Физические свойства

Состав и строение

1 Состав позволяет судить о свойствах строительных материалов. Например, химический, о прочности и огнестойкости, биостойкости.

2.Структура – внутреннее строение материала. Часто материалы одинакового химического состава, но разной структуры имеют разные свойства.

Бывает микро- и макроструктура.

Макроструктура бывает:

· Ячеистой

· Слоистой

· Рыхло – зернистой

· Волокнистой

· Конгломератной (бетон)

Микроструктура бывает:

· Кристаллической

· Аморфной

Для кристаллической структуры характерно упорядоченное расположение атомов в молекуле. В аморфной расположение атомов хаотично. Аморфная форма вещества менее устойчива и может перейти в кристаллическую.

1. Масса – совокупность частиц при определенном объеме. Масса занимает определенный объем. Она постоянна и не зависит от скорости движения.

2. Плотность – масса единицы объема. Измеряется в г/см³, или кг/м³.

Различают три вида плотности:

• Истинная плотность – масса единицы объема в абсолютно плотном состоянии, без учета пор и пустот.

Определяем по формуле ρ = m/V_а

• Средняя плотность – масса единицы полного объема

Определяем по формуле ρ_m = m/V_п

• Насыпная плотность – средняя плотность сыпучего материала.

На среднюю плотность влияет влажность.

Методы определения средней плотности:

· Высушивают материал

· Взвешивают на весах.

· Определяют объем. Для образцов правильной формы (куб, цилиндр, параллелепипед) замеряют размеры, а затем считают по формуле. Образцы неправильной формы покрывают парафином и погружают в воду. Объем материала равен объему вытесненной им жидкости.

· Рассчитывают среднюю плотность по формуле.

Методы определения насыпной плотности.

· Высушивают материал

· Берут сосуд нужной емкости и определяют его массу.

· Насыпают в сосуд, с высоты 10 см, материал с горкой. Лишнее снимают линейкой от центра к краям.

· Взвешивают сосуд с материалом.

· Рассчитывают массу материала.

· Рассчитывают насыпную плотность.

3. Пористость – степень заполнения материала порами и пустотами.

Пор = (1-ρ_m/ρ)*100%

Пус = (1-ρ_мmзерн./ρ)*100%

Поры – размером до 3-5 мм, больше – пустоты

Поры меньше 0,1 мм- мелкие, больше – крупные. Бывают закрытые и сообщающиеся.

Свойства, связанные с воздействием воды:

4. Водопоглощение – способность материала поглощать и удерживать воду. Характеризуется разностью массы в сухом и водонасыщенном состоянии. Бывает массовое (W_m) и объемное (W_V)

Определяется по формуле:

W_{m =} 100%

W_V = 100%

m₁- масса сухого образца.

m₂ - масса водонасыщенного образца.

V - объем материала.

W_V /W_m = ρ_m

5. Влагоотдача – свойство материала отдавать влагу окружающему воздуху. Характеризуется количеством воды, теряемом материалом в сутки при влажности 60%, температуре окружающего воздуха 20 градусов.

6. Гигроскопичность- свойство строительного материала поглощать определенное количество воды при повышенной влажности окружающего воздуха.

Предел гигроскопичности – максимальное количество воды, которое материал может поглотить из воздуха. Высокая гигроскопичность у древесины

7. Влажность - определенное содержание влаги в материале, отнесенное к массе сухого материала.

8. Водостойкость – способность материала сохранять несущую способность при насыщении водой. Характеризуется коэффициентом размягчения, который определяется как отношение предела прочности при сжатии водонасыщенного материала к пределу прочности при сжатии сухого материала. К _разм = R_в/R_с

Значения коэффициента колеблется от 0 до 1. Материал считается водостойким если коэффициент размягчения больше 0,8

9. Водопроницаемость – свойство материала пропускать воду под давлением. Характеризуется количеством воды, прошедшей за 1 час через площадь 1 см² при постоянном давлении.

10. Морозостойкость – свойство водонасыщенного материала выдерживать многократное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и потери массы. Материал считается выдержавшим испытание на морозостойкость, если за определенное количество циклов замораживания и оттаивания потерял не более 5% массы и не более 25% прочности. Характеризуется коэффициентом морозостойкости, который определяется по формуле:

К _Мор = R_исп/R_вод

R_исп - предел прочности при сжатии испытанного на морозостойкость материала

R_вод - предел прочности при сжатии водонасыщенного материала.

К _Мор должен быть больше 0,75.

По количеству циклов замораживания и оттаивания материалы делятся на марки по морозостойкости: 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 200…1000.

Свойства, связанные с воздействием температур

11. Теплопроводность – свойство материала передавать тепло через толщу при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Характеризуется количеством теплоты, которое проходит через стену из испытуемого материала, толщиной 1 м, площадью 1 м², при разности температур на противоположных поверхностях в 1 градус.

Теплопроводность зависит от плотности, строения, пористости, влажности, температуры.

Теплопроводность повышается при повышении влажности, плотности и температуры.

12. Теплоемкость – свойство материала при нагревании поглощать тепло, при охлаждении отдавать.

13. Огнестойкость – свойство материала противостоять действию высоких температур и воды во время пожара. По огнестойкости делятся на группы:

– Сгораемые – легко загораются, горят, горение продолжается при удалении источников огня (дерево, пластмассы)

– Трудносгораемые – с трудом загораются, тлеют, обугливаются, при удалении источника огня горение прекращается.

-- Несгораемые материалы– не тлеют, не возгораются, не воспламеняются (бетон, кирпич)

14.Огнеупорность – свойство материала длительно выдерживать высокие температуры, не плавясь.

По степени огнеупорности материалы делятся:

Огнеупорные – выдерживают температуру выше 1580 градусов

Тугоплавкие – выдерживают температуру от 1350 до 1580 градусов

Легкоплавкие – выдерживают температуру до 1350 градусов

15 Термостойкость – способность выдерживать перепады температур.