16! . Система стандартизации свойств строительных материалов и изделий.

Стандартизация — процесс установления и применения стандартов с целью улучшения качества готовой продукции, повышения уровня унификации, взаимозаменяемости, а также автоматизации производственных процессов, роста эффективности ремонта изделий.  Стандартизация основывается на достижениях науки, техники и передового опыта и определяет основу не только настоящего, но и будущего развития отраслей народного хозяйства. Стандарт — нормативно-технический документ, устанавливающий определенный комплекс норм, правил и требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным органом. Стандарт может быть разработан как на материальные предметы (продукцию, эталоны, образцы веществ), так и на методы испытаний, правила приемки, технические требования различного характера. В нашей стране действует во всех отраслях народного хозяйства Государственная система стандартизации (ГСС). В зависимости от сферы действия и условий утверждения стандарты подразделяют на следующие категории: государственные (ГОСТ); отраслевые (ОСТ); республиканские (РСТ) и стандарты предприятий (СТП).  Существуют стандарты на нормы и правила проектирования — единая система конструкторской документации, а также система стандартов в области управления и организации производства — единая система технологической документации (ЕСТД). Наряду со стандартами в нашей стране действуют технические условия (ТУ), устанавливающие комплекс требований к конкретным типам, маркам, артикулам продукции.  ГОСТЫ и ТУ — документы, которые устанавливают, что данный материал или изделие одобрены для производства и применения при определенном его качестве. Основные положения строительного проектирования, производства строительных работ и требования к строительным материалам и изделиям регламентируют Строительные нормы и правила (СНиП). Соответствие поступающих на стройку материалов и изделий предъявляемым стандартом требованиям проверяют путем испытаний их в строительной лаборатории. Основу стандартизации размеров в проектировании, изготовлении строительных изделий и при возведении зданий и сооружений составляет Модульная координация размеров в строительстве (МКРС) — совокупность правил установления размеров элементов зданий и сооружений, строительных изделий и оборудования на базе основного модуля, равного 100 мм (1М). Умножением основного модуля на целые коэффициенты образуются укрупненные модули (2М, ЗМ, 6М, 12М, 15М, ЗОМ, 60М), на коэффициенты менее единицы —дробные модули. Модулирование позволяет установить размеры изделий, обеспечивающие их увязку в конструкции и взаимозаменяемость.  Взаимозаменяемость строительных изделий одинакового функционального назначения достигается их унификацией, т. е. сокращением числа типов, видов, размеров или марок изделий.

Свойства материалов оценивают количественно, т. е. по числовым показателям, устанавливаемым путем испытаний по специальным методикам, предусмотренным государственными стандартами или техническими условиями.

В нашей стране во всех отраслях народного хозяйства действует государственная система стандартизации (ГСС), чем создается эффективность действия стандартов как одного из средств ускорения научно-технического прогресса и повышения качества продукции.

В зависимости от сферы действия стандарты подразделяют на следующие категории: государственные (ГОСТ); отраслевые (ОСТ); республиканские (РСТ); стандарты предприятий и объединений (СТП). Наряду со стандартами действуют технические условия (ТУ), устанавливающие комплекс требований к конкретным типам, маркам, артикулам продукции.

В государственных стандартах на строительные материалы, являющихся обязательными для всех ведомств и предприятий, указываются четкое определение и классификация разновидностей данного материала, способ изготовления или происхождение, конкретные цифровые показатели технических свойств и методы их определения, необходимые сведения о маркировке, упаковке, правилах хранения и транспортирования.

 Основные положения строительного проектирования, производства строительных работ и требования к строительным материалам и изделиям регламентируются Строительными нормами и правилами (СНиП), обязательными для всех организаций и предприятий. СНиПы разработаны с учетом развития строительной индустрии, внедрения передовой техники в строительство, максимального использования в строительстве изделий и конструкций заводского изготовления. Решением постоянной комиссии СЭВ по строительству СНиП взят за основу унифицированных норм и правил в области строительства для всех стран — членов СЭВ.

Методическую основу стандартизации размеров в проектировании, изготовлении строительных   изделий и возведении сооружений составляет модульная координация размеров в строительстве (МКРС), представляющая собой совокупность правил координации размеров элементов зданий и сооружений, строительных изделий и оборудования на базе основного модуля, равного 100 мм (обозначается 1 М). Применение МКРС позволяет унифицировать и сократить число типоразмеров строительных изделий из разных материалов или отличающихся по конструкции. В МКРС входят и производные модули, которые получают путем умножения основного модуля на целые или дробные коэффициенты. При умножении на целые коэффициенты образуются укрупненные модули (от 2М до 60М), а при умножении на коэффициенты менее единицы — дробные модули (от 1/2М до I/100M).

 

 

В стандартах и СНиПах требования к свойствам материалов выражены в виде марок и классов на эти материалы. Признаком деления на марки обычно является показатель основного свойства материала, обусловленный условиями эксплуатации материала в конструкциях и сооружениях.

Деление на марки по прочности является основным для материалов и изделий, из которых изготовляют несущие конструкции. СНиП устанавливает единую шкалу марок по пределу прочности при сжатии (МПа): 0,4; 0,7; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5; 5; ...; 100. Для теплоизоляционных материалов ведущим признаком деления на марки принята плотность (кг/м3): 10; 15; 25;...; 600. Для ряда материалов предусмотрена маркировка по показателю морозостойкости — количеству циклов, которое должен выдержать материал без допустимых признаков разрушения: F10, F25 и т. д.

Некоторые материалы и изделия (отделочные материалы, лесные материалы и др.) по наличию внешних дефектов делят на сорта.

Определение показателей технических свойств связано с измерениями, т. е. со сравнением с другой, однородной величиной, принятой за единицу. Совокупность единиц, образованная по определенному принципу, называется системой единиц. В нашей стране принята /Международная система единиц (СИ). Наряду с СИ еще используют и прежние системы — СГС и МКГСС

17)физико-химические свойства СМ

Многие свойства материалов зависят от их химического состава, размера частиц и свойств их поверхности. Эти свойства относятся к физико-химическим и химическим свойствам.

Дисперсность — характеристика размеров твердых частиц и капель жидкостей. Многие строительные материалы (цемент, гипсовое вяжущее, пигменты и т. п.) находятся в тонкоизмельченном (дисперсном) состоянии. Такое состояние вещества характеризуется большой суммарной поверхностью частиц.

Действительно, если кубик какого-либо материала со стороной 1 см и соответственно общей поверхностью 6 см2 раздробить до частиц размером 0,1 мм (условно тоже кубической формы), то суммарная поверхность материала возрастает в 100 раз и будет составлять 600 см2. Величина, характеризующая степень раздробленности материала и развитости его поверхности, называется удельной поверхностью SyK— поверхность единицы объема (см2/см3 — см“1) или массы (см2/г) материала.

Поверхностный слой материала по своему состоянию отличается от этого же вещества «в массе». Причина этого в том, что атомы (молекулы) вещества, находящиеся внутри материала, уравновешены действием окружающих атомов (молекул), в то время как атомы (молекулы) на поверхности вещества находятся в неуравновешенном состоянии и обладают особым запасом энергии. Поэтому с возрастанием удельной поверхности вещества возрастает его химическая активность. Так, например, кусок каменного угля трудно поджечь, в то же время пылеобразный уголь образует с воздухом взрывоопасные смеси. На этом же основано получение быстротвердеющих цементов путем увеличения тонкости его помола: обычный цемент имеет удельную поверхность 3000…3500 см2/г, а быстротвердеющий 4500…5000 см2/г.

Гидрофильность и гидрофобность — это свойства, показывающие отношение поверхности материала к воде.

Гидрофильными (от греч. hydor — вода, phileo — люблю, букв.— любовь к воде) материалами называют материалы, хорошо смачиваемые водой. Капля воды, попавшая на поверхность такого материала, растекается по нему. Это происходит потому, что сила взаимодействия молекул гидрофильного вещества с водой больше, чем между молекулами воды. Гидрофильность характерна для материалов, имеющих полярное строение молекул (каменные материалы, древесина, металлы и др.).

Гидрофобными (от греч. phobos — страх, боязнь, букв.— боязнь воды) материалами называют материалы, не смачивающиеся водой. Вода на их поверхности не растекается, а собирается в виде капель. Сила взаимодействия молекул таких материалов с молекулами воды меньше, чем между молекулами воды. Гидрофобность характерна для многих органических веществ, имеющих неполярные молекулы или большие неполярные участки в молекулах. Пример гидрофобных веществ — масла, парафин, битум, многие полимерные материалы, кремнийорганические вещества. Для придания гидрофобности гидрофильным материалам их поверхность обрабатывают гидрофобными веществами. Например, если бумагу пропитать каким-либо маслом, вода не только не смачивает ее, но, собираясь на ее поверхности в капли, легко скатывается с нее. В строительстве для гид- рофобизации часто используют кремнийорганические вещества.

Пластичность различных смесей порошкообразных материалов с водой во многом определяет их удобообрабатывае- мость (формуемость, способность распределяться по поверхности). Это объясняется особыми свойствами воды, находящейся на поверхности твердых частиц. Тонкие слои ЕОДЫ, окружающие твердые частицы, резко отличаются по строению и свойствам от воды «в массе». Молекулы воды в этих слоях связаны силами электростатического взаимодействия с поверхностью твердой частицы. Толщина слоя связанной воды — десятые доли микрона. Связанная вода по свойствам приближается к свойствам твердого тела, например она обладает упругостью формы. Граница между общей массой воды и водной оболочкой размытая.

При большой дисперсности твердых частиц (например, в цементном тесте или во влажной глине), вода играет двоякую роль: придает такой смеси структурную прочность и устойчивость (масса не расслаивается и не течет), и одновременно служит как бы смазкой, препятствуя прямому контакту твердых частиц и облегчая деформацию массы под действием внешних сил.

Хорошо иллюстрирует это явление пример с двумя соприкасающимися стеклами, смоченными водой: вода удерживает одно стекло около другого (их трудно разъединить) и в то же время облегчает их взаимное скольжение.

Следовательно, пластичность смесей зависит в основном от двух факторов: дисперсности (удельной поверхности) твердых частиц и возможности образования на их поверхности оболочек связанной воды. Последнее определяется степенью гидрофильности поверхности частиц. Эти же факторы определяют пластичность и неводных смесей, например полимерных мастик.

Повысить пластичность смесей можно, увеличив в ней содержание тонкодисперсных частиц или улучшив смачи- Еаемость их поверхности. Последнее достигается с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Коррозия — самопроизвольное разрушение материалов, которое вызывается химическим и электрохимическим процессами, протекающими в них при взаимодействии с внешней средой. Коррозионному разрушению подвергаются не только металлы, но и каменные материалы, бетон, пластмассы. Основными агрессивными веществами, вызывающими коррозию, являются пресная и соленая вода, минерализованные почвенные воды, растворенные в дождевой воде газы (S02, S03, N02) — отходы промышленных предприятий, выхлопные газы автомашин. На промышленных предприятиях коррозию строительных материалов часто вызывают растворы кислот и щелочей, расплавленные материалы и горячие газы.

Особый вид коррозии — биокоррозия — разрушение материалов под действием живых организмов (грибков, бактерий и т. п.). Биокоррозия—это не только гниение органических материалов (древесины, битума и др.), но и разрушение каменных материалов и металла продуктами жизнедеятельности поселившихся в них микроорганизмов. Наиболее сильно биокоррозия проявляется в странах с жарким климатом.

Изменение структуры и химического состава пластмасс год влиянием внешней среды носит название «старение». Наиболее вредные воздействия на пластмассы — солнечное облучение, кислород воздуха и повышенные температуры.

Коррозия строительных материалов опасна не из-за химических изменений в материале, а связанными с ними изменениями физико-механических свойств материалов.

Химическая активность таких строительных материалов, как вяжущие вещества и активные минеральные до- Гавки, зависит не только от состава и строения вещества (т. е. от активности составляющих его молекул), но и от тонкости его помола — дисперсности.

18) Виды деформации.

Обычно определяют расчетом нормальные (перпендикулярные к площадке) и касательные напряжения, выражаемые в СИ в МПа. Механические свойства разделяются на деформационные и прочностные. Деформационные свойства характеризуют способность материала к изменению формы или размеров без отклонений в величине его массы. Деформация — изменение объема или формы твердого или пластичного тела без изменения массы. Главнейшие виды деформаций — растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб.