Тема 2. Строение и свойства материалов

Кристаллическое и аморфное строение материалов. Кристаллическая ре­шетка, тип и энергия связи, влияние на технические свойства. Теоретическая прочность. Дефекты кристаллической решетки, их влияние на прочность и де-формативность. Особенности аморфного строения материалов. Типы структур строительных материалов. Взаимосвязь структуры и свойств материала. Мето-

ды исследования структуры материала. Плотность, методы ее определения. По-ристость, влияние пористости и строения пор на свойства материала.

Работа материала в здании и сооружении. Классификация строительных материалов и их свойства.

Механические свойства. Деформативные свойства: упругость и пластич­ность, хрупкость и вязкость. Формы разрушения. Прочность, методы оценки прочности без разрушения образцов. Упругие свойства. Геологические модели механических свойств. Специальные механические свойства. Теоретическая и реальная прочность твердого тела, влияние дефектов структуры.

Гидрофизические свойства. Сорбционная влажность, равновесная влаж­ность. Капиллярная диффузия. Водопоглощение. Водопроницаемость, паропро-ницаемость. Морозостойкость и методы ее оценки. Водостойкость и коэф­фици-ент размягчения. Влияние влажности на свойства материалов, влажностные де-формации.

Теплофизические свойства. Теплоемкость и теплопроводность, зависи-мость ее от структуры и влажности материала. Огнестойкость и огнеупорность. По­жарная безопасность зданий и сооружений.

Температурные деформации при положительных и отрицательных темпе-ра­турах, их влияние на долговечность. Долговечность. Оценка воз­действия сре-ды на материал. Химическое сопротивление материалов в зависи­мости от их состава и структуры, технико-экономическое значение. Надеж­ность – комплек-сный показатель качества, включающий долговечность, ремон­топригодность и другие свойства. Связь с работой конструкции.

Стандартизация и управление качеством продукции. Система показателей качества материала. Методы оценки пока­зателей качества продукции. Принци-пы и этапы стандартизации, виды стандар­тов. Государственная и международ-ная система стандартизации. Роль стандар­тизации в ускорении научно-техниче-ского прогресса. Понятие об управлении качеством продукции.

Методические указания

При изучении этой темы студенту необходимо обратить внимание на стру-к­туру и основные технические свойства строительных материалов и метода их определения.

Знание основных свойств строительных материалов и их изменений под влиянием увлажнения, высоких температур, минерализованных вод и других факторов помогает инженеру правильно выбрать материал для данной строи­тельной конструкции с учетом условий ее работы. Глубокие знания материала данной темы могут быть получены только в том случае, если студенты теоре­тическое изучение курса подкрепят лабораторными знаниями. Следует пом-нить, что каждый строительный материал должен удовлетво­рять определенным механическим требованиям, регламентированным стандар­тами (ГОСТами) или ведомственными техническими условиями (ТУ).

При изучении данной темы нужно усвоить, что знание строения строите-льного материала необходимо для по­нимания его свойств и в конечном итоге для решения практического вопроса, где и как применить материал, чтобы полу-чить наибольший технико-экономический эффект.

Строение материала изучают на трех уровнях: 1) макрострукту­ра матери-ала — строение, видимое невооруженным глазом; 2) мик­роструктура материала — строение, видимое в оптический микрос­коп; 3) внутреннее строение ве-ществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом ме-тодами рентгено-структурного анализа, электронной микроскопии и т. п.

Макроструктура твердых строительных материалов может быть следую-щих типов: конгломератная, ячеистая, мелкопористая, волок­нистая, слоистая, рыхлозернистая (порошкообразная).

Вопросы для самопроверки

1. Какие типы структур строительных материалов Вы знаете?

2. Какое различие существует между истинной и средней плотностью мате-риала?

3. Что такое водопоглощение?

4. Что такое коэффициент размягчения?

5. Что такое морозостойкость и каковы методы ее определения?

6. Что такое прочность материала и чем она характеризуется?

Литература: (1) стр. 8 – 59.