4. Строительные материалы

4.1. Основные свойства строительных материалов

4.1.1. Физические свойства

Истинная плотность, или масса единицы объёма абсолютно твердого материала. Этот показатель для каменных материалов составляет (2,2 + 2,3)10³ кг/м³; органических материалов – (0,9 + 1,6)10³ кг/м³; черных металлов (сталь, чугун) – (7,25 + 7,85) 10³ кг/м³.

Средняя плотность, или просто плотность, - масса единицы объёма материала в естественном состоянии, то есть вместе с находящимися в материале порами. Плотность пористых материалов всегда меньше их истинной плотности и изменяется в широких пределах: от 20 (мипора) до 7850 кг/м³.

Пористость – степень заполнения объёма материала порами, зависящая от природы строительного материала: от 0 (сталь) до 90 % (минераловатные плиты). По размеру воздушных пор материалы делятся на мелкопористые (поры в сотые и тысячные доли миллиметра) и крупнопористые (размеры пор от десятых долей миллиметра до 1-2 мм).

Плотность и пористость определяют такие важные свойства строительных материалов, как прочность, водопоглащение, теплопроводность, морозостойкость, звукопроницаемость и т.п.

4.1.2. Гидрофизические свойства

Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение определяют как по объёму, так и по массе материала. Водопоглощение по объему есть степень заполнения объёма материала водой, а водопоглощение по массе определяют по отношению к массе сухого материала. Водопоглощение по массе очень изменчиво, например, для гранита оно составляет 0,02 – 0,7 %, для тяжелого плотного бетона, обыкновенного кирпича и пористых теплоизоляционных материалов этот показатель соответственно равен 2–4, 8–20, 100 %.

Водопоглощение отрицательно влияет на свойства материала: увеличивается плотность, растет теплопроводность, а прочность и морозостойкость падают.

Водопроницаемость – свойство материала пропускать воду под давлением.

Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Морозостойкость оценивается маркой по морозостойкости, то есть наибольшим числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы без снижения прочности на сжатие более, чем на 15 %. Легкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен зданий имеют марку морозостойкости, равную 15 – 35. Бетон, применяемый в строительстве дорог и мостов, должен иметь марку 50 – 200, а гидротехнический бетон – до 500.

Газо- и паропроницаемость – способность строительных материалов пропускать через свою толщу газ и пар. Газопроницаемость оценивается специальным коэффициентам, зависящим от толщины стен, объёма проходящего через стену газа, площади стены, времени и разности давлений на поверхности стены.

4.1.3. Теплофизические свойства

Теплопроводность – способность материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Это главное свойство теплоизоляционных материалов, применяемых для возведения наружных стен и покрытий. Теплопроводность материала зависит от вида материала, его пористости, влажности, плотности и температуры. Теплопроводность воздуха [ = 0,023 Вт/(мС)] меньше, чем у твердого вещества, составляющего каркас строительного материала, поэтому воздух в порах материала оказывает большое термическое сопротивление движению теплового потока. Теплопроводность материала увеличивается при его увлажнении, так как для воды  = 0,58 Вт/(мС), то есть в 25 раз выше, чем у воздуха.

Теплоёмкость есть количество тепла, потребное, чтобы повысить на 1С температуру 1 кг материала. Теплоёмкость природных и искусственных материалов (бетона, кирпича, природного камня) изменяется в пределах 0,75 – 0,92 кДж/(кгС). Вода имеет наибольшую теплоёмкость, поэтому с повышением влажности теплоёмкость материалов растёт.

Огнеупорность – свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур без размягчения и деформаций. По этому признаку материалы разделяют на огнеупорные (выдерживающие температуры от 1580С и выше), тугоплавкие (1350 - 1580С) и легкоплавкие (ниже 1350С).

Огнестойкость – свойство материала сопротивляться действию высоких температур без разрушения. По огнестойкости материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.