2. Классификация строительных материалов по назначению

Все материалы в стр. конструкциях здания при эксплуат. подвергаются нагрузкам и действию окружающей среды. Эти нагрузки вызывают деформации и внутреннее напряжение материалов. Проектируемые здания и сооружения требуют точных характеристик. (Прочностные и деформационные свойства применяемых материалов называют механическими свойствами.) Строит. мат-лы д-ы обладать прочностью. Кроме прочности мат-лы д-ы обладать стойкостью, т.е. способностью сопротивляться воздействию окр. среды: воздуха и содерж. в нем паров и газов, воды и раств-х в ней в-в, колебаниям t и влажности, совместно воды и мороза при многократном замораживании и оттаивании. Исходя из условий работы мат-ов в сооружении, их делят по назначению на 2 группы:

1-ую группу сост-ют материалы универс. типа пригодные для несущих конструкций. Природные каменные мат-лы; искусств. каменные мат-лы, получ. из вяжущих в-в при обжиге – бетон, строит. раств. и получ. обжигом мин. сырья – керамика, стекло, конструкц. пластмассы; древесные мат-лы

2-ую группу сост-ют материалы спец. назн. необх. для защиты констр.от вредных влияний среды, а так же для повыш. экспл св-в зданий и созд. комфорта. Теплоизоляц.

мат-лы, акустические, гидроизоляц., кровельные, герметизирующие, отделочные, антикор., огнеупорные и др.

Изделия и конструкции должны обеспечивать долговечность и надёжность при длительной эксплуатации.

Долговечность – свойство изделий сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Предельное сост. опр. степ. разруш. изделия, треб. безоп. или эконом. соображ-ми. Её измер. сроком службы без потери эспл. кач-в в конкр.климат. усл.(1ст.-соответств. сроку службы не<100лет; 2ст.-не<50лет; 3ст.не<25лет.) Д. опр-ся совокупн. физ., мех. и хим. св-в мат-ла. Её нужно оценивать применит. к конкр. усл. экспл.

Надёжность – общее св-во хар-ее проявл. всех ост-х св-в издел. в проц. экспл.

3. Строение и свойства материалов. Типы структур.

Структуру материала изучают на 3-х уровнях:

I.Макроструктура – строение видимое не вооруженным глазом.

II.Микроструктура – строение видимое в оптический микроскоп.

III.Внутреннее строение в-ва кот-е можно изуч. на молек- ионном уровне.

I.Макроструктура тв-го строит. мат-ла может быть след. типов:

Конгломератная(керамика,бетон)

Волокнистая стр-ра набл. в древесине, стеклопластикам изд. из мин. ваты и др.

Слоистая структура- св-на рулонным, листовым, плиточным мат-ам.

Рыхлозернистая стр-ра – заполнители для бетона, зернист. и порошкообр. мат-лы для мастичной тепло-

II. Микроструктура м/б кристаллич и аморфной. Кристаллич.и аморфное строение м/б присуще одному и тому же в-ву.

Кристаллическая структура – имеет упорядоч. строение. Аморфная – не имеет определённого порядка, поэтому в-ва резко отл.по всем своим св-вам. Из этих 2-х форм наиб. уст-ой явл. кристаллич., т.к. любой мат-л сводится к какому-либо равновесию. Особ-ю крист. в-ва яв-ся опред-ая темп-ра плавл-я; амфотерн в-ва имеют область или интервал размягчения.

III.Внутреннее строение вещества опр-ет мех. прочн., тв., тугопл-ть и др.важные св-ва мат-в.

Состав и св-ва. Любой строит. мат-л хар-ся:

Хим. состав- позвол. судить о таких св-х как огнестойкость, биостойкость, мех-х и др. техн. хар-х.

Мин. состав- показ-ет, какие мин. и в каком кол-ве содерж. в вяжущем в-ве или в каменном мат-ле.

Фазовый состав- материала и фазовые переходы воды находящийся в его порах оказывает влияние на все свойства и поведение материала при экспизатации

4. Методы оценки состава и структуры материалов.

Основными методами исследования структуры и св-в материалов являются:

1. Тетрографический анализ (используется для исследования разл.мат0лов (цементного камня, бетона, стекла, огнеупоров, шлаков, керамики и др). В этот метод входят: световая микроскопия – он основан на разности оптических св-в различных минералов опред-ого состава, т.к. все оптич. св-ва зависят от внутр. строения мат-ов . Главные оптич.свойства-показатели светопреломления,сила двойного преломления,оптический знак и цвет. Для этого существует несколько модификаций: поляризационная микроскопия (предназначена для изучения образцов в виде порошков в спец. инверсионных аппаратах); электронная микроскопия(используется для исследования тонкой кристаллической массы.Современная электрические микроскопы имеют увеличение в 300000 раз увидеть частицы с размером 0,3-0,5 нм.(1 нм=10*-9м) С помощью электронных микроскопов можно изучать форму и размеры отдельных субмикрокристаллических соединений,процессы роста и разрушения кристалла, процессы диффузии внутри вещества,фазовые превращения при термической обработке и охлаждении, механизм деформации и разрушений)

2. Рентгенографический анализ-метод исследования состава и строения вещества путем экспериментального изучения дифракции рентгеновских лучей в этом веществе.Рентгеновские лучи-это поперечные электромагнитные колебания.Этот метод позволяет изучать кристаллы от 0,05-0,25нм.Применяют для таких кристаллов,у кот-ых межатомные расстояния крист.решеток сопоставимы с дифракц.решеткой

3. Рентгенофазовый анализ

Применяют для контроля сырья и готовой продукции,а также для наблюдения технологич. процессов,для деффектоскопии

4. Дифференциальнотермический анализ использ.для определения минерально-фазового состава строит.мат-ов. Суть метода сводиться к тому, что при нагревании вещества происходят фазовые превращения, которые сопровождаются термическими эффектами.

При физ. и хим. эффектах превращения энергия в виде теплоты может поглощаться или выделяться:

При выделении – экзотермический эффект,при поглощении – эндотермический эффект.Прибор-дериватограф

5. Спектральный анализ-физич.метод качественного и количественного анализа в-в,основанный на изучении их спектров.Используется в основном инфракрасная спектроскопия(спектрофотометр)

6 . Гидрофизические свойства

1. Гигроскопичность

2. Капиллярное всасывание

3. Водопоглощение

4. Влажностные деформации

5. Морозостойкость

Гигроскопичность-св-во капиллярно-пористых мат-в погл. пар из влаж.воздуха.Погл. влаги из воздуха обусл. полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутр. пов-ти пор и капиллярной конденсации.Проц.наз-ся сорбцией (он обратим).

Капиллярное всасывание воды пористыми мат-ми происх., когда часть конструкции нах-ся в воде. Например:грунт. воды могут подним.по капил. и увлажн. нижнюю часть зданий. Чтобы не было сырости в помещ., устраив. гидроизол. слой, отделяющий фунд. часть стены от ее надземной части.Капиллярная всас-ть хар-ся h=2cos/(rg), где h - высота,  - пов-ое натяж,  - краевой угол смач-ия, r – радиус капилляра,  - плотн. жидкости, g – ускор-е своб. пад-я.

Водопоглощение это сп-ть мат. впит-ть и удерж. воду. Водопог. опр-ся экспер-о выдерживанием образцов, погр-х мат-в в воду t=20±2С⁰. Водопогл. хар-ет откр. пористость, т.к. в закр. вода не проходит. Водопоглащение выделяют: Водопоглащение по объёму – это о-е разности массы мат-ла в насыщенном и ненасыщенном сост. к объему материала в сухом состоянии.