5.Склерометр механический (молоток Шмидта) омш-1
Неразрушающий метод контроля прочности бетона в образцах и конструкциях на сжатие методом упругого отскока в бетонных и ж/б конструкциях и изделиях по ГОСТ 22690.1-77 и 22690-88. Принцип действия: Основан на ударе с нормированной энергией бойка о поверхность бетона и измерении высоты его отскока в условных единицах шкалы прибора, являющейся косвенной характеристикой прочности бетона на сжатие. Технические характеристики: Измеряемая прочность бетона 5 ... 40 МПа.; Масса 1,5 кг. ; Размеры 364х68х65 мм.
6. Ультразвуковые методы, основанные на измерении скорости распространения упругих волн. Ультразвуковые дефектоскопы Пульсар, Tico , Бетон 12М, УК-12М (рис. 2.4), измерители прочности бетона, кирпича и других материалов конструкций ОНИКС-2.3, Digi Schmidt (рис. 2.5); ПИК-1 и т.п.; радиоизотопные, основанные на определении плотности по изменению интенсивности гамма-излучения; магнитный для определения толщины защитного слоя арматуры ИЗ C -10Н и др.
7. Магнитный способ определения защитного слоя арматуры достаточно прост в обращении, имеет высокую степень точности измерения. Переносной прибор ИЗС-10Н позволяет проводить измерения в стесненных условиях и не требует высококвалифицированного персонала. Он обеспечивает обнаружение арматуры с определением ее диаметра от 4 до 32 мм. Диапазон измерения толщины защитного слоя - от 5 до 50 мм. Допустимая погрешность измерения составляет 5 %. Прибор удобен в эксплуатации, имеет малые габаритные размеры и массу в пределах 4,5 кг.
8. Следует отметить, что в последнее время разработан ряд приборов, обеспечивающих контактное и бесконтактное измерение параметров с цифровой или магнитной записью процессов. Наиболее эффективными следует считать тепловизоры, с помощью которых производится инструментальная съемка динамики теплопередачи ограждающих конструкций, лазерные системы термощупов, электронные газоанализаторы и др.
Для оценки температур различных участков используется цветовая шкала, с помощью которой возможно оценить температурные параметры отдельных участков и фасадной поверхности в целом.
Для количественной оценки теплопотерь и тепловых полей при неоднородности стенового ограждения и примыкания светопрозрачных конструкций (окна, балконные двери и т.п.) очень важен выбор приборов, оптимально решающих задачу бесконтактной регистрации тепловых полей, с учетом разрешающей способности и с учетом критерия «цена - качество».
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОЙ.МАТЕРИАЛОВ
1. Удельный вес материала Yy — это вес материала в единице объема в плотном состоянии (без пор). Удельный вес Yу материала определяется по формуле:
где G — вес материала, высушенного до постоянного веса, в кг; Va — объем, занимаемый материалом (без пор и пустот — абсолютный объем), в м.куб.
Порами называются мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой и незаметные для невооруженного глаза. Пустотами называются более крупные ячейки, а также полости между частицами или кусками насыпного материала.
2. Объемный вес материала vo — вес единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами)
Насыпной объемный вес материала Yн — это объемный вес рыхлых (насыпных) материалов (песка, гравия, щебня), определяемый без вычета пустот по формуле:
где G1 — вес мерного сосуда в кг; G2 — вес мерного сосуда с материалом в кг; V — объем мерного сосуда в м.куб.
3. Плотность материала П — степень заполнения объема материала твердым веществом, из которого состоит данный материал. Плотность выражается отношением объема материала в плотном состоянии (без пор) Va к его внешнему объему V1 или отношением объемного веса уо к удельному весу Yy:
Плотность материала может быть выражена в процентах
4. Пористость материала По — это степень заполнения объема материала порами. Пористость и плотность дополняют друг друга до полного объема материала
5. Водопроницаемость материала — способность материалов пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости измеряется количеством воды, прошедшим через 1 см.кв. образца материала в течение 1ч. при постоянном давлении. Особо плотные материалы (битум, стекло, сталь) или материалы с замкнутыми мелкими порами (толстый слой бетона специального состава) практически водонепроницаемы.
6. Морозостойкость материала — способность насыщенного водой материала или изделия выдерживать многократное (по ГОСТу) попеременное эамораживание в воздушной среде и оттаивание в воде без заметных признаков разрушения и значительного снижения прочности (не более 20—25%). От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов и сооружений из них.
7. Теплопроводность материала — свойство материала передавать через свою толщу от одной поверхности к другой тепловой поток при наличии разности температур на ограничивающих его поверхностях.
Показателем теплопроводности материала является коэффициент теплопроводности К — величина, равная количеству тепла в ккал, которое цроходит в течение 1ч. через слой материала толщиной 1м. и площадью 1 м.кв., ограниченного параллельными плоскостями, при разности температур противоположных плоскостей 1°С.
Если на поверхностях плоской стенки толщиной а(м) и площадью F(м.кв.) будут различные, но постоянные температуры tв и tн, причем tв > tн то через стенку будет проходить постоянный поток тепла. Количество тепла Q, измеряемое в (ккал), проходящее через стенку за z(ч), выражается формулой
откуда коэффициенты теплопроводности
Принимая F = 1 м.кв., а — 1 м, tв — tн = 1°С, г = 1ч, получим значение коэффициента теплопроводности равным Q ккал/м*град*ч.
Коэффициент теплопроводности данного материала зависит от его физических свойств — пористости, влажности, удельного веса и др.
При замерзании влажных материалов коэффициент их теплопроводности повышается, потому что коэффициент теплопроводности льда в 4 раза больше, чем воды.
9. Огнеупорность материала — способность материалов противостоять длительному воздействию высоких температур (от 1580° С и выше), не раз-0мягчаясь и не деформируясь. К таким материалам относятся специальные огне-упорные материалы, применяемые для внутренней футеровки (облицовки) домен-ных, сталеплавильных, цементообжигательных, стекловаренных печей и т. п.
Материалы, размягчающиеся при температуре 1350—1580° С, называются тугоплавкими (печной кирпич). Материалы, размягчающиеся при температуре 1350° С, называются легкоплавкими.
8. Теплоемкость материала — свойство материала поглощать тепло при нагревании и отдавать его при охлаждении. Материал выделяет тепла при охлаждении тем больше, чем выше его теплоемкость.
Коэффициент теплоемкости С представляет собой количество тепла в ккал, необходимое для нагревания 1 кг материала на 1Ф С. Наибольший коэффициент теплоемкости имеет вода: С = 1 ккал/кг-град. Теплоемкость металлов С = 0,115; дерева С = 0,6.
Огнестойкость материала — способность материала выдерживать без раз¬рушения действие высоких температур и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости строительные материалы делятся на три категории:
а) несгораемые материалы (гранит, бетон, кирпич, сталь) — под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и необугливаются, однако некоторые несгораемые материалы при пожаре растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (стальные конструкции);
б) трудносгораемые материалы — под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются с трудом, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются (фибролит, асфальтовый бетон);
в) сгораемые материалы — органические материалы, которые под действием огня воспламеняются, горят открытым пламенем и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.
10. Химическая стойкость материала против коррозии — сопротивление материалов воздействию кислот, щелочей, растворенных в воде газов и солей. Большинство строительных материалов не обладают стойкостью к действию кислот и щелочей. Высокой химической стойкостью против коррозии обладают керамические материалы.
Прочность материала — сопротивление материала механическим разрушениям под действием внутренних напряжений, возникающих в нем от воздействия нагрузки или других факторов. Материалы в сооружениях под воздействием нагрузок испытывают различные внутренние напряжения: сжатие, растяжение, изгиб, срез, кручение. Вопросы прочности рассматриваются в курсе «Сопротивление материалов».
Строительные материалы, такие, как чугун, кирпич, бетон, камни и т.п., хорошо сопротивляются сжатию, значительно хуже — срезу и плохо — растяжению; древесина, сталь хорошо выдерживают и сжимающие и растягивающие напряжения.
Прочность материалов характеризуется пределом прочности (временным сопротивлением) при сжатии, растяжении, изгибе, срезе.
Пределом прочности материала называют напряжение в кгс/см.кв., соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение образца материала.
Прочность материала при сжатии или растяжении оценивают величиной предела прочности а, определяемой по формуле:
где Рр — разрушающая нагрузка в кгс; F — площадь сечения образца в см.кв.
Многие строительные материалы характеризуются марками, совпадающими по величине с пределами прочности (обычно при сжатии).
Прочность материала зависит от его плотности: с повышением плотности прочность материала значительно увеличивается.
11. Пластичность материала — свойство материала в значительных пределах изменять под нагрузкой размеры и форму, без образования трещин, и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Пластичными материалами являются мягкая сталь, свинец, глина, нагретый битум.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОЙ.МАТЕРИАЛОВ
1.Дисперсность — характеристика размеров твердых частиц и капель жидкости. Многие строительные материалы (гипсовые вяжущие, цемент, глины, пигменты и т. п.) находятся в тонкоизмельченном (дисперсном) состоянии и обладают большой суммарной поверхностью частиц. Величина, характеризующая степень раздробленности материала и развитости его поверхности, называется удельной поверхностью sye — поверхность единицы объема (см2/см3) или массы (см2/г) материала.
Физико-химические свойства поверхностного слоя дисперсных частиц сильно отличаются от свойстк этого же вещества «в массе». Причина этого в том, что атомы (молекулы) вещества, находящиеся внутри материала, уравновешены действием окружающих атомов (молекул), в то время как атомы (молекулы) на поверхности вещества находятся в неуравновешенном состоянии и обладают особым запасом энергии. С увеличением удельной поверхности вещества возрастает его химическая активность (например, цемент с удельной поверхностью 3000...3500 см2/г через 1 сут твердения связывает 10... 13 % воды, а с удельной поверхностью 4500...5000 см2/г — около 18 %).
2. Адгезия — свойство одного материала прилипать к поверхности другого. Адгезия двух различных материалов зависит от природы материала, формы и состояния поверхности, условий контакта и т. д. Она появляется и развивается в результате сложных поверхностных явлений, возникающих на границе раздела фаз, и характеризуется прочностью сцепления при отрыве одного материала от другого. Важное значение адгезионные свойства имеют при получении композиционных материалов и изделий (бетонов разных видов, клееных изделий и конструкций, отделочных материалов).
Многие строительные материалы в процессе их изготовления и применения проходят стадию пластично-вязкого состояния (гипсовое, цементное, глиняное тесто, свежеприготовленные растворные и бетонные смеси, мастики, формуемые материалы из полимеров и т. д.). По своим физическим свойствам пластично-вязкие тела занимают промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Так тесто можно разрезать ножом (что нельзя сделать с жидкостью), но вместе с тем это же тесто принимает форму сосуда, в который оно помещено, т. е. ведет себя, как жидкость. Пластично-вязкие смеси характеризуют реологическими показателями — структурной прочностью, вязкостью и тиксотропией.
3. Тиксотропия — способность пластично-вязких смесей обратимо восстанавливать свою структуру, разрушенную механическими воздействиями. Физическая основа тиксотропии — разрушение структурных связей внутри пластично-вязкого материала, при этом материал теряет структурную прочность и 'Превращается в вязкую жидкость, а после прекращения механического воздействия материал обретает структурную прочность. Явление тиксотропии используют при виброуплотнении бетонных и растворных смесей, при нанесении мастичных и окрасочных составов шпателем или кистью и т. д. вызвать его разрушение (коррозию). Степень разрушения зависит от многих факторов и прежде всего от состава материала и его плотности
4. Химическая стойкость — свойство материалов противостоять разрушающему действию химических реагентов — кислот, щелочей, растворенных в воде солей и газов. Она зависит от состава и структуры материалов. Мрамор, известняки, цементный камень в строительных растворах и бетонах, в химическом составе которых преобладает оксид кальция (СаО), легко разрушаются кислотами, но стойки к действию щелочей. Силикатные материалы, содержащие в основном диоксид кремния (ЗЮа), стойки к действию кислот, но взаимодействуют при повышенной и нормальной температуре со щелочами. Медленное или быстрое изменение структуры материала под влиянием внешней агрессивной среды называют коррозией. Она бывает химическая, электрохимическая, биологическая.
5. Коррозионная стойкость — свойство материала сопротивляться коррозионному воздействию среды.
Химически агрессивной средой является вода (пресная и морская), воздух, содержащий пары оксидов азота, хлора, сероводорода и т. д. На развитие коррозионных процессов влияют растворенные в воде соли (сульфаты, хлориды и др.) и газы.
Особым видом коррозии является биокоррозия — разрушение материалов под действием живых организмов - грибов, насекомых, растений, бактерий и микроорганизмов.
К коррозии относят также «старение» пластмасс — изменение их химического состава и структуры под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца и искусственных источников света, кислорода воздуха и повышенных температур. Коррозия опасна не столько изменением химического состава, сколько структуры и физико-механических свойств материалов.
6. Кислото- и щелочестойкость — свойство материала не разрушаться под действием кислот и щелочей. Кислоты весьма агрессивны к металлам, штукатурке, бетону, ряду осадочных горных пород, силикатному кирпичу. Кроме минеральных агрессивны также органические кислоты — уксусная, масляная, молочная. Агрессивны к бетону и другим материалам растворы сахара, патока, фруктовые соки и т. д. Кислотостойкими материалами являются некоторые природные камни — диабаз, базальт, андезит, гранит, но и они разрушаются плавиковой кислотой.
Кислотостойкими являются- плотная керамика, стекло и большинство материалов из пластмасс. Из щелочей весьма агрессивны концентрированные растворы едкого кали и каустической соды. Щелочестойкими должны быть пигменты, применяемые для цветной штукатурки и различных окрасок по бетону, цементным и известковым штукатуркам, содержащим известь — сильную щелочь. Нещелочестойкие пигменты врастворах и окрасках быстро обесцвечиваются.
7. Газостойкость — свойство материала не вступать во взаимодействие с газами окружающей среды. Строительные материалы должны быть стойкими к сероводороду, углекислоте и другим газам. Пигменты, в состав которых входят свинец и медь, чернеют под влиянием сероводорода. Между тем взаимодействие гидрата оксида кальция, находящегося в бетоне, штукатурке, силикатном кирпиче, с углекислым газом воздуха способствует увеличению прочности этих материалов. Важно отметить, что большинство строительных материалов не обладает химической и коррозионной стойкостью. Так, почти все цементы, бетоны и строительные растворы плохо сопротивляются действию кислот; битумы сравнительно быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей; древесина не стойка к действию тех и других. Многие соли, особенно образующие в воде щелочную и кислую среду, достаточно агрессивны. Растворы солей разрушают материалы также из-за кристаллизации в их порах. Из физико-химических свойств важны в первую очередь дисперсность, гидрофильность и гидрофобность.