-skupiny podle chemické podstaty hlavní složky, nikoliv podle použití: Stavební hmoty Horniny a výrobky z kamene Keramické výrobky Cihlářské výrobky Obkladové materiály Kamenina Žárovzdorné výrobky Sklo Anorganická pojiva Sádra Vápno (vzdušné, hydraulické) Cement
Stavební hmoty příklady produkce v ČR za rok 2009 L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/
Stavební hmoty-výrobní zařízení Surovinový mlýn v cementárně Planetový chladič Rotační pece
Stavební hmoty - horniny a výrobky z kamene - horniny k výrobě kovů kaolin = kaolinit (drobné šupinaté krystalky Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 )+zrnka křemene lanová pila (měkké kameny) kotouče (tvrdé kameny-též listové pily) - plniva (vápenec, kaolin,...) - minerální vlákna - výroba rozvlákněním roztavených přírodních hornin a silikátových odpadů např. čedič (s přídavkem strusky) - odstředivou silou odletující kapky z rozvákňovacích kotoučů do proudu chladícího vzduchu - průměr ~ 10 μm, délka ~ 5 cm >>tepelné a akustické izolace
Horniny a výrobky z kamene Stavební hmoty kanalizační prvky z taveného čediče L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/
Stavební hmoty Cihlářské výrobky? jíly doprovazeny velkymi krystaly nebo zrny sadrovce (CaSO4. 2H2O) a kalcitu (CaCO3), tzv. cicvaru Plastičnost cihlařskych surovin roste se zvyšujicim se poměrem jilove složky ke složkam neplastickym ~ 30 hodin při ~ 900 C L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/
Stavební hmoty - výrobní zařízení skříňový podavač v cihlářské výrobě kolový mlýn - zdrobňování a homogenizace cihlářské směsi
Stavební hmoty Cihlářské výrobky - odřezávání L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/ Jílová hmota vypálená v rotační peci - Keramzit (pro izolační zásypy)
Stavební hmoty Cihlářské výrobky - jíly a hlíny X L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/
Stavební hmoty Obkladové keramické materiály ČSN EN 14411: tenké prvky z jílů... mohou být glazované... -tažené, lisované (20 60 MPa) + případně protažení glazovací suspenzí nebo postřikem -vypalování ve válečkové peci ~ 1 hod ~1200 C glazura: disperze jemného prášku s vodou po nanesení (částečné vsáknutí glazovaným povrchem) vysušena a vypálena
Stavební hmoty Kamenina -výroba ze slinujících jílů (vysoký stupeň slinutí, většinou není třeba glazura) -malá nasákavost, chemická odolnost >> chemická kamenina -varné kotle, skladovací a přepravní nádoby (např. kyselinovzdorné cihly) >> hospodářská kamenina >> stavební kamenina >> zdravotní kamenina (hygienická zařízení) -přídavek mikromletého plaveného kaolinu -v ČR pod názvem Diturvit -umyvadla, záchodové mísy, pisoáry,... -vysoký stupeň slinutí, blízká charakteru porcelánu -glazování vnitřní plochy poléváním, vně stříkáním >> kameninové trubky -široké použití v zemědělství pro krmení a napájení zvířat
Stavební hmoty Princip lotosové úpravy povrchu zdravotní keramiky ~ jednotky nm shlukující se větší kapky vody odnášejí nečistoty L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/
Stavební hmoty - keramika Žárovzdorné výrobky -trvalá odolnost teplotám nad 1500 C na bázi oxidů SiO 2 a Al 2 O 3 -od nejběžnějšího šamotu (~ 90% SiO 2 ) až po vysoce hlinité materiály (50-98% Al 2 O 3 ) -též materiály na bázi dalších oxidů jako MgO, CaO,... (větší únosnost žáru x nižší odolnost vůči změnám T) -materiály na neoxidické bázi(karbidy, boridy, nitridy) -někdy míchány, sušeny a žárem vytvrzovány až v cílové pozici (např. topeniště sklářské pece) vanová sklářská pec >>určeny především pro hutnictvi (celosvětově 60% pro odlévání surového železa), slévárenství, plynárenství, koksárenství, sklářský a keramický průmysl >>keramické nádobí
Stavební hmoty - sklo -amorfní, nekrystalizuje, plynule zvyšuje viskozitu -výroba tavením sklářského kmene (u běžneho tabuloveho skla zhruba 72 % SiO 2, doplněn nejčastěji CaO, Na 2 O a K 2 O): písek zrnitosti do 0,4 mm - tavba při 1400 až 1600 C podle druhu skla přidávány ve formě jemně mletých uhličitanů přídavky: -čeřiva (sírany-sodný, vápenatý, barnatý a dusičnany-draselný, vápenatý a barnatý) -odstraňují z taveniny bublinky a nečistoty -homogenizují sklovinu -urychlují tavicí pochody -napomáhají odbarvování skloviny -skleněné střepy (až 30%) urychlují tavení zlepšují počáteční homogenitu skloviny -relativně vysoká propustnost světla v části viditelného spektra -tuhost a tvrdost (při běžných teplotách),křehkost,homogenita -odolnost proti povětrnostním a chemickým vlivům -relativně nizká tepelná vodivost (0,6 0,9 W/m/K) a elektrická vodivost -plynotěsnost -vysoká odolnost proti vodě a vzduchu >> nejčetnější užití na okna a dveře
technologie výroby skla Stavební hmoty - sklo zlepšení homogenizace L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/ taženo současně ~200 vláken
Stavební hmoty - sklo-vlákna - krátká skelná vlákna >> použití jako minerální vlákna výroba taháním výroba odstřeďováním a rozfukováním - dlouhá skelná vlákna >> tkané i netkané textilie, textilie pro další zpracování s pryskyřicemi (sklolaminát)
Stavební hmoty - sklo Sodné či sodnovápenaté sklo běžné sklo, výroba tavbou sklářského písku se sodou a vápencem -měknutí výrobku již při teplotě 500 až 600 C >>výroba sklenic, láhví a plochého skla Křemenné sklo výroba tavbou čistého křišťálu, nebo žilného křemene. Nízká teplotní roztažnost-vysoká odolnost při změnách teplot >>výroba halogenových žárovek, zářivek a fluorescenčních mikroskopů Draselnovápenaté sklo. výroba tavbou sklářského písku s potaší a vápencem, tvrdší a hůř se taví >>výroba chemického a stolního skla, díky lesklosti a stálosti též umělecké a dekorační výrobky Sodnodraselnovápenaté sklo tavbou sklářského písku s potaší, sodou a vápencem >>nejužívanější druh pro výrobu levného stolního skla Olovnaté sklo měkké s vysokým leskem, hůře tavitelné >>pro vysoký index lomu použití v optice Olovnatý křišťál či draselnoolovnaté sklo vysoký podíl oxidu olovnatého, vysoký index lomu světla a barevný rozptyl >>použití zejména v bižuterii a pro ověsy na lustry (broušení a leštění) Borokřemičité či boritokřemičité sklo velmi odolné vůči změnám teploty a působení chemikálií >>laboratorní vybavení, farmaceutický průmysl, svítidla a varné nádobí pro domácnost, výroba skleněného vlákna pro technické textilie, výztuhy a izolace Draselné sklo tavicí teplota je 700 800 C >> zkumavky a optické přístroje Specifický druh: rozpustné vodní sklo výroba tavbou alkalických křemičitanů >>pojivo kyselinovzdorných tmelů, žáruvzdorných materiálů a nástřiků nebo geopolymerů, konzervace vajec, plnivo do mýdel, ochrana přírodního kamene, impregnace papírových tkanin upraveno z Wikipedie
Stavební hmoty - sklo zvětšení 100x pěnové sklo Postupné snižování prostupu tepla okenním zasklením L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/ λ stavebního skla ~ 0,7 W/m/K L. Svoboda a kol. 2013 http://people.fsv.cvut.cz/~svobodal/sh/ - výroba tavbou s částicemi uhlí (bubliny spalin) - λ ~ 0,04 W/m/K - vodotěsné - tvarově stálé - ρ ~ 150 kg/m 3 - řezatelné ruční pilou jako dřevo při tloušťce pěnového skla 20 mm: koef. prostupu tepla = λ/δ=0,04/0,02=2 W/m 2 /K
Stavební hmoty - anorganická pojiva -prášky získané tepelnou úpravou nerostných zdrojů hydraulická pojiva: použití v kašovité směsi s vodou, vytvrzení vysycháním k tvorbě pevných vazeb jsou třeba "hydraulity" tj. oxidy SiO 2, Al 2 O 3 a Fe 2 O 3 v závislosti na jejich poměru různé druhy -vápenosádrová pojiva: obsahují CaSO 4 - hlavní reprezentant = sádra Výroba: CaSO 4. 2 H 2 O + teplo CaSO 4. 0,5 H 2 O + 1,5 H 2 O >>sádrokartony, výztuha vlákny celulózovými, skelnými, PP -vzdušné vápno: -pálení: CaCO 3 CaO + CO 2 176,68 kj hašení CaO + H2O Ca(OH)2 + 64,90 kj dříve mokrým způsobem 300 l / 100 kg moderní způsob suché hašení 70 l/100 kg v rotační peci (zhruba 2 x více vody oproti stechiometrii, zbytek se odpaří R teplem) -křemičitany alkalických kovů - vodní sklo (SiO 3 ) 2- + H 2 O H 2 SiO 3 + 2(OH) - (pevný gel kys. křemičité, tvrdne reakcí s CO 2 + vytvrzovací příměsi) (např. Na 2 SiF 6 + 3 H 2 O Na 2 SiO 3 + 6 HF)
Stavební hmoty - anorganická pojiva -hydraulické vápno: výroba i)vypalováním jílovitých vápenců s obsahem CaO (při jehož vyšším obsahu se dohašují) nebo ii)mísením páleného vápna se směsí obsahující hydraulické oxidy -obdoba cementu, kterým lze nahradit, vypalování při nižší T, pod bodem slinování >> příprava malt, případně betonů nižší třídy -cement: hlavní složky SiO 2 a CaO, součet jejich obsahů min 50%
Stavební hmoty - cement
Stavební hmoty - výrobní zařízení