Вопрос №5. Понятие прочности, деформативные свойства строительных материалов

- 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. Кроме указанной, типичными характеристиками служат пределы упругости и пластичности.

- 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. Все эти характеристики прочности относятся к кратковременному действию приложенной нагрузки. При длительном действии нагрузки возрастает опасность нарушения структуры материала.

В зависимости от характера приложения нагрузки F и вида возникающих напряжений различают прочность на сжатие, растяжение, изгиб, скалывание (срез). Для экспериментального определения предела прочности материала используют образцы правильной геометрической формы - кубы, призмы, цилиндры, стержни, полоски. Размеры образцов, процедура испытания, вид и скорость нагружения, правила обработки результатов выдерживаются в строгом соответствии с требованиями стандарта. Чаще всего материалы испытывают сжимающей или растягивающей нагрузкой F.

Вопрос №6. Комплексные виды свойств: морозостойкость, долговечность, надёжность.

- Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности. Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале. Морозостойкость материалов зависит от их плотности и степени заполнения водой. Образцы испытываемого материала, в зависимости от назначения, должны выдержать от 15 до 50 и более циклов замораживания и оттаивания. При этом испытание считается выдержанным, если на образцах нет видимых повреждений, потеря в весе не превышает 5%, а снижение прочности не превосходит 25% (F50,F75,F100, …F1000).

- Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Предельное состояние определяется разрушением изделия, требованиями безопасности или экономическими соображениями. Независимо от способа оценки - по изменению свойств или отклонению структурных параметров от оптимальных - полный период долговечности начинается от укладки материала в конструкцию до предельно допустимого уровня, соответствующего изменению свойств или структуры.

- Надежность – общее свойство, характеризующее проявление всех остальных свойств изделия в процессе эксплуатации. Она складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Вопрос №7. Каменные материалы.

Природные каменные материалы - это строительные материалы и изделия, получаемые механической обработкой (дроблением, раскалыванием, пилением, шлифованием и пр.) горных пород. Каменные природные материалы очень прочны, долговечны, ог­нестойки, изготовлены из местного сырья. Отходы горнодобы­вающей и камнеобрабатывающей промышленности используются в качестве заполнителя для бетонов, изготовления других искусствен­ных каменных изделий на минеральном и органическом вяжущем.

- Достоинства: высокая долговечность; высокая прочность на сжатие; высокие эстетические показатели – блеск, цвет, прозрачность, фактура, текстура, сочетаемость с др. материалами; высокая огнестойкость; экологически чистый материал; высокая морозостойкость (до F500); высокая водостойкость (Кр от 0,8); высокая ударная вязкость и устойчивость против истираемости; широкая сырьевая база.

- Недостатки: высокая средняя плотность (от1000 до 3300 кг/м3); тяжело обрабатывается; высокая себестоимость изготовления; прочность на растяжение в 5-20 раз меньше чем на сжатие.