Transcript Lehké stavební materiály

LEHKÉ MATERIÁLY
Lehké násypové materiály:
 lehké (d = 800 – 1500 kg.m-3) – popílek, stabilizát, elektrárenská
struska, cihelný recyklát
 velmi lehké (d = 100 – 800 kg.m-3) – keramické kamenivo Liapor
(keramzit), pneumatiky,
pěnobeton, LECA
 extrémně lehké (d = 15 – 100 kg.m-3) – polystyren
Lehké stavební materiály

cenové srovnání:
Objemová tíha
kN.m-3
Gs
Přibližná cena
$/m3
0,12-0,31
0,01-0,03
35-65
Pěnobeton
3,3-7,6
0,3-0,8
65-95
Dřevěná vlákna
5,4-9,4
0,6-1,0
12-20
Drcené
pneumatiky
5,9-8,8
0,6-0,9
20-30
Liapor
5,9-10,2
0,6-1,0
40-55
Vysokopecní
struska
9,8-17,2
1,0-1,8
3-4
Popílek
11-14,1
1,1-1,4
15-21
typ
EPS
Lehké stavební materiály

Liapor:
vyroben expandováním přírodních jílů v rotačních pecích při teplotě
1100 - 1200C
V ČR se vyrábí ve Vintířově z třetihorních cyprisových jílů
Lehké stavební materiály

Liapor:
 fyzikální vlastnosti
 objemová hmotnost:
-3
 objemová hmotnost = 300 – 600 kg.m
-3
 sypná hmotnost = 250 – 900 kg.m
-3
 specifická hmotnost = 2300 – 2600 kg.m
 vlhkost:
 v uzavřených silech je w do 1% hmotnosti
 otevřené skládky w = 1 – 25%

Lehké stavební materiály

Liapor:
 mechanické vlastnosti (SG-geotechnika):
 stlačitelnost (při normálném napětí 50 – 125 kPa):
 frakce 1-4 mm je Edef > 50 MPa
 frakce 1-16mm resp. 4-8mm je Edef = 20 – 34 MPa
 frakce 8-16mm je Edef = 10 – 20 MPa
 smyková pevnost (SG-geotechnika):
 frakce 1-4, 4-8 a 1-16mm - ef > 40
 frakce 8-16 mm - ef = 35 - 40
Lehké stavební materiály

Liapor:
 pevnost v tlaku:
Lehké stavební materiály

Liapor:
 Hutnění:
 lehké vibrační desky (nejvhodnější)
 těžké válce s vysokým kontaktním napětím způsobují drcení
zrn
 hutnící pěchy (nedoporučuje se)

frakce: 0 – 2 mm, 0 – 4 mm, 2 – 4 mm, 4 – 8 mm, 8 – 16 mm
Lehké stavební materiály

Liapor – tepelná vodivost:
-2
-1
 součinitelem tepelné vodivosti  = 0.11 – 0.13 W.m .K
 lze omezit vliv mrazu na podloží vozovky
Lehké stavební materiály

Liapor:
 trvanlivost:
 odolává kyselinám i zásadám
 ve vodě je stabilní a neutrální
 nasákavost:
nasákavost
hmotnostní
objemová
po 30 minutách
2 až 7%
1 až 4%
po 24 hodinách
7 až 19 %
6 až 8 %
po 48 hodinách
20 až 25%
11 až 13%
po 120 hodinách
22 až 30%
13 až 16%
po 180 dnech
30 až 45%
18 až 24%
Lehké stavební materiály

polystyren (GEOFOAM):
GEOFOAM
Historie:
1970 – USA, Norsko
1985 – Japonsko
2004 – ČR (dálnice D1)
GEOFOAM
Hustota:
10 – 100 kg.m-3
Hořlavost:
Kyslíkový index – OI = 18  hořlavý
Odolnost:
Není biologicky odbouratelný
UV – povrchová degradace
Rozpouští – benzín, motorová nafta
Vliv na životní prostředí:
Nemá negativní dopad
Lehké stavební materiály

polystyren:
 vlastnosti:
 lineární elastické chování od 1 až do 2%
 plastické chování od 10 do 20 % (viz obr.)
EPS – expandovaný
XPS - extrudovaný
Zóna 1: počáteční lineární odezva
Zóna 2: plastické přetváření
Zóna 3: lineární zpevňování
Zóna 4: nelineární zpevňování
Závislost napětí na přetvoření (EPS; 21 kg.m-3; jednoosý tlak)
Počáteční tangenciální Youngův modul:
Eti = 450 - 3000
Korelační závislost mezi Eti a hustotou EPS
Pevnost v tlaku:
c10 = 8,82 - 61,7
Pozn: mění se s teplotou
• t<0C – c = 0%
• 0C <t<23 C – c = +7% na každých 10C
• 23C <t<60 C – c = -7% na každých 10C
Plastické napětí:
y = 6,41 - 35,2
Definice významných hodnot
Pozn: Obecně velikost y = 0,75c
Cyklické zatěžování:
Je-li max,cykl  e  non pl a Eti  konst
Je-li max,cykl  e  pl a Eti  klesá
Cyklické zatěžovaní
Creep:
Reálné zkoušky
Reálné zkoušky
Creep – Finledy rovnice:
  0  c
  
   0.20
  1.1sinh
  0.0305sinh t 
 54.2 
 33 
Aplikovatelná při c = 30 – 50 kPa
Creep – vliv teploty:
poznámky:
• je-li 0  0.5%  c lze zanedbat (0 = 0.5% odpovídá  =0.25c )
• je-li 0.5  0  1.0%  c  1% (0 = 0.5% odpovídá  = 0.50c )
• je-li 0  1.0%  c rychle narůstá (odpovídá to  = 0.75c )
smyk:
• vnitřní (není rozhodující pro návrh)
• vnější:
• EPS/EPS:  = nx  = n x tan();  = 0.5  0.7 tj.  = 2735 (doporučeno  = 30)
• EPS/písek:  = 2733 (obecně pro zeminy  = 27)
• EPS/GC geomembrána ( = 52):
 EPS/geotextilie ( = 25)
Poisson:
Je-li   e    0.1
 = 0.0056 + 0.0024 (Japonsko)
Je-li   e  0.0
Lehké stavební materiály

polystyren:
Lehké stavební materiály

pneumatiky:
velikost částic:
 frakce: 25 – 50 mm
 frakce: 100 – 200 mm
objemová hmotnost:
-3
 dle zhutnění 322 – 725 kg.m
Smykové parametry:
 úhel vnitřního tření  20

soudržnost  10 kPa
Stlačitelnost (orientační hodnota):
 Youngův modul  1000 kPa
koeficient filtrace:
-1
 k = 1.5 – 15 cm.s
Lehké stavební materiály

pneumatiky:
Lehké násypové materiály

Pěnobeton - vlastnosti:
Objemová hmotnost . . . 300 – 900 kg.m-3
pevnost . . . 0.3 – 3.0 MPa
Odolný vůči kyselinám, louhům, plísním, živočichům