7. Основные свойства материалов

Свойство – способность м-ла определённым образом реагировать на отдельный фактор или чаще действующий в совокупности с др. внешн. или внутр. факторами.

Применяя м-лы в стр-ве, нужно знать не только их эксплуатационные св-ва, но и принимать во внимание среду, в к-рой работает м-л. Так, например, прочность м-ла д. соотв-ть величине напряжений, возникающих в м-ле от внешн. нагрузки. Но даже очень прочный м-л, напр., сталь, быстро разрушится, если поместить его в агрессивную среду, т. е. м-л должен обладать помимо прочности стойкостью в определённых условиях эксплуатации. Ряд свойств м-лов, таких как прочность, ср. плотность. пористость – одинаково важны для всех м-лов, как при оценке их кач-ва, так и для технико-экон. расчётов. Совокупность свойств различных СМ обобщается термином строительно-технические свойства. Их условно делят на 4 группы: физические, механические, технологические, химические.

Св-ва м-лов связаны с особенностью их строения (структурой). В меньшей мере зависят от хим. и минерал. состава. Любые изменения на микро- и макро-уровне (х-ра пористости. вида пористости, степени кристаллизации, размеров кристаллов) приводят к изменению строительно-технических свойств м-ла. Для определения и оценки свойств м-лов существуют лабораторные и полевые испытания. Методики испытаний предусмотрены стандартами. в зависимости от полученных показателей свойств м-лы делят на классы, марки, сорта.

Композиты - Нынешний 21 век можно отнести  к веку композиционных материалов (композитов). Понятие композиционных материалов сформировалось  в середине прошлого, 20  века.   Однако, композиты вовсе не новое явление, а только новый термин,  сформулированный  материаловедами  для лучшего понимания генезиса современных конструкционных материалов. Прямыми предшественниками современных композиционнных материалов  можно назвать булатные стали и железобетон. Существуют природные аналоги композиционных материалов - древесина, кости, панцири, кожи и т.д. Многие виды природных минералов фактически представляют собой композиты.  Природные "композиты" не только прочны, но часто обладают превосходными декоративными свойствами.Композиционные материалы  — искусственные многокомпонентные материалы, состоящие  из  основы - матрицы, и  наполнителей,  играющих  укрепляющую  и некоторые другие роли. Между фазами (компонентами)  композита  имеется граница раздела фаз. Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого существенно  отличаются от свойств каждого из его составляющих. Т.е. признаком композиционного материала  является заметное  взаимное влияние составных элементов композита , т.е. их новое качество, эффект. В настоящее время в область композиционных материалов  ( композитов ),  принято включать  разнообразные искусственные материалы,  разрабатываемые и внедряемые  в различных отраслях техники и промышленности, отвечающие общим принципам создания композитных материалов. Почему  интерес к композиционным материалам  проявляется именно сейчас ?  Потому, что традиционные материалы уже не всегда или не вполне отвечают  потребностям современной инженерной практики.

8. Горные породы – минеральная масса постоянного состава и структуры, образующая самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

Они делятся на мономинеральные(гипс) и полиминеральные(гранит).

Т.к. наиболее значимой характеристикой является структура, то классификация даётся по условиям образования:

1) Изверженные

а)глубинные(образовались при действии высоких температур и давления при постепенном остывании лавы). Представители: гранит(R_сж =250МПа), диарит.

б)излившиеся(лава остывала на поверхности; под воздействием температуры и давления происходило газовыделение; у этих пород скрытокристаллическая структура и пористая текстура). Представители: базальт(R_сж =500МПа), диабаз.

в)вулканические(у этих пород структура аморфная → нерастраченная энергия кристаллизации → повышенная химическая активность. Представители: пемза, вулканические туфы(SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃).

2) Осадочные

а)механические. Они делятся на рыхлые(песок, гравий) и цементированные(песчаник, конгломерат).

б)химические(образовались при выпадении из растворов с повышением концентрации растворённых ранее компонентов изверженных горных пород.) Представители: гипс, доломит.

в)органогенные. Они делятся на зоогенные(известняк ракушечник) и фитогенные(диатомит).

3) Метаморфические

а)из осадочных(глины → глинистые сланцы → известняк → мрамор)

б)из изверженных(граниты → гнейсы)

У этих пород текстура слоистая или сланцеватая.

9. Породообразующие минералы - вещ-ва, образующиеся в рез-те физ.-хим. процессов, происходящих в земной коре. Минералы обладают определённым хим. составом, однородным строением и характерными физ.-хим. свойствами. Им присущи опред. признаки: блеск, спайность, твёрдость, цвет. Большинство из них - кристаллические тела. Классификация: 1.класс:карбонаты, минералы- доломит, кальций, магнезит; характерные фих-ие св-ва - Низкая твердость (3), реакция со слабым раствором соляной кислоты. 2. класс- Сульфаты, минералы -Гипс, ангидрит, характерные фих-ие св-ва - Низкая твердость (2-3). Светлая окраска, стеклянный шелковистый блеск. 3. класс – Галоиды, Подкласс – хлориды, минералы - Галит, характерные фих-ие св-ва - Соленый на вкус. 4. класс –Окислы, минералы -Кварц, гематит, магнетит, характерные фих-ие св-ва - Высокая твердость (7), неровный или раковистый излом. 5. класс -Гидроокислы, минералы- Лимонит; характерные фих-ие св-ва - Темно-бурый, желто-бурый, ржаво-желтый цвет, землистый излом. 6. .класс: Сульфиды, минералы- Пирит; характерные фих-ие св-ва - Сильный металлический блеск, латунно-желтый, золотистый цвет, черта черная. 7.класс: Силикаты, подкласс – Метасиликаты, минералы- Авгит, роговая обманка; характерные фих-ие св-ва - Высокая твердость (6), темный цвет (зелено-бурый, черный), призматические, столбчатые кристаллы. 8. класс: Силикаты, подкласс – Водные силикаты, минералы- Тальк, биотит, мусковит, хлорит; характерные фих-ие св-ва - Низкая твердость (1-2), весьма совершенная спайность, чешуйчатый, листоватый облик кристаллов. 9.класс: Силикаты, группа – Глинистые, минералы- Каолинит, монтмориллонит; характерные фих-ие св-ва - Низкая твердость (1-2), окраска от светлой до темной, плотные землистые массы с тусклым, матовым блеском . 10. .класс: Силикаты, подкласс – Алюмосиликаты, минералы- Полевые шпаты; характерные фих-ие св-ва - Высокая твердость (6), стеклянный или перламутровый блеск, совершенная спайность, таблит. облик кристаллов

10. Классификация природных каменных материалов. Номенклатура, примеры применения по разному назначению. Классиф-ия: разделяют : 1) по средней плотности: тяжёлые ƍ≥1800 кг/м³ и лёгкие ƍ≤1800 2)по R_cж : тяжёлые :марки от 10 до 100 и лёгкие: марки от 0,4 до 20.; 3) по морозостойкости: тяжёлые(F25-F500) и лёгкие (F10-F25); 4) по степени водостойкости: на группы с величиной коэф-та размягчения менее 0,6; 0,75 ; 0,9-1 ; 5) по назначению : изделия для кладки стен (стеновые камни, блоки из известняка, доломита, песчаника и вулканического туфа); для кладки фундамента (бутовый камень и др.); облицовочные камни и плиты (а)для наружной; б) для внутренней); для лестниц,парапетов и лестничных площадок (для наружного: гранит, песчаник, базальт и для внутреннего: мрамор, гранит); для дорожных покрытий (брусчатка, камень колотый, щебень, песок); для инженерных сооруж. подземного и гидравлического строительства (вулканический туф, габбро,песчаник, плотный известняк ); для спец. кладок, облицовок; кислотоупорные (гранит, кварцит, базальт); щёлочестойкие (известняки, доломиты, песчанник); каменное литьё (бруски, плиты, полуцилиндры, трубы,). Номенклатуру материалов из природного камня включают плиты, блоки, камни, архитектурно-строительные изделия (профильные и плоскостные), включая предназначенные для специальных нужд таких, как: - гидротехнические (речные и морские); - мосты и подземные сооружения (надводные и подводные части мостов, тоннели);- дорожное строительство.

11. Керамич. изд-я - иск. камен. м-лы, изготовленные из глин или их смесей с органическими и минеральными добавками, путём формования и обжига. М-л, из к-го сост-т керамич. изд-е после обжига, - черепок.По структуре черепка керамику разделяют на пористую и плотную. К плотной относят изд-я, пористость к-рых не превышает 5%, к пористой - более 5%.По конструктивному назначению керамич. м-лы делят на: стеновые, облицовочные, кровельные, санитарно-технич., теплоизоляц., заполнители для бетона, кислотоупорные, водоупорные, дорожный кирпич, заполнители для легких бетонов, для облицовки фасада, внутренняя облицовка стен, огнеупоры. В настоящее время в понятии керамика входит большое количество материалов с разнообразными свойствами, применяемых в строительстве, машиностроении, электронной и других отраслях промышленности. Для строительной керамики применяют глины которые являются дешевым и широко распространенным в природе сырьем. Из глин с добавлением сырьевых материалов получают разнообразные керамические строй. материалы. Керамические материалы выпускаются в широком ассортименте, имеют сравнительно высокую прочность, малую деформативность, высокую хим. стойкость и долговечность. Отрицательное свойство – хрупкость.