- •Оглавление
- •Тема 1. Основные свойства строительных материалов 4
- •Тема 2. Природные каменные материалы 20
- •Тема 3 Керамические материалы и изделия 29
- •Тема 4. Стекло, материалы на его основе. Ситаллы 39
- •Тема 5. Металлы 43
- •Тема 6. Древесина 60
- •Тема 7. Полимерные материалы и изделия 69
- •Тема 8. Органические вяжущие 78
- •Тема 9. Лакокрасочные материалы 90
- •Тема 1. Основные свойства строительных материалов
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Классификация основных свойств
- •1.3. Физические свойства
- •1.4. Теплофизические свойства материалов
- •Предел прочности при сжатии Rсж
- •Коэффициент конструктивного качества.
- •1.6. Деформативные свойства.
- •1.7. Физико-химические свойства материалов.
- •1.8. Технологические свойства
- •1.9. Эксплуатационные свойства
- •Тема 2. Природные каменные материалы
- •2.1. Магматические породы
- •2.1.1. Классификация магматических пород
- •Генетическая классификация горных пород
- •2.1.2. Главные породообразующие минералы магматических пород
- •2.1.3. Глубинные породы
- •2.1.4. Излившиеся породы
- •2.2. Осадочные горные породы
- •2.2.1. Классификация осадочных горных пород
- •2.2.2. Главные породообразующие минералы осадочных пород
- •2.2.3. Обломочные породы
- •2.2.4. Хемогенные породы
- •2.2.5. Органогенные породы
- •2.3. Метаморфические породы
- •2.4. Материалы и изделия из природного камня.
- •2.4.1. Характеристика качества природного камня.
- •2.4.2. Получение и обработка природных каменных материалов.
- •Применение горных пород
- •2.5. Меры защиты каменных материалов от выветривания:
- •Тема 3. Керамические материалы и изделия.
- •Классификация керамических материалов.
- •3.1. Сырьевые материалы.
- •3.2. Свойства глин как сырья для керамических изделий.
- •3.3. Общая схема производства керамических изделий.
- •3.4.Свойства керамических изделий.
- •3.5.Стеновые керамические изделия.
- •3.6. Облицовочные материалы и изделия.
- •3.7. Керамические изделия различного назначения.
- •3.8. Санитарно-техническая керамика.
- •3.9. Теплоизаляционные керамические материалы.
- •3.10. Огнеупорные изделия.
- •Тема 4. Стекло. Материалы на его основе. Ситаллы.
- •4.1. Свойства стекла.
- •4.2.Сырье для производства стекла и основные оксиды, содержащиеся в нем.
- •4.3. Общая схема получения стекла
- •4.4. Разновидности стекла и стеклянных изделий, применяемых в строительстве
- •4.5. Материалы и изделия из шлаковых расплавов
- •4.6. Ситаллы и шлакоситаллы
- •4.7. Материалы и изделия из каменного литья.
- •5.1. Классификация металлов.
- •5.2. Строение металлов.
- •5.3. Свойства металлов.
- •5.4. Чугуны.
- •5.6. Влияние нормальных примесей на механические свойства стали
- •5.7. Классификация сталей
- •5.8. Состав и свойства железоуглеродистых сплавов
- •5.9. Упрочение стали
- •5.10. Применение углеродистых сталей
- •5.11. Легированные стали
- •Классификация легированных сталей.
- •Маркировка легированных сталей.
- •Применение легированных сталей.
- •5.12. Цветные металлы и сплавы
- •5.13. Коррозия металлов
- •Способы защиты металла от коррозии.
- •5.14. Производство металлических изделий
- •5.15. Сварка металлов
- •Газовая сварка.
- •Электрическая сварка.
- •5.16. Газовая резка металлов
- •Контрольные вопросы.
- •6.1. Строение древесины
- •6.2. Свойства древесины
- •6.3. Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и возгорания.
- •6.4 Основные древесные породы
- •6.5. Лесоматериалы и изделия из древесины
- •Контрольные вопросы.
- •7.1. Пластмассы. Составляющие пластмасс.
- •7.2. Общая характеристика полимеров.
- •Классификация полимеров.
- •7.3. Способы изготовления полимерных изделий.
- •7.4. Основные свойства пластмасс.
- •7.4.1. Физические свойства.
- •7.4.2. Механические свойства.
- •7.4.3. Химические и физико-химические свойства.
- •7.5. Виды строительных материалов и изделий из пластмасс.
- •Классификация полимерных материалов и изделий.
- •Конструкционно-отделочные материалы.
- •Отделочные материалы.
- •Материалы для пола.
- •Теплоизоляционные материалы.
- •Гидроизоляционные материалы и герметики.
- •Трубы и сантехнические изделия.
- •Применение полимеров в технологии бетонов.
- •Клеи на основе полимеров.
- •Контрольные вопросы.
- •8.1 Битумы.
- •8.2. Нефтяные битумы. Классификация.
- •Химический и групповой состав битумов.
- •Свойства вязких и твердых битумов.
- •Маркировка строительных и гидроизоляционных битумов.
- •8.3. Дегти.
- •8.4. Смешанные вяжущие на основе битумов и дегтей.
- •8.5. Асфальтовые и дегтевые бетоны и растворы.
- •Материалы для асфальтового бетона.
- •Производство асфальтового бетона.
- •Основные свойства асфальтовых бетонов.
- •Дегтебетон.
- •8.6. Герметизирующие материалы.
- •Герметики на основе битума.
- •8.7. Гидроизоляционные и кровельные материалы.
- •Рулонные материалы.
- •1. Рулонные битумные материалы.
- •2. Рулонные битумнорезиновые материалы.
- •3. Рулонные полимернобитумные материалы.
- •4. Рулонные дегтевые материалы.
- •5. Дегтебитумные рулонные материалы.
- •6. Дегтебитумнополимерные рулонные материалы.
- •Мастичные материалы.
- •Лакокрасочные материалы.
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 9. Лакокрасочные материалы
- •9.1. Связующие
- •9.2. Пигменты
- •Классификация пигментов
- •Свойства пигментов
- •9.3.Вспомогательные материалы
- •9.4. Красочные составы.
- •Контрольные вопросы
Предел прочности при сжатии Rсж
N Rсж = N/F (1.22.)
где: N – разрушающая нагрузка, Н;
F – рабочая площадь образца, перпендикулярная
Действию нагрузки, м2
N
Предел прочности при изгибе.
для образцов призм прямоугольного сечения, при
одном сосредоточенном грузе относительно опор
N
Rиз = Миз/W Миз = (1.23.)
ℓ W = bh2/6 (1.24.)
где: Миз – изгибающий момент
Rиз = (1.25.)W – момент сопротивления балки прямоугольного
сечения
б) при двух равных грузах, расположенных
N/2 N/2 симметрично относительно опор
Ммз = W = bh2/6 (1.26.)
ℓ/3 ℓ/3 Rиз = Миз/W=(1.27.)
L где: N – разрушающая нагрузка, Н;
l – расстояние между опорами, мм
b и h – соответственно ширина и высота
балочки /призмы/
N N Предел прочности при растяжении Rр.
а) для образца стержня Rр = N/F0 F0 = ПД2/4 (1.28.)
где: N – разрушающая нагрузка, Н;
F – площадь поперечного сечения, м2
/начальная до испытания/
б) для призмы Rр = N/а2 (1.29.)
N N где а – сторона сечения призмы, м
Поскольку строительные материалы неоднородны, то предел прочности определяют как средний результат испытания серии образцов /обычно не менее трех/. Форма и размер образцов, состояние их опорных поверхностей и скорость нагружения существенно влияют на результаты испытания. У кубиков малых размеров Rсж оказывается выше, чем у кубиков больших размеров из того же материала. У призмы Rсж меньше чем у кубиков одинакового поперечного сечения. Это объясняется тем, что при сжатии образца возникает его поперечное расширение. Если нагрузка возникает быстрее, чем условленно стандартом, то результат испытания получается завышенным, так как не успевают развиться пластические деформации. В таблице 1,2 приведены схемы стандартных методов определения прочности при сжатии, изгибе, растяжении.
В зависимости от прочности строительные материалы разделяются на марки. Марка материала по прочности является важнейшим показателем качества.
Схема стандартных методов определения прочности
при сжатии.
Таблица 1.2.
Образец |
Эскиз |
Расчетная формула |
Материал |
Размер стандартного образца, см |
Куб
Цилиндр
Призма
Составной образец
Половина образца-призмы, изготовленной из цементно-песчаного раствора, гипса. Проба щебня (гравия) в цилиндре. |
а а
а
b
b
а а
h
а b
а 6,25
а
|
R = P/a2
R = P/(πd2)
Rпр = Р/a2
R = Р/А
R = Р/А
Др= |
Бетон Раствор Природный камень
Бетон Природный камень
Бетон
Древесина
Кирпич Гипс
Цемент Гипс
Крупный заполнитель для бетона |
15х15х15х 7,07х0,07х7,07 5х5х5 10х10х10 15х15х15 20х20х20
d=15; h=30 d=h=5 7, 10, 15.
а=10; 15; 20; h=40; 60; 80; а=2; h=3
а=12; b=12,3; h=14
а=10, А=25см2
d=15 h=15 |
Схема стандартных методов определения прочности
при изгибе и растяжении
Таблица 1.3.
Образец |
Схема испытания |
Расчетная формула |
Материал |
Размер стандартного образца, см |
Испытание на изгиб | ||||
Призма, Кирпич в натуре
Призма |
Р ℓ/2 ℓ/2
ℓ
Р/2 Р/2 ℓ/3 ℓ/3 ℓ/3
ℓ
|
Rи=3Pl/(2bh2)
Rи=Pl/(bh2) |
Цемент Кирпич
Бетон Древесина |
4х4х16 12х6,5х25
15х15х60 2х2х30 |
Испытание на растяжение | ||||
Стержень , восьмерка, Призма |
Р Р
Р Р
|
Rр = 4P/(πd2)
Rр = Р/a2 |
Бетон
Сталь |
5х5х50 10х10х80 do=1 ℓo=5 ℓ≥10 |
В материалах конструкций допускаются напряжения, составляющие только часть предела прочности, таким образом, создается запас прочности. При установлении величины запаса прочности учитывают неоднородность материала, – чем менее однороден материал, тем выше должен быть запас прочности.
В настоящее время широко применяются неразрушающие методы определения прочностных показателей материалов, изделий, конструкций и степени их однородности
Наибольшее распространение получили импульсный и резонансный методы. Указанным методам присуще общее основное положение, физические свойства материала или изделия оцениваются по косвенным показателям – скорости распространения ультразвука или времени распространения волны удара, а также частоте собственных колебаний материала и характеристике их затухания.