1. Классиф строймат-лов.
Строймат-лы – матер осн стройпр-ва, составляют около 50% сметной стоимости СМР и до ½ всех капвложений в экономику.
Классиф строймат-лов по усл прим в сооруж:
- конструкционные (для несущих констр):
а) прир каменные.
б) неорг и орг вяжущие в-ва.
в) искусств каменные мат-лы:
1. на осн вяжущих в-в (бетон, расвор).
2. терм обр мин сырья (керамика, стекло).
г) металлы.
д) полимеры.
е) древесина.
ж) композиционные мат-лы (стекло, пластик, асбестоцемент).
- спецназнач для защиты констр от вредного возд окр среды:
а) теплоизол.
б) акустические.
в) гидроизол кровельные и герметезирующие.
г) отделочные.
д) антикоррозионные.
е) огнеупорные.
ж) для защ от радиации.
2. Физ св-ва строймат-лов.
Физ св-ва:
- параметры состояния:
а) истинная плотность (плотность) – масса ед объёма в абс плотном сост:
[г/см3,
кг/м3].
б) средняя плотность (объёмная масса) – масса ед объёма в естественном сост:
[г/см3,
кг/м3].
в) насыпная плотность (обёмная насыпная масса) – масса ед объёма рыхлонасыпных зернистых или волокнистых мат-лов:
[г/см3,
кг/м3].
г) относительная плотность – отн средней плотности мат-ла к плотности воды:
.
- структурные хар-ки:
а) пористость – степень заполнения объёма мат-ла порами:
.
у
оконного стекла,
у ДВП,
у мипоры.
Пористость делится на открытую и закрытую.
Открытая пористость – отн суммарного объёма всех пор насыщающихся водой к объёму мат-ла в естественном сост:
.
Закрытая пористось:
.
Пористый мат-л обычно содержит и открытые, и закрытые поры. Увеличение закрытой пористости за счёт открытой повышает долговечность мат-ла. Однако в звукопоглощающих мат-лах и изд умышленно созд открытая пористость и перфорация для поглощения звуковой энергии.
б) удельная поверхность – сумма поверхностей всех пор или пустот в ед массы мат-ла:
[см2/г,
м2/кг].
С объёмной массой и пористостью связаны следующие св-ва мат-лов: прочность, водопоглощение, водопроницаемость, теплопроводность, морозостойкость, звукопроницаемость.
3. Св-ва мат-лов по отн к воде.
Св-ва мат-лов по отн к воде:
- водопоглощение – способность мат-ла впитывать и удерживать воду.
а)
водопоглощение по массе:
.
б)
водопоглощение по объёму:
может быть
.
для
глинистого кирпича,
для тяжёлого бетона,
для
гранита.
В водонасыщенном состоянии снижается прочность, морозостойкость, увеличивается теплопроводность.
Влажность
мат-ла опр аналогично водопоглощению
по массе:
.
-
водостойкость – характ коэфф размягчения:
,
где
– предел прочн на сжатие в водонасыщенном
сост;
– предел
прочн на сжатие в сухом сост.
у
стекла, стали, битума;
у глиняных необожжённых мат-лов.
В
зав-ти от коэфф размягчения мат-лы делят
на водостойкие (
)
и неводостойкие (
).
- водопроницаемость – способность мат-ла пропускать воду под давлением (кол-во воды в граммах, прошедшей за 1 ч через 1 см2 поверхн мат-ла при постоянном давлении).
Водопроницаемость опр в спецприборах по спецметодике.
- водонепроницаемость – величина обратная водопроницаемости.
Оценивается давлением до которого мат-л остаётся водонепроницаемым.
- морозостойкость – способность мат-ла в насыщенном водой сост выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разруш и без знач понижения прочности.
Морозостойкость оценивается кол-вом циклов попеременного замораживания и оттаивания при которых образец теряет в массе не более 5%, не растрескивается, не расслаивается, снижает прочность не более чем на 15%
Марки по морозостойкости: Мрз (F) 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200.
Коэфф
водонасыщения:
,
где
– водонасыщение по объёму;
– пористость.
- влажностные деформации – способность мат-ла изм свои лин размеры и объём при высыхании (усушка, усадка), увлажнении (набухание, разбухание).
Большой усадкой характеризуются высокопористые мат-лы: древесина, ячеистые бетоны.
- гидрофобность и гидрофильность – способность мат-ла не смачиваться и смачиваться водой соотв.
- атмосферостойкость – способность мат-ла сохр свои св-ва при комплексном возд атм факторов.
- газо- и паропроницаемость – способность мат-ла пропускать через свою толщу газ или пар.
4. Св-ва мат-лов по отн к действию тепла.
Св-ва мат-лов по отн к действию тепла:
- теплопроводность – способность мат-ла передавать через свою толщу тепловой поток возникающий из-за разности температур на поверхностях, ограничивающих мат-л.
Теплопроводность
характ коэфф теплопроводности:
[Вт/(м∙ºС)].
Теплопроводность мат-ла зависит от хар-ра пор и вида мат-ла, его пористости, влажности, объёмной массы.
- теплоёмкость – кол-во тепла необх для нагревания 1 кг мат-ла на 1 ºC.
- огнеупорность – св-во мат-ла выдерживать длит возд высокой темпер (от 1580 ºC), не размягчаясь и не деформируясь.
Огнеупорные мат-лы прим для внутренней футеровки пром печей.
Тугоплавкие мат-лы размягчаются при темпер выше 1350 ºC.
- огнестойкость – св-во мат-ла сопротивляться возд открытого огня в течение опр врем.
Огнестойкость зависит от горючести мат-ла (способности воспламеняться и гореть).
Мат-лы: негорючие (бетон, сталь, черепица), трудногорючие (фибролит, войлок), горючие (пластмассы).
- коэфф лин темпер расширения – относительная деформация мат-ла при нагревании на 1 ºC.
5. Мех св-ва мат-лов.
Мех св-ва мат-лов:
- прочность – св-во мат-ла сопротивляться разрушению под действием внутр напряж, вызванных внешн нагрузками или др факторами.
Прочность
мат-ла оценивают пределом прочности
,
опр при данном виде деформ.
Для строймат-лов опр пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, срезе, ударе испытанием образцов разл размеров и форм на спецобор.
При
сжатии (растяжении):
;
при изгибе:
.
- твёрдость – св-во мат-ла сопротивляться проникновению в него другого более твёрдого тела.
Твёрдость минералов оценивают шкалой Мооса: 1 – тальк, 2 – гипс, 7 – кварц, 10 – алмаз.
Твёрдость древесины, металлов, бетона опр, вдавливая в них стальной шарик или твёрдый наконечник (в виде конуса или пирамиды).
- истираемость – способность мат-ла уменьшаться в массе и объёме под действием истирающих усилий:
,
где
и
– масса образца до и после истирания.
Сопротивление мат-ла истиранию опр, пользуясь стандартными методами: кругом истирания или абразивами.
К мех св-вам мат-лов также относят деформативные св-ва:
- упругость – св-во мат-ла самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы.
- пластичность – св-во мат-ла изм форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь, и сохранять изм после прекращения действия силы.
- ползучесть.
Коэфф конструктивного кач-ва (к. к. к.):
,
где – предел прочности;
– относительная
плотность.
6. Хим св-ва мат-лов. Эксплуатационные показатели.
Хим св-ва мат-лов:
- хим или коррозионная стойкость – способность мат-ла сопротивляться действию кислот, щелочей, растворённых в воде газов и солей.
Большинство строймат-лов не обладает стойкостью к действию кислот и щелочей: битумы быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей, а многие природные каменные мат-лы (известняк, мрамор, доломит) – под действием кислот.
Высокой стойкостью к действию щелочей и кислот обладают керамические мат-лы с очень плотным черепком – облицовочные плитки, плитки для полов, стекло.
Эксплуатационные показатели:
- долговечность – св-во мат-ла сохр работоспособность до предельного сост с необх перерывами на ремонт.
Предельное сост опр разрушением мат-ла, требованиями безопасности или эконом соображениями.
Долговечность строймат-лов измеряют обычно сроком службы без потери эксплуатационных кач-в в конкретных климатических усл и режиме эксплуатации.
- надёжность – общее св-во, характ проявление всех остальных св-в мат-ла в процессе эксплуатации. Надёжность складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости.
- безотказность – св-во мат-ла сохр работоспособность в опр режимах и условиях эксплуатации в течение некоторого времени без вынужденных перерывов на ремонт.
- ремонтопригодность – св-во мат-ла, характ его приспособленность к восстановлению исправности и сохр заданной техн хар-ки в рез-те предупреждения, выявления и устранения отказов.
- сохраняемость – св-во мат-ла сохр обусловленные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортирования, устан техн документацией.