. S výrobky z pozinkované oceli se můžeme setkat na každém kroku v podobě zastřešení (plechy), zábradlí, drobných podpůrných konstrukcí apod. Olovo se v dnešní době už příliš nepoužívá, ovšem dříve se z něj vyráběly vodovodní a kanalizační rozvody. Kvůli jeho jedovatosti se dnes již k těmto účelům nevyužívá. Uplatnění nachází při speciálních projektech na odstínění rentgenového záření apod. Zvláštní místo zastává slitina titanu a zinku známá jako titanzinek. Tato slitina má výbornou atmosférickou odolnost, proto se používá především ve formě plechů k zastřešení a pro klempířské výrobky. Tab. 4.16 Vlastnosti barevných kovů Kov
Olovo
Zinek
Cín
Titanzinek
hustota [kg/m3]
11 340
7 100
7 280
7150
teplota tavení [°C]
327
420
232
420
měrná tepelná vodivost [W/m.K]
35
114
65
109
98 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS225500
4 28,7.10-6
25,0.10-6
27,0.10-6
22,0. 10-6
pevnost v tahu [MPa]
12 až 20
60 až 200
15
150
modul pružnosti [MPa]
180 000
101 500
42 000
70 000
U barevných kovů je nutno zmínit jejich důležité elektrochemické vlastnosti, které je třeba mít na mysli, montují-li se profily z různých kovů. Při kontaktu vybraných kovů vzniká elektrochemický článek, což vede ke startu koroze daného prvku. V následující tab. 4.17 jsou uvedeny různé kombinace a jejich účinky, kde ve sloupcích je kov ovlivňovaný a v řádcích ovlivňující. Zmíněný korozní proces probíhá především při kontaktu s vodou či vlhkostí.
Umělé stavební materiály
součinitel teplotní délkové roztažnosti [K-1]
Tab. 4.17 Trvanlivost kovů při jejich vzájemném styku Fe
Al
Zn
Cu
Fe
0
x
xx
x
Al
xx
0
xx
xxx
Zn
xxx
x
0
xxx
Cu
xx
xx
xx
0
0 – neovlivňuje x – mírné účinky xx – nežádoucí účinky xxx – velmi agresivní reakce
4.4 Pojiva Za pojiva se považují organické nebo anorganické látky, které mají schopnost spojovat vložené kusové (drobné i větší) hmoty v jediný soudržný a dostatečně pevný celek. Většinou je pojivový proces spojen s chemickou reakcí (chemická pojiva), v některých případech se jedná o pojivové schopnosti pouze mechanické (mechanická pojiva). Mezi mechanická pojiva, u nichž nedochází při procesu pojení ke změně jejich chemického složení, patří např. hlíny, asfalty, dehty, některá lepidla, pájky. Mezi pojiva chemická, tj. taková, která se při procesu pojení po chemické stránce mění, řadíme vápno, sádru, cement. Podle svého chemického složení se může jednat o pojiva anorganická i organická. Dále lze dělit pojiva na pojiva používaná zastudena (např. vápno, sádra, cement) a na pojiva používaná zahorka (asfalt, dehet, pájky atd.). Z hlediska stavební praxe rozumíme pod pojmem anorganická pojiva práškovité hmoty, které ve spojení s vodou po určité době tuhnou, tvrdnou a trvale spojují jiné kusové stavební hmoty. Takové druhy pojiv se pak označují společným názvem maltoviny.
99 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS225500
Stavební materiály
Maltoviny jsou anorganická prášková pojiv vyráběná pálením přírodních surovin, která po promíchání s vodou dávají dobře zpracovatelnou hmotu, poskytující po určité době nové sloučeniny dostatečných pevností. V podstatě lze maltoviny rozdělit na maltoviny vzdušné, hydraulické a zvláštní. • Maltoviny vzdušné se vyznačují tím, že z nich zhotovené výrobky dobře tvrdnou a jsou stálé při uložení na vzduchu. Některé z nich (např. vápno vzdušné) je možno zpevňovat i v autoklávech. Patří sem vzdušné vápno, sádra, Sorelova hořečnatá maltovina a některé maltoviny speciální. • Maltoviny hydraulické se vyznačují tím, že z nich zhotovené výrobky dobře tvrdnou a jsou stálé jak při uložení na vzduchu, tak i pod vodou. Patří k nim zejména hydraulické vápno, cementy a některé maltoviny speciální. • Maltoviny speciální se vyznačují některými požadovanými vlastnostmi, jako například velkou chemickou odolností (cementy odolávající působení agresivních vod), určitými objemovými změnami (např. cementy rozpínavé), odolností proti ohni, odolností proti pronikání radioaktivního záření (barnaté a strontnaté cementy) apod. Základní vlastností maltovin je jejich schopnost tuhnutí a tvrdnutí. Tuhnutí je proces, při kterém plastická maltovinová suspenze (vodná suspenze) ztrácí svoji plasticitu a tuhne v kompaktní neplastický materiál. Tvrdnutí je pak proces, v jehož průběhu dosahuje zatuhlý materiál měřitelných pevností. Tuhnutí a tvrdnutí jsou procesy, které na sebe navazují a kdy se ze systému „maltovina – voda“ vytváří kompaktní materiál.
4.4.1 Vzdušné vápno Vzdušné vápno patří k tradičním vzdušným pojivům. Používáno bylo zřejmě již od starověku (cca 600 r. před n. l. v Babyloně). Na našem území pocházejí nejstarší nálezy fragmentů vápenných omítek s freskovou výzdobou z období Velké Moravy. Z chemického hlediska je pálené vápno tvořeno převážně oxidem vápenatým (CaO – pálené vápno) vzniklým dekarbonatací vápence (přírodního uhličitanu vápenatého čistého nebo dolomitického). CaCO3 º CaO + CO2 – 176,68 kJ Dekarbonatace uhličitanu vápenatého začíná probíhat již od 600 °C. Ve výrobních zařízeních (pecích) se provádí při teplotě 900–1 100 °C, aby celý proces probíhal dostatečně rychle. Dekarbonatace uhličitanu hořečnato-vápenatého (dolomitu) probíhá podobně. Postačí však o něco nižší teplota. CaCO3· MgCO3 º CaO + MgO + 2CO2 – 276,75 kJ Před použitím se pálené vápno hašením převádí na hydroxid vápenatý (hašené vápno). Silně exotermickou hydratační reakcí vzniká z oxidu vápenatého hydroxid vápenatý a zároveň dochází k rozpadu původních zrn oxidu na řádově menší zrnka hydroxidová.
100 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS225500