СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.Физические свойства строительных материалов
-- Средняя плотность
характеризует массу единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами). Эта важная физическая характеристика определяется путем деления массы образца на его объем
p=m/V
--Истинная плотность — масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без учета пор, трещин или других полостей, присущих материалу в его обычном состоянии.
р0=m/V0
--Насыпная плотность – масса единицы объема сыпучего материала в рыхло-насыпном состоянии, с учетом пустот между его частицами.
P0H=m/V2
--Пористость — степень заполнения объема материала порами.
П=(p-p0)/p * 100%
Поры – мелкие ячейки в материале, заполненные водой.
Величина пористости и размер пор в значительной мере влияют на прочность материала.
-- Пустотность – отношение суммарного объема пустот в зернистом материале ко всему объему, занимаемому этим материалом.
Пуст=(p0-p0H)/ p0*100%
Пустоты - заполненное воздухом пространство между частицами зернистого материала, находящегося в рыхлом или насыпном состоянии.
2.Гидрофизические свойства строительных материалов
--Гигроскопичность - свойство пористого материала поглощать водяной пар из воздуха.
Степень гигроскопичности напрямую зависит от величины пор в материале, от его структуры, температуры относительной влажности воздуха. Если материалы обладают одинаковой пористостью, но у одного поры мельче, чем у другого, то он обладает большей гигроскопичностью.
Гидрофильными называют материалы, активно притягивающие молекулы воды. К ним относится глина, минеральные вяжущие - цемент и гипс. Гидрофобными называются материалы, отталкивающие воду. Это битумы, полимеры, стекло.
-- Влажность
это количество воды, содержащийся в материале в естественном состоянии. Бывает относительная и абсолютная.
Wотн=(m2-m)/m2 * 100%
Wабс=(m2-m)/m * 100%
Так же различают:
-капилярная( заполняет капилляры, субкапиляры и мелкие поры и удерживается в них капиллярными силами
-адсорбционной( вл., поглощаемая из воздуха поверхностью частиц строительного материала.кол-во ее зависит от влажности воздуха.)
-гидратная ( входит в состав кристаллов)
-вода затворения- количество ее, которое входит в технические соображения, в состав сырьевых, бетонных и растворных смесей.
-- Водопоглощение - свойство материала впитывать и удерживать воду.
Вm=(m1-m)/m * 100% - водопоглощение по массе
B0=(m1-m)/V0 * 100% - водопоглощение по объему
Соотношение между водопоглощением по массе и объему равно плотности материала в сухом состоянии
B0/ Вm=р0
Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой Rнас, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии Rсухназывается коэффициентом размягчения.
Кразм= Rнас/ Rсух
-- Водостойкость - способность материала сопротивляться разрушительным действиям влаги.
-- Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости зависит от плотности и строения материала.
--Морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии выдержать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительного понижения прочности. В зависимости от числа циклов попеременного замораживания, которые выдержал материал, устанавливается его марка по морозостойкости. Благодаря высокой плотности и низкому водопоглощению кровельные материалы имеют высокую морозостойкость.
3.Теплотехнические свойства
--Теплопроводность - способность материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий под влиянием разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Это свойство оценивается кол-вом тепла, которое проходит через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м2 при перепаде температур на противоположных поверхностях в 1°С в течение 1 часа. Характеризуется коэффициентом теплопроводности λ (лямбда).
Λt=λ0(1+β*t)
Λt- коэф. теплопров. при температуре t , Вт/(м*К)
λ0 - коэф. теплопров. при температуре 0оС , Вт/(м*К)
β – температурный коэффициент
t – температура матрериала
Теплопроводность так же характеризуется термическим сопротивлением
R=δ(дельта)/ λ
-- Теплоемкость - способность материала накапливать теплоту при нагревании и отдавать при охлаждении. Характеризуется удельной теплоемкостью С.
С = Q/m(T2-T1)
Q – кол-во теплоты, затраченной на нагревание.
-- Огнестойкость характеризует способность строительных материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур в течение сравнительно короткого промежутка времени (пожара). В зависимости от степени огнестойкости строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию.
Трудносгораемые материалы под воздействием высоких температур тлеют и обугливаются, но при удалении огня процессы горения, тления или обугливания полностью прекращаются. Сгораемые материалы воспламеняются и горят или тлеют под воздействием огня или высокой температуры, причем горение или тление продолжается также после удаления источника огня. Среди них — древесина, войлок, битумы, смолы и др.
-- Огнеупорность – способность материала противостоять длительному воздействию высокой температуры без деформации и расплавления.
Если источник высокой температуры (выше 1580°С) действует на материал в течение длительного периода времени (соприкосновение с печами, трубами, нагревательными котлами и т. п.), а материал сохраняет необходимые технические свойства и не размягчается, то его относят к огнеупорным.
Тугоплавкие – температура огнеупорности 1350-1580 оС
Легкоплавкие – температура огнеупорности менее 1350 оC
-- Термостойкость — способность материала не растрескиваться при резких и многократных изменениях температуры.
4.Механические свойства.
-- Прочностью называется способность материала противостоять разрушению под воздействием внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения. Прочность материала характеризуется пределом прочности при трех видах воздействия на него — сжатии, изгибе и растяжении.
Сжатие
Rсж=Рр/S
Рр – максимальная нагрузка
S – площадь поперечного сечения
Изгиб
Rизг=3Ppl/(2bh2)
l– расстояние между опорами
b– ширина поперечного сечения образца
h – высота поперечного сечения образца
Растяжение
Rр=Рр/S
Одной из характеристик материала является коэффициент конструктивного качества к.к.к
к.к.к = R/α
α– относительная плотность материала, равная отношению истинной плотности материала к плотности воды.
-- Упругость это способность материала после деформирования под воздействием каких-либо нагрузок принимать после снятия их первоначальную форму и размеры. К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.
--Твердость способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Это свойство материалов важно при устройстве полов и дорожных покрытий.
Проверяют вдавливанием стального шарика.
НВ=P/S
P – нагрузка на шарик
S– площадь поверхности отпечатка.
-- Истираемость характеризуется величиной потери первоначальной массы, отнесенной к 1 м2 площади истирания.
И = (m1-m2)/S
m1 – масса образца до истирания
m2– массаобразца после истирания
S– площадь поверхности истирания.
--- Хрупкость свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без заметной пластичной деформации. Хрупкие материалы: кирпич, природные камни, бетон, стекло и т. д.
--Пластичность свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. К пластичным материалам относят битум, глиняное тесто и др.
-- Сопротивление удару способность материала противостоять разрушению под действием ударных нагрузок. Плохо сопротивляются ударным нагрузкам хрупкие материалы. Характеризуется кол-вом работы, затраченной на разрушение стандартного образца.
Rуд=A/V0
V0 - объем образца
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И МИНЕРАЛЫ