1 Основные свойства дисперсных и каменных материалов

Все свойства материалов можно подразделить на следующие основные группы:

- структурные;

- физические;

- гидрофизические;

- теплофизические;

- механические;

- химические.

В строительной практике используют разнообразные материалы с различными свойствами, однако существует группа свойств, которые являются основными для большинства материалов. К таким свойствам можно отнести:

- плотность истинную;

- плотность среднюю;

- насыпную плотность; .

- пористость;

- пустотность;

- зерновой состав (дисперсность);

- адсорбцию;

- водопоглощение по массе и объему;

- водонасыщение, характеризующее объем открытых пор;

- морозостойкость;

- прочность;

- водостойкость по коэффициенту размягчения;

- теплопроводность.

В строительстве используют в основном строительные материалы, находящиеся в трех агрегатных состояниях: в жидкотекучем (пластичном), рыхлом (сыпучем) и плотном (камневидном) состоянии в виде плотных или пористых природных и искусственных каменных материалов.

1.1 Основные свойства дисперсных систем и материалов

Дисперсными называют тонко раздробленные рыхло сыпучие материалы (чем тоньше частицы, тем больше дисперсность). К дисперсным материалам относятся доломитовая и известковая мука, кварцевые пески, минеральные вяжущие, золы и др. Дисперсные системы – это образования из двух и более числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В дисперсных системах одна из фаз (дисперсная фаза) распределена в виде мелких частиц (кристаллов, капель, пузырьков) в другой фазе (дисперсионной среде). Примерами дисперсных систем служат горные породы, краски, сухие дисперсные и растворные смеси, цементное тесто, шламы, строительные растворы и др.

К основным свойствам дисперсных материалов относятся:

• зерновой (гранулометрический) состав;

• насыпная плотность;

• истинная плотность;

• пустотность;

• адсорбционная способность.

1.1.1 Определение зернового состава дисперсных материалов

Для определения зернового (гранулометрического) состава дисперсных материалов используют прямые и косвенные методы.

Прямые методы – позволяют непосредственно установить размер и содержание частиц, слагающих дисперсную систему. К ним относятся: ситовой метод, где используется набор сит с разным размером отверстий; метод подсчета частиц различных размеров под микроскопом и электронно-микроскопический с обработкой микрофотографий. Например, для определения зернового состава песков используют набор стандартных сит: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм; для гипсовых вяжущих применяют сито со стороной ячейки 0,2 мм, для цементов – со стороной 1 ячейки 0,08 мм. О среднем диаметре зерен порошкообразных материалов иногда судят по величине удельной поверхности (S_y), заключенной в 1 г или 1 кг материала (см²/г, м²/кг).

Косвенные методы позволяют установить размер частиц по какому-либо косвенному признаку: массе, скорости оседания частиц в воде или отражению света и т.д. Одним из косвенных методов является седиментационный анализ. Это метод анализа дисперсных систем, с помощью которого определяют размеры частиц и относительное содержание частиц различных размеров по скорости седиментации (оседания). В лабораторной практике чаще всего применяют весовые методы, например, определение глинистых пылеватых и илистых частиц в песках методом отмучивания.

От зернового состава цемента зависят такие важные характеристики, как водопотребность, сроки схватывания, у глинистого сырья – пластичность, усадка, набухание и т.д.

Для сравнительной оценки зернового состава речного песка цемента и доломитовой муки используют седиментационный анализ. Для этого в стеклянные мерные цилиндры объемом 250 мл помещают по 100 мл (без уплотнения) испытуемых материалов и доливают воду до отметки 250 мл. Затем содержимое цилиндров одновременно интенсивно перемешивают стеклянной палочкой с резиновым наконечником и включают секундомер. Через каждые 50 мл оседания частиц в каждом цилиндре фиксируют время в секундах и т. д. до 100 мл. По результатам анализа строят три графика скорости оседания частиц в координатах - объем, мл., – время, сек. Сравнение кривых скорости оседания частиц позволяет сделать вывод о дисперсности испытуемых материалов.