PergolyKomplexní přehled stavebních materiálů
Stavební materiály se používají pro konstrukci budov a dalších staveb. Dnes se staví na každém rohu. Tu stojí dům z cihel, tu spatříme moderní prosklenou a chromovanou novostavbu a tam zase dřevěný srub.
Stavebních materiálů je dnes na trhu takové množství, že laik tápe. Bez odborné pomoci nebo informací z tisku a internetu nebude zcela jistě vědět, jaké vlastnosti stavební materiály mají a kde se dají použít.
Pod pojmem stavební materiál si představíme prakticky cokoliv, z čeho se dá postavit nejen obytný prostor, ale téměř všechno, co nás obklopuje. Můžeme si vybrat mezi přírodními či umělými stavebními materiály. Podle účelu použití rozeznáváme materiály nosné, nenosné, ochranné, provozní, instalační a izolační.
Přírodní materiály
Dřevo
V první řadě je to dřevo. Lze používat neopracované nebo částečně opracované klády a kulatinu na dřevostavby, zejména sruby, hrázděné stavby a roubenky. Veškeré výrobky ze dřeva se používají na střechy, okna, dveře, zdi, příčky a další. Dřevo je hořlavé, ale přesto je lepším stavebním prvkem než třeba ocel. Protože je organického původu, podléhá při povětrnostních podmínkách rozkladu a je napadáno škůdci. Další negativní vlastností je, že je nasákavé - tzn. že absorbuje vodu z vnějšího prostředí a uchovává jí ve své struktuře. Z toho důvodu dřevo může bobtnat a nebo naopak se sesychat a rozestupovat. Na druhé straně má ale dřevo výborné tepelné vlastnosti, které předčí tepelnou vodivost zdiva. Taktéž působí jako výborný akustický izolant. Dřevo má svou velkou perspektivu také z hlediska zdravotní nezávadnosti, recyklovatelnosti a z hlediska vizuálního - je prostě hezké. Životnost dřeva prodloužíme impregnací a vhodnými nátěry.
Kámen a kamenivo
Kámen je nejstarší stavební materiál stejně jako dřevo. Do dnešních dob nalézá spolu s pískem velké uplatnění ve stavebnictví. Kámen lze opracovávat jako celistvé kusy na podezdívky, obklady i vnější výstavbu. Drobnější kamení se uplatní podle hrubosti (frakce).
Čtěte také: Výhodný prodej prken v Lounech
Kamenivo je zrnitý materiál používaný ve stavebnictví. Existují různé typy kameniva:
Přírodní (těžené, drtěné)
Průmyslové (vzniká jako vedlejší produkt průmyslových procesů)
Recyklované (již dříve použité v konstrukci)
Kamenivo se označuje frakcí s použitím výrazu d/D (kromě filleru). Filler je zrno menší než 0,063 mm. Mezi příklady frakcí patří 0/2, 0/4, 4/8, 4/16, 8/16, 8/22, 11/22, apod. Frakce značí rozmezí velikosti zrn v milimetrech.
Čtěte také: Stavební řezivo Luštěnice: Přehled cen
Základní vlastnosti kameniva:
Zrnitost: požaduje se rovnoměrné rozdělení všech zrn ve frakci. Stanovuje se kontrolou propadů na jednotlivých normových sítech.
Tvar zrn: Nevhodná jsou ta zrna, jejichž tvarový index je větší než 3:1.
Měrná hmotnost: je velmi blízká jeho objemové hmotnosti. Husté kamenivo má objemovou hmotnost 2400-2600 kgm-3. Pórovitá kameniva mají objemovou hmotnost od 1400 do 1800 kgm-3.
Nasákavost: u hutného kameniva bývá velmi malá, typicky pod 0,5%.
Čtěte také: Využití stavebního řeziva Odry
Odplavitelné částice: jsou zrna kameniva menší než 0,05 mm. Jejich množství by nemělo přesáhnout 0,3% u betonu.
Odolnost proti mrazu: posuzuje se podle úbytku hmotnosti po zmrazovacích cyklech v nasáklém stavu.
Trvanlivost: posuzuje se podle zkoušky obdobné zmrazování.
Obsah organických látek: přítomnost huminových látek způsobí zabarvení roztoku hydroxidů do žluta až do hněda. To může negativně ovlivnit tuhnutí cementu.
Kamenivo do betonu a jiných směsí jsou přirozeně kladeny poněkud odlišné požadavky. Hrubý říční písek se používá nejčastěji při výrobě betonu nebo jako lože pro pokládku zámkové dlažby. Jemný kopaný písek lze využít při míchání malty. Drcené kamenivo (štěrk) využíváme jako základy staveb, podklad při výstavbě komunikací nebo jako příměs do betonu.
Základní laický přehled o problematice kameniva poskytuje informace o druzích kameniva s uvedením jejich základních vlastností.
Cihly a keramika
Cihla není sice zrovna typickým přírodním materiálem, ale hlína, ze které se cihly vyrábí, ano. Jak cihly, tak hlína jsou velmi starým stavebním materiálem a cihly samy procházejí neustále další proměnou a jsou dále vylepšovány k dokonalosti. Jsou oblíbené pro svou pevnost a přitom relativně nízkou hmotnost, velmi dobrou tepelnou vodivost, jsou z ekologického hlediska nezávadné, protože jsou z přírodního materiálu, jsou nehořlavé i zvukově izolační. Jedna z jejich nemilých vlastností je nedostatečná tepelná izolace. Stále nejpoužívanějším stavebním materiálem je cihla. Jde o prastarý stavební materiál, který se používal už před 10 tisíci lety. I když tehdy se cihly plácaly z hlíny, pilin a slámy a sušily na slunci. V Čechách se jim říkalo vepřovice a používaly se až do 19. a 20. století. Dnešní cihly a střešní tašky se vyrábí z cihlářské hlíny a vypalují se v peci.
Druhy cihel:
Plné cihly: slouží pro stavbu obvodového i vnitřního zdiva.
Voštinové cihly: se hodí na dozdívky, přizdívky nebo výstavbu nosného zdiva.
Lícové cihly: jsou ideální k stavěné krbů, výstavbu plotů nebo jako materiál na fasády.
Věncovky: jsou cihly určené k omezení tepelných mostů tam, kde se zdivo dotýká stropů.
Duté tvarovky: jsou kvalitní náhražkou plné cihly, hlavně pro svou nízkou hmotnost, lepší izolační vlastnosti i rychlejší a snazší výstavbu.
K tradičně nejstarším oborům lidské činnosti patří průmysl keramiky, tedy využívání anorganických nerudných surovin. Keramické výrobky vznikají zpevňováním pálením, případně odléváním taveniny. Výroba keramiky je složitý proces s několika fázemi:
Úprava surovin: Provádí se buď za sucha nebo (a to nejčastěji) za mokra. Cílem je dosažení stejnorodosti výrobní směsi.
Vytváření: Surovina se ručně nebo strojně tvaruje do předepsaného tvaru, například lisováním, odléváním nebo vytáčením na hrnčířském kruhu.
Sušení: Vytvořený výrobek obsahuje vodu (až 25%), která se musí před pálením odstranit. Sušením se dosáhne dostatečné pevnosti pro manipulaci.
Výpal: Dochází k němu v pecích tunelových, rotačních, šachtových či starších pecích kruhových. Teploty výpalu se pohybují od 800 do 1400 °C. Během výpalu vzniká ve střepu spojovací skelná fáze.
Suroviny pro keramiku se dělí na tvárné (jíly a jílovce) a netvářivé (písky, šamot, struska atd.). Mezi další složky patří taviva, ostřiva a lehčiva, která ovlivňují vlastnosti finálního střepu.
Umělé materiály
Beton a pórobeton
Smícháním cementu, vody a kameniva (písku, štěrku) vzniká beton (respektive cementový beton). Ten se používá např. pro základy, nosné konstrukce, podlahy a další. Pórobetonové cihly jsou lehké, minerální a přitom pevné tvárnice, použitelné na obvodové zdivo, ale i příčky, vnitřní stěny i stropy. Jsou lehce opracovatelné a dají se z nich tvarovat nejrůznější profily. Betonové cihly se používají pří stavbě okrasných zdí. Vyrábějí se také jako prefabrikované tvarovky na stavbu plotů, zídek nebo schodišť. Ytong je pórobetonová tvárnice s výbornými tepelně izolačními vlastnostmi, jednolitá a velmi lehká. Dá se řezat na jakékoliv tvary. Díky pevnosti je jimi možné postavit budovy až do výšky pěti pater.
Neseme zapomenout ani na tzv. ztracené bednění, kde je klasický beton nahrazován bednícími tvárnicemi z pórobetonu, které slouží k výstavbě opěrných zdí, k bednění základových desek nebo jako samostatné základy podezdívek.
Sklo
Sklo je amorfní materiál (jeho struktura není krystalická). Základní látkou pro výrobu skla je oxid křemičitý (\(\mathrm{SiO_2}\)), který je přítomen ve sklářském písku. Běžným typem skla je sodnovápenaté sklo, při výrobě se ke sklářskému písku přidává soda (\(\mathrm{Na_2CO_3}\)), která snižuje teplotu tání směsi, a vápenec (\(\mathrm{CaCO_3}\)).
Ve stavebnictví se sklo používá v mnoha formách, včetně plochého skla taženého a válcovaného, tvarovaných skel a pěnového skla. Z vláken se vyrábí skleněná, čedičová a minerální vlna, které slouží především jako izolační materiály.
Kovy
Ve stavebnictví se používají i mnohé kovy. Uplatnění má železo (např. jako výztuž do železobetonu), korozivzdorná ocel či hliník (např. pro okna a fasády). Železné i barevné kovy (ocel, měď, zinek, hliník, olovo nebo cín) se uplatňují zejména při stavbách konstrukcí nosných i nenosných, na elektroinstalace, spojovací prvky, kování či povrchové úpravy. Ocel, použitá na nosné konstrukce je pevná v tahu, tlaku i ohybu. Vzhledem k velmi dobré tepelné vodivosti vytváří ocel i ostatní kovy tepelné mosty, má také velkou tepelnou roztažnost a při vypuknutí požáru dochází k totálnímu zhroucení konstrukce, protože ocel má nízký bod tání. Podstatnou vlastností je pak vysoké riziko koroze. Mezi stavební ocel je možné zahrnout tyčovou ocel, betonářskou, válcovanou, plechy, jekly, trubky, dráty, lana, kolejnice nebo spojovací materiál. Kovy bez řádného ošetření nátěrem nemají dlouhou životnost.
Kompozitní materiály
Častokrát se také setkáváme s pojmem kompozit nebo kompozitní materiály. To jsou takové, které jsou složeny minimálně ze dvou rozdílných složek, např. železobeton nebo dřevoplast. Kompozitní materiály jsou inovací ve stavebnictví a mají velkou budoucnost. Mají minimum nežádoucích vlastností.
Z nich se zaměříme na moderní dřevoplast (WPC - Wood Plastic Composite). Tento kompozit je původem z Ameriky. Skládá se z dřeva a plastu (polymeru). Důvodem je využití skvělých vlastností dřeva a odstranění jeho nedostatků (hnití dřeva, napadení škůdci, bobtnání nebo sesychání a vliv povětrnostních podmínek). Vzniká tak plast s efektem dřevěného povrchu. Jeho údržba je minimální a naopak vyniká až 25 let dlouhá životnost. Takto vyvinutý materiál je odolný vůči povětrnostním vlivům, houbovým chorobám, škůdcům, UV záření i plísním. Je barevně stálý, nepraská a odolává vlhkosti. Používá se nejvíce na vnější stavby, např. na terasy, ploty, obložené bazénů nebo obklady domů. Jeho nevýhodou je vyšší pořizovací cena a jistou nestálost ve vyšších teplotách (na slunci se ohřívá více než dřevo).
Nezapomenutelným kompozitem je také železobeton, asfaltové směsi na potah komunikací nebo sádrokarton (použitelný pouze v interiérech).
Pojiva a lepidla
Stavební materiály jsou ale také pojiva, zdící malty a pěny, lepidla a omítky. Bez nich by ani nejlepší zedník nedokázal postavit víc než psí boudu. Pomineme-li dřevo jako stavební materiál, kde si bohatě vystačíme s hřebíky a vruty, cihly a tvárnice se bez pojiva neobejdou.
Tradiční zdící malta je směs cementu, vápna a dalších složek, která slouží jako pojivo pro pálené cihly nebo pórobetonové tvárnice. Vyrábí se průmyslově jako suchá směs pro ruční i strojní zpracování. Většina stavebních směsí je vyráběna na cementové bázi. Totéž platí i o betonu, který je víceméně nejdůležitější součástí každé stavby. V mnoha případech jsou malty nahrazovány zdící směsí nebo zdící pěnou, která má výrazně lepší vlastnosti, hlavně co se týče tvrdnutí.
Nedílnou součástí jsou omítky, ať už vnější nebo vnitřní, taktéž vyráběné jako suché směsi - silikonové, silikátové, sádrové nebo štukové. Jejich složení chrání zdi před povětrnostními vlivy. Stavební lepidla ve velké míře nahrazují právě zdící materiály. Lze je použít také na lepení izolací, na stěrkování s použitím perlinky (výztužná textilie) nebo na lepení dlažeb a obkladů. Nivelační stěrky a potěry slouží ponejvíc k vyrovnávání povrchů (podlah) buď před pokládkou krytiny nebo jako finální povrchová vrstva.
Klíčové vlastnosti stavebních materiálů
Ve stavebnictví se používá řada materiálů s různými vlastnostmi. Projektant vybírá ten materiál, který je pro daný druh stavby nejlepší. Nejčastěji se používá dřevo, beton, pórobeton, ocel, vápenopísková cihla nebo obyčejná cihla.
Tepelná vodivost
Tepelná vodivost je rychlost, se kterou se šíří teplo z teplejší části do chladnější části. Pro porovnání různých materiálů se používá součinitel tepelné vodivosti. Čím nižší hodnota, tím lepší tepelný izolant.
| Materiál | Součinitel tepelné vodivosti (Wm-1K-1) |
|---|---|
| Pórobeton | 0,045 |
| Měkké dřevo | 0,18 |
| Cihla | 0,8 |
| Beton | 1,2 |
| Ocel | okolo 46 |
Proto se nám kovové povrchy zdají studené - dobře odvedou teplo z naší ruky.
Pevnost
Pevnost materiálu určuje, jak materiál odolává působení vnějších sil v různých směrech. Ve stavebnictví jsou nejčastěji jednotlivé díly namáhány v tlaku, tahu nebo ohybu. Pevnost materiálu se pak liší právě podle způsobu namáhání a podle tvaru namáhaného dílu.
Neprůzvučnost
Pod tímto technickým názvem se skrývá schopnost materiálu zamezit přenosu zvuku třeba z venku do místnosti nebo z jedné místnosti do druhé.
Teplotní roztažnost
Při zahřívání nebo ochlazování tělesa z pevné nebo kapalné látky dochází ke změně jeho rozměrů. Závislost prodloužení na druhu materiálu vyjadřujeme součinitelem teplotní délkové roztažnosti. Velkou hodnotu součinitele teplotní délkové roztažnosti mají kovy. Na to je třeba myslet při návrhu staveb z železobetonu nebo u ocelových mostů a do konstrukce je třeba zařadit tzv. dilatační spáry.
tags: #stavebni #materialy #skripta #informace
