20. Фізичні властивості будівельних матеріалів: вогнестійкість, негорючі матеріали, важкогорючі, горючі. Границя вогнестійкості. Вогнетривкість. Жаростійкість.

Вогнестійкість — це здатність матеріалу витримувати дію висо­ких температур або вогню й води (під час пожеж), не руйнуючись. За ступенем вогнестійкості будівельні матеріали поділяють на три трупи: неспалимі, важкоспалимі й спалимі.

.,. Неспалимі — це матеріали, які під дією вогню чи високих температур не горять, не тліють і не обвуглюються. Неспалимі мате­ріали поділяються на вогнестійкі, що практично не деформуються (цегла, черепиця, жаростійкий бетон, сієніт тощо), вогнетривкі та тер­мічно стійкі. Проте деякі неспалимі матеріали можуть значно дефор­муватися (сталь) або руйнуватися при розтріскуванні (граніт, кварц та інші породи, що містять кварц). У такому разі руйнування відбу­вається за рахунок модифікаційних перетворень кварцу. До групи не­спалимих належать мінеральні матеріали.

Важкоспалимі — це матеріали, які під дією вогню або ви­соких температур злегка займаються, тліють та обвуглюються, а коли віддаляється джерело вогню, ці процеси припиняються. До таких ма­теріалів належать здебільшого мінералоорганічні матеріали, які по­єднують у собі мінеральні й органічні компоненти (гідроїзол, фібро­літ, асфальтобетон тощо).

Спалимі — це матеріали, які під дією вогню або високої тем-ператури^аймаються або тліють, і ці явища тривають і тоді, коли усу­нуто джерело вогню. До цієї групи належить значна частина матеріа­лів органічного походження, не просочених спеціальними захисними сполуками (деревина, бітуми, полімерні матеріали).

Границя вогнестійкості характеризується проміжком часу від по­чатку займання до виникнення в конструкції граничного стану: втра­ти несучої здатності (обвалення конструкції), виникнення наскріз­них тріщин, нагрівання протилежної щодо дії вогню поверхні, що мо­же призвести до самозаймання.

Вогнетривкість — це здатність матеріалу витримувати тривалу дію високих температур, не деформуючись і не розплавляючись. Такі матеріали використовують переважно при спорудженні печей про­мислового та побутового призначення, труб, котельних установок то­що. При цьому вони повинні також витримувати певні навантаження при високій температурі. Залежно від максимальної температури екс­плуатації ці матеріали поділяють на власне вогнетривкі, що витри­мують температуру 1580 °С і вище (шамот, динас, хромомагнезит те­що), тугоплавкі, що працюють в інтервалі температур 1350... 1580 °С, і легкоплавкі — з вогнетривкістю менш як 1350 °С (цегла керамічна).

Жаростійкість — це здатність матеріалу витримувати тривале нагрівання до температури 1000 °С без втрати або з частковою втратою міцності. До жаростійких матеріалів належать цегла, жаростійкий бетон, жаростійкі чавуни та сталь, різні види вогнетривів.

21. Радіаційні властивості матеріалів. Які хімічні елементи зумовлюють їх радіоактивність. Ефективна сумарна питома активність природних радіонуклідів А. Яким чином визначається А? В яких одиницях вимірюється радіоактивність. Класифікація буд матеріалів за величиною А. Радіаційна стійкість. Радіоакційно-захисні властивості різних матеріалів.

Радіоактивність будівельних матеріалів обумовлена природними довгоіснуючими радіонуклідами, переважно радієм-226, торієм-232 та калієм-40. Ці радіоактивні елементи присутні практично в усіх гірських породах, які використовуються як мінеральна сировина для виготовлення більшості неорганічних будівельних матеріалів.

Деякі усереднені дані про радіоактивність будівельних матеріалів України наведено у таблиці 1.1.

Активність визначають у Бк/кг (біокюри на кілограм). Основною характеристикою будівельних матеріалів є ефективна сумарна питома активність природних радіонуклідів (ПРН).

Сумарна ефективна питома активність природних радіонуклідів (ПРН) в матеріалах Аеф, Бк / кг, визначається співвідношенням:

Аеф = АудRa +1,3 · АудTh +1,3 · АудК, (1)

де АудRa, АудTh, АудК, - питома активність радію-226, торію-232, калію-40 даного будівельного матеріалу відповідно; 1,31; 0,085 - зважувальні коефіцієнти торію-232, калію-40 по відношення до радію-226, відповідно.

За величиною сумарної питомої радіоактивності будівельні матеріали поділяють на класи, за якими визначають можливі області їх використання (табл. 1.2).

Таблиця 1.1

Радіоактивність деяких будівельних матеріалів України

Матеріал	Питома активність радіонуклідів, Бк/кг задіонуклідів, Бк/кг
	Радій-226	Торій-232	Калій-40	А еф
Глина	41,0	78,0	574,0	204,0
Пісок	12,0	33,0	165,0	68,0
Щебінь	36,6	79,3	971,0	223,0
Гранітний відсів	43,0	118,2	1171,0	297,3
Вапно	58,0	44,0	139,0	127,0
Гіпс	38,0	8,0	194,0	65,0
Бетон	25,0	36,0	380,0	106,0
Цегла	44,0	51,0	704,0	171,0
Плитка керамічна	89,0	102,0	680,0	280,0
Гравій керамзитовий	37,0	28,0	658,0	130,0

Таблиця 1.2

Класифікація будівельних матеріалів за величиною А_еф

Клас	Аеф, Бк/кг	Галузі використання
І	Не більше 370	Для всіх видів будівництва без обмежень
II	370...740	Для об'єктів дорожнього та промислового будівництва
III	740.. .1350	Для об'єктів промислового призначення, де виключається перебування людей; для об'єктів дорожнього призначення поза населеними пунктами; для об'єктів дорожнього призначення в межах населених пунктів за умовою покриття шаром ґрунту або іншого матеріалу завтовшки не менше 0,5м.

Якщо будівельні матеріали мають > 1350 Бк/кг, тоді питання про можливі сфери використання їх у будівництві вирішується в кожному випадку окремо з дозволу Міністерства охорони здоров'я України.

Вибіркові дослідження показали, що середня ефективна питома радіоактивність будівельних матеріалів України становить 105,1 Бк/кг, що дещо більше, ніж для будівельних матеріалів колишнього СРСР (93,5 Бк/кг). Територія України розташована на кристалічному щиті з наявністю великих родовищ гірських порід, що містять природні радіонукліди (граніту, лабрадориту, габро, мармуру, вапняку тощо), із яких виготовляють різні будівельні матеріали.

До об'єктів рекомендованого радіаційного контролю відносять будівельні вироби і конструкції, оздоблювальні матеріали і вироби.

Підприємства, які видобувають сировину або виготовляють будівельні матеріали, що підлягають обов'язковому радіаційному контролю, повинні на кожну партію поставки своєї продукції видавати паспорт радіаційної якості з визначеним класом за величиною А_еф.

Радіаційна стійкість -- властивість матеріалу протистояти дії радіоактивного випромінювання, яке змінює його структуру і властивості. Споруди атомної енергетики, деякі науково-дослідні, лікувально-профілактичні установи необхідно захищати від радіоактивного випромінювання, в першу чергу від потоку нейтронів та - променів, небезпечних для живих істот. Ступінь захисту залежить від виду випромінювання, природи захисного матеріалу, товщини огороджувальної конструкції.

Для захисту від нейтронного випромінювання застосовують матеріали, що містять велику кількість хімічно зв'язаної води (наприклад, гідратні бетони), а від ?-випромінювання - матеріали з великою середньою густиною (особливо важкі бетони, свинець, барит). Для порівняння радіаційно-захисних властивостей різних матеріалів введено термін „товщина шару подвійного послаблення”, під яким розуміють товщину шару захисного матеріалу, що забезпечує послаблення радіоактивного випромінювання удвічі порівняно з початковим.