1

Mineralele sunt formaţiuni anorganice (solide în mod obişnuit), cu o compoziţie chimicã alcãtuitã dintr-un singur element sau din mai multe elemente chimice, cel mai adesea cristalizate, cu variaţii în limite stricte.

In naturã, mineralele se gãsesc sub formã de amestecuri de substanţe, în care predominã una dintre acestea şi, în consecinţã, nu pot fi considerate ca "medii omogene”; mineralele sunt definite drept "compuşi mineralogici " compoziţia chimicã putând varia în anumite limite.

Litosfera este o sursã inepuizabilã de ROCI, materie anorganicã, ce poate servi ca material de construcţii, fãrã modificãri structurale, sau ca materii prime, pentru fabricarea materialelor de construcţii artificiale, cu modificãri structurale şi de compoziţie

Rocile sunt asociaţii naturale de minerale.

PIATRA NATURALĂ

Literatura de specialitate citeazã peste 3.000 de specii minerale.

2

MAGMA

- de precipitaţie gips, calcare, travertin

- biogene (organogene) calcare cochilifere, diatomit

Roci magmatice

- plutonice (abisale, intrusive) granit, granodiorit, sienit, diorit

- hipoabisale (filoniene) porfir, porfirit

- extrusive (vulcanice) dacit, trahit, andezit, bazalt, tuf vulcanic

Clasificarea rocilor după geneză (modul de formare)

Roci metamorfice

cuarţite, gnaisuri, marmură

breccii, gresii, conglomerate

Roci sedimentare

- detritice grohotişuri, prundişuri, argile, mâl

- detritice consolidate

- detritice neconsolidate

3

Clasificarea rocilor după structură (modul de prezentare a mineralelor)

a. holocristalină echigranulară (grăunţoasă)

b. holocristalină inechigranulară (porfirică)

HOLOCRISTALINĂtoate mineralele cristalizate

a) roci magmatice abisale răcirea lentă a magmei;b) roci magmatice hipoabisale, în fisuri ale scoarţei

d. vitroasă

VITROASĂ (hialină)toate mineralele în

stare amorfă

roci vulcanice, la suprafa-ţa scoarţei, sau în atmos-feră suprarăcire

c. hipocristalină

HIPOCRISTALINĂcristale dispersate în

masă vitroasăroci vulcanice, formate în straturile superioare ale scoarţei răcire rapidă.

Mãrimea cristalelor determinã o structurã:fenocristalinã , cu cristale mari (> 5 mm);microcristalinã , cu cristale având dimensiuni între 1 şi 5 mm;criptocristalinã , cu cristale mici (< 1 mm).

4

În cazul rocilor sedimentare detritice consolidate, mãrimea granulelor constituente determinã structurile:psefiticã , compusã din granule cu dimensiuni mai mari de 2 mm;psamiticã , compusã din granule cu dimensiuni de (0,02 ... 2) mm;peliticã , compusã din granule mai mici decât 0,02 mm.

Structura rocilor sedimentare detritice respectă structura rocilor preexistente.

Structura rocilor metamorfice diferă de cea a rocilor preexistente, datorită reluării procesului de topire-răcire a mineralelor.

Clasificarea rocilor după textură (modul de aşezare a mineralelor)

masivã sau neorientatã, când nu se observã un anume aranjament, în spaţiu, al granulelor;stratificatã, cu aranjarea în straturi a granulelor, dar în fiecare strat se regãsesc, în aceleaşi proporţii, mineralele constituente;şistoasã, formatã din straturi, dar cu deosebiri mineralogice între acestea

Alte criterii de clasificare: pH -ul mineralelor: acide, intermediare, bazice, ultrabazice; indicele de culoare: leucocrate (deschise), melanocrate (închise); duritatea pe scara Mosh.

5

Caracteristicile tehnice ale rocilor

Caracteristici petrografice.Densitatea aparentă: foarte uşoare (<1200 kg/m3); uşoare; semigrele; grele; foarte grele (>3000 kg/m3).Absorbţia de apă (a1) : f. puţin absorbante (<0,5%); puţin absorbante; absorbante; foarte absorbante.Rezistenţa la compresiune (în stare uscată): cu rezistenţă: foarte slabă (<15 N/mm2); slabă; mijlocie; mare; foarte mare (>200 N/mm2).Rezistenţa la şoc (Rs): foarte puţin rezistente (<1 Ncm/cm3); puţin rezistente; mediocre; rezistente; foarte rezistente (>10 Ncm/cm3).Rezistenţa la uzură (Ruz) exprimată prin pierdere de masă: cu uzură foarte mică (<0,05 g/cm2); mică; mijlocie; mare; foarte mare (>0,4 g/cm2).Gelivitatea: negelive (g<3% şi g <25%); gelive.

Caracteristici mineralogiceConţinutul de minerale în stare amorfă (structura)Aşezarea mineralelor (textura)Conţinutul de minerale dure (scara Mosh).

6

Tipuri de roci folosite în construcţii

Regula:

Ca material natural de construcţii, se folosesc rocile cu structură holocristalină (condiţionat, cele cu structură hipocristalină) şi textură masivă.

(granite, dacite, andezite, bazalturi, gresii etc.)

Rocile sedimentare de precipitaţie nu sunt corespunzătoare pentru construcţii, dar sunt relativ pure, constituind materie primă pentru produce-rea materialelor artificiale (lianţi).

(calcare, dolomite, magnezite, gips, argile pure,)

Tufurile vulcanice - roci vulcanice (magmatice extrusive). Prin măcinare se obţine trass -ul.

7

Produse din piatră pentru construcţii

produse de carieră: piatră naturală; agregate de concasaj.produse de balastieră: agregate de râu

contracheie

naştere

cheie

pietre ptr. pardoseli

dale plăci

elevaţie secţ. A-A

rost

asiză

A

A

Piat

ră n

atur

ale

Pietre neprelu- crate

piatră brută piatră pentru anrocamente; lespezi

0,00

taluz

curs de apă

+anrocament

pereu din piatră

strat de balast

Pietre prelucrate

moloane bolţari piatră de talie

pietre ptr. zidării

coada

c > h

h

3...7

cm

beton

zidărie mozaic Secţiuneprin zid

molon regulatfaţavăzută molon

pietre ptr. pavaje

pavele calâpuri butise borduri

8

a. pavaj dobrogean b. pavaj transilvănean c. pavaj din pavele abnorme18

13

12

butise bordură

131717

a) b)

d. secţiune prin pavajpavelă

nisip pilonat

fundaţie(balast)terasament

Tipuri de pavaje

Agregate naturale grele (ga> 1200 kg/m3)

de balastieră - sfărâmate natural

Se extrag din zăcămintele aluvionare (roci sedimentare detritice neconsolidate), se spală şi se sortează.Materialul extras, nesortat, se numeşte balast.

9

balast ciuruit0,1 ... 71,0

balast brut0,1 ... 160Balast0,1 ... 160

bolovani >71,0Bolovani de râu>71,0

pietriş mare31,5 (40) ... 71,0

pietriş mărunt16,0 (20) ...31,5(40)

Pietris de râu7,1 (10) ... 71,0

mărgăritar7,1 (10) ... 16,0(20)

nisip grăunţos3,15 ... 7,1 (10)

nisip mijlociu1,0 ... 3,15 (5)Nisip de râu0,1 ... 7,1 (10)

nisip fin0,1 ... 1,0

Denumire sortDimensiuni sort (mm)Denumire materialDimensiuni material

(mm)

Agregate livrate de balastiere

<0,071 sau <0,090FilerFILEREMăcinare

3,15-8 / 8-16 / 16-25Criblurădouă trepte

0-3,15 şi 0-7,1Nisip de concasajCRIBLURIConcasare în

40-63 / 63-90Piatră spartă pentru drumuri

8-16 / 16-25 / 25-40SplitSPARTAîntr-o treaptă

0-8SavurăPIATRAConcasare

7,1-16 / 16-31,5 / 31,5-71Piatră spartă

Sorturi (mm)Denumirea sortuluiDenumirea

clasei

Mod de

obţinere

agregate de concasaj - sfărâmate artificial

10

METALE

Solide policristaline, cu structură grăunţoasă.

In funcţie de compoziţia lor, aliajele metalice sunt grupate în:aliaje feroase, dacã fierul este componenta principalã a aliajelor;aliaje neferoase, dacã componenta principalã este un alt metal

In stare naturalã, metalele se gãsesc sub formã de minereuri care sunt combinaţiile lor chimice (oxizi, carbonaţi, sulfuri etc.), dispersate în roci (steril sau gangã). Uneori, se pot gãsi în stare nativã (în filoane).

Fierul şi aliajele sale.

Fierul pur tehnic (numit feritã) poate conţine pânã la 0,03% alte impuritãţi, în special carbon.

Este un metal alb-gri, maleabil, ductil, tenace şi sudabil.

Densitatea = 7,9 g/cm3,

Temperatura de topire = aproximativ 1530OC.

11

a. cubic centrat b. cubic, cu feţe centrate

Sistemele de cristalizare ale fierului

Prezintă 4 stări alotropice:, stabilã pânã la 768OC, cristalizat în sistemul cubic centrat şi se caracterizeazã prin proprietãţi feromagnetice; stabilã pânã la 906OC, în care se menţine sistemul cubic centrat, dar pierde proprietãţile feromagnetice;, stabilã pânã 1390OC, în care fierul îşi schimbã cristalizarea în sistemul cubic cu feţe centrate şi se caracterizeazã prin reactivitate chimicã mãritã;, stabilã pânã la topire (1530OC), în care fierul revine la sistemul de cristalizare cubic centrat, pierzând parţial reactivitatea chimicã.

Variaţia reactivitãţii chimice determinã

sistemele fizico-chimice pe care fierul le poate

forma cu alte substanţe, în general şi cu carbonul,

în special.

Fe poate lega chimic pânã la 6,67% carbon, formând carbura de fier (FeC3), numitã cementitã (Ce) : foarte durã şi casantã;•la >723OC, poate lega pânã la 1,7 % carbon în aliaj soluţie solidã numit austenitã (Au) : durã, dar tenace;•la <723OC, austenita se descompune în feritã (Fe) şi perlitã (Pe), -aliaj de amestec- mai durã decât ferita, dar mai casantã decât austenita;•pentru conţinut de C>4,3%, fierul formeazã un alt aliaj de amestec numit ledeburitã (Le), dur şi casant.

12

(

C)o1530

906

723

0,03 0,89 4,31,7 6,67

Au Le1130

Fe+PePe+Ce

Fe+AuAu+CeAu+Ce+Le

Pe+Ce+Le

LI+Au LI+Ce

Le+Ce

LICHID (LI)

conţinut de C (%)

Diagrama de echilibru a aliajelor Fe-C

curba Liquidus

curba Solidus

eutectic

eutectoid

oţel fontă

Se observã cã, pe mãsura creşterii conţinutului de carbon, duritatea aliajelor creşte, dar, în acelaşi timp, scade deformabilitatea lor.

Aliajele fierului, cu conţinut de carbon mai mic decât 1,7%, se numesc oţeluri;

Pentru conţinut de carbon mai mare decât 1,7%, aliajele Fe-C se numesc fonte

Noţiuni de siderurgie.Materiile prime:minereurile feroase: limonita hematita ;

magnetita sideritacocsul, combustibil, dar şi reactant chimic (huilă pirogenată);fondanţi (calcare, magnezite, dolomite), care reduc temperatura de topire a mineralelor (sterilului), jucând şi rol de reactant chimic.

OH,OFe 232 51 32OFe

43OFe 3COFe

13

fontă

minereufondantcocs

zgurăaer cald

Schema furnalului înalt

500...1200°C

1300... 1800°C

gura dealimentare

creuzet

Cocsul arde şi formează CO, care reduce succesiv oxizii de fier:

24332 23 COOFeCOOFe

243 2622 COFeOCOOFe

2COFeCOFeO

La 11000C se formează cementita cu 6,67%C.

Oxizii de calciu şi de magneziu, din fondanţi, reacţioneazã cu componentele mineralogice ale sterilului şi cu alte elemente nedorite în fontã (sulf, fosfor, mangan, etc.), formând zgura:

243243

32

33 POCaFeOCaOPOFe

CaSFeOCaOFeS

CaSiOCaOSiO

Pe măsură ce amestecul de materii prime se topeşte, cementita se dizolvă în topitură, aceasta conţinând un exces de carbon dispersat atomic.

Diferenţa de densitate a topiturilor

Fe-C şi zgurei permite separarea şi evacuarea separată, prin gurile situate la

nivele diferite

La răcire, topitura Fe-C devine fontă, conţinând (2,5 ... 5)% C

14

În funcţie de conţinutul de carbon, ca şi de alte elemente de aliere, fontele se grupeazã în trei categorii principale:fonte cenuşii (de turnãtorie), care conţin mult carbon, chiar sub formã de grafit (care îi dã culoarea cenuşie) şi sunt folosite ca aliaje de turnãtorie. fonte albe (de afânare), care conţin carbonul legat în cementitã şi sunt folosite ca materie primã pentru elaborarea oţelurilor-carbon;fonte speciale (fero-aliaje), care conţin carbonul legat în cementitã, dar conţin şi alte elemente de aliere în proporţii semnificative, fiind folosite ca materii prime pentru elaborarea oţelurilor aliate sau pentru corectarea compoziţiei oţelului-carbon.

Caracteristicile fontelor

Se manifestă prezenţa carbonului şi structura de aliaj de amestec:

sunt dure şi casante blocuri solicitate static, la compresiune;

sunt fluide la temperatura de topire aliaje de turnătorie;

sunt rezistente la coroziune grafitul este inhibitor de coroziune.

15

OŢELURILE CARBON

Se obţin prin reducerea conţinutului de carbon din fontele albe, prin oxidarea acestuia.

FeOOFeşiCOOC 22 222

FeO format, devine reactant pentru eliminarea altor elemente existente nedorite, în zgură:

FeO poate fi introdus şi prin fierul vechi (ruginit)

.etcMnOFeMnFeO;SiOFeSiFeO 22 2

Dacă în şarja de oţel rămâne FeO (neredus) topitura “fierbe”, la răcire putând reţine bule gazoase (SUFLURI).

Pentru evitare se aplică tratamentul de “calmare” - introducerea de fero-aliaje, care conţin elemente de aliere ce nu înrăutăţesc caracteristicile oţelului.

Se obţin oţeluri “necalmate” (n); “semicalmate” (s); “calmate” (k),

16

In funcţie de compoziţie, oţelurile sunt grupate în trei clase: oţel-carbon, dacã conţine alte elemente de aliere în cantitãţi nesemnificative; oţel slab aliat, dacã conţine şi alte elemente de aliere în cantitãţi relativ mici; oţel aliat, dacã conţine şi alte elemente de aliere în cantitãţi suficient de mari pentru ca acestea sã se manifeste pregnant asupra caracteristicilor aliajului.

În funcţie de caracteristicile ce li se garanteazã oţelurile-carbon se grupeazã în patru clase de calitate, purtând în simbol cifrele:

1, dacã se garanteazã numai caracteristicile mecanice;2, dacã se garanteazã numai compoziţia chimicã;3, dacã se garanteazã caracteristicile mecanice şi compoziţia chimicã;4, dacã se garanteazã caracteristicile mecanice, compoziţia chimicã şi conţinutul

de impuritãţi.

Oţelurile se caracterizeazã prin ductilitate, maleabilitate şi tenacitate în condiţiile în care rezistenţele mecanice rãmân la valori mari.

OL 37-1.s - oţel carbon

23 SM 15 oţel aliat, conţinând 0,23%C, Siliciu şi 1,5% Mangan

17

Cea mai importantã caracteristicã a oţelurilor, mai ales pentru construcţii, o reprezintã rezistenţa la întindere care, fiind mult mai mare decât pentru alte materiale, permite realizarea structurilor suple şi de mari deschideri.

FORT

A (da

N)

L (mm)

Fmax.

Fc

3700 /3750

2600/2650

3750 - 3700 = 5000

FAo

=

LLo

= x100 (%)

1

A

B

D

E

C

a

H

JFig. 3.2. Curba caracteristică a oţelului moale

Lo Lo L

FF

Deformaţia de curgere a structurii oţelurilor hipoeutectice

d max

doresp

ingere

atra

ctie

c) rezultantaforţelor

van der Waals

d

a) înaintea încercării b) după consumarea curgerii

Când se atinge efortul C, structura oţelului se rearanjează prin deformaţie vâscoasă palier de curgere.

Starea deformată = stare de ecruisare

Curba caracteristică este convenţională, rezultând din convenţia AO.

palier de curgere

(P

a)(%)

Fig. 6.4. Curba caracteristică de întinderee

r

c

r A B

C D

O

curba 1 (reală)

curba 2 (conven]ională)

18

Tenacitatea oţelului se verifică prin încercarea la îndoire la rece, pe probe cu secţiunea circularã sau dreptunghiularã, rezemate pe role şi acţionate prin intermediul unei piese cu suprafaţa de contact circularã.

Diametrele rolelor şi piesei de acţionare sunt standardizate în raport cu diametrul respectiv grosimea probei.

F

Dp

lo/2 lo/2

lo

rolă

piesă de acţionareproba

proba calaj

Dp

In cazul în care nu se rupe la încovoiere, proba se îndoaie la 180O şi se examineazã fibra întinsã pentru a constata dacã au apãrut fisuri.

Duritatea exprimã rezistenţa la compresiune localã (strivire).

F

dD

proba

bilă

d1

d2

vedere în plan

amprenta

Principiul metodei Brinell

BrinellVickersRockwellBaumann-SteinrückPoldi

d

d1

lovire

etalon

bilă

element

b) metoda Poldi

placă

19

Coroziunea unui metal se poate produce prin douã mecanisme: coroziunea chimicã, manifestatã prin acţiunea unei substanţe asupra atomilor periferici ai reţelei metalice şi legarea acestora în substanţe compuse, acţiune ce nu conduce la apariţia unor sarcini electrice necompensate; coroziunea electrochimicã, manifestatã prin scoaterea cationilor din reţeaua metalicã (dizolvarea metalului), electronii corespondenţi rãmânând necompensaţi.Acoperiri cu straturi impermeabile. Pasivarea metalelor.

Tendinţa metalelor de a ceda cationii din reţea în soluţii de electroliţi se numeşte tensiune de dizolvare.

conductă de protejat

conductor de legăturăelectrod de sacrificiu

pământ

Protecţia catodică

protecţia anodicã, realizatã prin legarea piesei ce trebuie protejatã la polul negativ al unei surse de curent continuu, polul pozitiv fiind legat la electrozi amplasaţi în vecinãtate; protecţia catodicã, realizatã prin legarea cu conductor electric a piesei protejate, la un electrod din metal cu tensiune de dizolvare mai mare, electronii necompensaţi, rezultaţi din corodarea acestuia, trecând în piesa protejatã.

20

MATERIALE CERAMICE

In sens larg, prin material ceramic se înţelege orice material obţinut prin arderea unor amestecuri de materii prime pulverulente, proces în urma cãruia rezistenţele mecanice cresc şi se îmbunãtãţesc caracteristicile de durabilitate.

Pentru domeniul construcţiilor, produsul ceramic desemneazã materialul sub formã de piatrã artificialã, obþinut prin arderea unor forme fasonate din amestec de argilã, apã şi adaosuri

4.1. Compoziţia şi structura argilei.

Argilele rezultã prin alterarea rocilor feldspatice, proces în care metalul alcalin (Na, K, Ca) este hidrolizat, iar oxidul corespunzãtor este înlocuit de apã. Se obţin astfel, mineralele argiloase care pot fi exprimate prin formula generalã:

m = 2 caolinit ; m = 4 montmorillonit

OHOAlmSiO 2322

21

Procesul de alterare chimicã este însoţit de un proces de dezagregare fizicã a rocii-mamã, încât argila se compune din granule foarte mici (< 5 m), cu formã lamelarã

suprafaţa specificã foarte mare;

caracterul intens hidrofil al granulelor de argilã o fac foarte sensibilã la variaţia umiditãţii:

plastifiere / rigidizare; umflări / contrageri;

Alãturi de mineralele argiloase, argilele pot conţine şi alte minerale, provenind din roca-mamã, care nu au fost afectate de procesul de alterare chimicã (cuarţ, micã, calcitã, magnezitã, oxizi şi sãruri ale altor metale, feldspaţi etc.) care pot influenţa comportarea argilei la variaţia umidităţii.

Argila mai pură (grasă) mai sensibilă la umiditate

22

Comportarea argilei la încãlzire

În condiţii normale (atmosferice), argila conţine apã sub toate cele trei forme (liberã, adsorbitã şi legatã chimic).

Supusã unui proces de încãlzire, masa argiloasã va suporta urmãtoarea succesiune de transformãri:

(400 ... 500)OC, argila se usucã, prin evaporarea apei libere şi de higroscopicitate, rigidizându-se şi reducându-şi volumul proces reversibil;

(700 ... 800)OC, argila pierde apa legatã chimic (apa de cristalizare), devenind poroasã şi friabilã proces ireversibil;

> (700 ... 800)OC, SiO2 şi Al2O3 devin activi chimic şi reacţioneazã între ei, modificându-se raportul de legare, cu degajare de bioxid de siliciu liber proces de MULITIZARE

2322322 43223 SiOOAlSiOOAlSiO

RETRAGEREA LA ARDERE ŞI CREŞTEREA REZISTENŢELOR

23

La creşterea temperaturii, argila începe sã se topeascã, producându-se, succesiv, clincherizarea, vitrificarea şi topirea totalã.

In funcţie punctul de refractaritate, argilele se caracterizeazã ca: fuzibile, cu punctul de refractaritate mai mic decât 1100OC; vitrificabile, cu punctul de refractaritate între (1100 ... 1580)OC; refractare, cu punctul de refractaritate mai mare decât 1580OC.

Punctul de refractaritate al argilei scade odatã cu creşterea conţinutului sãu de oxizi metalici (în special de oxid de fier).

Puritatea argilelor determinã şi culoarea ceramicii obţinute:

argilele caolinitice pure conduc la obţinerea ceramicii albe, iar argilele impurificate cu oxizi de calciu, de magneziu sau ai altor metale alcaline conduc la obţinerea ceramicii galbene;

argilele montmorillonitice, impurificate cu oxizi de fier, conduc la obţinerea ceramicii cu culoare roşiaticã (cărămizie).

24

Principii tehnologice de fabricaţie a produselor ceramice.

Pregãtire a masei ceramice: extragere a argilei din carierã, mãcinarea şi amestecarea cu apa şi, eventual, cu materiale de adaos (degresanţi, aglomeranţi, fondanţi sau topitori);

Masa de argilă nu trebuie să conţină granule calcaroase >2mm, sau granule silicioase > 7 mm.

Fasonarea formelor crude: modelarea formei produsului ce urmeazã a fi realizat, dar cu dimensiuni mai mari, pentru a se compensa contracţiile de volum.

presare, extrudere, turnare.zonă uscată zonă umedă

fisuri de contragere

Uscarea formelor crude: reducerea uniditãţii sub 7%.

lentă, pentru a nu fisura produsul.

Arderea produselor; tratarea termicã la temperatura necesarã producerii transformãrilor fizico-chimice (mulitizarea, clincherizarea, vitrificarea).

încãlzirea lentã, menţinerea la temperatura necesarã, rãcirea lentã

25

Tratarea superficialã a produselor; impermeabilizarea sau îmbunãtãţirea aspectului acestora.

Angobarea: imersarea produsului într-o suspensie apoasã de argilã caoliniticã şi re-arderea produsului. Glazurarea sau smãlţuirea: acoperirea produsului cu soluţii, respectiv, suspensii de substanţe care, la ardere, se topesc şi formeazã straturi de sticlã 

Clasificarea materialelor ceramice.

Culoarecoloratã, când are culoare roşiaticã;albã, dacã are culoarea albã sau slab gãlbuie.

Mãrimea granulelor constituenteceramicã brutã (clasa A), cu granule pânã la 5 mm;ceramicã semifinã (clasa B), cu granule pânã la 1,5 mm;ceramicã finã (clasa C), cu granule pânã la 0,06 mm.

26

Compactitate, exprimatã prin absorbţia de apã a1:ceramicã poroasã cu a1 > 6%;ceramicã semicompactã (semivitrificatã) cu a1 = (1... 6)%;ceramicã compactã (vitrificatã) cu a1 < 1%.

Comportarea la temperaturi înalte;ceramicã fuzibilã;

ceramicã refractarã.In funcţie de criteriile menţionate, materialele ceramice se numesc:

ceramica brutã: coloratã, brutã, poroasã, fuzibilã, fabricatã din argile comune (montmorillonitice) cu adaos de degresanţi şi arse la (900 ... 1050)OC; gresia ceramicã: coloratã, semifinã, semicompactã, fuzibilã, fabricatã din argile monmorillonitice, cu adaos de fondanţi şi arse la (1200 ... 1300)OC; teracota: coloratã, semifinã, poroasã, fuzibilã, fabricatã din argile monmorillonitice, cu adaos de nisip şi de cioburi de argilã arsã; faianţa; albã, finã, poroasã, fabricatã din argile caolinitice cu adaos de dolomitã, calcar şi nisip cuarţos şi arsã la (1200 ... 1300)OC; majolica; similarã faianţei, dar fabricatã din argile caolinitice impure, fapt pentru care are culoarea galbenã, cu tentã roşiaticã; semiporţelanul şi porţelanul; albe, fine, compacte (clincherizate, respectiv vitrificate), fabricate din argilã caoliniticã purã, cu adaos de feldspaţi şi arsã la peste 1450OC.

27

4.5. Produse ceramice pentru construcţii.

Cãrãmida este produsul ceramic pentru zidãrii, având forma paralelipipedicã,  cu dimensiuni maxime 290  x 140 x 88 mm.

Volumul nominal reprezintã volumul paralelipipedului circumscris unui produs ceramic pentru zidãrii (cuprinzând şi eventualele goluri din structurã).

Echivalentul de volum (notat "echivalent FN") reprezintã raportul dintre volumul nominal al produsului ceramic şi volumul nominal al cãrãmizii format normal.

Blocul ceramic pentru zidãrii este produsul ceramic pentru zidãrii având echivalentul FN mai mare decât 2,05 dar cu dimensiuni care asigurã realizarea de zidãrii modulate

4.5.1. Produse pentru zidării: (cărămizi şi blocuri ceramice)

Corpuri cu formă prismatică şi dimensini modulate, pentru asigurarea realizării de zidării în asize, modulate.

Formatul normal este 240 x 115 x 63 mm.

28

Cărămizi pline presate: P63; P88; Gu

63 88 88

tip P63/P88 tip Gu

240240

Criterii calitative:

Calităţi (A; I; II) - în funcţie de defectele de formă, culoare, uniformitatea caracteristicilor de compoziţie şi structură, proporţia de cărămizi sparte

Sg <15 % S

Zidurile (pereţii) pot fi: • exteriori (perimetrali) sau interiori (despãrţitori), • de rezistenţã (portante) sau cu rol de închidere (autoportante).

Exigenţele se referă la:

• greutatea proprie (sã fie cât mai micã);

• rezistenţã (sã corespundã încãrcãrilor pe care trebuie sã le preia);

• capacitate de izolare termicã (pentru pereţii exteriori);

• capacitate de izolare fonicã (pentru toţi pereţii).

Exigenţele pot fi îndeplinite de produsele din ceramicã brutã poroasã.

Zidurile sunt, de regulă, acoperite (tencuite, placate) şi nu se impun exigenţe de aspect estetic.

29

cără

midă

morta

r

1 cm

1 cm

1 cm platan presăF

F

Mărci valoarea, din seria de mãrci standardizatã, imediat inferioarã rezistenţei la compresiune, obţinutã pe stâlpişori.

Seria de mãrci, standardizatã pentru cãrãmizi:

50 ; 75 ; 100 ; 125 ; 150 ; 200 (daN/cm2)

b

h

h

b

Cărămizi cu goluri verticale (GV) sau cu goluri orizontale (GO)Sg > 15 % S

Golurile îmbunãtãţesc capacitatea de izolare termicã şi reduc greutatea cãrãmizii, ceea ce permite reali-zarea la dimensiuni mai mari decât cãrãmizile tip P şi Gu

Simbolizare (dimensiuni în cm): GV - I - C1 / 75 - 29. 14. 8,8

Clase (C1 , C2 ; C3), în funcţie de a: <1,30 g/cm3; (1,31 ... 1,50) g/cm3, (1,51 ... 1,80) g/cm3;

Simbolizare : P - A - C3/100 - tip 63

3020

0

200./295295

240

4.5.2. Corpuri ceramice pentru planşee.

destinate a fi înglobate în structura planşeelor din beton armat, pentru reducerea greutãţii acestora, prin crearea de goluri.

b

lambă

uluc

Blocuri ceramice cu lambã şi uluc (LU)

destinate realizãrii zidurilor subţiri.

îmbinarea cu lambã şi uluc asigură stabilitatea asamblãrii în zidãrie.

Cãrãmizile radiale (CR)

destinate executãrii zidãriilor circulare cu diametre relativ mici (sub 2 m), în special, la coşurile de fum.

31

4.5.3. Materiale pentru învelitori

ţigle, coame, olane

căpriorastereală

coamă

dolie

panta(coame)

(ţigle)

(olane)

A A

BB

secţ. A-A

sect. B-B

ţiglă "solz"fal]

cută

gaură

cioc

ciocgaură

falţA

A

secţ. A-Asecţ. longitudinalăgaură

stratulsuperior

stratulinferior

mortar

pant

a

32

4.5.4. Tuburi ceramice.

AA

sect. A-A găuri mufă

tuburi pentru canale individuale de fum şi de ventilaţie;

pământ permeabildop din argilă

filtru, dinmaterial granular

tub de drencunetă

pământ impermeabil

drumtaluz

N.A.S.

ecran din argilă

tuburi de dren:

tuburi pentru transport lichide corosive, din gresie ceramicã, glazurate, cel puţin, la interior.

33

4.5.5. Produse ceramice pentru protecţii şi finisaje.

destinate placãrii pereţilor şi pardoselilor, pentru realizarea finisajelor rezistente şi protecţia anticorosivã.

Cărămizi de placaj

cărămidăde placaj

tencuialăde mortar

zidăriePlăci de faianţă sau majolică

Plăci din gresie ceramică

Corpurile ceramice pentru pardosit grajduri şi padocuri

hL

L

b

striuri

34

4.5.6. Materiale refractare

punct de refractaritate termicã mai mare decât 1580OC.

destinate realizãrii cãmãşuielilor (refractare) la cuptoare şi agregate termice care lucreazã la temperaturi înalte.

Pe lângã refractaritatea termicã, trebuie sã se caracterizeze şi din punct de vedere chimic, pentru a nu produce reacţii nedorite cu materialul util (care se prelucreazã în cuptor) şi care ar produce contaminarea materialului util şi ar provoca corodarea cãmãşuielii.

Se produc sub formă de corpuri fasonate (cãrãmizi, plãci, cochilii etc.) şi sub formã granularã (mase refractare) cu care se realizeazã mortare sau betoane refractare.

TIP ŞAMOTĂ se fabricã din argile refractare, în douã faze:1. masa ceramicã se arde la cca. 1300OC, dupã care se macinã sub formã de nisip (sort 0-5 mm);2. se realizeazã amestec, uşor umezit, din acest nisip cu puţinã argilã, se fasoneazã produsele şi se ard la temperatura de 1400OC.

caracter chimic neutru şi comportare bunã la variaţii de temperaturã.

35

TIP SILICA se fabricã din argilã refractarã cu adaos de nisip silicios sau cuarţitã mãcinatã şi lapte de var, prin ardere la temperaturi de 1450OC.

caracter chimic acid şi refractaritate termicã ridicatã, dar comportare necorespunzãtoare la variaţii mari ale temperaturii de exploatare.

TIP MAGNEZITIC obţinute prin arderea la temperaturi de 1600OC a amestecurilor de argilã cu adaos de roci magnezitice (dolomitã, magnezitã etc.) mãcinate şi soluţie de Mg(OH)2 .

caracter chimic bazic şi o foarte înaltã refractaritate termicã.

TERACOTA produse semifine, poroase, colorate (galben roşcat).Masa ceramicã se preparã prin amestecarea argilei comune cu nisip (ca degresant) şi cu cioburi ceramice încât contracţiile de volum, atât la uscare, cât şi la ardere, sunt diminuate iar starea de fisurare este mult redusã.

fãrã a avea refractaritate termicã ridicatã, teracota prezintã comportare bunã la variaţii de temperaturã.

36

4.5.7. Agregate de tip ceramic. (agregate uşoare)

Deşeurile rezultate la fabricarea produselor ceramice, concasate şi sortate

Granulitul se fabricã prin arderea unor granule cu forma ovoidalã, fasonate din mase ceramice fuzibile.

Prin vaporizarea apei, structura granulei este expandatã, iar stratul superficial este topit.

structurã poroasã (spongioasã) dar cu porozitatea închisã

Agloporitul cărbunele, din sterilul depozitat în halde. se autoaprinde producând calcinarea argilei.

La decopertarea haldei, materialul de culoare roşiaticã se excaveazã, se concaseazã şi se sorteazã.

Zgurile de furnal şi de oţelãrie, reprezintã sterilul (argilos) topit, în procesele de elaborare a fontei / oţelului. Răcite cu apă, zgurile expandează.

densitate aparentã micã, dar porozitate deschisã.

37

5. STICLA

materiale solide, cu structura amorfã, obţinute prin suprarãcirea topiturilor.

Formatori de sticle = substanţe care realizează, prin suprarăcire, structuri total amorfe.

substanţele sã facã parte din grupele 3...6 din sistemul periodic al elementelor; raportul între dimensiunile ionilor substanţelor sã fie de 0.2 ... 0.4.

Substanţe de adaos:

modificatori de reţea, cu rolul de a coborî punctul de topire al formatorilor;

stabilizatori, cu rolul de a reduce reactivitatea chimicã a sticlelor obţinute;

alte adaosuri, cu rol de colorare, decolorare, opacizare etc. a sticlelor.

Materii prime:

formatori: nisip cuarţos curat: SiO2;

modificatori: sodă Na2CO3 ; potasă K2CO3;

stabilizatori : cretă CaCO3 ; oxid de plumb PbO

38

La topire,

Tehnologia de fabricare:1. mãcinarea şi amestecarea materiilor prime;2. topirea amestecului de materii prime;3. fasonarea produselor din sticlã (tragere şi laminare, turnare în tipare, suflare, etirare, centrifugare etc.);4. recoacerea produselor, pentru detensionare.

232322232322 COSiOKCOKSiOCOSiONaCONaSiO

2322332 COPbSiOPbOSiOCOCaSiOCaCOSiO

silicaţii obţinuţi sunt solubili în apă sticle solubile

Silicaţii reacţionează între ei, formând silicaţi dubli, insolubili:

22332 2SiOCaOONaCaSiOSiONa sticla calco-sodică: comună, verzuie în spărtură geamuri;

22332 2SiOCaOOKCaSiOSiOK sticla calco-potasică: incoloră în spărtură, transparenţă superioară, mai mic aparatură de laborator

22332 2SiOPbOOKPbSiOSiOK sticla plumbo-potasică (cristal): indice de refracţie mare lentile

39

Caracteristici tehnice:

transparenţă la radiaţiile din spectrul solar, cu excepţia radiaţiilor ultraviolete (un geam din sticlã calco-sodicã, cu 5 mm grosime, opreşte < 15% din energia solarã incidentã); densitatea, în general, mare (2.4 ... 2.7) g/cm3 pentru sticlele ordinare, 3.4 g/cm3 pentru cristal, putând depãşi 6 g/cm3 pentru sticlele speciale; conductivitatea termicã este mare = 0,7 ... 1,3 W/(mK), în stare compactã sticla nefiind un bun izolator termic; coeficientul de dilataţie termicã mare (9x10-10 K-1) pentru sticlele ordinare, putând fi redus pânã la 0,5x10-10 K-1 pentru sticlele speciale; rezistenţa la compresiune este relativ mare (cca. 200 N/mm2), dar rezistenţa la întindere este de aproximativ 10 ori mai micã, ceea ce determinã comportarea fragilã a sticlei; foarte bunã rezistenţã la coroziune chimicã, cu excepţia acţiunii acizilor fluorhidric şi fosforic;

sticla este un material necombustibil.

Prin introducerea unor substanţe şi înlocuirea parţialã a substanţelor componente, se obţin sticle speciale: termorezistente, optice, fotosensibile, sticlă pentru fibre etc.

40

Produse din sticlă, pentru construcţii

Grupa produselor pentru ferestre şi luminatoare cuprinde geamurile, fabricate sub formã de foi, prin tragere şi laminare sau prin turnare:

ordinare (trase),ornament şi striatearmatesecurizatestratificate (duplex, triplex)şlefuitemate şi muslinemailate şi givrate,

Grupa produselor pentru pereţi cuprinde elemente folosite în structura pereţilor pentru realizarea unor zone de luminator.

cãrãmizi din sticlãplãci pentru pereţi (tip NEVADA)profilit

A A-Auluc

mortarbară din oţel

un strat

două straturi

cordondin cauciuc

41

Grupa produselor pentru planşee şi acoperişuriţigle din sticlãpavele tip Rotalit

plan

secţiuneverticală

bară deoţel

mortar

Grupa produselor fibroase cuprinde fibrele, împâslirile şi ţesãturile din sticlã.vata de sticlãfibre din sticlăpânze din fibre de sticlă

Grupa produselor din sticlã spongioasã, obţinute prin: topirea parţială, în matriţe, a deşeurilor de sticlă măcinate sub formă de nisip; topirea deşeurilor de sticlă, în amestec cu substanţe generatoare de gaze.

Grupa produselor pentru protecţie şi finisaj cuprinde produse sub formã de plãci subţiri, folosite pentru placãri ale pereţilor.

plăci "opaxit”, din sticlã opalizatã;din sticlã "cristalizatã" cu aspect de sticlă fisuratã;plãcuţe "mozaic" colorate, pentru realizarea placajelor ornamentale

Grupa tuburilor din sticlă