1. Связь состава, структуры и свойств строительных материалов.

Свойства материалов в значительной мере связаны с особенностями их строения и со свойствами тех веществ, из которых состоит данный материал.

Строение материала изучают на трех уровнях:

- на уровне макроструктуры (строение, видимое невооруженным гла­зом);

- микроструктуры (строение, видимое в оптический микроскоп);

- внутреннего строения веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом методами рентгено-структурного ана­лиза, электронной микроскопии и др.

Макроструктура твердых строительных материалов может быть не­скольких типов: конгломератная (бетоны), ячеистая (газо- и пенобетоны), мелкопористая (керамические материалы), волокнистая (древесина, стек­лопластики, изделия из минеральной ваты и др.), слоистая (рулонные, лис­товые, плитные материалы), рыхлозернистая (заполнители для бетона, зернистые и порошкообразные материалы для мастичной теплоизоляции, засыпок и др.).

Микроструктура вещества, составляющих материал, может быть кристаллической и аморфной. Кристаллическая форма в-ва явл-ся более устойчивой, обладающей большей прочностью.

Аморфные в-ва обладают нерастраченной внутр. энергией кристаллизации, хим. более активны,при нагревании они размягчаются и постепенно переходят в жидкое состояние.

Строительные материалы характеризуются химическим, минераль­ным и фазовым составами.

Химический состав В зав-ти от хим. со­става все материалы делят: на органич. (древесные, битум, пластмассы и т.п.), минеральные (бетон, цемент, кирпич, природный камень и т.п.), металлы (сталь, чугун, алюминий и т.п.). Хим. состав материалов часто выражают количеством содержащихся в них оксидов (в процентах). Оксиды, хим связанные между собой, образуют минералы, характер. мин. состав материала.

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количе­стве содержатся в вяжущем веществе или каменном материале.

Фазовый состав В материале выделяют твердые вещества, образующие стенки и поры, заполненные воздухом или водой.

Физ. свойства опр-ся особенностями физ. со­стояния данного материала или отношением материала к различным физическим процессам.

Физико-химические свойства характеризуют влияние физического состояния материала на протекание определенных процессов.

Химические свойства определяют особенности данного материала к химическим реакциям или его способность противостоять химическому воздействию веществ, с которыми он вступает во взаимодействие.

Механические свойства характеризуют способность материалов со­противляться разрушению и деформированию под действием внешних сил.

Технологические свойства характеризуют способность материала к восприятию некоторых технологических операций, изменяющих состояние материала, структуру его поверхности, придающих нужную форму и раз-меры (дробимость, распиливаемость, гвоздимость, шлифуемость и т.п.).

2. Понятие о композитах

Композицио́нный материа́л — неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и связующее, обеспечивающую совместную работу армирующих элементов.

Механическое поведение композита определяется соотношением свойств армирующих элементов и связующих, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных ком­понентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик.

Преимущества

высокая удельная прочность

высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 ГПа)

высокая износостойкость

высокая усталостная прочность

из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции

недостатки:высокая стоимость, анизотропия свойств, повышенная наукоёмкость производства, необходимость специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны

Примеры: Железобетон, стеклопластик ,углепластика