Структура и основные св-ва дорожно-строительного материала

Пригодность материалов для конкретных условий опрделяется их св-ми.

Механические св-ва материалов — способность материала сопротивляться деформации :

■ 1Упругость — способность обратимо поглощать энергию(характеризуется модуле упругости)

« 2Пластичность — способность необратимо деформироваться без разрыва сплошности.

* 3Вязкость — свойство необратимо поглощать энергию при их пластическом деформировании.

4Хрупкость — свойство материала разрушаться под действием приложенных к нему внешних сил без заметных пластических деформаций. .

• 5Прочность — свойство материалов в определенных условиях не разрушаясь (МПа)

6Ползучесть – способность длительно деформироваться под действием постоянной нагрузки.

Физические св-ва – характеризуют физический состав материала

1Плотность –(масса в-ва в единице объема)

2Объемная масса- масса единице объема в естественном состоянии

3Пористость- характеризует количество пор и микротрещин в единице объема материала.

4Влажность определяется в процентах по объему или массе.

5Водопоглащение – это количество воды которое может поглотить погруженный в воду материал и затем удержать молекулярными и капиллярными силами при атмосферном давлении

Химические св-ва - определяют способность вступать в химическое взаимодействие с ве-ами среды.

1Растворимость – способность образовывать истинные растворы

2Карозийная стойкость – способность не разрушаться в агрессивных средах

3Атмосферостойкость – способность материала сопротивляться климатическим факторам

4Твердение – способность материала затвердевать

5Адгезия – это свойство одного материала прилипать к поверхности другого

Конструкционные св-ва материалов - обуславливают возможность создания из материала конструкций с заданными механическими св-вами

1Твердость- способность материала препятствовать проникновению одного в другое

2Истираемость – способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истираемых усилий

3Износ – это способность материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов

Технологические св-ва характеризуют поведение материала при технологических процессах

1Формуемость или удобоукладываемось

2Нерасслаеваемость – способность сохранять неоднородность при транспортировке и формировании..

Эксплуатационные св-ва - обуславливают работу материала в элементах конструкции на протяжении определенного отрезка времени

1Долговечность – это продолжительность работы материала в элементах сооружения в условиях эксплуатации

2Выносливость – это способность материала сопротивляться многократно прилагаемым механическим воздействиям

Структура материала.

Стр-ра материала характ-ся качеством и количественным соотношением составляющих, их взаимным расположением и связями м/у ними. По методам изучения различают макроструктуру это строение видимое невооружённым глазом; микроструктуру это строение материала, видимое в микроскоп; ультрамикроструктуру это внутреннее строение материала, составляющего материал изучаемого методами электронной микроскопии.

На уровне ультрамикроструктуры материала изучено главн образом строение вещ-ва, состоящего из одного или нескольких элементов, м/у которыми устанавливаются устойчивые связи.Св-ва вещества зависят от химического строения молекул, в которых атомы располагаются таким образом, чтобы общая потенциальная энергия сис-мы была минимальной. Идеальный кристалл имеет пространственную решётку, расположение атомов, ионов, молекул, в узлах которой периодична и характерна для данного вещ-ва.

Строение реальных кристаллических и аморфных вещ-в существенно отлич-ся от идеального по следующим позициям:

1) структура материала у поверхности значительно отличается от структуры в их толще. Атомы и молекулы вещ-ва на пов-ти материала более активны, чем внутри материала, поэтому пов-ть материала всегда покрыта слоями других вещ-в, что существенно изменяет св-во материала в целом. Вследствие этого структура материала всегда находится в неравновесном, внутренне напряжённом состоянии.

2) важнейшими критериями качества структуры явл-ся плотность, объемная масса и пористость материала. Зная эти показатели можно судить о прочности и долговечности материала. Наиболее высокой прочностью обладает идеально однородный материал. Появление неоднородности в нём вызывает концентрацию напряжений в следствие чего образуются микротрещины.

3) структура материала может быть одно, двух и многокомпонентной. Различают конгломератную (бетоны), волокнистую (древесина и стеклопластик), слоистую (текстолиты) и рыхлозернистую (песок, щебень) макроструктуры. Для простоты изучения многокомпонентные структуры обычно разделяют на двухкомпонентные.

4) в формировании свойств материалов важное значение имеет их микроструктура по характеру связей м/у компонентами можно выделить три типа микроструктур-коагуляционную, конденсационную и кристаллизационную.

Коагуляционная структура-это пространственные микросетки, возникшие путём беспорядочного сцепления мельчайших частиц дисперсной фазы ч/з тонкие прослойки жидкой или газообразной среды.

Св-ва коагуляционной стр-ры обусловлены наличием тонких плёнок в местах контакта частиц фазы, поэтому эти структуры характеризуются малой прочностью, хорошей пластичностью и способностью восстанавливать структуру после её разрушения температурными или механическими воздействиями (глиняное тесто и битум в асфальтобетоне).

Конденсационные структуры представляют собой хрупкие пространственные микросетки, которые образуются из коагуляционных структур вследствие уменьшения в сис-ме жидкой фазы (высушенная глина). Возникает непосредственный контакт м/у частицами фазы, прочность увеличивается, но при этом утрачивается пластичность, эластичность и тиксотропность (способность восстанавливать структуру), эта структура может переходить в коагуляционную при увеличении в сис-ме жидкой фазы.

В кристаллизационной структуре пространственные сетки образуются в рез-те непосредственного срастания отдельных кристаллов. Структура обладает большой прочностью, разрушается без заметных остаточных деформаций и характеризуется отсутствием тиксотропных св-в.

Кристаллизационные стр-ры характерны для горных пород, цемент обетонов и т.д. М/у рассмотренными структурами могут быть промежуточные: кристаллизационно-конденсационные и коагуляционно-конденсационные.

По крупности зёрен составляющих в каменных материалах различают крупно, средне и мелкокристаллические структуры. Форма зёрен структурно-составляющих влияет на образование определённых структур и свойств материалов. С уменьшением крупности зёрен существенно изменяется свойство материала, это связано с тем, что с уменьшением зёрен структурных составляющих изменяется характер неоднородности материала, а, следовательно, и его внутреннее напряжённое состояние.

Структура оказывает большое влияние на изоляционные св-ва материалов, на их долговечность. Поэтому, оптимизируя её можно заметно улучшить свойство материалов.