materi ly pro rekonstrukce staveb ci57
Download
Skip this Video
Download Presentation
Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 28

Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57 - PowerPoint PPT Presentation


  • 147 Views
  • Uploaded on

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

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57' - chesmu


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)

slide4
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
slide6
Polymerace identických molekul monomeru vytváří homopolymery
  • Dva nebo více rozdílných monomerů vytváří kopolymery
slide7
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

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
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
slide23
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

slide25
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

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
ad