4. Теплофизические свойства строительных материалов

Теплопроводность - способность материалов проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал.

Значительно возрастает теплопроводность материалов с увлажнением.

Теплоемкость - способность материалов поглощать тепло при нагревании.

Огнестойкость - способность материала выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды. Пределом огнестойкости конструкции называется время в часах от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности. Огнеупорность - способность материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные, которые выдерживают действие температур от 1580 °С и выше; тугоплавкие, которые выдерживают температуру 1360... 1580°C; легкоплавкие, выдерживающие температуру ниже 1350 °С.

К строительным материалам относятся различные природные и искусственные материалы и изделия, применяемые для сооружения, оборудования и ремонта промышленных, жилых и других видов зданий и сооружений. Строительные материалы классифицируются по виду исходного сырья, способу производства,

назначению и др. признакам.

По природе исходного сырья и способу производства строительные материалы подразделяются на неорганические – каменные, минеральные вяжущие, безобжиговые, керамические и др. и органические – лесные, битуминозные, пластмассовые и т.д. Особую группу составляют композиционные материалы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними. К ним относятся металлокерамические, деревополимерные, металлополимерные (металлопластиковые), полимерцементные и др. материалы.

По назначению строительные материалы подразделяются:

1. На конструкционные материалы для несущих конструкций, включая тепло- и звукоизоляционные материалы, кровельные, гидро- и пароизоляционные, герметизирующие, материалы для светопрозрачных ограждений, окон и дверей, для инженерно-технического оборудования зданий и сооружений.

2. На конструкционно-отделочные материалы, которые включают материалы для ограждения балконов, для покрытия полов и лестниц, для сборно-разборных перегородок, для дорожных покрытий и др.

3. На отделочные материалы, которые включают материалы для наружной и внутренней отделки зданий, для специальных декоративно-защитных покрытий и др.

6. Механические свойства материалов. Предел прочности. Испытания на твердость.

Механические свойства материалов характеризуют возможность их использования в изделиях, эксплуатируемых при воздействии внешних нагрузок. Основными показателями свойств материалов являются:

— прочность;

— твердость;

Их параметры существенно зависят от формы, размеров и состояния поверхности образцов, а также режимов испытаний (скорости нагружения, температуры, воздействия окружающих сред и других факторов).

Прочность — свойство материалов сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы под действием внешних нагрузок. Она обусловлена силами взаимодействия атомных частиц, составляющих материал.

Предел прочности — напряжения или деформации, соответствующие максимальному (в момент разрушения образца) значению нагрузки. Отношение наибольшей силы, действующей на образец, к исходной площади его поперечного сечения называют временным сопротивлением (разрушающим напряжением) и обозначают σв.

Предел прочности — основная характеристика механических свойств хрупких материалов, т. е. материалов, которые разрушаются при малых пластических деформациях.

Правила определения характеристик технической прочности материалов при растяжении, сжатии, изгибе, кручении и других видах напряженного состояния установлены государственными стандартами (ГОСТ).

Твердость является механической характеристикой материалов, отражающей их прочность, пластичность и свойства поверхностного слоя изделия. Она выражается сопротивлением материала местному пластическому деформированию, возникающему при внедрении в материал более твердого тела — индентора. В зависимости от способа внедрения и свойств индентора твердость материалов оценивают по различным критериям, используя несколько методов:

— вдавливание индентора;

— динамические методы;

— царапанье.

Вдавливание индентора в образец с последующим измерением отпечатка является основным технологическим приемом при оценке твердости материалов. В зависимости от особенностей приложения нагрузки, конструкции инденторов и определения чисел твердости.

Динамические методы измерения твердости не приводят к возникновению дефектов поверхности изделий. Распространен способ определения твердости в условных единицах по высоте отскакивания легкого ударника (бойка), падающего на поверхность испытуемого материала с определенной высоты.

Путем царапанья сравнивают твердость исследуемого и эталонного материалов. В качестве эталонов приняты 10 минералов.

Механические свойства строительных материалов

К основным механическим свойствам материалов относят прочность, упругость, пластичность, релаксацию, хрупкость, твердость, истираемость и др.

Прочность - способность материалов сопротивляться разрушению и деформациям от внутренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких как неравномерная осадка, нагревание и т. п.

Упругость - способность материалов под воздействием нагрузок изменять форму и размеры и восстанавливать их после прекращения действия нагрузок.

Пластичность - способность материалов изменять свою форму и размеры под воздействием нагрузок и сохранять их после снятия нагрузок.

Твердость - способность материала оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала.

Для разных материалов она определяется по разным методикам. Так, при испытании природных каменных материалов пользуются шкалой Мооса, составленной из 10 минералов, расположенных в ряд, с условным показателем твердости от 1 до 10, когда более твердый материал, имеющий более высокий порядковый номер, царапает предыдущий.

Твердость металлов, бетона, древесины, пластмасс оценивают вдавливанием в них стального шарика, алмазного конуса или пирамиды.

Истираемость - способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий.

Износ - свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов.

Хрупкость - свойство материала внезапно разрушаться под воздействием нагрузки, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупки камни, стекло, чугун и др.