2.Структурно-фізичні властивості.

Істинна густина - це відношення маси матеріалу m до об’єму V без урахування наявних у ньому пустот, пор і тріщин: ( 1 )

де -  - довідкова величина [ г/см³; кг/м³; т/м³ ] ( граніт - 2,65...2,8 г/см³; бетон - 2,6...2,7 г/см³; цегла керамічна 2,65...2,7 г/см³).

Середня густина _о - фізична величина, яка визначається відношенням маси тіла або речовини до всьго зайнятого об’єму V₀, включаючи пори та пустоти: ( 2 )

Середня густина деяких матеріалів: граніт 2,6...2,8 г/см³, важкий бетон 2,0...2,4 г/см³, керамічна цегла 1,6...1,8 г/см³.

Насипна густина _н це відношення маси пухко насипаного сипкого матеріалу m до його об’єму V_н, включаючи простір між частинками: ( 3 )

Насипну густину визначають для зернистих і порошкоподібних матеріалів.

У ряді випадків використовують поняття відносної густини d, тобто відношення щільності матеріалу ₀ до густини стандартної речовини (наприклад, води) _в =1000 кг/м³ (г/см³). d = ₀ / _в, ( 4 ) де d - безрозмірна величина.

Пористість П - це ступінь заповнення об’єму будівельного матеріалу порами розміром не більше 1...3 мм. Пористість обчислюють за формулою:

( 5 ) або ( 6 )

З пористістю пов’язана міцність, водопоглинання, морозостійкість, теплопровідність тощо.

Пори можуть бути закритими (недоступними для заповнення водою) і відкритими.

Відкриту пористість Пв можна визначити відносно сумарного об`єму всіх пор, що насичуються водою, до загального об`єму матеріалу: , (7)

де m₂, m₁ - маса зразка відповідно в насиченому водою і в сухому стані; V- об`єм матеріалу, см³; _в = 1 г/см³ - густина води.

Закрита пористість Пз = П - Пв (8)

Для сталі П = 0, цегла керамічна - 30...40 %; граніт - 0,2...0,8; важкий бетон 5...20 %.

Пустотність - характеризується наявністю порожнин (пустот) у будівельних виробах (порожниста цегла, панелі перекриття) або між зернами в сипких матеріалах (пісок, щебінь) і визначається в % від загального об`єму виробу чи матеріалу. Пустотність сприяє зниженню маси й поліпшенню теплозахисних властивостей. Приклади показника пустотності: порожниста цегла - 15...50 %, щебінь і пісок - 35...45 %.

3. Гідрофізичні властивості будівельних матеріалів. Гігроскопічність, капілярне всмоктування, водопоглинання, вологість, водостійкість.

Гідрофізичні властивості.

Гігроскопічність - це здатність матеріалу поглинати водяну пару з повітря. Гігроскопічну вологу можна поділити на адсорбційно зв`язану, яка утримується сорбційними силами на поверхні пор, і капілярну, яка перебуває в мікропорах матеріалу. Гігроскопічність визначають як відношення маси гігроскопічної вологи до маси сухого матеріалу.

Капілярне всмоктування пористими матеріалами відбувається за рахунок піднімання вологи по капілярах, коли частина матеріалу (конструкції) перебуває у воді. Наприклад, ґрунтові води за відсутності гідроізоляції призводять до зволожування нижньої надземної частини будівель. Капілярне всмоктування характеризується висотою підняття води, об’ємом поглинутої води та інтенсивністю всмоктування.

Водопоглинання - здатність матеріалу всмоктувати й утримувати вологу при безпосередньому стиканні з водою.

Водопоглинання за масою W_M визначають як відношення кількості поглинутої матеріалом води до маси сухого матеріалу: ( 9 )

де т₂, т₁ - маси матеріалу відповідно в насиченому водою та сухому стані, г.

Водопоглинання за об’ємом W_o характеризується ступенем наповненості пор матеріалу водою при насиченні й виражається відношенням об’єму поглинутої води до загального об’єму матеріалу в природному стані: ( 10 ) де V - об’єм матеріалу, см³; ρ_в= 1 г/см³.

Величини W_M, W_o характеризують граничний випадок, коли будівельний матеріал більше не може всмоктувати вологу за звичайних умов.

Візьмемо відношення: ( 11 )

Отже відношення водопоглинання за об’ємом і за масою чисельно дорівнює відносній густині будівельного матеріалу d.

Для керамічної цегли W_M = 8...20 %, важкого бетону - 2...6 %, граніту - 0,02 ...0,7 %.

При заповненні всіх відкритих пор водою (під тиском або при кип’ятінні) показник водопоглинання чисельно відбиває відкриту пористість матеріалу:

W₀ = П_В (12 )

Вологість W визначається вмістом вологи у порах і на поверхні пор матеріалу за масою або об’ємом в %, причому цей вміст значно менший за показник водопоглинання: ( 13 )

де т, т₁ - маси відповідно сухого та вологого матеріалу, г.

Водостійкість - це здатність матеріалу зберігати міцність при тимчасовому чи постійному зволоженні водою. Водостійкість характеризується коефіцієнтом розм`якшення (або водостійкості), який визначається відношенням міцності насиченого водою матеріалу R_н до його міцності в сухому стані Кр = Rн / Rс ( 14 )

Водостійкими вважаються матеріали з Кр 0,75...0,8. При Кр < 0,8 матеріали не можна застосовувати у місцях із підвищеною вологістю.