5. Физические свойства: средняя (насыпная) и истинная плотность, общая пористость.

Истинная плотность(r) – масса единицы объема вещества в абсолютно плотном состоянии, без пор и пустот.

Согласно СТБ 4.211-94 ,

(1) Для многокомпонентных композиционных материалов определяют средневзвешенное значение истинной плотности:

Истинная плотность большинства строительных материалов больше единицы (за единицу условно принимают плотность воды при t = 4 °С). Для каменных материалов плотность колеблется в пределах 2200 – 3300 кг/м³; органических материалов (дерево, битумы, пластмассы) – 900 – 1600, черных металлов (чугун, сталь) – 7250 – 7850 кг/м³.

Средняя плотность (r_ср) – масса единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии с пустотами и порами

,

(2) Средняя плотность природных и искусственных материалов изменяется в широких пределах – от 10 кг/м³ (полимерный воздухонаполненный материал «мипора») до 2500 кг/м³ у тяжелого бетона и 7850 кг/м³ у стали. При одинаковом вещественном составе средняя плотность характеризует прочностные свойства. Чем выше средняя плотность, тем прочнее материал.

Если образец имеет правильную геометрическую форму, его объем определяют путем вычислений по измеренным геометрическим размерам; если же образец неправильной формы, – по объему вытесненной жидкости. Для сыпучих материалов (песок, цемент, щебень, гравий) определяют насыпную плотность.

Насыпная плотность) – масса единицы объема сыпучих материалов в свободном (без уплотнения) насыпном состоянии. Формула расчета и размерность показателя те же, что в (1) и (2). В единицу объема таких материалов входят не только зерна самого материала, но и пустоты между ними.

r_нас = m/V(нас) (кг/м3); г/см3; кг/л; тн/м3. где r_нас - насыпная плотность материала; m - масса материала (кг, г, тн); V(нас) - насыпной объем материала (м3, см3, л).

Количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпного материала, выраженное в процентах по отношению ко всему занимаемому объему, называют пустотностью.

По величине истинной и средней плотности рассчитывают общую пористость (П_п) материала в % (ГОСТ 12730.1-78)

(3) Поры в материале могут иметь различную форму и размеры. Они могут быть открытыми, сообщающимися с окружающей средой, и замкнутыми, заполненными воздухом. При погружении материала (изделия) в воду открытые поры полностью или частично, что зависит от размера пор, заполняются водой. В замкнутые поры вода проникнуть не может.

6. 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. Высокая гигроскопичность отрицательно сказывается на физико-механических характеристиках материалов. Если цемент поглощает при хранении водяные пары из воздуха, то он теряет активность, начинает комкаться, теряется его прочность. При влажном воздухе древесина разбухает, меняется форма изделий, их размер. Постоянное увлажнение и высыхание (разбухание и усушка) древесных изделий приводит к короблению и образованию трещин. У разных строительных материалов своя гигроскопичность.

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. При сушке, хранении и перевозке строительных материалов необходимо учитывать их гигроскопичность.

Влажность - количество воды в материале. Увлажняясь, материалы начинают терять свои первоначальные свойства, а потому их надо предохранять от увлажнения.

Водопоглощение - свойство материала впитывать и удерживать воду. Определяется погружением образца материала в воду с комнатной температурой и выдерживанием в воде некоторое время. Обычно, водопоглощение меньше пористости материала, потому что поры бывают закрытыми или настолько мелкими, что в них не может проникнуть вода. В очень крупных порах вода не задерживается.

Водостойкость - способность материала сопротивляться разрушительным действиям влаги. Водостойкость является важной характеристикой строительных материалов, применяемых в гидротехнических сооружениях. В качестве гидроизоляционных материалов (полимерные пленки, битумы) применяются материалы с высокой гидрофобностью и водостойкостью.

Влагоотдача - способность материала отдавать воду при наличии соответствующих условий в окружающей среде (повышении температуры, снижении влажности воздуха, движении воздуха). Влагоотдача характеризуется количеством воды, которое теряется материалом за сутки при относительной влажности воздуха 60% и при температуре 20°С. Никогда не бывает строительных материалов и конструкций в абсолютно сухом состоянии. Определенная влажность всегда имеет место быть.

Водопроницаемость - способность материала под давлением пропускать воду. Степень проницаемости зависит от пористости и строения материала. Особо плотные материалы, у которых истинная плотность и средняя плотность равны (стекло, металл), водонепроницаемы. Для кровельных и гидроизоляционных материалов водопроницаемость играет первостепенную роль.