Грађевински материјал

Бетон и метална арматура кориштена за прављење пода.
Дрвена црква у Бодружалу у Словачкој.
Овај зид у Бикон Хилу у Бостону садржи различите типове цигле и камених темеља.

Грађевински материјал је сваки материјал који се може употребити у грађевинарству. Многе супстанце које се јављају природно, као што су глина, камен, песак и дрво, чак и гранчице и лишће, кориштене су за изградњу зграда. Осим природно присутних материјала, користе се многи вештачки произведени материјали, неки од који су у већој мери, а неки у мањој мери синтетички. Производња грађевинског материјала је уходана индустрија у многим земљама и употреба ових материјала се типично сегментира у специфичне специјалности, као што су столарија, изолација, водовод и кровни радови. Они обезбеђују структуру станишта и структура, укључујући домове.[1]

Подела

По пореклу

Најважнији природни грађевински материјали су: дрво, камен, песак и шљунак, а најважнији вештачки материјали су: цемент, бетон, челик, алуминијум, стакло, опека, креч и гипс.

Према намени

По саставу

  • прости грађевински материјали;
  • сложени грађевински материјали (који настају спајањем простих: нпр. бетон настаје мешавином цемента, шљунка и воде).

По конструктивним својствима

  • носећи грађевински материјали;
  • везивни грађевински материјали.

Природни грађевински материјали

Природни грађевински материјали (дрво, камен, песак, шљунак и глина) су материјали који се могу уградити у грађевинске објекте без прераде. Користе се као сировине за производњу вештачких грађевинских материјала.

Дрво

Главни чланак: Дрво (материјал)

Дрво је један од најстаријих природних грађевинских материјала. У ранијем периоду људске цивилизације, дрво је коришћено за израду колиба, сојеница, брвнара и др. Данас се дрво углавном користи за израду стубова, греда, подних и зидних облога, кровне конструкције, грађевинске столарије (врата, прозори...), оплате приликом бетонирања и др.

Особине дрвета у грађевинарству

  • велика тврдоћа у поређењу са малом тежином;
  • чврстоћа;
  • лака обрадљивост;
  • ниска топлотна и звучна проводљивост.

Дрво се и данас често користи у грађевинарству и има огромну предност над другим материјалима.

Недостатак дрвета

Једини недостатак дрвета је запаљивост и мањи отпор на влагу, гљивице и инсекте.

Камен

Главни чланак: Грађевински камен

Камен је, такође, један од најстаријих грађевинских материјала који се добија очвршћавањем мешавине цемента као везивног материјала, воде и агрегата (шљунак, песак, дробљен камен, шљака, дробљена опека и др). Камен је најтрајнији грађевински материјал.

Користио га је праисторијски човек за изградњу својих насеобина. Данас постоје грађевине од камена старе неколико хиљада година (пирамиде). Камен се у природи налази у великим количинама. Вади се у каменоломима. 

Најпознатије врсте камена су: гранит, кречњак, пешчар, мермер...

Подела камена

  • обрађен камен;
  • необрађен камен.

Необрађен камен се употребљава у грађевинарству при изради темеља, носећих зидова, насипа, подлога путева и др.

Обрађен камен може бити: ломљен, дробљен, млевен, полиран, брушен, ситан каменчић и песак.

Вештачки грађевински материјали

Печене цигле и блокови од глине

Камара печених цигала.
Глинени блокови (понекад се називају цигла од глинених блокова) који се постављају лепком, а не малтером

Опеке се праве на сличан начин као и опеке од блата, осим што су без влакнастог везива као што је слама и пеку се („спаљују“ у стезаљци за цигле или пећи) након што се осуше на ваздуху да би се трајно стврднуле. Глинене опеке печене у пећи су керамички материјал. Печене цигле могу бити пуне или имати шупљине које помажу у сушењу и чине их лакшима и подеснијим за транспорт. Појединачне цигле се постављају једна на другу у низовима помоћу малтера. Узастопни токови се користе за изградњу зидова, лукова и других архитектонских елемената. Зидови од печене цигле су обично знатно тањи од набијача/ћерпича, а задржавају исту вертикалну чврстоћу. Они захтевају више енергије за стварање, али су лакши за транспорт и складиштење, и имају мању тежину су од камених блокова. Римљани су у великој мери користили печену циглу облика и типа који се сада називају римске цигле.[2] Градња од цигле је стекла велику популарност средином 18. и 19. века. То је било због нижих трошкова са повећањем производње цигле[3] и заштите од пожара у градовима са сталном гужвом.

Цементни композити

Цементно везани композити су направљени од хидратизоване цементне пасте која везује дрво, честице или влакна за израду префабрикованих грађевинских компоненти. Различити влакнасти материјали, укључујући папир, фиберглас и угљена влакна су коришћени као везива.

Дрво и природна влакна се састоје од различитих растворљивих органских једињења као што су угљени хидрати, гликозиди и фенолици. Познато је да ова једињења успоравају везивање цемента. Стога, пре употребе дрвета у изради цементних композита, процењује се његова компатибилност са цементом.

Компатибилност дрво-цемент је однос параметра који се односи на својство дрво-цементног композита и чисте цементне пасте. Компатибилност се често изражава као процентуална вредност. За одређивање компатибилности дрво-цемент користе се методе засноване на различитим особинама, као што су карактеристике хидратације, чврстоћа, међуфазна веза и морфологија. Истраживачи користе различите методе као што су мерење карактеристика хидратације мешавине цемента и агрегата;[4][5][6] поређење механичких својстава мешавине цемента и агрегата[7][8] и визуелна процена микроструктурних својстава дрвно-цементних мешавина.[9] Утврђено је да је тест хидратације мерењем промене температуре хидратације са временом најпогоднији метод. Недавно су Караде et al.[10] размотрили ове методе процене компатибилности и предложили метод заснован на 'концепту зрелости', односно узимајући у обзир и време и температуру реакције хидратације цемента.

Одрживост

Године 2017, зграде и изградња заједно су конзумирали 36% финалне енергије произведене на глобалном нивоу, а одговорни за 39% глобалних CO2 емисија везаних за енергију.[11]. Удео самог грађевинарства био је само 6% до 11%. Потрошња енергије током производње грађевинског материјала, претежно због употребе електричне енергије, доминантни је доприносилац учешћу грађевинске индустрије. Уграђена енергија релевантних грађевинских материјала у САД наведена је у следећој табели.

Материјал Садржана енергија
kBtu/lb MJ/kg
цигле 1,66 3,86
цемент 3,23 7,51
глина 15,2 35,36
бетон 0,58 1,35
бакар 25,77 59,94
равно стакло 10,62 24,70
гипс 10,38 24,14
тврда шперплоча и фурнир 15,19 35,33
креч 1,92 4,47
изолација од минералне вуне 12,6 29,31
примарни алуминијум 80,17 186,48
шперплоча до меког дрвета и фурнир 3,97 9,23
камен 1,43 3,33
чист челик 10,39 24,17
дрвена грађа 2,7 6,28

Подаци потичу из рецензираног извештаја који су објавили Диксит et. al.[12]

Види још

Референце

  1. ^ "Building" def. 2 and 4, "material" def. 1. Oxford English Dictionary Second Edition on CD-ROM (v. 4.0)© Oxford University Press 2009
  2. ^ [1] Архивирано 2013-04-02 на сајту Wayback Machine History of bricks wienerberger.com
  3. ^ „Top 5 Reasons Why Bricks Are The Most Popular Building Material”. primedb.co. 11. 5. 2017. Архивирано из оригинала 20. 06. 2017. г. Приступљено 29. 06. 2023. 
  4. ^ Sandermann, W. and Kohler, R. (1964) Studies on mineral-bonded wood materials. IV. A short test of the aptitudes of woods for cement-bonded materials. Holzforschung 18, 53:59.
  5. ^ Weatherwax, R.C. and Tarkow, H. (1964). „Effect of wood on setting of Portland cement”. For. Prod. J. 14 (12): 567—570. .
  6. ^ Hachmi, M., Moslemi, A.A. and Campbell, A.G. (1990). „A new technique to classify the compatibility of wood with cement”. Wood Sci. Technol. 24 (4): 345—354. doi:10.1007/BF00227055. .
  7. ^ Hong, Z. and Lee, A.W.C. (1986) Compressive strength of cylindrical samples as an indicator of wood- cement compatibility. For. Prod. J. 36(11/12), 87–90.
  8. ^ Demirbaş, A.; Aslan, A. (1998). „Effects of ground hazelnut shell, wood, and tea waste on the mechanical properties of cement22Communicated by A.K. Chatterjee.”. Cement Concrete Res. 28 (8): 1101—1104. doi:10.1016/S0008-8846(98)00064-7. .
  9. ^ Ahn, W.Y. and Moslemi, A.A. (1980). „SEM examination of wood-Portland cement bonds”. Wood Sci. 13 (2): 77—82. .
  10. ^ Karade SR, Irle M, Maher K (2003) Assessment of wood-cement compatibility. „A new approach”. Holzforschung. 57: 672—680. doi:10.1515/HF.2003.101. .
  11. ^ „Global Status Report 2017 | World Green Building Council”. www.worldgbc.org. Приступљено 2019-03-12. 
  12. ^ Dixit, Manish K.; Culp, Charles H.; Fernandez-Solis, Jose L. (2015-02-03). „Embodied Energy of Construction Materials: Integrating Human and Capital Energy into an IO-Based Hybrid Model”. Environmental Science & Technology. 49 (3): 1936—1945. Bibcode:2015EnST...49.1936D. ISSN 0013-936X. PMID 25561008. doi:10.1021/es503896v. 

Литература

  • Жељко В, Иван Ђ, Дијана К и Марија Ђ (2016): Техничко и информатичко образовање 6 за 6. разред основне школе, Нови Логос — ISBN 978-86-6109-078-3.
  • Слободан П. и Тијана Т. (Београд, 2012): Техничко и информатичко образовање за 6. разред основне школе, Завод за уџбенике — ISBN 978-86-17-17758-2.
  • Hewson, Nigel R. (2003). Prestressed Concrete Bridges: Design and Construction. ISBN 0-7277-2774-5. . Thomas Telford. .
  • Heyman, Jacques (1999). The Science of Structural Engineering. Imperial College Press. ISBN 1-86094-189-3. . Imperial College Press. .
  • Hosford, William F. (2005). Mechanical Behavior of Materials. Cambridge University Press. ISBN 0-521-84670-6. . Cambridge University Press. .
  • Blockley, David (2014). A Very Short Introduction to Structural Engineering. Oxford University Press. ISBN 978-0-19967193-9. . Oxford University Press .
  • Bradley, Robert E.; Sandifer, Charles Edward. (2007). Leonhard Euler: Life, Work and Legacy. ISBN 978-0-444-52728-8. . Elsevier. .
  • Chapman, Allan.. (2005). England's Leornardo: Robert Hooke and the Seventeenth Century's Scientific Revolution. CRC Press. ISBN 0-7503-0987-3. 
  • Dugas, René. (1988). A History of Mechanics. Courier Corporation. ISBN 0-486-65632-2. . Courier Dover Publications. .
  • Feld, Jacob; Carper, Kenneth L (1997). Construction Failure. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-57477-5. . John Wiley & Sons. .
  • Galilei, Galileo. (translators: Crew, Henry; de Salvio, Alfonso). (1954). Dialogues Concerning Two New Sciences. Courier Corporation. ISBN 0-486-60099-8. . Courier Dover Publications.
  • Kirby, Richard Shelton (1990). Engineering in History. Courier Corporation. ISBN 0-486-26412-2. . Courier Dover Publications. .
  • Heyman, Jacques (1998). Structural Analysis: A Historical Approach. Cambridge University Press. ISBN 0-521-62249-2. . Cambridge University Press. .
  • Labrum, E.A.. (1994). Civil Engineering Heritage. Thomas Telford. ISBN 0-7277-1970-X. . Thomas Telford. .
  • Lewis, Peter R. (2004). Beautiful Bridge of the Silvery Tay. . Tempus.
  • Mir, Ali (2001). Art of the Skyscraper: the Genius of Fazlur Khan. Rizzoli. ISBN 0-8478-2370-9. . Rizzoli International Publications. .
  • Rozhanskaya, Mariam; Levinova, I. S. . "Statics" in Morelon, Régis & Rashed, Roshdi. Encyclopedia of the History of Arabic Science, 'vol. 2–3'. 1996. ISBN 0-415-02063-8. . Routledge.
  • Whitbeck, Caroline (1998). Ethics in Engineering Practice and Research. Cambridge University Press. ISBN 0-521-47944-4. . Cambridge University Press. .
  • Hoogenboom P.C.J.. "Discrete Elements and Nonlinearity in Design of Structural Concrete Walls", Section 1.3 Historical Overview of Structural Concrete Modelling, . 1998. ISBN 90-901184-3-8.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ).
  • Nedwell, P.J.; Swamy, R.N.(ed). (1994). Ferrocement:Proceedings of the Fifth International Symposium. ISBN 0-419-19700-1. . Taylor & Francis. .
  • International Journal of Emergency Management, ISSN 1741-5071 (electronic) ISSN 1471-4825 (paper), Inderscience Publishers
  • Journal of Homeland Security and Emergency Management ISSN 1547-7355, Bepress
  • Australian Journal of Emergency Management (electronic) ISSN 1324-1540 (paper), Emergency Management Australia
  • Karanasios, S. (2011). In R. Heeks & A. Ospina (Eds.). Manchester: Centre for Development Informatics, University of Manchester
  • The ALADDIN Project, a consortium of universities developing automated disaster management tools
  • Emergency Management Australia (2003). Community Developments in Recovering from Disaster. . Commonwealth of Australia, Canberra
  • Plan and Preparation: Surviving the Zombie Apocalypse, (paperback), CreateSpace, Introductory concepts to planning and preparing for emergencies and disasters of any kind.
  • Bates and Jackson, 1980, Glossary of Geology: American Geological Institute.
  • Krynine and Judd, 1957, Principles of Engineering Geology and Geotechnics: McGraw-Hill, New York.
  • Holtz, R. and Kovacs, W. (1981). An Introduction to Geotechnical Engineering. Prentice-Hall. ISBN 0-13-484394-0. . Prentice-Hall, Inc.
  • Bowles, J. (1988). Foundation Analysis and Design. ISBN 0-07-006776-7. . McGraw-Hill Publishing Company.
  • Cedergren, Harry R. (1977). Seepage, Drainage, and Flow Nets. Wiley. ISBN 0-471-14179-8. . Wiley.
  • Kramer, Steven L. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall. ISBN 0-13-374943-6. . Prentice-Hall, Inc.
  • Freeze, R.A. & Cherry, J.A. (1979). Groundwater. Prentice-Hall. ISBN 0-13-365312-9. . Prentice-Hall.
  • Lunne, T. & Long, M.,(2006), Review of long seabed samplers and criteria for new sampler design, Marine Geology, Vol 226, p. 145–165
  • Mitchell, James K. & Soga, K. (2005). Fundamentals of Soil Behavior (3rd изд.). Wiley. ISBN 978-0-471-46302-3. . John Wiley & Sons, Inc.
  • Rajapakse, Ruwan., (2005), "Pile Design and Construction". 2005. ISBN 0-9728657-1-3.
  • Fang, H.-Y. and Daniels, J. (2005). Introductory Geotechnical Engineering : an environmental perspective. Taylor & Francis. ISBN 0-415-30402-4. . Taylor & Francis.
  • NAVFAC (Naval Facilities Engineering Command) (1986) Design Manual 7.01, Soil Mechanics, US Government Printing Office
  • NAVFAC (Naval Facilities Engineering Command) (1986) Design Manual 7.02, Foundations and Earth Structures, US Government Printing Office
  • NAVFAC (Naval Facilities Engineering Command) (1983) Design Manual 7.03, Soil Dynamics, Deep Stabilization and Special Geotechnical Construction, US Government Printing Office
  • Terzaghi, K., Peck, R.B. and Mesri, G. (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice (3rd изд.). John Wiley & Sons. ISBN 0-471-08658-4. . John Wiley & Sons, Inc.
  • Santamarina, J.C., Klein, K.A., & Fam, M.A. , "Soils and Waves: Particulate Materials Behavior, Characterization and Process Monitoring", Wiley, . 2001. ISBN 978-0-471-49058-6.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
  • Firuziaan, M. and Estorff, O., (2002), "Simulation of the Dynamic Behavior of Bedding-Foundation-Soil in the Time Domain", Springer Verlag.
  • „What is Civil Engineering?”. The Canadian Society for Civil Engineering. Архивирано из оригинала 12. 8. 2007. г. Приступљено 8. 8. 2007. 
  • „Civil engineering”. Encyclopædia Britannica. Приступљено 9. 8. 2007. 
  • „Working in the Public Sector Versus Private Sector for Civil Engineering Professionals”. The Civil Engineering Podcast. Engineering Management Institute. 5. 6. 2019. 
  • Blockley, David (2014). Structural Engineering: a very short introduction. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-967193-9. 
  • Chen, W.F.; Liew, J.Y. Richard, ур. (2002). The Civil Engineering Handbook. CRC Press. ISBN 978-0-8493-0958-8. 
  • Muir Wood, David (2012). Civil Engineering: a very short introduction. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-957863-4. 
  • Ricketts, Jonathan T.; Loftin, M. Kent; Merritt, Frederick S., ур. (2004). Standard handbook for civil engineers (5 изд.). McGraw Hill. ISBN 978-0-07-136473-7. 

Спољашње везе

Грађевински материјал на Викимедијиној остави.