Hledejte v chronologicky řazené databázi studijních materiálů (starší / novější příspěvky).

Řešení příkladů z praktických cvičení předmětu Stavební látky (dřevo)

Příklad 1:
Lineární bobtnání dřeva je ve směru vláken aa max
= 0,1 %, v tangenciálním směru at max
=
12 %. Z vysušeného dřeva byla vyskládána plocha A = 3×3 + n m2. Vypočtěte o kolik m2 se plocha A
zvětší nasycením dřeva vodou.
Řešení: Pro n = 4 je plocha A čtverce rovna 13 m2, strana čtverce je pak x = A = 3,6 m. Pro
vlhkost dřeva větší než je mez hygroskopicity buněčných stěn se jednotlivé rozměry plochy A změní
na: x1 = 1,001x a x2 = 1,12x. Rozdíl povrchu ploch je pak roven: 1,6 m2.

Příklad 2:
Určete sílu Fmax potřebnou k porušení vzorku dřeva ve směru vláken, jestliže má pevnost
ve směru vláken W = 48 + 0,1 × n MPa a rozměry 20 mm ve směru radiálním, 21 mm ve směru
tangenciálním a 31 mm ve směru vláken.
Řešení: Pro n = 4 je pevnost ve směru vláken W = 48,4 Mpa. Pro zadané hodnoty a = 20
mm, b = 21 mm a W = 48,4 Mpa je síla potřebná k porušení dřeva rovna F max = 20,33 kN.

Příklad 3:
Kolik m3 dřeva při vlhkosti W=28 % můžeme naložit na automobilový přívěs nosnosti P =
8 + n tun, když objemová hmotnost suchého dřeva W=0 = 500 kg/m3.
Řešení: Pro n = 4 je nosnost P=12 tun. Objemová hmotnost vlhkého dřeva při vlhkosti W = 0,28 je pak rovna W=28 % = 640 kg.m-3. Celkový objem dřeva při dané
objemové hmotnosti a hmotnosti P je roven:
18,8 m3.

Příklad 4:
Určete objemovou vlhkost dřeva při vlhkosti 28 % W=28%, je-li objemová hmotnost v
suchém stavu W=0 = 450 + n kg/m3.
Řešení: Pro n = 4 je objemová hmotnost rovna W=0 = 454 kg.m-3. Objemová hmotnost dřeva při
vlhkosti W = 0,28 je rovna: 581,1 kg.m-3.


-

Řešení příkladů z praktických cvičení předmětu Stavební látky (dřevo)

Příklad 1:
Lineární bobtnání dřeva je ve směru vláken aa max
= 0,1 %, v tangenciálním směru at max
=
12 %. Z vysušeného dřeva byla vyskládána plocha A = 3×3 + n m2. Vypočtěte o kolik m2 se plocha A
zvětší nasycením dřeva vodou.
Řešení: Pro n = 4 je plocha A čtverce rovna 13 m2, strana čtverce je pak x = A = 3,6 m. Pro
vlhkost dřeva větší než je mez hygroskopicity buněčných stěn se jednotlivé rozměry plochy A změní
na: x1 = 1,001x a x2 = 1,12x. Rozdíl povrchu ploch je pak roven: 1,6 m2.

Příklad 2:
Určete sílu Fmax potřebnou k porušení vzorku dřeva ve směru vláken, jestliže má pevnost
ve směru vláken W = 48 + 0,1 × n MPa a rozměry 20 mm ve směru radiálním, 21 mm ve směru
tangenciálním a 31 mm ve směru vláken.
Řešení: Pro n = 4 je pevnost ve směru vláken W = 48,4 Mpa. Pro zadané hodnoty a = 20
mm, b = 21 mm a W = 48,4 Mpa je síla potřebná k porušení dřeva rovna F max = 20,33 kN.

Příklad 3:
Kolik m3 dřeva při vlhkosti W=28 % můžeme naložit na automobilový přívěs nosnosti P =
8 + n tun, když objemová hmotnost suchého dřeva W=0 = 500 kg/m3.
Řešení: Pro n = 4 je nosnost P=12 tun. Objemová hmotnost vlhkého dřeva při vlhkosti W = 0,28 je pak rovna W=28 % = 640 kg.m-3. Celkový objem dřeva při dané
objemové hmotnosti a hmotnosti P je roven:
18,8 m3.

Příklad 4:
Určete objemovou vlhkost dřeva při vlhkosti 28 % W=28%, je-li objemová hmotnost v
suchém stavu W=0 = 450 + n kg/m3.
Řešení: Pro n = 4 je objemová hmotnost rovna W=0 = 454 kg.m-3. Objemová hmotnost dřeva při
vlhkosti W = 0,28 je rovna: 581,1 kg.m-3.

Řešení příkladů z praktických cvičení předmětu Stavební látky (cihly)

Příklad 1:
Jakou nejmenší sílu musí vyvinout zkušební stroj, aby přelomil na dvě části cihlu, jejíž
pevnost v tahu ohybem je 1,4 + 0,1n MPa, rozměry přesně odpovídají jmenovitým a osová vzdálenost
podpor je 240 mm?
Řešení: Pro n = 4 je pevnost v tahu ohybem cihly rovna po = 1,8 Mpa. Síla potřebná k přelomení
cihly při zadané pevnosti v tahu je rovna:
pro b = 140 mm, h = 65 mm a l = 240 mm je síla F = 2,96 kN.

Příklad 2:
Vypočtěte objemovou hmotnost a nasákavost cihelného střepu, jestliže jeho hmotnost
v nasyceném stavu na vzduchu byla m1 = 60,0 + n g, pod vodou m2 = 28,0 + n g a po vysušení
mS = 48,0 + n g.
Řešení: Pro n = 4 je hmotnost m1 = 64,0 g, m2 = 32,0 g a ms = 52,0 g.
Objemová hmotnost střepu je rovna: 1 630 kg.m-3.
Nasákavost střepu je rovna: 23 %.

Příklad 3:
Vypočtěte nasákavost, jestliže nasycená cihla vážila 5812 + n g a obsahovala přesně
1 litr vody.
Řešení: Pro n = 4 je hmotnost nasycené cihly rovna mn = 5816 g. Hmotnost vysušené cihly (bez
1 kg vody) je pak ms = 4816 g a nasákavost je pak: 17 %.

Příklad 4:
Plná pálená cihla o rozměrech 290×140×65 mm byla při zkoušce pevnosti v tlaku
rozdrcena silami 310 + n a 290 + n kN. Vypočtěte pevnost v tlaku.
Řešení: Pro n = 4 jsou síly potřebné pro rozdrcení cihly 314 kN a 294 kN. Tlačná plocha je rovna A
= 140×65 mm2 = 9 100 mm2.
Síla F je průměrem zadaných sil, tedy F = 304 kN. Pevnost v tlaku je rovna pd = 33,4 MPa.

Řešení příkladů z praktických cvičení předmětu Stavební látky (cihly)

Příklad 1:
Jakou nejmenší sílu musí vyvinout zkušební stroj, aby přelomil na dvě části cihlu, jejíž
pevnost v tahu ohybem je 1,4 + 0,1n MPa, rozměry přesně odpovídají jmenovitým a osová vzdálenost
podpor je 240 mm?
Řešení: Pro n = 4 je pevnost v tahu ohybem cihly rovna po = 1,8 Mpa. Síla potřebná k přelomení
cihly při zadané pevnosti v tahu je rovna:
pro b = 140 mm, h = 65 mm a l = 240 mm je síla F = 2,96 kN.

Příklad 2:
Vypočtěte objemovou hmotnost a nasákavost cihelného střepu, jestliže jeho hmotnost
v nasyceném stavu na vzduchu byla m1 = 60,0 + n g, pod vodou m2 = 28,0 + n g a po vysušení
mS = 48,0 + n g.
Řešení: Pro n = 4 je hmotnost m1 = 64,0 g, m2 = 32,0 g a ms = 52,0 g.
Objemová hmotnost střepu je rovna: 1 630 kg.m-3.
Nasákavost střepu je rovna: 23 %.

Příklad 3:
Vypočtěte nasákavost, jestliže nasycená cihla vážila 5812 + n g a obsahovala přesně
1 litr vody.
Řešení: Pro n = 4 je hmotnost nasycené cihly rovna mn = 5816 g. Hmotnost vysušené cihly (bez
1 kg vody) je pak ms = 4816 g a nasákavost je pak: 17 %.

Příklad 4:
Plná pálená cihla o rozměrech 290×140×65 mm byla při zkoušce pevnosti v tlaku
rozdrcena silami 310 + n a 290 + n kN. Vypočtěte pevnost v tlaku.
Řešení: Pro n = 4 jsou síly potřebné pro rozdrcení cihly 314 kN a 294 kN. Tlačná plocha je rovna A
= 140×65 mm2 = 9 100 mm2.
Síla F je průměrem zadaných sil, tedy F = 304 kN. Pevnost v tlaku je rovna pd = 33,4 MPa.

MONTOVANÝ SKELET

Základní informace a technické specifikace skeletu

Železobetonový skelet LOB je otevřený konstrukční systém. Výroba je zajišťována individuálně dle zakázek. Je určen pro bytovou a občanskou výstavbu. S výhodou lze tento systém použít při realizování staveb v prolukách stávající zástavby a při realizování přístaveb nebo střešní nadstavby.
Základním prvkem konstrukce všech čtyř kategorií jsou rámy složené ze sloupů a průvlaků. Průvlaky jsou přes otvory nasunuty na trny vyčnívající ze sloupů. Tyto trny jsou nad průvlaky přivařeny k ocelové bodce sloupů. Stykování průvlaků se obvykle provádí mimo sloupy. Na příruby průvlaků jsou prostě uloženy stropní panely (Železobetonová deska, dutinové panely, Spiroll). Prvky nosné konstrukce jsou opatřeny ocelovými konstrukčními prvky v závislosti na použitém obvodovém plášti.
Vodorovnou tuhost konstrukce ve směru rámů zajišťují samotné rámy, které se uvažují jako dokonale tuhé. Ve směru kolmém na nosné rámy vodorovnou tuhost zajišťují ztužidla a popř. zmonolitněná stropní konstrukce. Uspořádáním nosné konstrukce je možno provést jako podélný nebo příčný nosný systém.
Systém LOB se dělí na lehký (1), střední (2), těžký (3) a pro panelovou výstavbu (PS).

Systém se skládá z těchto dílů: (prvky pro dvoupodlažní objekt)

Montovaný základ ZB nepoužit
Základová patka ZP nepoužit
Základový trám ZR nepoužit
Ztužidlo RT 290x290x5100 mm 990 kg 36 ks
Sloupy VS 290x290x3100 mm 652 kg 60 ks
Stropní panel PD 2400x150x5100 mm 1261 kg 88 ks
Mezipodesta DH 1200x140x5100 mm 1092 kg 4 ks
Průvlak RTe 290x450x7200 mm 2350 kg 32 ks
RTi 290x450x7200 mm 2350 kg 4 ks

Bude použit systém LOB 1 o modulových rozměrech:
M1=5,1 m
M2=7,2 m
strop – plná deska 150 mm
sloup 290 x 290 mm

Celková hmotnost: 274 t


Stavební připravenost

Po dokončení základových prací může nastat montáž 1.NP.
Tento systém bude navážen návěsech a věžovým jeřábem MB 50 na skladovací plochu (viz. zařízení staveniště) s ohledem na další postup prací. Při přejímce materiálu bude provedena vstupní kontrola kvality.
Průběh montáže, technologické popisy a specifikace je nutno kontrolovat a zaznamenat do stavebního deníku.

Složení pracovní čety

Pracovní četu bude tvořit 7 pracovníků:
1 vedoucí čety
1 jeřábník
2 vazači
2 svářeči
1 pomocník

Stroje, pomůcky, vybavení

Strojní vybavení:
věžový jeřáb MB 50, trafo, svářečka, rotorová míchačka
Pomůcky:
montážní žebřík, ocelové pásmo, olovnice, bezpečnostní pásy, kolečka na maltu, zednické lžíce, ocelová páčidla, hadicová vodováha, vodováha, palice, klíny z tvrdého dřeva, ocelové distanční destičky, kotevní vzpěry, závěsy pro sloupy, průvlaky, panely, nivelační přístroj

Technologický postup montáže

Sloupy
Provedeme kontrolu vertikálního a horizontálního založení. Vyrovnání výšky nivelací v celém půdorysu v místech sloupů s ohledem na nejvyšší místo. Sloup se očistí na dosedací ploše a zkontroluje se kompletnost. U obou montovaných otvorů v horní části se zapne závěs. Oba vazači nasměrují sloup a osadí ho do maltového lože. Přesné osazení se provede pomocí klínů. Po osazení zůstává sloup v závěsu. Musí být zajištěna stabilita sloupu. Poté se sundají závěsy. Následuje dovaření trnů koutovými svary. Tímto způsobem se montují nejprve rohové sloupy a poté sloupy mezilehlé.

Průvlaky
Vytvoříme váhorys na všech sloupech a provedeme kontrolu výšky záhlaví sloupu pro uložení průvlaků. Na navlhčené hlavy sloupů se nanese maltové lože. Na návěsu se pak průvlak očistí, zkontroluje kompletnost a zahákne do závěsů. Dva vazači průvlak ustálí a nasměrují trny čnějící ze sloupu do otvoru s průvlaku. Následuje montáž ztužidel. Ztužidlo, průvlak a sloup se vzájemně provaří a spoj se zmonolitní.

Ztužidla
Na místě uložení ztužidel se nanese maltové lože. Na návěsu se zkontroluje kompletnost a zapne do montážních ok. Dva vazači ztužidlo osadí a svářeči svaří v tuhý spoj s ostatními částmi průvlaku.

Panely
na ozuby průvlaků se nanese maltové lože. Panel se očistí, zkontroluje a zapne se do závěsů. Dva vazači osadí první panel ze žebříku a další potom již z osazeného panelu. Následuje zmonolitnění stropu.

Kontrola kvality

Kontrola kvality musí být prováděna průběžně. Kontroluje se především:
- délka uložení dílců a jejich stykování
- spolehlivost příčného a podélného ztužení konstrukce
- svary ve všech stycích
- zálivka styků a spár
- správnost osazení všech ocelových úchytek
- prostorová přesnost konstrukce jako celku i všech jejich nosných částí
- dodržení tolerancí dle ON 732480


Každý pracovník musí mít příslušné školení:
- jeřábník
– průkaz jeřábníka
- svářeč – základní svářečské zkoušky
- vazač – vazačský průkaz
- všichni pracovníci potvrzení od lékaře pro práci ve výškách
- Musí být dodrženo použití ochranných pomůcek: přilby, pásy, lano, pracovní obuv a rukavice, dodržování bezpečných vzdáleností, ...

MONTOVANÝ SKELET

Základní informace a technické specifikace skeletu

Železobetonový skelet LOB je otevřený konstrukční systém. Výroba je zajišťována individuálně dle zakázek. Je určen pro bytovou a občanskou výstavbu. S výhodou lze tento systém použít při realizování staveb v prolukách stávající zástavby a při realizování přístaveb nebo střešní nadstavby.
Základním prvkem konstrukce všech čtyř kategorií jsou rámy složené ze sloupů a průvlaků. Průvlaky jsou přes otvory nasunuty na trny vyčnívající ze sloupů. Tyto trny jsou nad průvlaky přivařeny k ocelové bodce sloupů. Stykování průvlaků se obvykle provádí mimo sloupy. Na příruby průvlaků jsou prostě uloženy stropní panely (Železobetonová deska, dutinové panely, Spiroll). Prvky nosné konstrukce jsou opatřeny ocelovými konstrukčními prvky v závislosti na použitém obvodovém plášti.
Vodorovnou tuhost konstrukce ve směru rámů zajišťují samotné rámy, které se uvažují jako dokonale tuhé. Ve směru kolmém na nosné rámy vodorovnou tuhost zajišťují ztužidla a popř. zmonolitněná stropní konstrukce. Uspořádáním nosné konstrukce je možno provést jako podélný nebo příčný nosný systém.
Systém LOB se dělí na lehký (1), střední (2), těžký (3) a pro panelovou výstavbu (PS).

Systém se skládá z těchto dílů: (prvky pro dvoupodlažní objekt)

Montovaný základ ZB nepoužit
Základová patka ZP nepoužit
Základový trám ZR nepoužit
Ztužidlo RT 290x290x5100 mm 990 kg 36 ks
Sloupy VS 290x290x3100 mm 652 kg 60 ks
Stropní panel PD 2400x150x5100 mm 1261 kg 88 ks
Mezipodesta DH 1200x140x5100 mm 1092 kg 4 ks
Průvlak RTe 290x450x7200 mm 2350 kg 32 ks
RTi 290x450x7200 mm 2350 kg 4 ks

Bude použit systém LOB 1 o modulových rozměrech:
M1=5,1 m
M2=7,2 m
strop – plná deska 150 mm
sloup 290 x 290 mm

Celková hmotnost: 274 t


Stavební připravenost

Po dokončení základových prací může nastat montáž 1.NP.
Tento systém bude navážen návěsech a věžovým jeřábem MB 50 na skladovací plochu (viz. zařízení staveniště) s ohledem na další postup prací. Při přejímce materiálu bude provedena vstupní kontrola kvality.
Průběh montáže, technologické popisy a specifikace je nutno kontrolovat a zaznamenat do stavebního deníku.

Složení pracovní čety

Pracovní četu bude tvořit 7 pracovníků:
1 vedoucí čety
1 jeřábník
2 vazači
2 svářeči
1 pomocník

Stroje, pomůcky, vybavení

Strojní vybavení:
věžový jeřáb MB 50, trafo, svářečka, rotorová míchačka
Pomůcky:
montážní žebřík, ocelové pásmo, olovnice, bezpečnostní pásy, kolečka na maltu, zednické lžíce, ocelová páčidla, hadicová vodováha, vodováha, palice, klíny z tvrdého dřeva, ocelové distanční destičky, kotevní vzpěry, závěsy pro sloupy, průvlaky, panely, nivelační přístroj

Technologický postup montáže

Sloupy
Provedeme kontrolu vertikálního a horizontálního založení. Vyrovnání výšky nivelací v celém půdorysu v místech sloupů s ohledem na nejvyšší místo. Sloup se očistí na dosedací ploše a zkontroluje se kompletnost. U obou montovaných otvorů v horní části se zapne závěs. Oba vazači nasměrují sloup a osadí ho do maltového lože. Přesné osazení se provede pomocí klínů. Po osazení zůstává sloup v závěsu. Musí být zajištěna stabilita sloupu. Poté se sundají závěsy. Následuje dovaření trnů koutovými svary. Tímto způsobem se montují nejprve rohové sloupy a poté sloupy mezilehlé.

Průvlaky
Vytvoříme váhorys na všech sloupech a provedeme kontrolu výšky záhlaví sloupu pro uložení průvlaků. Na navlhčené hlavy sloupů se nanese maltové lože. Na návěsu se pak průvlak očistí, zkontroluje kompletnost a zahákne do závěsů. Dva vazači průvlak ustálí a nasměrují trny čnějící ze sloupu do otvoru s průvlaku. Následuje montáž ztužidel. Ztužidlo, průvlak a sloup se vzájemně provaří a spoj se zmonolitní.

Ztužidla
Na místě uložení ztužidel se nanese maltové lože. Na návěsu se zkontroluje kompletnost a zapne do montážních ok. Dva vazači ztužidlo osadí a svářeči svaří v tuhý spoj s ostatními částmi průvlaku.

Panely
na ozuby průvlaků se nanese maltové lože. Panel se očistí, zkontroluje a zapne se do závěsů. Dva vazači osadí první panel ze žebříku a další potom již z osazeného panelu. Následuje zmonolitnění stropu.

Kontrola kvality

Kontrola kvality musí být prováděna průběžně. Kontroluje se především:
- délka uložení dílců a jejich stykování
- spolehlivost příčného a podélného ztužení konstrukce
- svary ve všech stycích
- zálivka styků a spár
- správnost osazení všech ocelových úchytek
- prostorová přesnost konstrukce jako celku i všech jejich nosných částí
- dodržení tolerancí dle ON 732480


Každý pracovník musí mít příslušné školení:
- jeřábník
– průkaz jeřábníka
- svářeč – základní svářečské zkoušky
- vazač – vazačský průkaz
- všichni pracovníci potvrzení od lékaře pro práci ve výškách
- Musí být dodrženo použití ochranných pomůcek: přilby, pásy, lano, pracovní obuv a rukavice, dodržování bezpečných vzdáleností, ...

Vliv města a vesnice na psychiku osobnosti na základě vlastní zkušenosti

Vliv města či vesnice je na člověku poznat, dá se říct, již na první pohled. Kolikrát stojíme na zastávce a říkáme si, my „Brňáci“: „no jo, to je určitě venkovan“. A míníme tím člověka, který není oblečen podle poslední módy a který neví, že dveře od tramvaje se otevírají po zmáčknutí tlačítka. Jakoby jsme mu tím slovem venkovan dávali najevo, že my jsme něco víc jenom proto, že bydlíme ve městě. Nevím, kdo nás tomu učil a současně kdo učil je, aby se na nás dívali skrz prsty, když přijedeme na venkov.
Mluvím ze zkušeností , jelikož máme chalupu na vesničce u Znojma. Už když přijíždíme, ozývá se ze všech stran - „přijeli Brňáci“. A co teprve , když jdeme nakoupit do obchodu na návsi.
Na druhé straně se musím lidí z venkova zastat a přiznat si, že je mi jich někdy líto. Vesnice jsou daleko zanedbávanější něž města. Lidé tam celý den pracují; i do práce musí jezdit do bližších a vzdálenějších měst a když se vrátí z práce, mohou si jít akorát do hospody a nebo si sednou k televizi. Žádné jiné kulturní vyžití tu není. Kino, do kterého jsme chodili jako malí zrušili, protože bylo nerentabilní, nejbližší divadlo je ve Znojmě, odkud ale po deváté hodině už nazpět nic nejede. O klubech nebo koncertech ani nemluvím.
Tímhle útiskem vesnic vzniká jejich soudržnost a nepřátelskost vůči městům. Vesnice je jedna velká rodina. Někdy přátelská, jindy zase rozhádaná a závistivá. Ve městech tyto vztahy vznikají ve velmi malé míře. Lidé se méně znají, žijí si sami pro sebe a často ani netuší, kdo bydlí o dvě patra nad nimi. Od malička bydlím v Brně a tak jsem si na tuto neosobnost zvykl a neumím si to ani představit. Zato si hrozně rád jezdím odpočinout od městského shonu a spěchu na chalupu, kde je klid a pohoda. A je mi v tu chvíli úplně jedno, co si okolní lidé o sobě myslí a jestli mě pomluví nebo ne.

Vliv města a vesnice na psychiku osobnosti na základě vlastní zkušenosti

Vliv města či vesnice je na člověku poznat, dá se říct, již na první pohled. Kolikrát stojíme na zastávce a říkáme si, my „Brňáci“: „no jo, to je určitě venkovan“. A míníme tím člověka, který není oblečen podle poslední módy a který neví, že dveře od tramvaje se otevírají po zmáčknutí tlačítka. Jakoby jsme mu tím slovem venkovan dávali najevo, že my jsme něco víc jenom proto, že bydlíme ve městě. Nevím, kdo nás tomu učil a současně kdo učil je, aby se na nás dívali skrz prsty, když přijedeme na venkov.
Mluvím ze zkušeností , jelikož máme chalupu na vesničce u Znojma. Už když přijíždíme, ozývá se ze všech stran - „přijeli Brňáci“. A co teprve , když jdeme nakoupit do obchodu na návsi.
Na druhé straně se musím lidí z venkova zastat a přiznat si, že je mi jich někdy líto. Vesnice jsou daleko zanedbávanější něž města. Lidé tam celý den pracují; i do práce musí jezdit do bližších a vzdálenějších měst a když se vrátí z práce, mohou si jít akorát do hospody a nebo si sednou k televizi. Žádné jiné kulturní vyžití tu není. Kino, do kterého jsme chodili jako malí zrušili, protože bylo nerentabilní, nejbližší divadlo je ve Znojmě, odkud ale po deváté hodině už nazpět nic nejede. O klubech nebo koncertech ani nemluvím.
Tímhle útiskem vesnic vzniká jejich soudržnost a nepřátelskost vůči městům. Vesnice je jedna velká rodina. Někdy přátelská, jindy zase rozhádaná a závistivá. Ve městech tyto vztahy vznikají ve velmi malé míře. Lidé se méně znají, žijí si sami pro sebe a často ani netuší, kdo bydlí o dvě patra nad nimi. Od malička bydlím v Brně a tak jsem si na tuto neosobnost zvykl a neumím si to ani představit. Zato si hrozně rád jezdím odpočinout od městského shonu a spěchu na chalupu, kde je klid a pohoda. A je mi v tu chvíli úplně jedno, co si okolní lidé o sobě myslí a jestli mě pomluví nebo ne.

NĚKTERÉ VLASTNOSTI SUROVIN PRO VÝROBU PLASTŮ

Látky v přírodě se dělí na organické a anorganické. Současný rozvoj technologie stavebních hmot je poznamenán vstupem některých org. materiálů. Tyto látky se vyznačují trvanlivostí, plasticitou, korozivzdorností, snadnou opracovatelností aj.
Výroba těchto materiálů je založena na principu org. syntéz, při nichž vzájemně reagujícími surovinami bývají zpravidla základní org. látky – uhlovodíky, alkoholy, fenoly, aj. Některé jejich vlastnosti a s nimi související reakce, uplatňující se při výrobě.

Uhlovodíky: Jsou sloučeniny uhlíku a vodíku, spojených kovalentní vazbou, podmiňující jejich nepolární charakter a tím nemísitelnost s polárními rozpouštědly, např. vodou.

Alkoholy: Patří k hydroxyderivátům uhlovodíků a obsahují jednu nebo více hydroxylových skupin –OH. Vazba těchto skupin je kovalentní, na rozdíl od iontové vazby –OH v anorganických hydroxidech. Tento rozdíl se projevuje odlišným chováním zmíněných látek ve vodném prostředí, projevující se hodnotou pH, kterou ovlivňují pouze hydroxidy, v důsledku jejich disociace.

Fenoly: Po formální strance jsou vzorce fenolů svoji funkční skupinou –OH obdobou alkoholů s rozdílem v charakteru základního uhlovodíku, jimž u fenolů je cyklický aromatický uhlovodík.

Mísitelnost benzenu, benzínu a vody, Rozpustnost olejů ve vodě, Močovina

Mísitelnost benzenu, benzínu a vody

Pokus - Do odměrného válce nalijeme 5 ml benzenu a 10 ml vody. Obsah promícháme a po
Rozdělení obou kapalin odečteme jejich objemy. Totéž provedeme s benzínem.

Výsledek -
Objem [ml] Voda Benzen Voda Benzín Voda Zbytek
Před 10 5 10 5 20 10
Po 9 6 8 7 22 8


Rozpustnost olejů ve vodě

Pokus - Do dvou zkumavek odměříme 5 ml 30% roztoku NaOH. Do jedné dáme několik kapek rostlinného oleje a do druhé několik kapek minerálního oleje. Obě směsi zahřejeme 2 – 3 minuty malým plamenem a po ochlazení zředíme asi 5 ml destilované vody.
Výsledek - Rostlinný olej se přeměnil na směs sodných solí vyšších alifatických kyselin, mýdla a glycerolu, minerální olej se nezmění a v daném prostředí zůstane nerozpustný. Mýdlo je ve vodě rozpustné a po protřepání vytvoří pěnu.


Močovina

Zinek - Do zkumavky vsypeme asi 0,2 g močoviny, k níž přidáme 3 ml 30% NaOH. Směs zahřejeme a čichem i ovlhčeným indikátorovým papírkem prokážeme uvolňující se NH3.
Výsledek - Za zkumavky je cítit zápach a pH roztoku je 12.

NĚKTERÉ VLASTNOSTI SUROVIN PRO VÝROBU PLASTŮ

Látky v přírodě se dělí na organické a anorganické. Současný rozvoj technologie stavebních hmot je poznamenán vstupem některých org. materiálů. Tyto látky se vyznačují trvanlivostí, plasticitou, korozivzdorností, snadnou opracovatelností aj.
Výroba těchto materiálů je založena na principu org. syntéz, při nichž vzájemně reagujícími surovinami bývají zpravidla základní org. látky – uhlovodíky, alkoholy, fenoly, aj. Některé jejich vlastnosti a s nimi související reakce, uplatňující se při výrobě.

Uhlovodíky: Jsou sloučeniny uhlíku a vodíku, spojených kovalentní vazbou, podmiňující jejich nepolární charakter a tím nemísitelnost s polárními rozpouštědly, např. vodou.

Alkoholy: Patří k hydroxyderivátům uhlovodíků a obsahují jednu nebo více hydroxylových skupin –OH. Vazba těchto skupin je kovalentní, na rozdíl od iontové vazby –OH v anorganických hydroxidech. Tento rozdíl se projevuje odlišným chováním zmíněných látek ve vodném prostředí, projevující se hodnotou pH, kterou ovlivňují pouze hydroxidy, v důsledku jejich disociace.

Fenoly: Po formální strance jsou vzorce fenolů svoji funkční skupinou –OH obdobou alkoholů s rozdílem v charakteru základního uhlovodíku, jimž u fenolů je cyklický aromatický uhlovodík.

Mísitelnost benzenu, benzínu a vody, Rozpustnost olejů ve vodě, Močovina

Mísitelnost benzenu, benzínu a vody

Pokus - Do odměrného válce nalijeme 5 ml benzenu a 10 ml vody. Obsah promícháme a po
Rozdělení obou kapalin odečteme jejich objemy. Totéž provedeme s benzínem.

Výsledek -
Objem [ml] Voda Benzen Voda Benzín Voda Zbytek
Před 10 5 10 5 20 10
Po 9 6 8 7 22 8


Rozpustnost olejů ve vodě

Pokus - Do dvou zkumavek odměříme 5 ml 30% roztoku NaOH. Do jedné dáme několik kapek rostlinného oleje a do druhé několik kapek minerálního oleje. Obě směsi zahřejeme 2 – 3 minuty malým plamenem a po ochlazení zředíme asi 5 ml destilované vody.
Výsledek - Rostlinný olej se přeměnil na směs sodných solí vyšších alifatických kyselin, mýdla a glycerolu, minerální olej se nezmění a v daném prostředí zůstane nerozpustný. Mýdlo je ve vodě rozpustné a po protřepání vytvoří pěnu.


Močovina

Zinek - Do zkumavky vsypeme asi 0,2 g močoviny, k níž přidáme 3 ml 30% NaOH. Směs zahřejeme a čichem i ovlhčeným indikátorovým papírkem prokážeme uvolňující se NH3.
Výsledek - Za zkumavky je cítit zápach a pH roztoku je 12.

KOVY

Jejich typické fyzikální vlastnosti jsou: elektrická a tepelná vodivost, kujnost, tažnost, vyšší hmotnost a za normálních podmínek tuhé skupenství. Kovy jsou prvky, které odevzdáním elektronů tvoří kladně nabité ionty. K nejznámějším patří kovy alkalické, vyskytující se ve sloučeninách pouze s oxidačním číslem +I a kovy alkalických zemin s oxidačním číslem +II.
Kov ponořený do roztoku své soli se nabíjí na určitý potenciál. Každý kov má totiž větší či menší snahu vyslat do roztoku své kationy, které zůstávají na jeho povrchu vázány elektrostatickými silami a naopak kationy kovů v roztoku mají tendenci ukládat se na povrchu krystalové mřížky pevné fáze kovu. Tím je vytvořen mezi kovem a roztokem potenciální spád, jehož velikost je vyjádřena Nernstovou rovnicí.

EMe=E0Me+(0,058/n)log c(Men+)

Standardní potenciály redoxních systémů kovů a jeho ion lze sestavit do řady podle vzrůstajícího napětí. Podle velikosti potenciálu můžeme posuzovat tendenci kovu přecházet do iontové formy a naopak.
Z hlediska praktického využití kovových materiálů ve stavebnictví je nutná znalost jejich chování vůči vodě a vodným roztokům, což objasňuje příčiny jejich nežádoucí koroze. Známe tři druhy koroze: Chemická, bludnými proudy a elektrochemická, ta je v přírodě nejčastější. Spočívá v tvorbě lokálních elektrických článků, vzniklých rozdílem potenciálů při styku dvou různých kovů, nebo v důsledku rozdílných koncentrací téhož kovu ve smyslu Nernstovy rovnice.

Vylučování ušlechtilého kovu z roztoku jeho soli, Koroze železa, Rozpouštění kovů v kyselinách

Vylučování ušlechtilého kovu z roztoku jeho soli

Pokus 1 - Do roztoku síranu měďnatého ponoříme hřebík.
Výsledek - Po chvíli pozorujeme vylučování mědi na železném předmětu.

Pokus 2 - Do roztoku dusičnanu olovnatého vhodíme zrnko zinku.
Výsledek - Po chvíli pozorujeme jak se na povrchu zinku tvoří lesklé krystaly olova.


Koroze železa

Pokus - Do misky nalijeme cca 50 ml vody, v níž rozpustíme lžíci chloridu sodného a
několik krystalů ferrokyanidu. Do roztoku ponoříme železný drát, tak aby jeho
konce vyčnívaly nad hladinu.Asi po 20 min. kápneme na místo styku drátu s
hladinou pár kapek fenolftalejnu.
Výsledek - Unikající Fe2+ reaguje s (Fe(CN)6)3- za vzniku modře zbarvené sloučeniny v
okolí drátu. Po kápnutí fenolftalejnu se v důsledku alkalického prostředí zbarví
fialově.


Rozpouštění kovů v kyselinách

Zinek - Do zkumavky s zředěnou HCl vhodíme zrnko zinku.
Výsledek - Zinek se začne rozpouštět a ze zkumavky začne unikat vodík.

Měď - Do roztoku zředěné HCl a koncentrované kys. dusičné vhodíme zrnko mědi.
Výsledek - Měď se začne rozpouštět za vzniku zeleného roztoku měďnaté soli.

KOVY

Jejich typické fyzikální vlastnosti jsou: elektrická a tepelná vodivost, kujnost, tažnost, vyšší hmotnost a za normálních podmínek tuhé skupenství. Kovy jsou prvky, které odevzdáním elektronů tvoří kladně nabité ionty. K nejznámějším patří kovy alkalické, vyskytující se ve sloučeninách pouze s oxidačním číslem +I a kovy alkalických zemin s oxidačním číslem +II.
Kov ponořený do roztoku své soli se nabíjí na určitý potenciál. Každý kov má totiž větší či menší snahu vyslat do roztoku své kationy, které zůstávají na jeho povrchu vázány elektrostatickými silami a naopak kationy kovů v roztoku mají tendenci ukládat se na povrchu krystalové mřížky pevné fáze kovu. Tím je vytvořen mezi kovem a roztokem potenciální spád, jehož velikost je vyjádřena Nernstovou rovnicí.

EMe=E0Me+(0,058/n)log c(Men+)

Standardní potenciály redoxních systémů kovů a jeho ion lze sestavit do řady podle vzrůstajícího napětí. Podle velikosti potenciálu můžeme posuzovat tendenci kovu přecházet do iontové formy a naopak.
Z hlediska praktického využití kovových materiálů ve stavebnictví je nutná znalost jejich chování vůči vodě a vodným roztokům, což objasňuje příčiny jejich nežádoucí koroze. Známe tři druhy koroze: Chemická, bludnými proudy a elektrochemická, ta je v přírodě nejčastější. Spočívá v tvorbě lokálních elektrických článků, vzniklých rozdílem potenciálů při styku dvou různých kovů, nebo v důsledku rozdílných koncentrací téhož kovu ve smyslu Nernstovy rovnice.

Vylučování ušlechtilého kovu z roztoku jeho soli, Koroze železa, Rozpouštění kovů v kyselinách

Vylučování ušlechtilého kovu z roztoku jeho soli

Pokus 1 - Do roztoku síranu měďnatého ponoříme hřebík.
Výsledek - Po chvíli pozorujeme vylučování mědi na železném předmětu.

Pokus 2 - Do roztoku dusičnanu olovnatého vhodíme zrnko zinku.
Výsledek - Po chvíli pozorujeme jak se na povrchu zinku tvoří lesklé krystaly olova.


Koroze železa

Pokus - Do misky nalijeme cca 50 ml vody, v níž rozpustíme lžíci chloridu sodného a
několik krystalů ferrokyanidu. Do roztoku ponoříme železný drát, tak aby jeho
konce vyčnívaly nad hladinu.Asi po 20 min. kápneme na místo styku drátu s
hladinou pár kapek fenolftalejnu.
Výsledek - Unikající Fe2+ reaguje s (Fe(CN)6)3- za vzniku modře zbarvené sloučeniny v
okolí drátu. Po kápnutí fenolftalejnu se v důsledku alkalického prostředí zbarví
fialově.


Rozpouštění kovů v kyselinách

Zinek - Do zkumavky s zředěnou HCl vhodíme zrnko zinku.
Výsledek - Zinek se začne rozpouštět a ze zkumavky začne unikat vodík.

Měď - Do roztoku zředěné HCl a koncentrované kys. dusičné vhodíme zrnko mědi.
Výsledek - Měď se začne rozpouštět za vzniku zeleného roztoku měďnaté soli.

VODA VE SPOTŘEBĚ A ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ

Voda pro osobní potřebu i veškerou činnost v průmyslu a zemědělství musí vyhovovat určitým požadavkům. Často je nezbytná její předchozí úprava, která v hlavních rysech spočívá v regulaci obsahu železa, manganu a agresivního oxidu uhličitého, přesahují-li tyto složky dané normativní údaje. Druhotně se vylučují nerozpustné sloučeniny obou těchto kovů a ucpávají rozvodná potrubí a nadbytečný oxid uhličitý působí korozívně na beton i kovové materiály. Jsou-li zdrojem pitných nebo užitkových vod vody povrchové, je nutno sledovat i upravovat obsah organických látek v rozpustné i koloidní formě a také bakterie.
Použitou vodu, která se stává vodou odpadní, je nutno čistit před jejím navrácením do přírody. Obvyklým způsobem čištění je odstranění hrubých nečistot, většiny nerozpustných látek sedimentací a koloidních i rozpuštěných organických látek biologickým čištěním. Jeho podstatou je činnost bakterií, pro něž tyto organické látky jsou živným substrátem, který je jejich metabolickými ději a za účasti vzdušného kyslíku odstraněn biochemickou mineralizací.

Odželezování vody

Pokus - Do zkumavky nalijeme 10 ml vzorku zkoušené vody, obsahující Fe2+ a přidáme
0,5 ml roztoku NaOH. Zkumavku intenzivně protřepáváme.
Výsledek - Ve zkumavce vzniká rezavě hnědá sraženina Fe(OH)3. Tuto sraženinu odfiltrujeme.

Oxidace organických látek KMnO4

Pokus - Do vodného roztoku glukosy (1g/l) objemu cca 5 ml (simulujícího odpadní vodu)
přidáme cca 0,5 ml zředěné kyseliny sírové. Roztok zahřejeme téměř k varu a po
kapkách přidáváme roztok KMnO4 (0,05mol/l).
Výsledek - Pozorujeme odbarvování roztoku, které je důkazem redukce KMnO4 organickou
sloučeninou na bezbarvou manganatou sůl.

Čiření jako proces úpravy vody

Pokus - K cca 10 ml vzorku zakalené vody přidáme 5 – 6 kapek roztoku FeCl3 a 5 – 6
kapek roztoku NaOH. Vzorek důkladně promícháme.
Výsledek - Pozorujeme tvorbu rezavě hnědých vloček Fe(OH)3, které sedimentují a nad
usazeninou zůstává čirý roztok.

VODA VE SPOTŘEBĚ A ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ

Voda pro osobní potřebu i veškerou činnost v průmyslu a zemědělství musí vyhovovat určitým požadavkům. Často je nezbytná její předchozí úprava, která v hlavních rysech spočívá v regulaci obsahu železa, manganu a agresivního oxidu uhličitého, přesahují-li tyto složky dané normativní údaje. Druhotně se vylučují nerozpustné sloučeniny obou těchto kovů a ucpávají rozvodná potrubí a nadbytečný oxid uhličitý působí korozívně na beton i kovové materiály. Jsou-li zdrojem pitných nebo užitkových vod vody povrchové, je nutno sledovat i upravovat obsah organických látek v rozpustné i koloidní formě a také bakterie.
Použitou vodu, která se stává vodou odpadní, je nutno čistit před jejím navrácením do přírody. Obvyklým způsobem čištění je odstranění hrubých nečistot, většiny nerozpustných látek sedimentací a koloidních i rozpuštěných organických látek biologickým čištěním. Jeho podstatou je činnost bakterií, pro něž tyto organické látky jsou živným substrátem, který je jejich metabolickými ději a za účasti vzdušného kyslíku odstraněn biochemickou mineralizací.

Odželezování vody

Pokus - Do zkumavky nalijeme 10 ml vzorku zkoušené vody, obsahující Fe2+ a přidáme
0,5 ml roztoku NaOH. Zkumavku intenzivně protřepáváme.
Výsledek - Ve zkumavce vzniká rezavě hnědá sraženina Fe(OH)3. Tuto sraženinu odfiltrujeme.

Oxidace organických látek KMnO4

Pokus - Do vodného roztoku glukosy (1g/l) objemu cca 5 ml (simulujícího odpadní vodu)
přidáme cca 0,5 ml zředěné kyseliny sírové. Roztok zahřejeme téměř k varu a po
kapkách přidáváme roztok KMnO4 (0,05mol/l).
Výsledek - Pozorujeme odbarvování roztoku, které je důkazem redukce KMnO4 organickou
sloučeninou na bezbarvou manganatou sůl.

Čiření jako proces úpravy vody

Pokus - K cca 10 ml vzorku zakalené vody přidáme 5 – 6 kapek roztoku FeCl3 a 5 – 6
kapek roztoku NaOH. Vzorek důkladně promícháme.
Výsledek - Pozorujeme tvorbu rezavě hnědých vloček Fe(OH)3, které sedimentují a nad
usazeninou zůstává čirý roztok.

Důkaz některých látek ve vodě

Látka

Postup (ke vzorku přidáme:)

Voda

Výsledek (závěr)

Ca2+

- roztok šťavelanu amonného. V přítomnosti Ca2+ vzniká bílá sraženina.

Pitná

Jemně bílá

Mořská

Bílá

Mg2+

- 0,5% roztok titan. žluti a trochu NaOH. Za přítomnosti Mg2+ vzniká červené zbarvení.

Pitná

Více červené

Mořská

Méně červená

NH+4

- několik kapek Nesslerova činidla. Podle obsahu NH+4 vznikne žluté až oranžové zbarvení.

Pitná

Nádech žluté

Závadná

Hodně žluté

SO2-4

- několik kapek roztoku chloridu barnatého. V přítomnosti síranů vzniká bílá sraženina.

Pitná

Střední sraženina

Mořská

Slabá sraženina

Cl-

- několik kapek roztoku dusičnanu stříbrného. V přítomnosti chloridů vzniká bílá sraženina.

Pitná

Slabá sraženina

Mořská

Silná sraženina

NO-3

- několik krystalů difenylaminu a podlijeme konc. H2SO4. V přítomnosti NO-3 vzniká modrý prstenec.

Pitná

Slabý prstenec

Závadná

Silný prstenec

Přítomnost huminových látek ve vodě, Korozivní účinek CO2 ve vodě vůči betonu

Přítomnost huminových látek ve vodě

Pokus - K 5 ml zkoušené vody v kádince přidáme 20 ml 30% roztoku NaOH a dobře
Promícháme. Za přítomnosti huminových látek žluté až hnědé zbarvení.
Výsledek - Podle zbarvení (slabě žluté) jsme umístily vzorek do stupně I. Voda velmi dobře
Upotřebitelná.


Korozivní účinek CO2 ve vodě vůči betonu

Pokus - V „sifónové“ vodě suspendujeme pevný CaCO3. Je-li ve vodě agresivní CO2
rozpustí CaCO3. Filtrát rozdělíme na dvě části, v první stanovíme obsah vápníku
(vzniká bílá sraženina) a v druhé změříme pH. Pokus provedeme také s destil. H2O.

Výsledek -


„Sifón“

H2O

pH-před

7

7

pH-po

7

7

sraženina

bílá

žádná

Důkaz některých látek ve vodě

Látka

Postup (ke vzorku přidáme:)

Voda

Výsledek (závěr)

Ca2+

- roztok šťavelanu amonného. V přítomnosti Ca2+ vzniká bílá sraženina.

Pitná

Jemně bílá

Mořská

Bílá

Mg2+

- 0,5% roztok titan. žluti a trochu NaOH. Za přítomnosti Mg2+ vzniká červené zbarvení.

Pitná

Více červené

Mořská

Méně červená

NH+4

- několik kapek Nesslerova činidla. Podle obsahu NH+4 vznikne žluté až oranžové zbarvení.

Pitná

Nádech žluté

Závadná

Hodně žluté

SO2-4

- několik kapek roztoku chloridu barnatého. V přítomnosti síranů vzniká bílá sraženina.

Pitná

Střední sraženina

Mořská

Slabá sraženina

Cl-

- několik kapek roztoku dusičnanu stříbrného. V přítomnosti chloridů vzniká bílá sraženina.

Pitná

Slabá sraženina

Mořská

Silná sraženina

NO-3

- několik krystalů difenylaminu a podlijeme konc. H2SO4. V přítomnosti NO-3 vzniká modrý prstenec.

Pitná

Slabý prstenec

Závadná

Silný prstenec

Přítomnost huminových látek ve vodě, Korozivní účinek CO2 ve vodě vůči betonu

Přítomnost huminových látek ve vodě

Pokus - K 5 ml zkoušené vody v kádince přidáme 20 ml 30% roztoku NaOH a dobře
Promícháme. Za přítomnosti huminových látek žluté až hnědé zbarvení.
Výsledek - Podle zbarvení (slabě žluté) jsme umístily vzorek do stupně I. Voda velmi dobře
Upotřebitelná.


Korozivní účinek CO2 ve vodě vůči betonu

Pokus - V „sifónové“ vodě suspendujeme pevný CaCO3. Je-li ve vodě agresivní CO2
rozpustí CaCO3. Filtrát rozdělíme na dvě části, v první stanovíme obsah vápníku
(vzniká bílá sraženina) a v druhé změříme pH. Pokus provedeme také s destil. H2O.

Výsledek -


„Sifón“

H2O

pH-před

7

7

pH-po

7

7

sraženina

bílá

žádná

DALŠÍ STAVEBNÍ MATERIÁLY

Vodní sklo: Je koloidní vodní roztok křemičitanu sodného nebo draselného. První stupeň výroby vodního skla patří do sklenářské technologie. Sodnokřemičité sklo se taví při teplotě asi 1400°C. Vzniká sklovina která se ochladí a poskytne průhledné sklo. To se rozdrtí a použije se k přípravě vodného roztoku dobře rozpustných alkalických křemičitanů – vodního skla. Tuhnutí a tvrdnutí vodního skla je způsobeno tvorbou kontinuální sítě křemičitého hydrogelu a může byt vyvoláno 1-Snížením obsahu vody 2-Reakcí s kyselinou, např. uhličitou

CO2 + H2O → H2CO3
Na2Si2O5 + H2CO3 ↔ Na2CO3 + H2Si2O5



Roztoky vodního skla se používají ve stavebnictví jako ochranný a těsnící prostředek.

Pórovité betony: Jsou stavební prvky na bázi pórobetonů. Mají malou objemovou hmotnost a dobré tepelně zvukové izolační vlastnosti. Póry se vytvoří promícháním s připravenou pěnou (pěnobetony) nebo výrobou tzv. plynobetonů – póry jsou tvořeny plynem H2 produkovaným reakcí kovového hliníku s vodou v alkalickém prostředí:

2Al + 6H2O + 2OH- → 2(Al(OH)4)- + 3H2

Druhotné suroviny: Ve stavebnictví se používá řada druhotných surovin, např. elektrárenské a teplárenské popílky, škvára a vysokopecní struska. Odpady jako druhotné suroviny je možno používat pouze v případě, že jejich složení a vlastnosti odpovídají požadavkům na stavební materiály, které jsou dány normou ČSN.

Vyloučení gelu vodního skla, Zjištění reakční schopnosti Al prášku

Vyloučení gelu vodního skla

Pokus - Do zkumavky s 1 ml vodního skla přidáme cca 5 ml vody. Změříme pH a pak
budeme po kapkách přidávat roztok HCl.
Výsledek - Původní pH roztoku bylo 11, po přidání HCl se vyloučil gel vodního skla a pH=3




Zjištění reakční schopnosti Al prášku

Pokus - Do zkumavky dáme 0,5 g cementu, 0,5 g vápenného hydrátu a 0,1 g Al prášku.
Směs promícháme a přidáme trochu vody, pak směs jemně zahřejeme.
Výsledek - Pozorujeme kypření směsi unikajícími bublinkami vodíku.

VODA VE STAVEBNICTVÍ

Přírodní vody se rozdělují na podzemní povrchové a srážkové. Průsakem horninovým prostředím se obohacují anorganickými látkami, z niž převažují soli, disociované na kationty Na+, K+, Ca2+, Mg2+ a anionty HCO-3, SO2-4, Cl-, NO-3. Podzemní vody neobsahují rozpuštěný kyslík, často však zvýšené množství oxidu uhličitého, někdy také Fe2+ a Mn2+. Podzemní vody jsou často znečištěny a proto musejí před použitím dodatečně upravovány.


Vodu ve stavebnictví dělíme:

• Záměsová - voda používaná při výrobě stavebních materiálů.
• Ošetřující - voda používaná při ošetřování stavebních materiálů.
• Náporová voda která působí na stavbu po jejím dokončení (podzemní, dešťová). Ta se rozděluje do tří skupin: slabě, středně, silně agresivní.

Ve vodě používané pro přípravu betonové směsi a k osětření betonu jsou limitovány zejména koncentrace síranů, chloridů, hořčíku, obsahu organických látek a vodíkových iontů. Omezena je také koncentrace látek, které mohou zabraňovat hydrataci cementu nebo snižovat jeho pevnost (huminové látky).

DALŠÍ STAVEBNÍ MATERIÁLY

Vodní sklo: Je koloidní vodní roztok křemičitanu sodného nebo draselného. První stupeň výroby vodního skla patří do sklenářské technologie. Sodnokřemičité sklo se taví při teplotě asi 1400°C. Vzniká sklovina která se ochladí a poskytne průhledné sklo. To se rozdrtí a použije se k přípravě vodného roztoku dobře rozpustných alkalických křemičitanů – vodního skla. Tuhnutí a tvrdnutí vodního skla je způsobeno tvorbou kontinuální sítě křemičitého hydrogelu a může byt vyvoláno 1-Snížením obsahu vody 2-Reakcí s kyselinou, např. uhličitou

CO2 + H2O → H2CO3
Na2Si2O5 + H2CO3 ↔ Na2CO3 + H2Si2O5



Roztoky vodního skla se používají ve stavebnictví jako ochranný a těsnící prostředek.

Pórovité betony: Jsou stavební prvky na bázi pórobetonů. Mají malou objemovou hmotnost a dobré tepelně zvukové izolační vlastnosti. Póry se vytvoří promícháním s připravenou pěnou (pěnobetony) nebo výrobou tzv. plynobetonů – póry jsou tvořeny plynem H2 produkovaným reakcí kovového hliníku s vodou v alkalickém prostředí:

2Al + 6H2O + 2OH- → 2(Al(OH)4)- + 3H2

Druhotné suroviny: Ve stavebnictví se používá řada druhotných surovin, např. elektrárenské a teplárenské popílky, škvára a vysokopecní struska. Odpady jako druhotné suroviny je možno používat pouze v případě, že jejich složení a vlastnosti odpovídají požadavkům na stavební materiály, které jsou dány normou ČSN.

Vyloučení gelu vodního skla, Zjištění reakční schopnosti Al prášku

Vyloučení gelu vodního skla

Pokus - Do zkumavky s 1 ml vodního skla přidáme cca 5 ml vody. Změříme pH a pak
budeme po kapkách přidávat roztok HCl.
Výsledek - Původní pH roztoku bylo 11, po přidání HCl se vyloučil gel vodního skla a pH=3




Zjištění reakční schopnosti Al prášku

Pokus - Do zkumavky dáme 0,5 g cementu, 0,5 g vápenného hydrátu a 0,1 g Al prášku.
Směs promícháme a přidáme trochu vody, pak směs jemně zahřejeme.
Výsledek - Pozorujeme kypření směsi unikajícími bublinkami vodíku.

VODA VE STAVEBNICTVÍ

Přírodní vody se rozdělují na podzemní povrchové a srážkové. Průsakem horninovým prostředím se obohacují anorganickými látkami, z niž převažují soli, disociované na kationty Na+, K+, Ca2+, Mg2+ a anionty HCO-3, SO2-4, Cl-, NO-3. Podzemní vody neobsahují rozpuštěný kyslík, často však zvýšené množství oxidu uhličitého, někdy také Fe2+ a Mn2+. Podzemní vody jsou často znečištěny a proto musejí před použitím dodatečně upravovány.


Vodu ve stavebnictví dělíme:

• Záměsová - voda používaná při výrobě stavebních materiálů.
• Ošetřující - voda používaná při ošetřování stavebních materiálů.
• Náporová voda která působí na stavbu po jejím dokončení (podzemní, dešťová). Ta se rozděluje do tří skupin: slabě, středně, silně agresivní.

Ve vodě používané pro přípravu betonové směsi a k osětření betonu jsou limitovány zejména koncentrace síranů, chloridů, hořčíku, obsahu organických látek a vodíkových iontů. Omezena je také koncentrace látek, které mohou zabraňovat hydrataci cementu nebo snižovat jeho pevnost (huminové látky).

Důkaz přítomnosti manganu ve struskoportlandském cementu

Pokus -
Malé množství cementu přidáme do 3 ml zředěné kyseliny dusičné a začneme vařit.

Když zůstává jen bílí gel kyseliny dusičné případně kamenivo z betonu, část roztoku nad nerozloženým zbytkem odlejeme do další zkumavky a zředíme asi trojnásobkem objemu destilované vody.

Přidáme několik krystalů jodistanu draselného a zvolna zahříváme.


Výsledek -
Za přítomnosti manganu se roztok zbarví červenofialově.

Jodistan zoxidoval ionty Mn2+ na fialově zbarvený manganistan MnO-4.

Důkaz přítomnosti manganu ve struskoportlandském cementu

Pokus -
Malé množství cementu přidáme do 3 ml zředěné kyseliny dusičné a začneme vařit.

Když zůstává jen bílí gel kyseliny dusičné případně kamenivo z betonu, část roztoku nad nerozloženým zbytkem odlejeme do další zkumavky a zředíme asi trojnásobkem objemu destilované vody.

Přidáme několik krystalů jodistanu draselného a zvolna zahříváme.


Výsledek -
Za přítomnosti manganu se roztok zbarví červenofialově.

Jodistan zoxidoval ionty Mn2+ na fialově zbarvený manganistan MnO-4.

Důkaz hlavních složek v hydraulických maltovinách

Pokus 1 - Asi do 1 ml vody vneseme 0,2 g cementu a důkladně protřepeme. Změříme pH
vniklé suspenze.
Výsledek - Výsledná hodnota pH je 10.

Důkaz křemičítanů - K cementu s vodou přilejeme asi 1 ml koncentrované kyseliny dusičné a za stálého
protřepávání zahříváme asi tře minuty.
Výsledek - Pozorujeme, že původní zbarvení se mění. Rozkladem křemičitanů vzniká bílá,
nerozpustná kyselina křemičitá. Vznik bílého gelu kyseliny křemičité je důkazem
obsahu SiO2 ( křemičitanů ).


Důkaz vápníku - Obsah zkumavky zředíme cca 10 ml vody, protřepeme a gel kyseliny křemičité
necháme usadit. Čirý roztok rozdělíme do dalších pěti zkumavek k důkazu dalších
složek. Do první přidáme 1-2 ml šťavelanu amonného.
Výsledek - Bílá sraženina šťavelanu vápenatého je důkazem vápníku.

Důkaz Al a Fe - Do druhé zkumavky přidáme zředěný hydroxid amonný.
Výsledek - Ve zkumavce se vysráží bílý hydroxid hlinitý a červenohnědý hydroxid železitý.

Důkaz železa - Do třetí zkumavky přilejeme asi 1 ml roztoku thiokyanatanu draselného.
Výsledek - Intenzivně červené zbarvení je důkazem železa.

Důkaz síranů - Do čtvrté zkumavky přidáme asi 1 ml roztoku chloridu barnatého.
Výsledek - Bílá sraženina BaSO4 je důkazem síranů.

Důkaz hořčíku - Do páté zkumavky přidáme několik kapek 0,05% roztoku titanové žluti v alkoholu
a hydroxid sodný až do alkalické reakce.
Výsledek - Za přítomnosti hořčíku vznikne červené zbarvení (to je jeho důkazem).

Rozlišení portlandského cementu od směsných cementů

Pokus -

Do dvou zkumavek dáme cca po dvou ml vody.

Do první přidáme portlandský cement.

Do druhé dáme cement s přídavkem vysokopecní strusky. Do každé z nich přidáme pár kapek koncentrované HCl.


Výsledek -

Ve zkumavce se směsným cementem ucítíme za přítomnosti sulfidů zápach sirovodíku.

Ty u portlandského cementu přítomny nebývají.

Důkaz hlavních složek v hydraulických maltovinách

Pokus 1 - Asi do 1 ml vody vneseme 0,2 g cementu a důkladně protřepeme. Změříme pH
vniklé suspenze.
Výsledek - Výsledná hodnota pH je 10.

Důkaz křemičítanů - K cementu s vodou přilejeme asi 1 ml koncentrované kyseliny dusičné a za stálého
protřepávání zahříváme asi tře minuty.
Výsledek - Pozorujeme, že původní zbarvení se mění. Rozkladem křemičitanů vzniká bílá,
nerozpustná kyselina křemičitá. Vznik bílého gelu kyseliny křemičité je důkazem
obsahu SiO2 ( křemičitanů ).


Důkaz vápníku - Obsah zkumavky zředíme cca 10 ml vody, protřepeme a gel kyseliny křemičité
necháme usadit. Čirý roztok rozdělíme do dalších pěti zkumavek k důkazu dalších
složek. Do první přidáme 1-2 ml šťavelanu amonného.
Výsledek - Bílá sraženina šťavelanu vápenatého je důkazem vápníku.

Důkaz Al a Fe - Do druhé zkumavky přidáme zředěný hydroxid amonný.
Výsledek - Ve zkumavce se vysráží bílý hydroxid hlinitý a červenohnědý hydroxid železitý.

Důkaz železa - Do třetí zkumavky přilejeme asi 1 ml roztoku thiokyanatanu draselného.
Výsledek - Intenzivně červené zbarvení je důkazem železa.

Důkaz síranů - Do čtvrté zkumavky přidáme asi 1 ml roztoku chloridu barnatého.
Výsledek - Bílá sraženina BaSO4 je důkazem síranů.

Důkaz hořčíku - Do páté zkumavky přidáme několik kapek 0,05% roztoku titanové žluti v alkoholu
a hydroxid sodný až do alkalické reakce.
Výsledek - Za přítomnosti hořčíku vznikne červené zbarvení (to je jeho důkazem).

Rozlišení portlandského cementu od směsných cementů

Pokus -

Do dvou zkumavek dáme cca po dvou ml vody.

Do první přidáme portlandský cement.

Do druhé dáme cement s přídavkem vysokopecní strusky. Do každé z nich přidáme pár kapek koncentrované HCl.


Výsledek -

Ve zkumavce se směsným cementem ucítíme za přítomnosti sulfidů zápach sirovodíku.

Ty u portlandského cementu přítomny nebývají.

CEMENTY, HYDRAULICKÉ VÁPNO, BETON

Cementy: jsou nejrozšířenější hydraulické maltoviny, které se vyznačují schopností tuhnout a tvrdnout reakcí s vodou bez přístupu vzduchu. Základem nejrozšířenější skupiny je portlandský cement, připravuje se mletím portlandského slinku se třemi až pěti procenty sádrovce (jako regulátor tuhnutí). Portlandský slinek se získá pálením směsi vápence s hlinito-křemičitými minerály (jíly, slíny, břidlice) v oblasti teploty slinutí nad 1350°C, kdy vznikají hlavní slínkové minerály: 3CaO.SiO2 – křemičitan trojvápenatý, 2CaO.SiO2 – křemičitan dvojvápenatý, 3CaO.Al2O3 – hlinitan trojvápenatý, které provází malé množství mezerní hmoty: 4CaO.Al2O3.Fe2O3 – hlinito-železitan čtyřvápenatý.
S portlandského cementu se připravují směsné cementy přídavkem 40% - 80% jemně mletých přísad s latentně hydraulickými vlastnostmi, nejčastěji vysokopecní strusky nebo elektrárenského popílku a podle toho jsou též nazývány – struskoportlandský, vysokopecní nebo popílkový cement.
Tuhnutí a tvrdnutí cementu je založeno na reakci hlavních slínkových minerálů portlandského slinku s vodou:

2[3CaO.SiO2] + 6H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2
2[2CaO.SiO2] + 4H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2
3CaO.Al2O3 + 6H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O


Třetí reakci ovlivňuje regulátor tuhnutí CaSO4.2H2O, se kterým probíhá pomaleji za vzniku 3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O a 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O, jejichž vláknité krystaly přispívají k počátečním pevnostem.
Výsledný produkt 3CaO.2SiO2.3H2O je hlavní pojivovou fází cementových malt a betonů, má gelovitý charakter a proto je obvykle souborně označován formulí «CaO-SiO2-H2Ogel».
Druhý produkt hydratace Ca(OH)2 jednak reaguje přímo s kamenivem, jednak vytváří podmínky pro hydratační reakce přísad ve směsných cementech.
Další skupinu tvoří cementy hlinitanové a speciální, které mají zcela odlišné složení i použití.
Hydraulické vápno je maltovina přechodná, čili tuhne zpočátku za přístupu vzdušného CO2 a další vývin pevností závisí na reakci s vodou.