3. Свойства строительных материалов

Физические свойства:

Истинная плотность – это отношение массы материала к его абсолютному объему (без трещин, пустот), г/см

p =

у каменных материалов p = 2,4 – 3 г/см

у органических материалов p = 0,8 – 1,6 г/см

у металлов p = 7,2 – 7,9 г/см

p = 8 г/см - самая большая плотность на земле.

Средняя плотность – это отношение массы материала к его естественному объему, включая поры и пустоты, г/см

p =

для каменных р = 0,5 – 2,8 г/см

для древесины р = 0,4 – 0,9 г/см

для металлов р = 7 – 7,9 г/см

большинство металлов, стекло, битум у них и средняя и истинная плотность равны.

Средняя плотность материала в сухом и влажном состоянии:

р = р (1 –W )

W – Влажность материала, выражается в долях единицы

Относительная плотность – это отношение средней плотности к плотности воды при t= 4 °С

d =

- 1 г/см

Насыщенная плотность – это отношение массы материалов в насыщенном состоянии к его естественному объему, г/см

P =

Коэффициент плотности – это отношение средней плотности материала к его истиной плотности.

К =

Пористость – степень заполнения объема материала порами.

П = (1- )

сталь, стекло, битум П = 0

гранит, мрамор П = 0,2 – 0,8 ℅

у теплоизоляционных материалов П = 70 – 85 ℅

у пенопластов П до 90 ℅

От пористости зависят такие характеристики как:

- прочность

- теплопроводимость

- морозостойкость

Пористость может быть открытая и закрытая, поры могут сообщаться или быть изолированными друг от друга, иметь различные размеры.

4. Гидрофизические свойства:

Влажность – количество воды, приходящееся на единицу массы сухого материала, ℅

W = ℅

Гидроскопичность – это свойство материала поглощать водяной пар из влажного воздуха (сорбционная способность) или способность впитывать в себя воду при контакте с ней – это свойство называется капиллярное всасывание.

Величина капиллярного подъема воды зависит от характера и размеров пор материала.

Гидроскопичность – характеризуется величиной отношения массы поглощенной материалом влаги при относительной влажности 100℅

t = 20 °С массы сухого материала.

Водопоглащение – это способность материала поглощать и удерживать воду при погружении в нее материала.

W = [℅] по массе

W = [℅] по объему

Коэффициент насыщения пор водой – это отношение водопоглащения по объему к пористости материала.

k =

k = 0, если все поры в материале замкнуты

k = 1, если все поры в материале открыты и сообщаются друг с другом

Влажностные деформации – изменение объема материала при изменении его влажности.

Уменьшение объема при высыхании называется усадкой, увеличение объема материала с увеличением влажности называется набуханием.

Материалы пористого, ячеистого и волокнистого строения наиболее подвержены влажностной деформации (древесины вдоль волокон до 100 мм на 10 погонных метров, бетон 3 мм на 1м, кирпич 0,1мм на 1м, гранит 0,06 мм на 1м)

Водостойкость – способность материала сохранять свою прочность при увлажнении.

Коэффициент размягчения

k =

R - в влажном состоянии

R - в сухом состоянии

k = 0 у необожженной глины

k = 1 у стекла, битума, стали

Воздухостойкость – это способность материала выдерживать циклические воздействия увлажнения и высушивания без заметных деформаций и потери прочности.

Влагоотдача – это свойство материала, которое характеризует скорость его высыхания.

Характеризуется количеством воды, которое материал теряет в сутки при относительной влажности воздуха 60 ℅ и t = 20 °С

Водопроницаемость – это свойство материала пропускать через себя воду под определенным давлением. Характеризуется количеством воды, которая проходит через 1 м за 1с при определенном давлении.

Водонепроницаемость

Для кровельных материалов: характеризует период времени, по истечении которого вода под определенным давлением начинает просачиваться через материал.

Для бетона: предельная величина давления воды, при котором вода не проходит через образец.

Для каменных материалов и бетонов водонепроницаемость характеризуется маркой W (Па):

W2,W3,W4,W5,W6,W7,W8,W9,W10,W11,W12

Паро и газопроницаемость – способность материала пропускать через свою толщу водяной пар или газ. Оценивается коэффициентом парогазопроницаимости, который равен количеству водяного пара или газа, проникающего через слой материала толщиной 1м, площадью 1 м за 1с при разнице давления 133 Па.

Морозостойкость – способность материала, находясь в водонасыщенном состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание, оттаивание без видимых признаков разрушения:

снижение прочности не более 15℅, потеря массы не более 5℅.

Марка по морозостойкости (F)

F10, F15, F25, F35, F50 – F1000

марка по морозостойкости кирпича, который используется для кладки наружных стен не менее F25.

Разрушение материала при замерзании происходит по следующим причинам:

- при замерзании (при превращении воды в лед) объем воды увеличивается на 9℅

- возрастает гидростатическое давление среды при образовании кристалла льда.

Находясь в сухом состоянии материал, может выдержать сколь угодно много циклов.

Испытания проводят:

- насыщают материал водой

- помещают в морозильную камеру с t =15°С

- оттаивание материала происходит в воде при t = 20°С