визначається як середній результат випробування серії зразків (не менше трьох). Зразки будівельних матеріалів випробовують, як правило, на спе- ціальних пресах до руйнування, а границю міцності при стиску, МПа, об- числюють за формулою:

(2.9)

де Р — руйнівне навантаження (сила), МН; Р — площа поперечного пере- різу зразка до випробування, м².

Числове значення границі міцності при стиску для багатьох матеріалів є підставою для встановлення їхньої марки або класу — найважливіших показників якості матеріалу. Основні розрахункові формули наведені у табл. 2.4.

Таблиця 2.4

Схеми стандартних методів визначення міцності при стиску, згині і розтягу

48

Ч

Закінчення табл. 2.4

Границю міцності при згині Я_ж визначають на зразках-балочках квадра- тного чи прямокутного перерізу, розміри яких встановлені відповідними стандартами, а також на натурних зразках (цегла, черепиця, азбестоцемен- тны листи). Випробування на згин виконують за схемою бачки, встанов- .вленої на двох опорах при зосередженому навантаженні, прикладеному симетрично відносно осі бачки, до її руйнування. Основні розрахункові формули наведені у табл. 2.4.

Границю міцності при розтягу Я_р визначають за допомогою спеціально- го обладнання, застосовуючи виготовлені зразки встановленої форми і розмірів (призм, стержнів різного перерізу, вісімок, смуг). Зразки закріп- люють у захватах приладів і піддають розтягу до моменту розриву. Основ- ні розрахункові формули наведені у табл. 2.4.

49

Для рулонних матеріалів міцність на розтяг оцінюють руйнівною си- лою, для бітумів визначають розтяжність у сантиметрах у момент розриву. Показники міцності деяких будівельних матеріалів наведено у таблиці 2.5.

При визначенні міцності будівельних матеріалів, крім руйнівних ме- тодів, можна застосовувати також адеструктивні (неруйнівні) методи, на- приклад, ультразвуковий.

Для порівняльної оцінки ефективності різних матеріалів використо- вують коефіцієнт конструктивної якості, К_кя, МПа, який характеризуєть- ся відношенням границі міцності при стиску або розтягу до відносної гус- тини:

(для матеріалів з різними видами структур, крім ніздрюватої), (2.10)

(для матеріалів ніздрюватої структури). (2.11)

Найефективнішими є матеріали, які поєднують у собі легкість і міц- ність. Наприклад, значення К_кя, МПа, становлять: для цегли — 11, важко- го бетону — 21, сталі — 52, сосни — 95, СВАМ (різновид склопластику) — 225. Чим вище значення К_кя, тим ефективнішим є конструкційний мате- ріал.

нечник (конус, піраміду). Ступінь твердості встановлюють за розміром відбитка. Число твердості за Брінеллем (НВ) визначають відношенням прикладеного навантаження Р до площі поверхні відбитка Р та обчислю- ють за формулою, МПа:

Ступінь твердості мінералів гірських порід визначають за шкалою твердості Мооса, яка складається з десяти мінералів-еталонів: тальк — 1;

гіпс — 2; кальцит — 3; плавиковий шпат — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10.

Стираність — це властивість матеріалу чинити опір впливу стиральних зусиль. Ця властивість залежить від твердості матеріалу і характеризується зменшенням маси на одиницю площі поверхні зразка, що стирається, та визначається за формулою, кг/м²:

де /и, і т₇ — маси зразка, відповідно, до й після стирання, кг; Р — площа поверхні, що підлягає стиранню, м².

Показник стираності має вирішальне значення під час вибору матері- алів для підлог, дорожніх покриттів тощо. Значення стираності деяких будівельних матеріалів, кг/м²: кварцит — 0,6...1,2; граніт — 1...5; клінкер- на цегла — 2,2...4,3; керамічні плитки для підлог — 2,5...3,0; вапняк — З...8; цементний розчин — 6... 15.

Деформативні властивості. Під дією зовнішніх сил у будівельних конструкціях виникають деформації різного походження. Деформативні властивості матеріалів пов’язані з їхньою пружністю, пластичністю та крихкістю.

Пружність — це здатність твердого тіла деформуватися під дією зов- нішніх сил і самочинно відновлювати початкову форму та об’єм після припинення дії навантаження.

Модуль пружності Е, МПа, характеризує жорсткість матеріалу, тобто здатність його деформуватися під дією зовнішніх сил. Чим вища енергія міжатомних зв’язків у матеріалі, тим менше схильний він до деформації і тим виший його модуль пружності. Наприклад, для заліза Е— 21,1 • 1(Г⁴, алюмінію — 7 • 10^-4, свинцю — 1,5 • КГ⁴, полістиролу — 0,3 • 10^-4, каучуку — 0,007- 10^-4 МПа.

(2.12)

(2.13)

51