Механические свойства строительных материалов.

Механические свойства материалов подразделяются на две группы: деформативные и прочностные.

1. Деформативные: упругость, пластичность, модуль упругости (модуль Юнга), коэффициент Пуансона и ползучесть.

1. Упругость – это свойство тела деформироваться под действием нагрузки и самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки.

2. Пластичность – это свойство тела деформироваться под действием внешних сил не разрушаясь, при чем после снятия нагрузки первоначальное состояние и размеры не восстанавливаются.

3. Хрупкость – это свойство твердых тел разрушаться под действием мех. Или внешних сил без значительной пластической деформации. (стекло)

Основными характеристиками деформативных свойств является модуль упругости : Е=ζ/Е

ζ (сигма) – напряжение сжатия или растяжения ζ=Р/F

Р - разрушающая сила (кг). F – площадь сечения (м²)

Е – относительная деформация Е=∆_l/l – абсолютная деформация.

Коэффициент Пуансона ( коэффициент поперечного сжатия) Кп=- характеризует растяжение.

ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА

Прочность материала оценивают пределом прочности (временным сопротивлением, определенным при данном виде деформации)

1. Для хрупких R_сж; т.к.образцы не однородные количество образцов должно быть не меньше трех. На предел прочности влияет форма, размеры образцов, состояние поверхности опоры, скорость приложение нагрузки. В зависимости от прочности строительных материалы подразделяют на марки : кг/см²;чем выше марка тем выше качество.

В последнее время строительные материалы подразделяются на классы: (В) МПа; класс по прочности учитывает коэффициент вариации по прочности. В 2,5; В 3,5 (округление 0,5) R_сж=, кг/см²

R_раст - характерно для волокнистых материалов = ; В зависимости от отношения R_р (предел прочности) к Rсж (Rр/Rсж) различают три группы С.М.

• Rp>Rсж – для волокнистых материалов (дерево)

• Rp<Rсж – для хрупких металлов (природные камни, кирпич)

• Rp=Rсж – металлы и сплавы.

2. Предел прочности при изгибе.

Rизг=, где Р – разрушающая нагрузка (в кг) ; b –ширина образца; h –высота образца.

3. Ударная прочность (вязкость) – это способность материала сопротивляться при ударных нагрузках. (кдж/м³) кДж - характеризует работу; м – объем образца. Для материалов – половых.

Эффективность конструкционного материала характеризующаяся удельной прочностью (коэффициентом конструкционного качества) который представляет собой : ККК=R/d; равен отношению прочности к относительной плотности.

4. Твердость – это свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала. (по шкале Мооса – твердость природных материалов). Все другие материалы определяются по вдавливанию стального шарика или наконечника в виде конуса.

5. Истираемость – оценивается потерей массы к поверхности истирания. U=; где m1-масса образца до истирания; m2-масса образца после; F-(граммах) площадь образца истирания. Важен для устройства полов.

Тема: «керамические материалы и изделия». (15.09.1999г)

Происходит от греческого слова Керамос – глина.

Первый кирпичный завод в Москве построили в 1745 г.

Керамические материалы получают в результате технологической обработки минерального сырья и последующего обжига.

Классификация керамических изделий:

1. По назначению: стеновые, отделочные, кровельные санитарно- технические, теплоизоляционные, материалы для полов, огнеупорные, легкие заполнители.

2. По структуре подразделяются на:

• Пористые со спекшимся черепком (водопоглащение w_м>5%) – стеновая керамика.

• Плотные (w_m<5%) – плитки пола, трубы, дорожные плиты.

3. по температуре плавления: легкоплавкие – t<1350 ⁰C, тугоплавкие – t=1350-1580 ⁰C, огнеупорные – t=1580 – 2000 ⁰C, керамика высшей огнеупорности t>2000 ⁰С.

Сырье.

Основным сырьем является глина и каолин. Представляют собой частицы диаметром 0,005 мм. Для улучшения качества глиняного теста вводят добавки:

1. Отощающие – с целью уменьшения усадки, уменьшение деформации и трещин (шлак, дегидрованная (обезвожиная) глина, шамот.

2. Порообразующие – повысить пористость (опилки, каменноугольная пыль, уголь, торфяная пыль).

3. Плавни – с целью снижения температуры обжига (полевой шпат, железная руда, доломит).

4. Пластифицирующие – с целью увеличения пластичности (сульфатная брашка, пластичные глины).

С целью повышения пароводостойкости глиняных изделий на поверхность наносятся глазури (глазурь – расплав стекла с различными пигментами – 0,1-0,2 мм).

Ангобы – обоженный материал из белой глины.

Основным свойством глиняного сырья является:

1. Пластичность – способность образовывать при затворении водой теста, которое под действием внешних сил может принимать форму без образования трещин.

2. Связующая способность глины – это способность теста сохранять форму при высыхании.

3. Сушильные свойства:

• Воздушная.

• Огневая усадка. Огневая усадка сопровождается за счет плавления отдельных компонентов.

Производство керамических изделий.

1. Подготовка керамической массы - добыча, перевозка, хранение, легкая обработка (удаление камней, измельчение, смешивание с водой до получения формовочной массы).

2. Формование.

3. Сушка формованных изделий ( <5%). Распылительные сушилки и туннельные сушилки.

4. Обжиг (900-1100 ⁰С в туннельных печах).

Вращающиеся печи для производства керамзита.