7) Виды и расчетные формулы пределов прочности строительных материалов.
Предел прочности при осевом сжатии Rсж (МПа) равен частному от деления разрушающей силы на первоначальную площадь поперечного сечения образца (куба, цилиндра, призмы):
Rсж = Pразр / F (1.25)
В табл. 1.4 систематизированы характерные образцы, применяемые для определения предела прочности строительных материалов при сжатии.
Предел прочности при осевом растяжении Rp (МПа) используется в качестве прочностной характеристики стали, бетона, волокнистых и других материалов (см. табл. 1.4). В зависимости от соотношения Rp / Rсж можно условно разделить материалы на три группы: материалы, у которых Rp > Rсж (волокнистые — древесина и др.); Rp ~ Rсж (сталь); Rp < Rcж (хрупкие материалы — природные камни, бетон, кирпич).
Предел прочности при изгибе (МПа) определяют путем испытания образца материала в виде балочек на двух опорах. Их нагружают одной или двумя сосредоточенными силами до разрушения. Предел прочности условно вычисляют по той же формуле сопротивления материалов, что и напряжение при изгибе:
Rpu =M/W, (1.26) где М — изгибающий момент; W — момент сопротивления.
8) Схемы стандартных методов определения прочности при сжатии, растяжении и изгибе.
9) Экплуатационные свойства: водостойкость, морозостойкость.
Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях
Морозостойкость — свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Замерзание воды, заполняющей поры материала, сопровождается увеличением ее объема примерно на 9%. в результате чего возникает давление на стенки пор, приводящее к разрушению материала. Однако во многих пористых материалах вода не может заполнить более 90 % объема доступных пор, поэтому образующийся при замерзании воды лед имеет свободное пространство для расширения. Разрушение материала наступает только после многократного попеременного замораживания и оттаивания. Морозостойкость материала количественно оценивается циклами и соответственно маркой по морозостойкости. За марку материала по морозо стойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений-трещин, выкрашивания (потери массы — не более 5%). От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов в конструкциях, подвергающихся действию атмосферных факторов и воды. Марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного замораживания и оттаивания по данным многолетних метеорологических наблюдений. Легкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен зданий обычно имеют морозостойкость 15, 25, 35. Однако бетон, применяемый в строительстве мостов и дорог, должен иметь марку 50, 100, 200, а гидротехнический бетон — 500. Водостойкость-способность материала сохранять прочность в водонасыщенном состоянии. Коэффициент размягчения Кр — отношение прочности мате риала, насыщенного водой RB, к прочности сухого материала Rc: Kp=RB/Rc. (1.13) Коэффициент размягчения характеризует водостойкость мате риала, он изменяется от 0 (размокающие глины и др.) до 1 (металлы и др.). Природные и искусственные каменные материалы не применяют в строительных конструкциях, находящихся в воде, если их коэффициент размягчения меньше 0,8 (при Kp равном 0,8 и более материал считается водостойким).