Материаловедение

1. Классификация строительных материалов

По назначению:

1.конструктивные материалы

2 материалы спец назначения

Конкретные материалы применяются для несущих конструкций.

1 Природные, каменные материалы (различные блоки, камни, щебень песок)

2 Вяжущие вещества:

органические (битум)

неорганические (цемент)

3 Искусственные: каменные, полученные тремя способами:

1) на основе вяжущих веществ без обжига

2) путем обжига минерального сырья

3) путем автоклавной обработки

4 металлические материалы

- металлы- материалы, получаемые путем оплавления, электролиза или химическим путем

- металлические сплавы это конструктивные материалы, которые обладают улучшенными свойствами по сравнению с исходными металлами, из которых они изготовлены (сталь, чугун)- многослойные металлические материалы

- металлические материалы с поверхностным покрытием (оцинкованное железо)

5 полимеры:

- термопластические (при повторном нагревании могут размягчаться)

- термореактивные (процесс полимеризации происходит один раз и окончательно) (эпоксидная смола)

6 материалы растительного происхождения (древесина)

7 композиционные – это материалы, которые состоят из двух или более компонентов (бетон, железобетон)

Главным требованием, предъявляемым к конструктивным материалам, является их способность сопротивляться изменению формы и разрушению при действии нагрузок.

СМ спец назначения необходимы для:

1Защита конструкций от воздействия окружающей среды (солнечная радиация, вода, воздух, колебания температуры и влажности, многократное замораживание и оттаивание)

2 Повышение эксплуатационных свойств и создание комфорта

СМ спец назначения:

- теплоизоляционные

- акустические

- гидроизоляционные, кровельные и герметизированные

- отделочные

- антикоррозийные

- огнеупорные

- материалы для защиты от радиационных воздействий

Материаловедение – это наука, изучающая свойства конкретных материалов и закономерности их изменения в зависимости от химического состава, температуры, фазового состояния, характера приложения нагрузки и других факторов.

2. Связь состава, структуры и свойств см

Свойство – это способность материала определенным образом реагировать на отдельный или действующий в совокупности с другими. Внешний или внутренний фактор.

Свойства материалов связаны с их строением.

Строение материалов зависит от:

Для природных материалов

- от происхождения и условий образования

Для искусственных материалов

- от технологии производства и обработки материала.

Любой СМ характеризуется химическим, минеральным и фазовым составом.

В зависимости от химического состава все материалы делятся на:

- органические (смесь углерода с другими неметаллами) характерно горение.

- минеральные представляют собой соединения уже окисленных элементов (благодаря этому минералы не горят, долговечны, но технология их обработки затруднена).

- материалы, характеризующиеся тепло и электропроводимостью.

Минеральные строительные материалы характеризуются наличием оксидов, в свою очередь оксиды обрабатывают минералы и хранят минеральный состав материала.

Фазовый состав материала:

- твердое вещество (каркас)

- поры если размер пор более 1 см, то это уже пустоты.

Свойства материала изучают на трех уровнях:

1 Макростура материала

2 Микроструктура материала

3 Внутренние строение материалов

Кристаллическая решетка отдельных материалов могут быть образованы либо нейтральными атомами (алмаз), ионами (металлы) или целыми молекулами (кристаллы льда).

Макроструктура твердых СМ:

- конгломератная (характерна для бетона и керамических изделий) зерна материала прочно соединены между собой.

- стая (характерна для газо-и пенобетона)

- волокнистая (древесина, минеральная вата)

- слоистая структура (рулонных материалы) характерным является различие свойств материала по отношению к волокнам материалы или слоем.

- рыхлозернистая характерна для заполнителей (песок, щебень).

По взаимному расположению атомов и молекул материалы делятся на:

Кристаллические (атомы расположены в пл-ти в относительно тесной связи)

Аморфные (связь соблюдена между рядом находящимися атомами)

Аморфные материалы обладает нерастраченной энергией

кристаллизации (магматические изверженные вещества)

аморфные вещества являются химически более активными, но менее прочными. Аморфные вещества расплавляются постепенно.

В кристаллических материалов кристаллизация может происходить по разному. Один и тот же материал, но имеет разные кристаллические решетки. Такое явление называется полиморфизмом.