Прочность строительных материалов

8.1 Прочность - является одной из важнейших механических характеристик материалов, которой оценивают их способность в определенных условиях сопротивляться разрушению под воздействием внутренних напряжений, вызванных внешними (сжимающими, изгибающими, растягивающими, скалывающими и др.) силами. На показатели прочности оказывает влияние ряд факторов – неоднородность вещественного состава и строения материала; его температура и влажность; форма и размеры испытуемых образцов; характер обработки их поверхностей, контактируемых с поверхностью плит пресса, на котором производят испытания; скорость приложения нагрузки; направление приложения нагрузки по отношению к расположению слоев или волокон материала. Именно поэтому при оценке прочностных характеристик материалов испытаниям подвергают серию (не менее трех) образцов и за конечный результат принимают среднее значение показателей прочности.

Поскольку форма и размеры образцов (масштабный фактор) оказывают влияние на показатели прочности, то соответствующими ГОСТами предусмотрено определение механических характеристик материалов на образцах стандартных размеров – кубы с ребром 15 см для цементных бетонов; кубы с ребром 7,07 см для строительных растворов; кубы с ребром 15 см или цилиндры с диаметром и высотой 4-5 см для природного камня и т.п.

Мерой прочности служит предел прочностиматериала при соответствующей деформации (R), равный предельному напряжению, превышение которого вызывает разрушение испытуемого образца. В строительной практике чаще всего оперируют пределами прочности при сжатии (Rсж) и при изгибе (Rи).

Предел прочности при сжатии рассчитывают по формуле:

Прочность строительных материалов - student2.ru (МПа, кГс/см2) (21)

где Р – разрушающая нагрузка, (Н, кГс);

S – площадь поперечного сечения образца (м2, см2) (для куба и призмы S=a2, для цилиндра πd2/4)

Предел прочности при изгибе (Rи) при сосредоточенной нагрузке в середине пролета (рис.6) рассчитывают по формуле:

Прочность строительных материалов - student2.ru = Прочность строительных материалов - student2.ru (МПа, кГс/см2) (22)

где Р – разрушающая нагрузка (Н, кГс);

l – расстояние между опорами испытуемого образца (свободная длина, пролет), (м, см);

b и h – ширина и высота образца (м, см).

Прочность строительных материалов - student2.ru

Рис. 6. Схема испытания кирпича на изгиб

1 –плита пресса; 2 – выравнивающий материал; 3 - кирпич

При сосредоточенной нагрузке, приложенной в 2/3 пролета (рис.7), расчетная формула приобретает вид:

Прочность строительных материалов - student2.ru (МПа, кГс/см2) (23)

Прочность строительных материалов - student2.ru

Рис. 7. Схема приложения сил при испытании на статический изгиб

Зная среднюю плотность (ρо) и предел прочности материала при соответствующей деформации (R) можно рассчитать удельную прочность – коэффициент конструктивного качества (ККК) – материала по формуле (24).

Прочность строительных материалов - student2.ru (24)

Чем выше этот коэффициент, тем эффективнее считается данный материал. Повышения ККК можно добиться либо понижением ρо, либо повышением R.

ДЛЯ ЗАМЕТОК

____________________

Наши рекомендации