21. Деформационные свойства материалов

Деформацией называют изменение формы или объема материала без изменения массы. Чаще всего в связи со строительными материалами рассматривают такие виды деформации, как сдвиг, изгиб, сжатие, растяжение, и кручение. Деформация может быть необратимой, обратимой либо остаточной. Для обратимой деформации характерно полное исчезновение ее после прекращения действия на объект факторов, которые ее вызывали. Если такая деформация исчезает моментально, ее называют упругой; если же в течение времени – эластической. В отличие от обратимых, необратимые деформации (они же – пластические) накапливаются в течение действия этих факторов и сохраняются после их исчезновения. Размер и характер деформации зависят не только от величины нагрузки, но и от скорости ее приложения и температуры материала.  Деформационные свойства стройматериалов во многом обуславливаются периодом релаксации: чем он больше, тем менее деформативен материал. Не менее важным свойством является прочность – способность тела, не разрушаясь, пр

Период релаксации—важная характеристика строительных материалов: чем она меньше, тем более деформативным является материал.

22. Прочностные свойства материалов

Под прочностью строительного материала подразумевают его способность противиться разрушению от действия внутренних напряжений, вызываемых внешними нагрузками.

Во время эксплуатации практически все строительные  материалы подвергаются воздействию разных сил и испытывают при этом различные внутренние напряжения.  Чаще всего нагрузками на них являются: изгиб, сжатие, растяжение, удар. Некоторые строительные материалы прекрасно сопротивляются сжатию (речь идёт в первую очередь о природных и искусственных каменных материалах), другие же неплохо реагируют на сжатие и растяжение (например, древесина и сталь).

Прочность строительного материала оценивается с помощью предела прочности – некоего критического напряжения, при котором возникает разрушение вещества, лежащего в основе материала.

Определение предела прочности производят путём испытания стандартных образцов материала на специальных устройствах – разрывных машинах или прессах.  Образцы для данных экспериментов либо готовятся отдельно, либо вырезаются из проверяемых конструкций. Испытание и исследование на прочность материалов проводят вплоть до разрушения последних.

Правда, стоит сказать, что для получения точных результатов необходимо провести не одно испытание: дело в том, что расчёт предела прочности, сделанный лишь один раз, не сможет являться отражением полностью достоверной информации по данной характеристике, ибо строительные материалы, как правило, неоднородны по своему строению. Поэтомуопределение предела прочности происходит на основании нескольких опытов со стандартными образцами.

Остановимся более подробно на некоторых видах пределов прочности.

Расчёт предела прочности при сжатии происходит на основании следующей формулы:

Rсж = Pраз/S;

где Rсж – предел прочности при сжатии, МПа, а Pраз – разрушающая сила, действующая на площадь поперечного сечения испытываемого образца S (образец представляет собой обычно цилиндр, куб или призму).

Расчёт предела прочности при изгибе производится  по одной из ниже приведённых формул:

• если на образец действует одна сосредоточенная изгибающая сила:

Rизг = 3Pl/(2bh2);

где l – расстояние между опорами, h и b – соответственно высота и ширина поперечного сечения испытываемого образца.

• если на образец действует две силы:

Rизг = Pl/(bh2).

Определение предела прочности при растяжении производится в том случае, если необходимо оценить прочностные характеристики бетона, стали, волокнистых материалов. Используются же для этих целей специальные прессы, оснащённые захватывающими устройствами, которые растягивают испытываемые образцы строительного материала в разные стороны.

Марка строительного материала зависит от его предела прочности (обычно при сжатии), причём, чем выше марка, тем о более качественном и прочном продукте идёт речь.