
- •Тюменская государственная архитектурно-строительная академия Кафедра «Строительные материалы» дорожно-строительные материалы
- •Введение.
- •Общие методические указания.
- •Раздел 1. Методические указания по разделам программы курса.
- •Глава 1. Начальные сведения о материалах.
- •Структура строительных материалов.
- •Свойства строительных материалов.
- •1.3. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 2. Материалы на основе минерального сырья.
- •2.1. Природные каменные материалы.
- •2.1.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.2. Керамические материалы.
- •2.2.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.3. Неорганические вяжущие вещества.
- •2.3.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.4. Растворы и бетоны на основе неорганических вяжущих веществ.
- •2.5. Расчет состава тяжелого цементного бетона.
- •Основные этапы расчета:
- •I этап: Расчет ориентировочного (начального) состава бетона
- •Значение коэффициента а1 и а2
- •Коэффициент раздвижки зерен в зависимости от расхода цемента и в/ц
- •2.5.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 3. Материалы на основе органических вяжущих.
- •3.1. Полимерные материалы.
- •3.1.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.2. Органические вяжущие вещества.
- •3.2.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.3. Дорожные бетоны на основе органических вяжущих материалов
- •3.3.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.4. Проектирование состава асфальтобетона.
- •Ориентировочный зерновой состав минеральной части
- •Глава 4. Материалы на основе древесины.
- •4.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 5. Металлические материалы.
- •5.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Раздел 2. Контрольное задание № 1.
- •Глава 6. Примеры решения задач.
- •6.1. Основные свойства.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •6.2. Горные породы.
- •Задача:
- •Задача.
- •3. Задача.
- •6.3. Керамические материалы.
- •1.Задача.
- •2.Задача.
- •3.Задача.
- •6.4. Неорганические вяжущие.
- •Решение: После обжига масса сухого известняка
- •6.5. Цементные бетоны.
- •1. Задача.
- •Раздел 3. Контрольное задание № 2.
- •Глава 7. Примеры решения задач.
- •7.1. Материалы на основе древесины.
- •7.2. Органические вяжущие.
- •Вязкость разжиженного битума
- •На вязкость составленного дегтя.
- •7.3. Бетоны на основе органических вяжущих.
- •Технические требования к щебню (гост 8267-93).
- •Технические требования к песку (гост 8736-93).
- •Технические требования к минеральному порошку. (гост 16557-78)
- •Показатели прочности и морозостойкости щебня и гравия (гост 9128-97)
- •Показатели физико-механических свойств плотных и высокоплотных асфальтобетонов из горячих смесей (гост 9128-97)
- •Характеристика битумов нефтяных дорожных (гост 22245-90)
- •Литература.
Свойства строительных материалов.
Любой материал обладает определенными свойствами, под которыми понимается характерная реакция материала на внешнее воздействие. Все свойства строительных материалов подразделяются на физические, механические, химические и технологические. Свойства оцениваются количественно, т.е. по числовым показателям, определенным путем испытаний по определенным методикам, предусмотренными стандартами или техническими условиями.
Физические свойства включают:
характеристики структуры и массы (плотность средняя, истинная и насыпная, пористость и пустотность);
характеристики, определяющие отношение строительных материалов к действию воды, пара и газов (гигроскопичность, влажность, водопоглощение, водо и паропроницаемость, газопроницаемость);
характеристики, определяющие отношение строительных материалов к действию тепла, огня, электрического тока, холода и др (теплопроводность, теплоемкость, теплостойкость, огнестойкость, электропроводность, морозостойкость).
Эту группу свойств также называют теплофизическими свойствами.
К физическим свойствам относятся также звукопоглощаемость, поглощаемость ядерных излучений и рентгеновских лучей, светопроницаемость. С помощью испытаний соответствующих образцов материала определяются числовые характеристики этих свойств. Они сравниваются с допустимыми нормами.
Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться действию внешних сил, вызывающих деформации и внутренние напряжения в материале. Механические свойства подразделяются на деформационные и прочностные.
Деформационные свойства характеризуют способность материала к изменению формы и размеров без отклонений в величине его массы. Главнейшие формы деформаций – растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб. Все они могут быть обратимыми и необратимыми, или остаточными. Обратимые полностью исчезают при прекращении действия на материал факторов их вызывающих. Необратимые деформации, называемые пластическими, накапливаются в период действия этих факторов; после их снятия деформации сохраняются. Обратимые деформации, исчезающие мгновенно и полностью, называются упругими, а исчезающие в течение некоторого времени, – эластичными.
С повышением скорости деформирования и понижением температуры материала деформации по своему характеру приближаются к упругопластичным, уменьшаясь по абсолютной величине.
Пластические деформации, медленно нарастающие без увеличения напряжения, характеризуют текучесть материала. Пластическая деформация, медленно нарастающая в течение длительного времени под влиянием силовых факторов, не способных вызвать остаточную деформацию за обычные периоды наблюдений, называются деформацией ползучести. Деформационные свойства материала обуславливаются периодом, или временем релаксации. Релаксацией называется процесс самопроизвольного падения внутренних напряжений в материале, связанных с молекулярным перемещением, при условии, что начальная величина деформации остается неизменной, например, зафиксированной жесткими связями.
К другому важному механическому свойству относится прочность, т.е. способность материала в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под влиянием механических, тепловых и других напряжений. Типичными прочностными характеристиками являются предел упругости, предел текучести и предел прочности при воздействии сжимающих, растягивающих или других видов усилий. Пределу упругости соответствует напряжение материала при максимальной величине упругой деформации; пределу текучести – постоянное напряжение при нарастании пластической деформации; пределу прочности – максимальное напряжение в момент разрушения материала.
Величины модуля упругости и прочности можно определить разрушающими (при испытании под прессом) и неразрушающими методами (ультразвуковыми, радиометрическими, ударными и др.).
Дополнительными характеристиками механических свойств при оценке качества материалов являются твердость, истираемость, износ и ударная вязкость.
Химические свойства. Это группа свойств выражает способность и степень активности материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды и, кроме того, способность сохранять постоянным состав и структуру материала в условиях инертной окружающей среды. Большинство строительных материалов проявляют активность при взаимодействии с кислотами, щелочами, агрессивными газами и другими средами.
Постоянное или быстрое изменение структуры и ее разрушение под влиянием агрессивных химических и электрохимических процессов в материале называют коррозией.
Технологические свойства характеризуют способность материала к восприятию некоторых технологических операций. В результате этих операций меняются состояние материала, структура его поверхности, форма, размеры и т.п. К технологическим свойствам относятся дробимость, распиливаемость, шлифуемость, гвоздимость и т.п.
При изучении этого раздела обратить внимание на четкое определение каждого свойства, способ его оценки, раскрытие связи свойств со строением и составом материала, а также взаимосвязи свойств друг с другом.