1.2. Основные свойства

Свойства строительных материалов определяют области их применения. Только при правильной оценке качества материа­лов, т. е. их важнейших свойств, могут быть получены прочные и долговечные строительные конструкции зданий и сооружений высокой технико-экономической эффективности.

Все свойства строительных материалов по совокуп­ности признаков разделяются на физические, химические, механические и технологические.

Физические свойства характеризуют какую-либо особенность физического состояния материала - харак­теристики массы, проницаемость для жидкостей, газов, тепла и радиации; способность сопротивляться внешнему воздействию среды, например, мороза.

Химические свойства оцениваются показателями стой­кости материала при действии агрессивных химических веществ: кислот, щелочей, растворов солей и т.п.

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушению при внешних силовых воздействиях – сжатии, растяжении, ударах, истирании и др.;

Технологические свойства – это способность материала подвергаться обработке при изготовлении из него изделий.

Все эти группы свойств взаимосвязаны и взаимообуслов­лены. Так, например, колебания влажности или химическое воздействие приводит в ряде случаев к изменению прочности и деформациям материалов.

Ниже приведены основные свойства строительных материалов.

Средняя плотность [г/см³, кг/м³, кг/дм³] – физическая величина, определяемая отношением массы тела в естественном состоянии ко всему занимаемому им объему, включая пустоты и поры:

, (1)

где m - масса сухого материала;

V - объем материала;

Истинная плотность [г/см³, кг/м³] - предел отношения массы тела или вещества к его объему без учета имеющихся в нём пустот или пор:

, (2)

где m' - масса материала;

V' [т/м³, кг/м³, кг/л] - объем, занимаемый материалом или веществом без пор и пустот.

Насыпная плотность - отношение массы зернистых материалов или материалов в виде порошка ко всему занимаемому ими объему, включая межзерновое пространство:

, (3)

где m'' - масса материала;

V''- объем, занимаемый материалом или веществом c учётом межзернового пространства.

Пористость материала - степень заполнения объема материала порами, в процентах:

, (4)

где ρ_m - средняя плотность;

ρ - истинная плотность.

Влажность - процентное содержание влаги в материале при данных условиях. Различают влажность относительную (W_о) и абсолютную (W_а).

, (5)

, (6)

где m₁ - масса влажного материала;

m₂ - масса сухого материала.

Водопоглощение - это способность материала впитывать и удер­живать в себе воду. Вычисляется водопоглощение в процентах. Количество воды, поглощенной образцом, отнесенное к его массе в сухом состоянии, назы­вают водопоглощением по массе ( ), а отнесенное к его объему – водо-поглощением по объему ( ).

, (7)

, (8)

где m₁- масса материала в насы­щенном водой состоянии;

m₂ - масса материала в сухом состоянии;

V - объём материала.

Прочность - способность материала в определённых условиях и пределах, не разрушаясь, сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под влиянии внешних механических, тепловых и других факторов. Прочность материалов к тем или иным внешним воздействиям оценивают пределом прочности при сжатии, изгибе, скалывании, кручении, растяжении и т.п. Наиболее часто у строительных материалов определяются предел прочности при сжатии (R) [МПа] и при изгибе (R_из.) [МПа]. Схема испытаний для их определения представлена на рис. 1.

, (9)

, (10)

где F - разрушающая нагрузка, Н;

А - площадь поперечного сечения, мм²;

l - пролет между опорами, мм;

b - ширина поперечного сечения образца, мм;

h - толщина поперечного сечения образца, мм.

а) б)

Рис. 1. Схемы испытаний для определения пределов прочности:

а - при изгибе, б - при сжатии

Морозостойкость - свойство материала выдерживать в насыщенном водой состоянии многократ­ное и попеременное замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушения и потери прочности и массы. Моро­зостойкость материала количественно оценивается циклами и соответственно маркой по морозостойкости.