1. Средняя плотность – это масса единицы объема в естественном состоянии (с порами и пустотами):

, [г/см³; кг/м³]

где - масса материала в естественном состоянии, г (кг);

- средняя плотность, г/см³ (кг/м³).

2. Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (без пор и пустот).

, (г/см³⁾)

- масса материала в абсолютно плотном состоянии, г.

- объем материала в абc. плотном состоянии, см³;

- объем материала в естественном состоянии, см³;

- объем пор, заключенных в материале, см³.

3. Насыпная плотность – масса единицы объема материала в свободно насыпанном состоянии (в насыпной объем включены межзерновые пустоты):

, (г/см³)

где - масса материала в насыпном состоянии, г, - насыпной объем, см³.

4. Пустотность – это доля межзерновых пустот в насыпном объеме материала.

Расчетная формула:

,

где - пустотность, доли или %; V_пуст – объем пустот в нас. объеме материала, см³

;V – объем материала, см³.

Пустотность можно выразить и в %:

5. Пористость – это доля заполнения объема материала порами. Общая пористость (или просто пористость) (П_о):

,

где V_пор – объем пор в материале, см³ (м³);V – объем материала в естественном состоянии, см³ (м³);V_а – объем материала в абсолютно плотном состоянии (без пор), см³ (м³); - средняя плотность материала, г/см³ (кг/м³); - истинная плотность материала, г/см³ (кг/м³).

Пористость можно выразить и в процентах:

закрытая пористость:

, %

Коэффициент насыщения пор водой – отношение объемного водопоглощения к пористости:

6. Водопоглощение – свойство материала поглощать и удерживать воду при непосредственном контакте с ней. Водопоглощение может быть массовым и объемным:

Массовое водопоглощение – это отношение массы поглощенной материалом воды при стандартных условиях к массе сухого материала в %:

Объемное водопоглощение – это отношение объема поглощенной материалом воды при стандартных условиях к объему материала в сухом состоянии в %:

,

где B_m – массовое водопоглощение, %;B_v – объемное водопоглощение, %;m_н - масса материала, насыщенного водой при стандартных условиях, г;m – масса воздушно-сухого материала, г;V – объем воздушно-сухого материала, см³;

- объем поглощенной воды.

Соотношение между массовым и объемным водопоглощением:

; B_v=dB_m

7. Гигроскопичность это способность материала поглощать и конденсировать влагу из окружающего воздуха. Оценивается влажностью.

Влажность – это содержание влаги в материале в данный момент времени.

Расчетная формула:

или ,

где m_вл – масса материала в естественном состоянии, г;m – масса сухого материала, г.

8. Водостойкость – способность материала сохранять прочность при насыщении водой. 

Коэффициентразмягчения, который является количественной характеристикой водостойкости

,

где R_нас – прочность древесины в насыщенном водой состоянии, МПа; R_сух - прочность древесины в сухом состоянии, МПа.

9. Теплопроводность – способность материала передавать теплоту через толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность характеризуется количеством теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м, площадью 1 м², в течение 1 ч при разности температур на противоположных поверхностях материала 1^оС.

λ=Q·Н/(S·(t₁-t₂)·z)

где: λ – коэффициент теплопроводности, Вт/м^оС; Q – количество тепла, Дж; S – площадь материала, м²; H - толщина материала, м; (t₂-t₁) – разность температур по обе стороны слоя материала, ⁰С; z – время, в течение которого проходил тепловой поток, ч.

10. Морозостойкость – это свойство насыщенного водой или раствором соли материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушения и снижения прочности. Количественная характеристика морозостойкости – марка по морозостойкости (F), которая показывает число циклов попеременного замораживания и оттаивания насыщенного в жидкой среде материала, при которых потери прочности и массы не превышают указанных в ГОСТе и СНиПах значений.

;

- потеря прочности и массы, насыщенного в жидкой среде образца, после i циклов замораживания и оттаивания, %; - предел прочности при сжатии(в МПа) и масса (в г) образца после n циклов замораживания и оттаивания образца; - предел прочности при сжатии (в МПа) и масса образца (в г), насыщенного в жидкой среде, до замораживания.

11. Упругость — свойство материалов обратимо поглощать энергию, передаваемую внешними воздействиями, что выражается в восстановлении первоначальной формы и объема образца после прекращения действия внешних сил, под влиянием которых форма материала в той или иной мере изменилась.

Пластичность - способность материала необратимо деформироваться под влиянием действующих на него усилий без разрыва сплошности (образования трещин).

Хрупкость — свойство материала под влиянием внешних сил разрушаться, не давая остаточных пластических деформаций. Хрупкость противоположна пластичности. Хрупкость и пластичность материалов изменяются от температуры и режима нагружения.

12. Прочность – свойство материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям и деформациям, которые возникают под действием внешних факторов (силовых, тепловых и т.д.)

Прочность материала оценивается пределом прочности, который условно равен максимальному напряжению, возникшему в материале под нагрузкой, вызывавшей разрушение материала.

На практике предел прочности определяют путем разрушения стандартных образцов при сжатии, изгибе или растяжении.

Предел прочности при сжатии:

R_сж=N/F

где: R_сж – предел прочности при сжатии, МПа; N – разрушающая нагрузка, кгс; F – площадь сечения образца, см².

Единицы измерения: [R] = Н/м² = 1 МПа; [N] = 1 Н = 10^-1 кгс = 10^-3 кН

[R] = 1 кгс/см² = 10⁵ Па = 10^-1 МПа

Предел прочности при растяжении:

R_раст=N_р/F_о

где: R_раст – предел прочности при растяжении, МПа; N_р – нагрузка, вызывающая разрыв образца, кгс; F_о – первоначальная площадь сечения образца, см².

Предел прочности при изгибе определяют путем испытания образца материала в виде призм (балочек) на двух опорах. Их нагружают одной или двумя сосредоточенными силами до разрушения:

Предел прочности при изгибе при одной сосредоточенной симметричной относительно опор нагрузке: (рис.1):

R_из=3NL/2bh²

где: N – разрушающая нагрузка, кгс; L – расстояние между опорами, см; b и h – соответственно ширина и высота балочки, см.

13. Коэффициент конструктивного качества К.К.К. – отношение предела прочности (как правило, при сжатии) материала к его относительной плотности:

,

где R – предел прочности при сжатии, МПа;d – относительная плотность.

14. Долговечность - Способность материала сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации. На долг- ть строит. соор-я влияние имеют изменение:

температуры и влажности, действие различных газов, находящихся в воздухе, или растворов солей, находящихся в воде, совместное действие воды и мороза, солнечных лучей и т. п. Потеря материалом своих свойств может происходить в результате изменения структуры (образование трещин), изменения состояния строительного материала (изменение кристаллической решетки, перехода из аморфного в кристаллическое состояние).

Старение - Процесс ухудшения свойств материалов в эксплуатационных условиях.

15. Вяжущие вещества - строительные материалы для изготовления бетонов и растворов. Различают неорганические (минеральные) вяжущие вещества(цемент, гипс, известь и др.) и органические (битумы, дегти, пеки)

Мин. вяжущие вещества делят на три основные группы: воздушные, гидравлические и кислотостойкие.

ВОЗДУШНЫЕ: гидравлические вяжущие, не содержащие или содержащие не более 10 — 15% активных минеральных добавок. В эту подгруппу входят:

а) портландцемент без добавок, портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий портландцемент без добавок и с добавками, белый портландцемент;

б) глиноземистый цемент;

в) романцемент;

г) гидравлическая известь.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ - смешанные гидравлич. вяжущие, получаемые смешением чистых вяжущих друг с другом. Сюда входят:

а) на основе портландцемента — шлаковый портландцемент, пуццолановый портландцемент

б) известково-пуццолановые цементы, известково-кварцевое вяжущее для бетонов автоклавного твердения, известково-белитовый (нефелиновый) цемент, известково-шлаковый цемент и др.;

в) на основе глиноземистого и портландского цементов, а также гипса — расширяющиеся и безусадочные цементы;

г) на основе гипса, портландцемента и активных минеральных добавок — гипсоцементнопуццолановые вяжущие и др.;

д) на основе доменных гранулированных шлаков и гипса — сульфатно-шлаковый цемент.

КИСЛОТОСТОЙКИЕ кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент

16. Гипс — быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO₄ • 0,5Н₂О, получаемого низкотемпературной (< 200° С) обработ­кой гипсового сырья.

Сырьем для гипса служит природный гипсовый камень, состоящий из двуводного сульфата кальция (CaSO₄•2Н₂О) и различ­ных механических примесей (глины и др.). Главнейшая область применения — устройство перегородок.. Из гипса делают акустические плиты. В различных вариантах его применяют для огнезащитных покрытий металлических конструкций. направ­ление использования гипса: декоративные архитектурные детали (леп­нина) и скульптура.

17. Строительный гипс – воздушное вяжущее вещество. Его нельзя использовать для сооружений, находящихся в воде, так как в ней растворяется образующийся при твердении двуводный гипс При последующем высушивании гипса прочность его снова восстанавливается. Причиной малой водостойкости гипсовых изделий является и расклеивающее действие водных пленок, разъединяющих отдельные элементы кристаллической структуры затвердевшего гипса. Гипсовые изделия, защищенные от действия атмосферных осадков и сырости, долговечны

Истинная плотность, г/см3	2,32
Твердость по шкале Мооса	1,5–2,0
Прочность при сжатии, МПа	17
Предел прочности при растяжении, МПа	2
Коэффициент хрупкости	8,5
Температура плавления, °С	1450
Удельная магнитная восприимчивость10-3	–0,44
Диэлектрическая проницаемость	5,2–6,2

18. Воздушная известь. Сырьем для производства воздушной извести служат плотные известняки, ракушечники, мел, доломитизированные известняки при условии, что содержание глинистых примесей в них не превышает 6%. Применение для приготовления кладочных и отделочных растворов, изготовления штучных бетонных изделий, силикатного кирпича и других известково-песчаных изделий автоклавного твердения. Область применения - приготовление известково-песчаных и смешанных строительных растворов, которые используют в каменной кладке и при оштукатуривании поверхностей, а также для побелки и в производстве силикатных изделий.

19. Свойства воздушной извести:

Истинная плотность негашеной извести колеблется в пределах 3,1-З.Зг/см3

Средняя плотность комовой негашеной извести в куске в большой мере зависит от температуры обжига и возрастает с 1,6 до 2,9г/см3

Насыпная плотность  для молотой негашеной в рыхлом состоянии - 900-1100, в уплотненном - 1100-1300кг/м3; для гидратной извести (пушонки) в рыхлонасыпном состоянии 400-500, в уплотненном 600-700кг/м ; для известко­вого теста 1300-1400кг/м3.

Пластичность, обуславливающая способность вяжущего придавать растворам и бе­тонам удобообрабатываемость -важнейшее свойство извести. Пластичность извести связана с ее высокой водоудержпвающей способностью

При твердении на воздухе известковые растворы и бетоны, особенно изготовленные на гашеной извести, дают значительную усадку. Это объясняется тем,, что прн испарении воды уплотняется известковый раствор.

Водопотребность и водоудерживающая способность строительной извести вы­соки и зависят от вида извести и дисперсности ее частиц.

Сроки схватывания. Растворы из гашеной извести схватываются очень медленно.

Прочность растворов и бетонов на строительной воздушной извести прежде всего зависит от условий ее твердения.

Известковые растворы и бетоны — вполне воздухостойкие материалы. В воздушно-сухих условиях создаются наиболее благоприятные условия для их упрочнения Известково-песчаные бетоны и изделия автоклавного твердения, особенно изготовленные на молотой негашеной извести, характеризуются высокой водо- и морозостойкостью. В этом отношении они' практически равноценны изделиям из бетонов на цементах.

20. Портландцементом называют гидравлическое вяжу­щее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция ( 70-80 % ).Портландцемент - продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой (3-5 %) гипса. Клинкер представляет собой зернистый материал (в виде порошка или гранул), полученный обжигом до спекания (при 1450оС) сырьевой смеси

Сырье иногда используют природные горные породы – мергели В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путем. В этом случае в качестве карбонатных пород используются ( известняки, мел, известковые ракушечники; в качестве глинистых - глины, глинистые сланцы, лёссы, доменные шлаки)кроме того, в состав сырьевой смеси вводятся различные корректирующие добавки, например гипс. Гипс необходим для регулирования сроков схватывания.

ПрименениеИзделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, до-рожлом строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д.

21. Технические свойства портландцемента

Истинная плотность цемента находится в пределах 3000 ... 3200 кг/м3,

плотность в рыхлом состоянии - 900 ... 1300 кг/м3, в уплотненном (слежавшемся) - 1200 ... 1300 кг/м3. Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 08 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе ПСХ.

Нормальная густота цементного теста (количество воды в % от массы цемента) определяется погружением пестика, укрепляемого на штанге прибора Вика, и колеблется в пределах 21 ... 28 %. Она зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола.  Сроки схватывания проверяют прибором Вика на цементном тесте нормальной густоты. Согласно требованиям ГОСТ начало схватывания должно быть не ранее 45 мин; конец - не позднее 10 ч (нормально - 2 ... 3 ч),.

Цемент твердеет тем быстрее, чем больше в нем алита (алитовые цементы) и трехкальциевого алюмината

При твердении цемента на воздухе происходит небольшая усадка, а в воде - набухание

22. Коррозия цементного камня в водных условиях по ряду ведущих признаков может быть разделена на три вида: ^ Первый вид коррозии - разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Несколько предохраняет от данного вида коррозии защитная корка из углекислого кальция ^ Второй вид коррозии - разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с составляющими цементного камня. К третьему виду коррозии относятся процессы, возникающие под действием сульфатов. В порах цементного камня происходит отложение малорастворимых веществ, содержащихся в воде. Их накопление и кристаллизация в порах вызывают значительные растягивающие напряжения в стенках пор и приводит к разрушению цементного камня.

МЕРЫ Исключить или ослабить влияние коррозионных процессов при действии различных вод можно конструктивными мерами, путем улучшения технологии приготовления бетона и применения цементов определенного минералогического состава и необходимого содержания активных минеральных добавок.

ДОРАБ

23. Пуццолановый цемент собирательное название группы цементов в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок. В строительстве основной вид пуццоланового цемента - пуццолановый портландцемент получаемый совместным помолом портландцементного клинкера (60-80%) активной минеральной добавки (20-40%) и небольшого количества гипса. От обычного портландцемента он отличается повышенной коррозионной стойкостью ,меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Применяют в основном для получения бетонов используемых в подводных и подземных сооружениях.

24. Шлаковый цемент общее название цементов получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками- активизаторами (известь строительный гипс ангидрит и др.) или смешением этих раздельно измельченных компонентов. Различают известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20% портландцемента до 5% или извести до 2%. Применяют для получения строительных растворов и бетонов используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях. Известково-шлаковый цемент наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов и изделий.

25. В состав пластифицированного портландцемента входит 0,25% сульфитно-спиртовой барды. Это поверхностно-активное вещество дает возможность сократить расход материала, пластифицируя цемент. Бетонная смесь в этом случае получается пластичной. Кроме экономии строительного материала, это позволяет быстрее провести укладку бетона и повысить качество работы. Бетон, сделанный на основе пластифицированного цемента, имеет повышенные показатели морозоустойчивости. 

26. Гидрофобный портландцемент отличается сложным составом. В него включают мылонафт (0,1-0,2%), асидол, синтетические жирные кислоты, окисленный петролатум и другие добавки. Такой состав смеси приводит к образованию особой оболочки, придающей частицам цемента повышенную прочность.

27. Глинозёмистый цемент быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество; продукт тонкого измельчения клинкера получаемого обжигом (до плавления или спекания) сырьевой смеси состоящей из бокситов и известняков. 

28. Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД) получают измельчением клинкера, минеральных добавок и гипса. Предельно допустимое содержание минеральных добавок в цементе не должно превышать 20 %. При этом практически сохраняются все свойства портландцемента, кроме морозостойкости (она несколько ниже), а некоторые свойства улучшаются (больше водостойкость, меньше тепловыделение, более высокая сопротивляемость коррозии первого вида). При его получении экономится портландцементный клинкер, что способствует снижению себестоимости цемента  Такие цементы вы пускают М400 и 500 и применяют практически наравне с быстротвердеющим и сульфатостоиким портландцементом.