Свойства строительных материалов

Свойства строительных материалов классифицируют по характеру их отношения к различным воздействиям окружающей среды. В отдельные группы выделяют обычно свойства, характеризующие отношение материалов к химическим, физическим и механическим воздействиям.

Производными от химических, физических и механических свойств являются технологические свойства, характеризующие отношение материала к восприятию технологических операций (розколювальнисть, свариваемость, формивнисть и др..).

Свойства материалов взаимосвязаны и обусловлены их происхождению, составу, структуре, способу получения. Наиболее важными для строительных материалов, применяемых в строительстве, являются физические и механические свойства, характеризующие состояние материалов, их отношение к воде и температуры, а также механических воздействий.

Пористость — важнейший показатель структуры материалов, с ней тесно связаны их технические свойства. При этом значение имеет не только величина общей пористости, но и строение порового пространства, наличие открытых и закрытых, капиллярных и некапиллярной пор и т.д. Например, морозостойкость бетона при увеличении объема открытых, заполняемых водой пор уменьшается, а при увеличении закрытых, наоборот, растет.

Капиллярные поры в отличие от некапиллярной заполняются водой поднимается за счет давления, вызванный поверхностным натяжением жидкости. От объема капиллярных пор зависят водопоглощение, морозостойкость, водонепроницаемость и ряд других свойств.

Способ определения пористости зависит от ее вида и размеров пор. По приведенной выше формуле находят общий, пористость, а открытую (мнимую) пористость находят по водонасыщению материала.

Гидрофизические свойства. Поведения материалов в конструкциях, подлежащих увлажнению, зависит от их способности смачиваться водой и поглощать ее, изменять при увлажнении механические свойства и пропускать воду под давлением. Количество воды, содержащейся в порах и на поверхности материала, выраженная в процентах относительно его массы в сухом состоянии, называют влажностью.

Смачиваемость водой, или гидрофильность материала характеризуется степенью растекания капли воды на его поверхности. Количественно она определяется краевым углом, образованным касательной к поверхности капли с поверхностью твердого тела или его косинусом. Для гидрофильных материалов краевой угол острый. Хорошо смачиваются водой материалы из веществ с выраженным полярным связью молекул — природные и искусственные каменные материалы, стекло и др.. Предоставить материалам водоотталкивающие свойства можно гидрофобизацией, то есть созданием на их поверхности адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ (ПАВ). Таким способом получают гидрофобный цемент, гидрофобные покрытия на ряде материалов. Молекулы ПАВ при гидрофобизации, адсорбируясь на поверхности, ориентируются таким образом, что их полярные группы обращены к поверхности материала, а углеводородные цепи — в воздух. С помощью специальных ЮАР можно добиться и обратного эффекта — гидрофилизации гидрофобных материалов.

Гигроскопичность — способность материала поглощать водяные пары из воздуха в результате адсорбции. Количество адсорбированного воды растет с увеличением относительной влажности, понижением температуры и увеличением давления. Гигроскопичность может сопровождаться образованием новых соединений — гидратов и кристаллогидратов. Так, при поглощении воды оксидом кальция образуется гидроксид. В микрокапилляр пористых материалов с радиусом менее 10-5 см пары воды конденсируются. Отношение количества воды, поглощенной материалом, к общему количеству этого материала называется гигроскопической влажностью. Максимальная гигроскопическая влажность разная для различных пористых материалов: 4 … 9% — для песка, 14 … 28 — для сосны, 9 … 25% — для фибролита. Она растет с повышением капиллярной пористости и уменьшением радиуса капилляров. Гигроскопичность меняет другие свойства материалов, приводит к потере активности цементов, вызывает изменение плотности, размеров и прочности древесины, увеличивает теплопроводность.

Для капиллярно-пористых материалов характерна способность увлажняться за счет подъема и перемещения воды под действием капиллярного давления (капиллярное всасывание). С ней связан подъем воды в материалах, прямо пропорционален косинусу краевого угла смачивания, т.е. степени гидрофильности, и противоположно пропорционален радиусу капилляров. Капиллярное всасывание минерализованных вод может сопровождаться отложением в порах солей (солевая коррозия). Капиллярное всасывание используется для пропитки пористых материалов, например, пропитки битумом железобетонных конструкций.

Водопоглощение по объему показывает степень заполнения объема материала водой, т.е. открытую кажущуюся пористость. Изменение водопоглощение может указывать на изменение и других свойств, например прочности, морозостойкости, химической стойкости, поэтому данный показатель часто нормируется. Так, глиняный кирпич должен иметь водопоглощение не менее 6 или 8% (в зависимости от марки), а силикатный — не более 16% (14% — лицевая). Для обычных торфяных плит водопоглощение должно быть не более 180%, а водостойких — 50% и т.д. Водопоглощение определяется выдержкой образцов в воде при нормальной температуре или при кипячении в течение определенного времени.

Читайте так же

Производство некоторых строительных материалов... Производство некоторых строительных материалов (кирпича, камня, плит, плиток, блоков, панелей и т.д.) организовано с применением процесса прессования формовочных смесей (масс, пресс - порошков и т.п.). Прессование - это формирование изделий (полуфабрикатов) в пресс - инструментах под действием давления. Различают прессования: статическое, Изостати...
Строительные Растворы Строительные растворы Автор: ИСТОРИЧЕСКИЙ ЛЕКТОР Опубликовано: 30 апреля 2014 года Просмотров: 1 120 Вот так: 2 Мне не понравилось: 0 Теги youtube:
Вредные Строительные Материалы. Какие Материалы Не... Вредные строительные материалы. Какие материалы нельзя использовать при строительстве Автор: Solecodom Опубликовано: двенадцать авг. Две тысячи шестнадцать г. Просмотрено: пять 235 Мне понравилось: 114 Мне не понравилось: 0 До 50% строительных материалов не отвечают общепринятым нормам качества. Делая выбор из богатого ассортимента недорогих стро...
Современное производство строительных материалов, ... Современное производство строительных материалов, изделий и конструкций характеризуется широким использованием многокомпонентных строительных смесей. При их приготовлении значительное внимание отводится технологическому процессу дозирования. Дозировкой называется процесс отмеривания определенного количества (объема, массы) материала или жидкости с...

При насыщении материала водой прочность его снижается в результате растворения контактов роста кристаллов, расклинивающего эффекта адсорбционных водных слоев, химического взаимодействия воды с отдельными компонентами, набухание глинистых материалов и других процессов.

Стойкость материала, насыщенного водой, к попеременного замораживания и оттаивания называется морозостойкостью. Морозостойкость обусловлена ​​сопротивлением материалов высоком давлении, возникающий в их порах при замораживании воды. Кристаллизация льда сопровождается увеличением объема примерно на 8% и развитием давления до 200 МПа. При чередовании циклов замораживания и оттаивания в материалах накапливаются остаточные деформации, приводящие к разрушению. Различия коэффициентов термического расширения входящих в материалы, также приводит к напряженного состояния. Показателем морозостойкости является число циклов (для некоторых материалов — отрицательная температура), выдерживают образцы при допустимом степени разрушения. Для большинства строительных материалов после экзамена их на морозостойкость снижение прочности допускается не более 25%, а потери массы — 5%. Морозостойкость зависит от состава, пористости и структуры порового пространства, она снижается с уменьшением водостойкости и ростом водопоглощение материалов.

Для снижения давления льда эффективное образование в материале замкнутых воздушных пор, выполняющие роль амортизаторов.

Испытания материалов на морозостойкость ведут в морозильных камерах обычно при -15 … -18 ° С, когда в большинстве капилляров вода переходит в лед. Снижение температуры ведет к существенному уменьшению морозостойкости, что объясняется вовлечением в процесс разрушения все более тонких капилляров.

При работе пористого материала в условиях определенного давления воды наблюдается ее фильтрация. В зависимости от структуры порового пространства возможны вязкостные, капиллярный или диффузный переносы воды.

При вязкостно переносе вода перемещается только в виде жидкости, при капиллярном она может переноситься и в виде пара, а при диффузном — в виде отдельных молекул. Способность материалов не пропускать воду под давлением называют водонепроницаемостью. Практически водонепроницаемыми считаются материалы, относительная плотность которых приближается к единице (металлы, стекло, полимеры). Высокую водонепроницаемость имеют материалы с замкнутыми порами, а также те, которые содержат в основном микрокапилляры (керамика, тонкодисперсные глины и др..). Сравнительно низкая водонепроницаемость характерна для материалов с совмещенными капиллярами.

Водонепроницаемость материалов измеряется тремя методами: давлением воды, выдерживает образец в течение заданного времени без появления признаков фильтрации; временем, необходимым для прохождения заданного объема воды при постоянном давлении; количеством воды, просочившейся в течение заданного времени при установленном давлении. Наиболее распространенный первый метод. Он применяется для оценки водонепроницаемости бетона, рулонных гидроизоляционных материалов, асфальтовых мастик и т.д.

Теплопроводность большинства строительных материалов увеличивается с повышением температуры, причем эта зависимость в интервале от 0 до 100 ° С имеет характер близок к линейному. Резко повышается теплопроводность также с увеличением влажности материалов. По мере повышения пористости, особенно объема мелких замкнутых пор, теплопроводность материалов снижается. Это обусловлено заполнением их воздухом в неподвижном состоянии имеет наименьшую удельную теплопроводность (при 20 ° С λ = 0,025 Вт / (м • ° С). Снижается теплопроводность и по мере усложнения химического состава материала, перехода от кристаллического к аморфной строения.

Значение удельной теплопроводности λ, Вт / (м • ° С): для меди — 350, стали — 58, гранита — 2,8 … 3,4, тяжелого бетона — 1,3 … 3,4, кирпича обычной — 0,7 … 0,8, ячеистого бетона — 0,15 … 0,4, минеральной ваты — 0,042 … 0,081, поропластов — 0,035.

Теплопроводность — важнейший критерий теплоизоляционных свойств. При воздействии на материалы высоких температур важное значение имеют их теплостойкость, термо-и огнестойкость, огнестойкость.

Теплостойкость-свойство материала сохранять эксплуатационные характеристики (например, прочность, пластичность, ударную вязкость) при механическом и химическом воздействии в условиях высокой температуры.

Жаростойкость — это способность материала выдерживать длительное нагревание до 1000 ° С без изменения эксплуатационных характеристик. К жаростойких относят различные керамические и металлические материалы, ситаллов, специальные бетоны.

Термостойкость — способность материалов выдерживать без разрушения циклические изменения температуры. Повышенную термостойкость имеют материалы с низким коэффициентом термического расширения (плавленый кварц, специальное стекло), высокой теплопроводностью и низким модулем упругости (металлы).

Способность материалов сохранять свои эксплуатационные свойства при воздействии огня в условиях пожара называют огнестойкостью. Пределом огнестойкости является длительность сопротивления воздействию огня к потере несущей способности (существенного снижения прочности и значительных деформаций). Например, у бетона предел огнестойкости 2 … 5 час., В железобетона — 1 … 2 часа., В металлических конструкций — 0,5 час.

Читайте так же

Какие Строительные Блоки Рекомендуется Выбирать Дл... Какие строительные блоки рекомендуются для строительства частного загородного дома? Автор: ООО «ЭкоДомоСтрой» Опубликовано: 1 декабря. 2015 Просмотров: 21 742 Мне понравилось: 75 Мне это не понравилось: 29 Хорошим строительным материалом для частного строительства домов являются современные строительные блоки. Рынок может предложить т...
Экономия, Экологически Чистый Строительный Материа... Экономия, Экологически чистый строительный материал. Все о строительстве! Автор: TheVipHouse. все о строительстве Опубликовано: шесть янв. Две тысячи четырнадцать г. Просмотрено: сто двадцать пять 947 Мне понравилось: 130 Мне не понравилось: 56 Сегодня наверное ищут хороший не уютный дом. Можно решить эту проблему. Совет, строительство, помощь не...
Материал Рулонный Кровельный И Гидроизоляционный Н... Выбор наплавляемых материалов На текущий момент существует много наплавляемых кровельных не гидроизоляционных материалов, различных по структуре, составу, физико-механическим свойствам, области применения, сроку службы не другим характеристикам. Среди основных факторов, влияющих на выбор гидроизоляции, фактически, важно всего два параметра: ДОЛГОВЕ...
Строительные Материалы Технологии Производства Стр... Строительные материалы. Технология производства строительных материалов. Любые студенческие работы. ДОРОГО! 100 р бонус за первый заказ Тротуарная плитка Традиционным городским материалом всегда являлся асфальт. Однако теперь конкуренцию ему составляет тротуарная плитка. Подобна нефти обладает рядом достоинств, которых не имеет обычное покрытие дор...

Огнеупорность — это способность материалов противостоять воздействию высоких температур не расплавляясь. Она характеризуется температурой, при которой образец усеченной пирамиды размягчается так, что его вершина, наклоняясь, затрагивает основы. Для огнеупорных материалов (динас, шамот, корунд и др.). Эта температура не ниже 1580 ° С.

Прочностные свойства. В эту группу механических свойств входят: прочность, твердость, истираемость и ударная вязкость материалов.

Прочность — это сопротивление материалов разрушению под действием внешних нагрузок. Она обусловлена ​​взаимодействием частиц (атомов, молекул или ионов), составляющих материалы. Фактическая прочность материалов ниже теоретической из-за наличия примесей и дефектов структуры.

В зависимости от строения и условий испытания разрушения материалов может быть хрупким или пластичным. Первое характерно для естественных и искусственных каменных материалов, стекла, второе — для металлов, сплавов, полимеров.

Процесс разрушения материала начинается с возникновения в нем микротрещин, под действием нагрузки развиваются до критического размера, от чего материал разрушается. Максимальное напряжение, при котором материал разрушается под действием возрастающей нагрузки, называется пределом прочности. При длительном приложении, а также многократном повторении нагрузки, разрушения возможно и при напряжениях, меньших предела прочности. Прочность зависит также от температуры, характера среды и вида напряженного состояния (сжатия, растяжения, изгиба, среза, кручения или комбинированного воздействия). Прочность уменьшается с увеличением их пористости, что приводит к снижению количества связей между структурными элементами и неравномерного распределения нагрузки.

Сопротивление материалов разрушению или деформированию в поверхностном слое при местных силовых воздействиях характеризует твердость. Твердость материалов можно рассматривать как их прочность при вдавливании. Для определения твердости используются методы вдавливания наконечников различных типов и измерения отпечатков. Отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка называют числом твердости. Для приблизительного определения горных пород применяют метод Мооса, основанный на царапании материала эталонным минералом. Первым в шкале Мооса стоит тальк, имеющий твердость 1, а последнее — алмаз с твердостью 10.

Для ряда материалов важными свойствами также истираемость и ударная прочность. Истираемость характеризуется потерями массы образца, отнесенные к единице поверхности, и определяется на специальных приборах, а ударная (динамическая) прочность — работой, затраченной на разрушение образца при ударе, т.е. при кратковременных нагрузках высокой интенсивности.

Деформативные свойства. Эта группа механических свойств характеризует деформации, то есть их способность изменять форму и размеры без изменения массы. Различают упругие, или полностью обратимы, необратимые или пластические, а также сложные упругопластической или пружновьязкопластични деформации.

Упругость — свойство материала восстанавливать форму и объем после прекращения действия деформирующих сил. Она обусловлено стремлением частиц, составляющих материал, вернуться в исходное состояние. Наибольшее напряжение, при которой практически не обнаруживаются остаточные деформации, называется пределом упругости.

Пластичность — свойство материалов изменять под действием внешних сил, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять пластические деформации после снятия нагрузок. Пластические деформации наступают при напряжениях, превышающих предел упругости. Способность к пластическим деформациям без заметного увеличения нагрузки называют текучестью. При определенных условиях для ряда материалов (бетона, металлов, керамики) характерна ползучесть — непрерывное медленный рост деформации при постоянной нагрузке.

Способность материалов разрушаться без заметной пластической деформации называют хрупкостью, а их сопротивление развития пластических деформаций — вязкостью. Один и тот же материал в зависимости от исходных условий: вида напряженного состояния, температуры, среды, скорости деформирования — может находиться в хрупком или пластическом состоянии. Например, многие металлы, асфальт и другие материалы при нормальной температуре — пластические, а при низкой — хрупкие.

Читайте так же

Строительные Материалы Технологии Производства Стр... Строительные материалы. Технология производства строительных материалов. Любые студенческие работы. ДОРОГО! 100 р бонус за первый заказ Тротуарная плитка Традиционным городским материалом всегда являлся асфальт. Однако теперь конкуренцию ему составляет тротуарная плитка. Подобна нефти обладает рядом достоинств, которых не имеет обычное покрытие дор...
Строительные Растворы, Сухие Смеси: Типы И Примене... Строительные растворы, сухие смеси: типы и применение Автор: Строй Двор Опубликовано: 16 апреля 2018 г. Просмотров: 47 Как обо мне: 4 Мне не понравилось: 0 В строительных работах используются различные типы растворов, основанные на характере применения, связующем материале, плотности и специальных целях, для которых он используется.Прочитайте бол...
Самые востребованные на строительном рынке воздухо... Кругом бурное строительство - от загородных коттеджей, до грандиозных олимпийских проектов. Ни один из этих объектов не обходится без вентиляции, она необходима любому строению, как воздух. Вентиляционная система - это сложная инженерная сеть, которую разрабатывают специалисты на этапе проектирования, основываясь на нормах СНиП и ГОСТах. Такая сис...
Высота Стен Из Керамзитобетонных Блоков... Керамические бетонные блоки. что лучше? В настоящее время рынок строительных материалов значительно возрос. Вашему вниманию предлагаются все известные кирпичи, бетонные плиты и, конечно же, древесина, различные типы готовых блоков: газосиликат, также называемый газированным бетоном, керамзит или полистиролбетонные блоки, шлаковые блоки, пенные блок...