1. Промышленность стр. матер., её место и роль в хозяйстве страны.

ПСМ является наиболее ёмкой, ежегодно в стране перерабатывается для этих целей более млрд. т различных компонентов. Грузовой ж/д транспорт примерно на четверть загружен перевозкой стр. материалов, речной – более чем на половину. Стоимость стр. материалов зависит от затрат на их перевозку. При транспортировании материалов на большие расстояния, учитывая размеры России, стоимость может возрасти в несколько раз. Для экономии стоимости стр-ва следует использовать материалы, производимые вблизи строящегося объекта. Целесообразно и промышленность стр. материалов организовывать как можно ближе к сырьевой базе. Тем самым максимально используя местные стр. материалы. Стоимость стр. материалов включает различные факторы, но всё должно приводиться к рентабельности и конкурентоспособности. Также качество изделий, долговечность их работы, теплоэнергетические затраты на производство, возможность переработки отходов и даже экологические аспекты, которые в конечном итоге складываются на экономике производства, региона, страны в целом.

2. Классификация стр. материалов и изделий; метод. подход к их изучению.

Классификация стр. матер. по условию их работы в сооружениях:

- универсальные материалы (конструкционные, несут нагрузки. Природный камень, древесина, искусственный камень (бетон), металлы и сплавы, стекло, стеклянные конструкции и.т.д.).

- материалы специального назначения (служат для защиты стр. конструкций от воздействий внешней среды для создания комфорта в помещениях (гидроизоляционные, акустические и др.)).

Методический подход к изучению стр. материалов.

Состав – строение – свойства – применение

Годится для природных материалов. Для искусственных материалов в этой цепочке на первом месте появляется – технология – наука о процессах и способах производства.

Элементы технологии: сырьё, энергия, оборудование. Выбор материала для различных строительных конструкций осуществляется исходя из условий службы материала, с учётом экологич. Фактора и экон. показателей.

3. Классификация основных св-в стр. материалов.

Свойства – это способность материала определённым образом реагировать на те или иные внешние или внутренние факторы. Качество материала определяется совокупностью его св-в.

1. Физические св-ва – 1) параметры состояния и структурные характеристики. Они определяют особенности физ. состояния материала. 2) св-ва определяющие отношение материала к различным физ. процессам.

2. Мех. св-ва – св-ва определяющие способность материала противостоять внутр. Напряжению без нарушения структуры (деформ. св-ва, прочность, износ и.т.д.)

3. Химич. св-ва – определяют способность материала вступать в хим. Взаимодействия с компонентами окруж. Среды или сохранять свой состав и структуру в условиях инертной среды (коррозия, горение, гниение и др.)

Водонепрониц-ть-это способн матер не пропуск воду под давл. На водонепр-ть оказыв влияние пористость материала, плотные матер и матер с замкн пористостью практически водонепрониц. Чем больше открытая пористость матер тем он более проницаем для воды. Марка матер по водонепр представл собой одностороннее гидростат давление-W- в МПа при котором циллиндрич образцы из испытуемого матер еще не пропуск воду. W-0.2-1.2.

6. Морозостойкость-это св-во насыщенного водой матер выдерживать попеременное замораж и оттаивание без видимых признаков разрушения и снижения прочности. Разрушение матер при замерзании в его порах воды, связано с увелич объема на 9% при фазовом переходе воды в лед. За марку матер по морозостойкости принимают число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерж водонасыщ образцы матер-а без снижения прочн на сжатие более 15% и потери массы более 5%

7. Газопроницаемость, паропроницаемость – способность матер. пропускать через свою толщину газ или вод/ пар.Кr=(Vг∙ρг ∙a)/Sr∆p

8. Капиллярное всасывание – явление поднятия воды по капиллярам пористого материала, когда часть конструкций во влажном грунте или в воде.

5. Гидрофизические св-ва-показывают отношение материала к действию воды и водяного пара.

1. Гигроскопичность – способность материала впитывать из воздуха водяной пар, этот процесс обратимый.

2.Водопогл-е-это св-во матер впит и удерж воду при непоср контакте с ней. Различ водопогл по массе-W_m и по объему-W_v.

W_m=(m₂-m₁)*100%/m₁; W_v=(m₂-m₁)*100%/V= =m_воды/V=V_воды/V. m₁-масса сух матер, m₂-масса водонасыщ матер. V- его объем.

3. Водостойкость-это способн матер сохр свои прочн х-ки при возд воды. Она х-ся коэф размягчения – K_разм, который представл собой отнош пределов прочн при сжатии матер в водонасыщ и сухом состоянии. K=R_вод/R_сух. Матер-л считается водостойким если K_разм≥0,8. Материал может терять прочность при увлажн по 2 причинам:1. Из-за наличия в нем раств веществ.2.Из-за расклин эффекта Ребиндера, закл-ся в том, что диполи воды проникая в микротрещины материала, расширяют их что приводит к снижению прочн.

4.Влажность-весовое содержание воды в материале выраж в %.

5. Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением

Кф=(Vв∙a)/(S∙r∙∆p)

4. Св-ва матер. Характеризующие особенности их физ. состояния:

1. Ист плотность-[ρ]-ист плотн назыв масса матер в ед объема в абс тв сост. ρ=m/V_a; V_a-объем в абс плотном сост.

2. Средн плотн-[ρ_м]-это масса материала в ед объема в естеств состоянии. ρ_м=m/V. V-объем естеств сост.

3. Насыпная средн плотн-[ρ_н]-это средн плотность рыхлых сыпучих матер-в, определ без вычета пустот м/у их частицами. (песок, щебень, гравий). ρ_н = m/Vн

4. Пористость-П-это степень заполнения объема материала порами. П=V_п/V=(Ve-Va)/Ve=1 – Va/Ve=(1- ρ_м/ρ)100%.

От пористости зависят все важнейшие св-ва:

ρ_м↓П↑, λ↓П↑, R↓П↑ Пористость может быть безразм велич или выр в %. Поры-это ячейки в материале занятые воздухом или водой. Они могут быть открытыми, сообщ с окр средой, и замкнутыми. П=П₀+П_З. П=(1-ρ₀/ρ)*100%.

6. Теплофизические св-ва стр.Материалов

опр. Отношение материалов к действию тепла, огня, выс. температур

1.Теплопроводн-это способность матер проводить тепло от одной поверхности к другой. λ=Qd/Aτ∆t. Q-тепловой поток. d-толщина стены. A-площадь. τ-время теплопередачи. ∆t-разность тем-р на 2-х пов. На велич теплопров влияет: пористость матер и размер и характер пор. Воздух явл. наилучшим теплоизолятором, когда он находится в мелких и замкнутых объёмах в спокойном состоянии. влажн.↑тепл↑

t↑ тепл↑ . Чем больше закр пор в матер тем хуже он проводит тепло. При увлажнении матер. его теплопров. резко возрастает.

2. Теплоемкость- способность матер поглощать (аккумулировать) тепло при нагревании. Определяется кол-вом тепла, которое необходимо сообщить 1 кг данного материала, чтобы повысить его темп-ру на 1°С. c=Q/m∆t.

3. Огнестойкость-это способн матер сопр действ огня при пожаре в теч опред времени. Она оценив сгораемостью. По сгораемости матер подразд на 3 группы: 1. несгор-ые (бетон, кирпич) 2. Трудносгор (полимеры) 3.Сгораемые (дерево).

4. Огнеупорность-это способность матер не разрушаться под действием высоких t. По огнеуп мат подразд на 3 группы: 1. огнеупор матер выдерж t>1580⁰ 2. Тугоплавкие выдерж t – 1350-1580⁰ 3. Легкоплавк выдерж t<1350⁰

8.Санитарно-гигиеническая оценка стр. Материалов

заключается в определении вредных веществ, выделяемых стр. материаласи в воздух или вымываемых водой. Даже небольшие кол-ва, выделяемых стр. материалами в-в могут вызвать ухудшение в состоянии здоровья человека. В-ва выделяемые стр. материалами в атмосферу:

1. мономеры (фенол, формальдегид, стирол, ДСП, ДВП, линолеумы).

2. соединения тяж. металлов (хром, николь, свинец) цементные материалы, красители, материалы, изготовленные с применением некоторых пром. отходов.

3. Органические растворители

1)на каждый стр. материал должен иметься эколого-гигиенический сертификат.

- для жилых зданий и сооружений

- для нежилых зданий, для производственных

- для временных и для вспомогательных сооружений.

2)Радиационно гигиеническая оценка

Существует ГОСТ, который

(материалы и стр. изделия, определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов).

Этот ГОСТ распространяется на цемент и др. вяжущие, сыпучие материалы, стр. изделия, облицов. плиты.

7. Механич. св-ва стр. материалов.

Деформативные св-ва

Упругость – св-во твёрдого тела самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы.

Пластичность – св-во тв. тела изменять форму или размеры под действием внешних сил, не разрушаясь. Пластичная деформация необратима.

Текучесть – явление наростания деформации в материале в течение длительного времени при нагрузках, которые вообще не вызывают деформации за обычный период наблюдений.

Прочность – св-во материалов сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.

Хрупкость – способность материала разрушаться внезапно, без предварительной информации.

Твёрдость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого.

Истираемость – способность материала сопротивляться истираемым воздействиям.

Износ – способность материала сопротивляться одновременному воздействию удара и истирания.

Изотоны обязательные для проверки: радий ²²⁶Ra, торий ²³²Th, калий ⁴⁰К, если Aэфф =< 370 бк/кг то такие материалы могут использоваться везде. Аэфф > 1350 такие материалы можно исп. только по спец. разрешениюГОСКОМСАНЭПИДЕМнадзора.

Экологическая оценка стр. материалов.

Сейчас в России не существует единой методики экол. оценки стр. материалов.

Она складывается по санит.-гигиенич. и радиационным показателям. И иногда по пожарной безопасности.

в соответствии с междунар. стандартами ISO 14000. Оценка материала по 1) и 2) характеризует безопасность материала для человека, для его среды обитания. В соответствии со стандартами ISO влияние материалов на окр. среду и человека должно оцениваться по всему жизненному циклу. С рождения материала до его смерти.

Жизненный цикл: добыча сырья, изготовление материала, этап стр-ва, этап эксплуатации, снос здания, сооружения.

Правильно оценить воздействие материала на окр. среду возможно только при рассмотрении всего его жизненного цикла. Ни один материал не может быть назван экол. Чистым с точки зрения ISO т.к. ни один материал не может быть произведён без затрат энергии.