Ακουστική Χώρων & Δομικά Υλικά Μάθημα Νο 1
Καταστάσεις της ΎΎλης (Φυσικές Ιδιότητες) Στερεά Υγρή Αέρια
Στερεά Συγκεκριμένο Σχήμα Συγκεκριμένο ΌΌγκο Μεγάλη πυκνότητα Δεν συμπιέζονται εύκολα Σωματίδια με οργάνωση Ισχυρές δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων
Υγρή Συγκεκριμένος ΌΌγκος Μεταβλητό Σχήμα ΈΈχουν ροή - Ρευστά Δεν συμπιέζονται εύκολα Σωματίδια με ασθενέστερες δυνάμεις απ ότι στην στερεά
Αέρια Μεταβλητός όγκος Μεταβλητό σχήμα ΈΈχουν ροή - Ρευστά Σωματίδια με ασθενέστερες δυνάμεις απ ότι στην στερεά ή στην αέρια κατάσταση Σωματίδια χωρίς καθορισμένες θέσεις Γεμίζουν όλο τον διαθέσιμο χώρο
Μελέτη & Αξιοποίηση των Υλικών Κατηγορίες Υλικών - Φυσικές πηγές - Μέταλλα - Κράματα (π.χ. Χαλκός, σίδηρος, χάλυβας) - Κεραμικά - Γυαλιά (π.χ. Διαμάντι, TiO2, Αλουμίνα (Al2O3) - Πολυμερή ή Πλαστικά (π.χ. PVC, Εποξικές ρητίνες/ κολλες) - Σύνθετα Υλικά = Υλικά με περισσότερα απο 2 συστατικά οπλισμένο σκυρόδεμα = Τσιμέντο, χαλίκια, σίδηρο Fiberglass = πολυμερές + ίνες γυαλιού
Μελέτη & Αξιοποίηση των Υλικών Δομή Η οργάνωση των εσωτερικών συστατικών υποατομική - ατομική - μικροσκοπική - μακροσκοπική Ιδιότητα Η αντίδραση του υλικού σε μια εξωτερική επίδραση φυσική - μηχανική - οπτική - θερμική - μαγνητική - ηλεκτρική Τα υλικά ανάλογα με την δομή τους διακρίνονται σε κρυσταλλικά, άμορφα, πορώδη, κλπ
Κατηγορίες Υλικών ανά Ιδιότητα Μηχανικές Ιδιότητες Μαλακά - Σκληρά Θερμικές Ιδιότητες μονωτές - αγωγοι Ηλεκτρικές Ιδιότητες Μονωτές - αγωγοι - ημιαγωγοι - υπεραγωγοί Μαγνητικές Ιδιότητες Σιδηρομαγνητικά - Παραμαγνητικά - Διαμαγνητικά Οπτικές Ιδιότητες Διαφανή - Αδιαφανή - Ημιδιαφανή
Δομικά Υλικά: Οι στερεές, φυσικές ή τεχνικές ύλες που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τεχνικών έργων. - Λατομικά Προϊόντα (Λίθοι, άμμος) - Υδραυλικά σκυροδέματα - Μέταλλα - Κεραμικά - Υαλουργικά - Υφαντουργικά - Ξύλο & Σύνθετα του (π.χ. κόντρα πλακέ) - Συνθετικά - Πολυμερή Ακουστική Χώρων & Δομικά Υλικά
Φυσικά Μεγέθη Δύναμη (Force) Αίτιο μεταβολής κίνησης ή γεωμετρίας Σύμβολο: F Μονάδα μέτρησης: N (Newton) Μάζα (mass) Η ποσότητα ύλης σε ένα σώμα Σύμβολο: m Μονάδα μέτρησης: Kg (Χιλιόγραμμα) ΌΌγκος (Volume) Ποσότητα χώρου που πιάνει ένα αντικείμενο Σύμβολο: V Μονάδα μέτρησης: m 3 (κυβικά μέτρα)
Φυσικά Μεγέθη Αντοχή: (Strength) Ικανότητα αντίστασης, σε μια δύναμη παραμόρφωσης, πριν την καταστροφή Σύμβολο: σ Μονάδα μέτρησης: MPa (Μεγαπασκαλ) 1Ν/1m 2 Πυκνότητα (density) Ποσότητα Μάζας ανα μονάδα όγκου Σύμβολο: ρ Μονάδα μέτρησης: Kg/m 3
Πυκνότητα Πυκνότητα (density) Ποσότητα Μάζας ανα μονάδα όγκου Σύμβολο: ρ Μονάδα μέτρησης: Kg/m 3 Για τα δομικά Υλικά έχουμε τρία είδη πυκνότητας ανάλογα με τον τρόπο που προσδιορίζεται ο όγκος τους. V g = συνολικός όγκος του υλικού με όλα τα κενά V z = ο όγκος των κενών μεταξύ των κόκκων του υλικού V h = ο όγκος των κενών των κόκκων
Φυσικά Μεγέθη Πραγματική Πυκνότητα ρ= m/(v g - V z - V h ) Φαινόμενη Πυκνότητα ρ R = m/(v g - V z ) Ελάχιστη Φαινόμενη Πυκνότητα ρ s = m/(v g )
Πορώδη Υλικά Ανοιχτοί Πόροι Κλειστοί Πόροι Πορώδες του υλικού: Το ποσοστό πόρων σε ένα υλικό u = 1-d (%) d=ρ R /ρ u = V h / (V g - V z )
Επηρεάζει: - Αντοχή Πορώδες Υλικού - Porosity - Συμπεριφορά σε σχέση με το νερό - Συμπεριφορά σε σχέση με τον αέρα - Συμπεριφορά σε σχέση με τις καιρικές συνθήκες - Θερμική Συμπεριφορά - Συμπεριφορά σε σχέση με τον ήχο ΌΌταν οι πόροι του σκυροδέματος είναι κορεσμένοι από νερό και παράλληλα δημιουργούνται εναλλαγές ψύξης - απόψυξης το νερό διογκώνεται και δημιουργεί αποσάθρωση του σκυροδέματος: Για την αποφυγή αυτής της φθοράς μειώνουμε το πορώδες του.
Υλικά & Νερό Η δυνατότητα Αναρρόφησης νερού οφείλεται στα τριχοειδή αγγεία του υλικού και προσδιορίζεται με μερική εμβάπτιση του υλικού μέσα σε νερό. Υδροαπορροφητικότητα: Η δυνατότητα απορόφησης νερού W = m w - m t m w = μαζα κορεσμένου υλικού m t = μάζα υλικού μετά απο ξύρανση στους 105 o C Υδατοπερατότητα: Η αντίσταση που προβάλει το υλικό κατα τη διέλευση του νερού μέσα απο τη μάζα του. Υγρασία Ισορροπίας: η υγρασία η οποία παραμένει στο υλικό μετά την εξισορρόπηση της με την υγρασία του περιβαλλοντος
Υλικά & Θερμοκρασία θερμική Ενέργεια Ε χιλιοθερμίδες Kcal ή βατώρες Wh Ισχύς W Βατ (W) ειδική θερμοχωρητικότητα c Wh / ( Kg * K ) Κ = Βαθμοί Kelvin Θέρμοαγωγιμότητα: η δυνατότητα διέλευσης της θερμότητας διαμέσου του υλικού Συντελεστής Θερμικής αγωγιμότητας λ [W/mK] Κατα την πρόσπτωση θερμικής ενέργειας σε ένα (δομικό) υλικό δημιουργούνται η Θερμοκρασία ανάκλασης και η θερμοκρασία απορροφησης. Αυτές εξαρτώνται από τη φύση του υλικού, τον προσανατολισμό του και το χρώμα της.
Υλικά & Θερμοκρασία Μεταφορά θερμότητας με επαφή Συντελεστής b : δίνει το μέτρο της ταχύτητας μεταφοράς κατά την επαφή ενός μέλους του σώματος μας με το υλικό b = λcρ (W *h 1/2 ) / (m 2 *K) λ = συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας c = ειδική Θερμοχωρητικότητα ρ = πυκνότητα
Υλικά & Θερμοκρασία Θερμική διαστολή - Γραμμική Διαστολή : η μεταβολή οποιασδήποτε γραμμικής διάστασης του υλικού - Επιφανειακή διαστολή: Η μεταβολή της επιφάνειας - Κυβική διαστολή: ΌΌταν μεταβάλλεται ο όγκος
Ηλεκτρικές & Οπτικές Ιδιότητες Ηλεκτρικές Ιδιότητες - Ηλεκτροαγωγιμότητα - Διηλεκτρική σταθερά - Μαγνητική διαπερατότητα Οπτικές Ιδιότητες - Διαπερατότητα φωτός - Βαθμός ανάκλασης - Βαθμός απορρόφησης - Βαθμός φωτεινότητας Σταθερότητα Χρωματισμών