FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

K základním fyzikálním vlastnostem se řadí ty, k jejichž určení postačí stanovení hmotnosti a rozměrů či objemu zkoušeného vzorku materiálu. Jsou to vlastnosti, které materiál charakterizují a na nichž závisí vlastnosti ostatní:
1. Objemová hmotnost
2. Hustota
3. Pórovitost
4. Vlhkost
5. Zrnitost

Rozměry a tvarové vlastnosti
Zahrnují kvalitativně popis tvaru, případně jeho dodržení (např. krychle, hranol s rovinnými stěnami, válcový vývrt, apod.) a související geometrické veličiny (např. délka L, šířka b, apod.) s přiřazenými číselnými hodnotami.
Délkové vlastnosti mají měřicí jednotku [m], dílčími jednotkami [mm].
Rozměry prvků mohou být skladební (potřebné pro projektování), výrobní (dané výrobními možnostmi) a skutečné (dané realizací na stavbě). Mimo ně bývají uváděny tzv. výrobní nebo montážní tolerance, tj. mezní hodnoty, uvnitř nichž se výsledný rozměr výrobku musí pohybovat.
Plošnou jednotkou je [m², mm²], plocha se značí A
Objemovou jednotkou je [m³], dílčí [mm³], značí se V.

Hmotnost [kg]
Hmotnost m je základní fyzikální veličinou, která vyjadřuje gravitační setrvačné vlastnosti látky a která tvoří míru jejího množství.
Nezávisí na místě měření a jeho tíhovém zrychlení (na zemi i na měsíci stejná hmotnost látky zaujme stejný objem).
Její základní jednotkou je [kg].
Jako dílčí jednotky se užívá [g], [mg], místo násobné jednotky [Mg] se používá název tuna [t]. 

Objemová hmotnost [kg/m³] – objem celého kusu materiálu se všemi póry a dutinami.
ρ_v = m/V
m = hmotnost materiálu, V = objem materiálu

Hustota [kg/m³]  – pouze objem vlastní látky beze všech dutin a pórů (objem V_h)
ρ = M / V_h
V_h = objem vlastního materiálu bez všech dutin, pórů a mezer [m³]
U sypkých materiálů k celkovému zaujímanému objemu přispívá i objem mezer mezi zrny (V_m):
V = V_h + V_p + V_m
V_p= objem pórů
Celkový objem se navíc stává proměnnou veličinou závisící na míře zhutnění sypké látky.

Rozlišujeme pak objemovou hmotnost zrn, kde se do uvažovaného objemu neuvažuje objem mezer:
V = V_h + V_p
Pro celkový popis zrnité látky se používá sypná hmotnost, která uvažuje celkový objem zrnité soustavy, včetně objemu mezer mezi zrny:
V = V_h + V_p + V_m
ρ_s = m / V
V praxi se proto uvádějí dva extrémy:
- sypná hmotnost ve stavu volně sypaném, stanovená v co nejvíce nakypřeném stavu,
- sypná hmotnost ve stavu setřeseném (zhutněném), stanovená na látce co nejvíce setřesené, zhutněné či udusané.

U pórovitého kameniva se tedy rozlišují celkem čtyři různé veličiny:
sypná hmotnost ve stavu volně sypaném (např. 400 kg/m³)
sypná hmotnost ve stavu setřeseném (např. 650 kg/m³)
objemová hmotnost zrn (např. 850 kg/m³)
hustota (např. 2650 kg/m³)

S těmito vlastnostmi jsou svázány bezrozměrové vlastnosti stavebnin:
- hutnost,
- pórovitost, resp. mezerovitost,
(na nichž záleží i řada dalších vlastností jako vlhkost, pevnost, tepelná vodivost aj.)
Poněvadž vyjadřují poměr části objemu určitého skupenství látky k celkovému objemu, který látka zaujímá, udávají se jako bezrozměrná čísla nebo se vyjadřují v %.

Hutnost
Hutností se popisuje, jak je celkový objem materiálu vyplněn vlastní pevnou fází, a lze ji tedy definovat pouze u pevných látek.
Matematicky - poměr objemu pevné fáze k objemu celkovému nebo poměrem objemové hmotnosti k hustotě
h = V_h / V = ρ_v / ρ
V praxi se hutnost uvádí jako desetinné číslo (např. 0,25) nebo v procentech (25%)
Obdobnou vlastností jako hutnost je u sypkých látek stupeň zhutnění nebo též míra zhutnění.
Je definována poměrem sypké hmotnosti při určitém zhutnění ku sypké hmotnosti při zhutnění dokonalém.
Se stupněm zhutnění je možné se setkat nejčastěji v oblasti zemních prací, kdy se jím posuzuje kvalita provedení ukládaných vrstev zeminy.

Pórovitost
Poměr objemu pórů v určitém množství materiálu k celkovému objemu tohoto materiálu se nazývá pórovitost (celková pórovitost).
Pórovitost se stejně jako hutnost udává bezrozměrným číslem nebo v procentech a je vlastně doplňkem hutnosti do jedné, resp. do 100%. Vypočítá se:
p = 1 – h = 1 - ρ_v /ρ 
Pórovitost se zjišťuje u pevných látek nebo u jednotlivých zrn látek sypkých.
Pórovitost přímo ovlivňuje navlhavost a nasákavost materiálu, jeho mechanické, tepelně-fyzikální i akustické vlastnosti.
Otevřené spojité póry mohly vzniknout např.:
- únikem plynu během výroby (lehčené materiály),
- postupným odpařováním (vysušováním) vody z materiálů (beton, omítka, keramika)
- záměrným provzdušněním (lehké betony)
- napěněním materiálů (pěnový polystyren) 

Protože jsou otevřené póry kapilárami spojené s prostředím, ve kterém se materiál nachází, mohou jimi materiály do svého objemu přijmout vodu i vzdušnou vlhkost. Otevřené póry proto ovlivňují:
- navlhlost a vysychavost materiálů,
- schopnosti pronikání (difuze) kapalin a plynů materiály,
- schopnost pohlcování zvuku (viz. činitel zvukové pohltivosti materiálů),
- tepelně-fyzikální vlastnosti (součinitel tepelné vodivosti, měrnou tepelnou kapacitu)

Uzavřené póry vznikají např. slinutím keramického střepu a neumožňují přijímat do objemu materiálů vzdušnou vlhkost.
Spojení mezi póry je vyloučeno.
Někdy se stanovuje pórovitost ponořením látky do destilované vody při stanovené teplotě a tlaku, t j. vyplněním "otevřených pórů" ze vztahu:
P_p = 100m_k  / (ρ_k × V) = 100 × V_k / V       [%]
- jako objem vody o hmotnosti m_k a hustotě ρ_k k celkovému objemu látky.
Nazývá se nepravá pórovitost p_s a jejím doplňkem do pravé pórovitosti je tzv. "skrytá pórovitost", tj. poměr objemu uzavřených pórů, které nemohou být nasáknuty tekutinou obklopující ponořenou látku, k celkovému objemu pórovité látky.
Platí tedy, že p = p_p+ p_s.

Mezerovitost
Je vlastnost zjišťovaná u sypkých materiálů a vyjadřuje poměr objemu mezer mezi zrny k celkovému objemu určitého množství sypké látky.
M = V_m / V = (V - V_h - V_p) / V = 1 – (V_h + V_p) / V = 1 - ρ_s / ρ_v
M = mezerovitost
ρ_v = je objemová hmotnost zrn (kg/m³)
ρ_s= sypná hmotnost
Protože sypná hmotnost závisí na setřesení látky, bude mezerovitost, na rozdíl od pórovitosti, veličinou pro daný vzorek látky proměnnou v závislosti na změně sypné hmotnosti.
Mezerovitost se často zjišťuje u pojených hmot, kde mezery mezi zrny plniva vyplňujeme většinou podstatně dražším pojivem.

Zrnitost
U sypkých látek je jednou ze základních vlastností zrnitost, což je poměrná skladba zrn jednotlivých velikostí.
Na zrnitosti závisejí také:
- mezerovitost
- sypná hmotnost
- propustnost
- stlačitelnost a další mechanické vlastnosti
- tepelné a akustické vlastnosti
Velikost zrna sypké látky je definována jako velikost otvoru síta, jímž posuzované zrno projde.
Častěji než velikost zrna se zavádí pojem frakce (zrnění) – definovaná jako rozmezí dvou velkých sít, kde horním sítem s většími otvory všechna zrna projdou a na dolním, menším sítě, zůstanou.
Je-li známa velikost jednotlivých zrn (resp. frakcí) a jejich poměrný obsah ve směsi, hovoříme o známé zrnitosti (granulometrii).
Zrnitost se udává buď tabelárně, nebo graficky, nejčastěji tzv. křivkou zrnitosti.

Měrný povrch
Měrný (specifický) povrch vyjadřuje celkovou povrchovou plochu všech zrn jednotkového množství látky.
Jeho rozměrem je m^-2 × kg^-1
Čím bude látka jemnější, tím bude měrný povrch větší.
Popisování zrnitosti měrným povrchem je vhodné zvláště u velmi drobných materiálů, kde sítový rozbor nedává spolehlivé výsledky.
Měrným povrchem se udává např. jemnost mletí cementu.