1. Истинная, средняя и насыпная плотность, пористость, определения, размерность

Истинная плотность — величина, определяемая отношением массы однородного материала m (кг) к занимаемому им объему в абсолютно плотном состоянии V_a (м³), т. е. без пор и пустот:

Размерность истинной плотности — кг/м³ или г/см³

Насыпной плотностью называется отношение массы материала в свободном рыхло насыпанном состоянии к его объему. Насыпную плотность материала рассчитывают по формуле:

где - масса пустого мерного цилиндра; - масса цилиндра, заполненного испытываемым материалом; V – объем мерного цилиндра.

Размерность насыпной плотности — кг/м³ или г/см³

Средняя плотность ρ₀ – масса единицы объема материала в естественном состоянии. Среднюю плотность вычисляют путем деления массы образца m, г (кг), на его геометрический объем V, см³ (м³)

ρ₀=m/V

Размерность средней плотности — кг/м³ или г/см³

Пористостью называют степень заполнения общего объема материала порами (отношение объема пор к объему образца). Пористость подразделяется на открытую, закрытую и общую пористости, от величины которых зависят водопоглощение, водо-, газо- и паропроницаемость строительных материалов. Размерность пористости — %. Пористость П — степень заполнения объема материала порами вычисляют в по формуле:

где ρ_с, ρ_u — средняя и истинная плотности материала.

2. Влажность, водопоглощение, влагоотдача, гигроскопичность, определение, размерность

Влажность W — содержание воды в материале в данный момент. Она определяется отношением воды, содержащейся в материале в момент взятия пробы для испытания, к массе сухого материала. Размерность — %. Вычисляется по формуле:

где m_вл, m_c, — масса влажного и сухого материалов, г.

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать в своих порах воду. Оно подразделяется на Водопоглощение по массе и объему. Водопоглощение по массе W_м, %, равно отношению массы поглощенной образцом воды к массе сухого образца. Водопоглощение по объему W₀, равно отношению массы поглощенной образцом воды к объему образца. Размерность — %. Их определяют по следующим формулам:

где m_в — масса образца, насыщенного водой, г; m_с — масса образца, высушенного до постоянной массы, г; V — объем образца, см³.

Влагоотдача — способность материала отдавать воду в окружающий воздух. Она характеризуется скоростью высыхания, которая определяется количеством воды, отдаваемой материалом в сутки, при относительной влажности воздуха 60% и температуре 20 °С. Размерность — %.

Гигроскопичность — способность материала поглощать воду из окружающего воздуха. Она выражается как отношение массы поглощенной материалом воды из воздуха к массе сухого материала при относительной влажности воздуха 100% и температуре 20 °С. Гигроскопичность зависит от природы материалов. Размерность — %.

3. Водостойкость, водопроницаемость, морозостойкость, коэффициент морозостойкости, определения, размерность

Водостойкость — способность материала сохранять свою прочность при насыщении водой: она оценивается коэффициентом размягчения К_РАЗМ, который равен отношению предела прочности материала при сжатии в насыщенном водой состоянии R_В МПа, к пределу прочности сухого материала R_сух, МПа:

Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением. Она характеризуется коэффициентом фильтрации Кф, м/ч, который равен количеству воды V_в в м³, проходящей через материал площадью S = 1 м², толщиной а = 1 м за время t = 1 ч, при разности гидростатического давления P₁ - Р₂ = 1 м водного столба:

Морозостойкость — способность материала в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании. Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале. Морозостойкость материалов зависит от их плотности и степени заполнения пор водой. В конечном итоге разрушения, вызванные замерзанием воды в микротрещинах, приводят к снижению прочности материала до некоего критического значения, после которого его эксплуатация становится невозможной. Но до этого материал способен выдержать определенное число циклов замерзания и, соответственно, оттаивания практически без потери своих прочностных характеристик. Это число принято называть морозостойкостью и обозначать с помощью коэффициента морозостойкости — F, значение которого находится (для бетона) в пределах от F50 до F500.