Вопрос №4. Механические свойства строительных материалов

Вопрос №1. Классификация строительных материалов по видам сырья. Привести при меры известных строительных материалов каждой подгруппы классификации: каменных, лесных, керамических и т. д.

Можно выделить следующие основные группы:

- древесные (круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции);

- из природного камня (стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок);

- керамические (на основе глин - кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит (искусственный гравий для легких бетонов) и др.);

- из стеклянных и других минеральных (неметаллических) расплавов (оконное и облицовочное стекло, стеклоблоки, стекло­ профилит (для ограждений), плитки, трубы, изделия из ситаллов и шлакоситаллов, каменное литье);

- из металлов и их сплавов (черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые);

- на основе минеральных вяжущих (например, на основе строительного гипса, цементов - битумные и дегтевые вяжущие, кровельные и гидроизоляционные материалы: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы);

- на основе искусственных полимеров (линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты и др). Эти группы материалов применялись и применяются в архитектуре, дизайне, реставрации, а такая классификация, как правило, используется при изучении материаловедения.

 

Вопрос №2. Общие свойства строительных материалов. Определение, классификация свойств строительных материалов. Примеры.

Свойства – характеристики, проявляющиеся в процессе применения и эксплуатации материалов. За исключением их экономических показателей, можно разделить на две группы: эксплуатационно-технические и эстетические. Первые обеспечивают необходимую защиту, прочность, долговечность здания, сооружения. Вторые относятся к материалам, определенные поверхности которых, называемые лицевыми, воспринимаются визуально в процессе эксплуатации материала и влияют на восприятие среды жизнедеятельности человека, в т.ч. внешнего вида зданий, сооружений и их интерьеров.

Эксплуатационные.

- Физические (плотность, пористость, водопоглощение, гигроскопичность, водостойкость, водонепроницаемость, влажность, теплопроводность, огнестойкость, морозостойкость),

- Механические (прочность, твердость, вязкость, износ, пластичность),

- Биохимические (кислотостойкость, щелочестойкость, коррозионная стойкость),

- Технологические (подвергается переработке),

- Комплексные (надежность);

 

Эстетические.

Форма, цвет, фактура, текстура, эстетичность, сочетаемость;

 

Технико-экономические.

- Плотность - бывает истинная, средняя и насыпная

- Пористость – степень заполнения материала порами (общая, открытая, закрытая)

- Влажность – кол-во воды, содержащееся в порах и на поверхности образца.

- Водопоглощение – способность материала при погружении его в воду впитывать и удерживать ее (по массе, по объему).

- Гигроскопичность – способность капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха.

- Водостойкость – способность материала не ухудшать свои механические свойства ниже определенного предела при его насыщении влагой.

- Водонепроницаемость – способность материала не пропускать воду через свою толщу при определенном давлении.

- Теплопроводность – способность материала пропускать через свою толщу тепловой поток, вызванный разницей температур на поверхностях, ограничивающих материал.

- Морозостойкость – способность водонасыщенных материалов выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительных технических повреждений и видимых признаков разрушения.

- Огнестойкость – свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение длительного времени (зависит от сгораемости материала).

 

Вопрос №3. Физические свойства строительных материалов.

- Истинная плотность – р = m/v, m – масса материала, v – объем в плотном состоянии.

- Средняя плотность – р = m/v2, m – масса материала, v2 – объем в естественном состоянии.

- Насыпная плотность – р = m/v3, m – масса материала, v3 – объем в насыпном состоянии.

- Пористость - степень заполнения материала порами (общая, открытая, закрытая). П=(1 – р/рср)*100%, р – плотность.

- Влажность (W=(m в -m с)/m с *100%) – кол-во воды, содержащееся в порах и на поверхности образца.

- Водопоглощение – способность материала при погружении его в воду впитывать и удерживать ее (по массе (Вм=(m нас- m сух)/ m сух *100%), по объему(Вм=(m нас- m сух)/ V*100%))(гранит – 0,1-0,8%).

- Гигроскопичность – способность капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха.

- Водостойкость – способность материала не ухудшать свои механ-е свойства ниже определенного предела при его насыщении влагой. Она харак-ся коэф-м размягчения (Кр=R нас/ R сух).

- Водонепроницаемость – способность материала не пропускать воду через свою толщу при определенном давлении (W2, W4, …W30).

- Теплопроводность – способность материала пропускать через свою толщу тепловой поток, вызванный разницей температур на поверхностях, ограничивающих материал (сталь-56 Вт/(м*С)). Она зависит от пористости, плотности, влажности, температуры.

- Морозостойкость – способность водонасыщенных материалов выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительных технич-х повреждений и видимых признаков разрушения (F50, F75, F100, …F1000).

- Огнеупорность – свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580*С), не размягчаясь и не деформируясь.

- Огнестойкость – свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение длительного времени (зависит от сгораемости материала).

 

Вопрос №4. Механические свойства строительных материалов.

Механические свойства строительных материалов - определяют поведение конструкций под действием внешних нагрузок. Нагрузки вызывают разрушение либо деформацию материалов. Сопротивление материалов механическому разрушению характеризуется их прочностными свойствами: прочностью, твердостью, истираемостью, сопротивлением удару, износом. Способность материалов изменять под нагрузкой форму и размеры характеризуется деформационными свойствами: упругостью, пластичностью, хрупкостью и ползучестью.

- Упругость - свойство материала восстанавливать свои форму и объем после прекращения действия внешних сил. Упругую деформацию называют обратимой. Наибольшее напряжение, при котором действует лишь упругая деформация, называют пределом упругости.

- Пластичность - свойство материала необратимо деформироваться под действием внешних сил. Пластическая (остаточная) деформация, не исчезающая после снятия нагрузки, называется необратимой. К упругим материалам относятся природные и искусственные каменные материалы, стекло, сталь; к пластичным - битумы при положительных температурах, некоторые виды пластмасс, бетонные и растворные смеси до затвердевания.

- Хрупкость - свойство материала разрушаться после незначительной пластической деформации. Хрупкому материалу в отличие от пластичного нельзя придать при прессовании желаемую форму, так как такой материал под нагрузкой дробится на части, рассыпается. Хрупкими являются природные и искусственные камни, стекло, чугун и др.

- Прочность - способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы (пластической деформации) при действии внешних нагрузок. Мерой прочности материала является предел прочности - наибольшее напряжение, соответствующее нарастающей нагрузке, при которой образец материала разрушается. Прочность материала зависит от его структуры, пористости, влажности, дефектов строения, температуры, состояния поверхности и других факторов.

- Твердость - свойство материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела.

- Истираемость - свойство материала уменьшаться в объеме и массе под действием истирающих усилий.