Materi ly pro rekonstrukce staveb ci57
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 28

Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57 PowerPoint PPT Presentation


  • 92 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57. Polymery a kompozity Ing. Michal Stehlík, Ph.D. Ústav stavebního zkušebnictví FAST VUT v Brně. Rozvoj stavební výroby – materiálová základna 1. kámen dřevo přírodní materiály cihla vápno umělé materiály sádra

Download Presentation

Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Materi ly pro rekonstrukce staveb ci57

Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57

Polymery a kompozity

Ing. Michal Stehlík, Ph.D.

Ústav stavebního zkušebnictví

FAST VUT v Brně


Rozvoj stavebn v roby materi lov z kladna 1

Rozvoj stavební výroby – materiálová základna 1

kámen

dřevo přírodní materiály

cihla

vápno umělé materiály

sádra

Průmyslová revoluce …………………………..1850

beton

kovy

keramika prvý kvalitativní skok

sklo

vyztužený beton

izolace asfaltové ………………………………….1900


Rozvoj stavebn v roby materi lov z kladna 2

Rozvojstavební výroby – materiálová základna 2

hliník

konstrukční sklo

syntetické materiály – duroplasty …….. …….1945

syntetické materiály ….…druhý kvalitativní skok

kontinuální výroba skla

hutnictví železa + kovů ……………………… 2000

(elektronová mikroskopie, UZ defektoskopie)


Materi ly pro rekonstrukce staveb ci57

Polymery jsou

  • převážně organické materiály odvozeny z ropy a uhlí ═►řetězce -C-C-C nebo

    –C-C-O-C nebo –C-C-N-C-C, event. Si

  • makromolekulární látky sestávající z velkých řetězových molekul

  • umělé hmoty, plastické látky, polymery, pryskyřice a pod.

  • náhrady kovů, skla, porcelánu, kůže, gumy…..


Zp sob tvorby makromolekul

Způsob tvorby makromolekul

  • Polymery vznikají z jednoduchých molekul (monomerů) systémem řetězení

  • Makromolekuly jsou rozdílných délek a tvarů

  • Vytvořený polymer má stejné procentuelní složení jako monomer, liší se ale vysokou molekulovou hmotností a nízkým bodem měknutí

  • Polymer = makromolekulární látka = vysokomolekulární látka


Materi ly pro rekonstrukce staveb ci57

  • Polymerace identických molekul monomeru vytváří homopolymery

  • Dva nebo více rozdílných monomerů vytváří kopolymery


Materi ly pro rekonstrukce staveb ci57

Makromolekuly - rel. mol. hmotnost ►10000

Počet atomů v makromolekule ► 1000

Tři formy zesíťování monomerů: a) lineární (termoplast)

b) plošné (elastomer) , c) prostorové (duroplast)


Technologie v roby polymer

Technologie výroby polymerů

  • Polymerizace – sloučení monomeru bez vedlejších zplodin ..A-A-A-A..

  • Polykondenzace – sloučení min. dvou monomerů, odštěpují se vedl. zplodiny

    A + B ►makromolekula + voda

    ..A-B-A-B-A-B-A..

  • Polyadice – sloučení min. dvou monomerů bez zplodin

    A + B ►makromolekula + voda

    ..A-B-A-B-A-B-A


Rozd len polymer

Rozdělení polymerů

  • Dle původu: a) polosyntetické (z celulozy)

  • b) syntetické (z monomerů)

  • Dle základní makromolekulární hmoty:

    a) termoplasty, b) termosety (duroplasty, reaktoplasty), c) elastomery (pryže), d) ostatní

  • Dle dalšího použití: a) recyklovatelné

    b) nerecyklovatelné


Slo en technick ch polymer

Složení technických polymerů

  • Tech. polymery jsou kompozitní materiály,

    skládající se z:

    30% polymeru + 69% výplně + 1% barviva.

  • Technické polymery se vyrábí obyčejně ve třech modifikacích:

  • tvrdý polymer (PVC - novodur)

  • měkčený polymer (PVC – novoplast) a

  • pěnový polymer (PS – polystyrenové izolační desky)


Rozd ly mezi polymery a silik ty

Rozdíly mezi polymery a silikáty

polymery X silikáty

bez pórů pórovité

řádově > deformace < deformace

závislost vlast. na teplotě x

nejsou konstrukční hmoty jsou

jsou modifikační hmoty nejsou

nízká odolnost proti ohni vysoká odolnost

adhese, nepropustnost propustnost

pružná deformace, nižší creep

vyšší cena nižší cena


Nejzn m j aplikace polymer ve stavebn v rob

Nejznámější aplikace polymerů ve stavební výrobě


Vztah mezi strukturou a vlastnostmi

Vztah mezi strukturou a vlastnostmi

  • PE – pravidelně se opakující strukturní jednotky C-H2

    O vlastnostech polymerů rozhoduje: chem. složení, tvar molekulárních jednotek, délka makromolekuly a pohyblivost makromolekulárních řetězců

  • Typický deformační diagram makromolekulárních látek


Rozd lnost polymer od ostatn ch materi l

Rozdílnost polymerů od ostatních materiálů


Rozd ly chov n p i zat ov n

Rozdíly chování při zatěžování


Pevnost a tuhost polymer

Pevnost a tuhost polymerů

  • Modul pružnosti v závislosti na teplotě

  • Pevnost a tuhost prvku z modifikovaného polystyrenu


Z kladn informace konstrukt ra o polymeru

Základní informace konstruktéra o polymeru

  • Závislost modulu pružnosti a mezní pevnosti na čase a teplotě

  • Poissonův poměr

  • Modul ve smyku event. objemový modul

  • Křivky dotvarování (creep)

  • Mezní odolnost vůči nárazové teplotě

  • Geometrie stavebních prvků

  • Odolnost vůči danému prostředí

  • Vlivy dané způsobem zpracování

  • Závislost modulu pružnosti a mezní pevnosti na čase a teplotě

  • Poissonův poměr

  • Modul ve smyku event. objemový modul

  • Křivky dotvarování (creep)

  • Mezní odolnost vůči nárazové teplotě

  • Geometrie stavebních prvků

  • Odolnost vůči danému prostředí

  • Vlivy dané způsobem zpracování


Rozd len polymer do t aplika n ch sf r pro konstrukce

Rozdělení polymerů do tří aplikačních sfér pro konstrukce

  • Polymery pro aplikace konstrukčního charakteru (vláknové kompozity, polymerbetony)

  • Kompozity polymerů a tradičních stavebních hmot (částicové kompozity)

  • Polymery zlepšující bývalé postupy nebo umožňující nová řešení rekonstrukcí (tmely, fólie, emulze, nátěry)

  • Polymery pro aplikace konstrukčního charakteru (vláknové kompozity, polymerbetony)

  • Kompozity polymerů a tradičních stavebních hmot (částicové kompozity)

  • Polymery zlepšující bývalé postupy nebo umožňující nová řešení rekonstrukcí (tmely, fólie, emulze, nátěry)


Kompozity

Kompozity

  • „Kompozit je každý materiálový systém, který je složen z více (nejméně dvou) fází, z nichž alespoň jedna je pevná, s makroskopicky rozeznatelným rozhraním mezi fázemi, a který dosahuje vlastností, které nemohou být dosaženy kteroukoli složkou (fází) samostatně ani prostou sumací.“


Slo en kompozit 1

Složení kompozitů 1

  • Kompozitní materiály =

    MATRICE + PLNIVO + TEKUTÁ FÁZE

    (pojivo) (vlákna) (plynné póry)

  • Rozdělení kompozitů: dle materiálu matrice na

  • kovové (+disperze, částice, vlákna)

  • polymerní

  • keramické

  • anorganické


Slo en kompozit 2

Složení kompozitů 2

  • Rozdělení kompozitů: dle geometrické charakteristiky plniva na

  • granulární (částicové)

  • fibrilární (vláknové)

  • lamelární (plošné)

    Tři základní strukturní typy kompozitních materiálů:

  • Kompozit I. typu (Vk = Vf + Vm)

  • Kompozit II. typu (Vk = Vf + Vm + Vv) – uzavřené póry

  • Kompozit III. typu (Vk = Vf + Vm + Vv) – otevřené póry


T i strukturn typy kompozitn ch materi l

Tři strukturní typy kompozitních materiálů


Materi ly pro rekonstrukce staveb ci57

  • Změny vlastností polymerů po vyztužení skelnými vlákny (polyester, epoxid, akrylát)

  • Výztuž: rohož (sekaná, nahodile rozložená vlákna)

    tkanina

    roving (pramence vláken s orientací ve

    směru namáhání)

    vinuté vlákno (impregnace předpolymerem)

    Vlákna – přírodní, chemická, hutnická. Vláknové kompozity:

    > tuhost, modul pružnosti, < mech. parametry klesají s teplotou a časem (creep)


Uhl kov lamely

Uhlíkové lamely

Kompozit: uhlík – polymer X uhlík – uhlík

(C-P) (C-C)

Matrice v C-C kompozitech je uhlík, který vzniká karbonizací či grafitizací prekurzoru.

C – vlákna→ anorganická, výroba pyrolýzou organických materiálů:

  • částečně karbonizovaná, 400°C, 90%C

  • karbonizovaná, 900-1000°C, 90-95%C

  • grafitová, 2800-3000°C, 98%C

    Uhlíková vlákna = grafitové krystality 2-10nm


Materi ly pro rekonstrukce staveb ci57

  • Grafitové krystality b) Grafitové vrstvy a jejich vazby

    ←→ kovalentní vazba, E = 910 GPa

    ↕ Wan der Waalsovy vazby, E = 30 GPa

    Geometrický charakter C – vláken:

    1D – vláknové

    2D – vyztužené plošnými textiliemi

    3D – objemové textilie tkané nebo splétané


Charakteristick vlastnosti vl ken

Charakteristické vlastnosti vláken


Porovn n uhl kov ch a ocelov ch lamel

Porovnání uhlíkových a ocelových lamel

  • Nevýhoda C – lamel = cena!


Konec p edn ky

Konec přednášky

V přednášce byly použity obrázky z knih:

  • „Materials“ autor Alan Everett, Longman Scientific and Technical, England 1995

  • „Plasty v stavebníctve“ autor A. Letenay a M. Aroch, Alfa Bratislava, 1985

  • „Plastické látky ve stavebnictví“ autor R. Drochytka, skripta VUT 1998

  • „Kompozitní materiály ve stavebnictví“ autor L. Bodnárová, skripta VUT 2002


  • Login