Понятие свойство материала. Классификация свойств

Классификация строительных материалов

Номенклатура материалов, применяемых в современном строительстве огромна. Чтобы легче ориентироваться в многообразии строительных материалов и изделий, чаще всего их классифицируют по назначению, исходя из условий работы материалов в сооружениях и по технологическому признаку, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и способ изготовления (керамические, древесные, каменные, бетонные и железобетонные и т.д.).

Для архитектурного и строительного материаловедения наиболее удобна классификация по назначению: материалы условно делят на две группы: конструкционные и материалы специального назначения.

Иногда встречается разделение материалов на конструкционные, конструкционно-отделочные и отделочные, однако не совсем верно, т.к. классификация не включает огромную группу материалов, например, герметики.

Конструкционные материалы, применяемые главным образом для несущих конструкций, различают следующие:

1) природные каменные;

2) вяжущие[1];

3) искусственные каменные, получаемые:

а) омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетон, железобетон, растворы);

б) спеканием (керамические материалы и огнеупоры);

в) плавлением (стекло и ситаллы);

4) металлы (сталь, чугун, алюминий, сплавы);

5) полимеры;

6) древесные;

7) композиционные материалы (асбестоцемент, железобетон, полимербетон, фибробетон, стеклопластик и др.).

Строительные материалы специального назначения, необходимые для защиты конструкций от вредных воздействий среды или повышения эксплуатационных свойств и создания комфорта, следующие:

1) теплоизоляционные;

2) акустические;

3) гидроизоляционные, кровельные и герметизирующие;

4) отделочные;

5) антикоррозионные;

6) огнеупорные;

7) материалы для защиты от радиационных воздействий и др.

Понятие свойство материала. Классификация свойств

Важным слагаемым, определяющим качество современной архитектуры, является качество применяемых в строительстве конструкционных и отделочных материалов и изделий. Борьба за повышение качества промышленной продукции неразрывно связана с его оценкой, управлением, контролем и аттестацией. Чтобы управлять качеством, необходимо, прежде всего, научиться его измерять.

Область науки, занимающаяся методами количественной оценки качества продукции, называется квалиметрией (от лат. gualis-какая по качеству и греч. metreo - измеряю). Количественная оценка качества продукции, т.е. определение численных значений показателей качества, применяется в различных областях для выбора оптимального варианта (из некоторого числа сравниваемых), для изучения динамики совершенствования качества, планирования, контроля и аттестации качества продукции и т.п.

Каждый материал обладает комплексом разнообразных свойств, определяющих область его рационального применения и возможность сочетания с другими материалами.

Свойство — способность материала определенным образом реагировать на отдельный или чаще всего действующий в совокупности с другими внешний или внутренний фактор. Действие того или другого фактора обусловлено как составом и строением материала, так и эксплуатационными условиями материала в конструкции зданий и сооружений.

Свойство - характеристика материала (изделия), проявляющееся в процессе его переработки, применения или эксплуатации.

Например, термопластичность жесткого поливиннлхлорадного листа проявляется при изготовлении из него рельефных вакуумформованных облицовочных материалов, удобоукладываемость бетонной смеси - при применении (укладке), а износостойкость керамических плиток для полов - при эксплуатации покрытия.

Простое свойство - свойство материала (изделий), которое нельзя подразделить на другие. Например, масса материала» или «длина изделия» не могут быть представлены другими, более простыми свойствами.

Сложное свойство - такое свойство материала (изделия), которое может быть подразделено на два или большее количество менее сложных или простых свойств. Например, сложное свойство функциональность материала (изделия) определяется совокупностью эксплуатационно-технических и технологических свойств, характеризующих его функцию, назначение, утилитарную способность, т. е. то, для чего он разработан и изготовлен.

Качество - сложное свойство, совокупность всех функциональных и эстетических свойств материала (изделия), обусловливающих его способность удовлетворять определенным требованиям в соответствии с его назначением.

Интегральное качество (соотношение цена/качество) - наиболее сложное свойство материала (изделия), определяемое совокупностью его качества и экономичности.

Общие свойства строительных материалов и изделий можно классифицировать на три основные группы: функциональные, эстетические и экономические. Каждая группа представляет собой сложное свойство, которое, в свою очередь, является совокупностью менее сложных свойств.

Свойства строительных материалов и изделий по их природе классифицируют на три основные группы: - физические, механические и химические. Такое деление широко применяется для изучения методов оценки свойств, для выявления закономерных связей между строением и свойствами веществ и других исследовательских и прикладных целей.

К физическим свойствам материалов относятся:

· характеристики структур и массы (плотность, пористость, пустотность и др.);

· свойства, определяющие отношение материалов к действию воды, пара, газов (гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость, влагостойкость, водостойкость, паропроницаемость, газопроницаемость и др.);

· отношение материалов к действию тепла, огня, холода, электрического тока, звуковых волн, излучений (теплопроводность, термостойкость, огнестойкость, огнеупорность, хладостойкость, электропроводность, звукоизолирующая и звукопоглощающая способность, радиационная стойкость и др.);

· отношение к комплексному действию внешней среды, например, одновременного действия воды и холода (морозостойкость) и т.п.

Одни физические свойства материалов проявляются в процессе их производства и переработки (плавкость, ковкость, свариваемость, спекаемость, формуемость, растворимость и др.) их называют технологическими, другие – непосредственно в процессе эксплуатации или через характеристики тех свойств материала, которые определяют его функциональность и эстетичность. Свойства материалов обычно взаимосвязаны. Так, плотность и пористость материала влияют на его весовые и теплотехнические характеристики, поверхностное водопоглощение - на морозостойкость и загрязняемость, воздухопроницаемость - на звукопоглощение материалов и т.п.

Некоторые физические свойства строительных материалов и изделий определяют их важное функциональное свойство - технологичность в применении, характеризующее удобство работы с материалом (изделием) в процессе строительства (его укладки «в дело»). Таковы, например, удобоукладываемость (подвижность и жесткость) бетонной смеси, вязкость, укрывистость и скорость высыхания (пленкообразование) красок, эластичность и гибкость рулонных отделочных и кровельных материалов, сроки схватывания гипсового теста и др.

Для архитектора не менее важны физические свойства материалов, характеризующие их цвет, блеск, фактуру, текстуру и др.

Под механическими свойствами материалов понимают их способность сопротивляться деформированию и разрушению (в сочетании с упругим и пластическим поведением) под действием внешних сил.

К этим свойствам относятся: прочность (при сжатии, растяжении, изгибе, ударе, срезе, кручений и т.д.), твердость, упругость, деформативность, хрупкость, ударная вязкость, пластичность, текучесть, ползучесть, выносливость (усталость), истираемость и др.

Химические свойства материалов характеризуют их способность сопротивляться действию химически агрессивной среды, вызывающей в них обменные реакции и приводящие к разрешению материалов. Это -кислотостойкость, щелочестойкость, стойкость к одновременному действию комплекса химически активных агентов и др.

Кроме этих основных групп свойств можно выделить биологические свойства строительных материалов и изделий, характеризующих их стойкость к действию грибков, микроорганизмов, насекомых и их личинок, и др. Однако все биологические процессы могут быть сведены к химическим.

Следует отметить, что в эксплуатационных условиях строительные материалы и изделия подвергаются, как правило, одновременному действию физических, механических, химических, биологических, физико-химических, химико-биологических и других факторов. Так, например, материалы для наружных ограждающих конструкций здания подвергаются действию различных механических нагрузок, воды, тепла, холода, ультрафиолетового облучения и других факторов внешней среды. Свойства материалов, характеризующие их стойкость к такому одновременному или циклическому действию различных агрессивных (разрушающих) факторов, являются комплексными. Это - долговечность, надежность, совместимость, длительная прочность, износостойкость, теплостойкость, жаропрочность и жаростойкость, кавитационная стойкость, сопротивление коррозии и эрозии.

Санитарно-гигиенические характеристики материалов, в основном, зависят от их химического состава и оцениваются методами санитарно-химического анализа. Исключение составляет характеристика загрязняемости, которая определяется, главным образом, наличием на поверхности материала открытых пор. Санитарно-гигиенические свойства правомерно выделить в отдельную группу, однако обычно они рассматриваются в группе химических свойств.