Природные каменные материалы
Оглавление
1. Вступление …………………………………………………….……...…….3
2. Описание механических свойств материалов...……………………..……4
3. Варианты применения материалов ………………………………………13
4. Виды материалов…………………………………………………………..15
5. Заключение…………………………………………………………….…...24
6. Список источников……………………………………………..….………25
Вступление:
Почти все окружающие нас предметы несут механическую нагрузку — стул, на котором мы сидим, стол, на который облокотились, гвоздь, которым прибита к стене книжная полка, сама стена, весь каркас нашего дома, его фундамент и участок земли, на котором он стоит. Это все — нагрузки, действующие постоянно или прикладываемые медленно.
Если же взять двигатель автомобиля, то, как известно, на поршень действует взрывная сила давления со стороны газов, с огромной скоростью сгорающих в цилиндре. Поршень через шатун передает нагрузку на коленчатый вал, который, таким образом, оказывается под действием циклически изменяющихся сил.
В современной технике основные конструкционные материалы — металлы и сплавы. Более 90% от общего количества производимого человеком металла используется именно потому, что металлы обладают особым сочетанием механических свойств — хорошо сопротивляются нагрузкам. Лишь остальная, малая часть металлов находит применение в силу их высокой электропроводности, теплопроводности, магнитных свойств
Целью данной работы стоит изучение механических свойств материалов. Выявить характеризующие черты механических свойств. И как это все отражается на материалах в наше время
Описание механических свойств материалов:
Механические свойства материалов - это совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воздействующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения.
Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. Механическими свойствами материалов являются: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость. Кроме того, под воздействием внешних нагрузок, материалы в зданиях и сооружениях могут испытывать и такие внутренние напряжения, как сжатие, растяжение, изгиб, срез. Напряжение измеряют в физических величинах.
Типичная диаграмма деформации при растяжении конструкционных металлов.
Схемы деформации при разных способах нагружения: а — растяжение, б — сжатие, в — изгиб, г— кручение (пунктиром показана начальная форма образцов)
Упругость:
Упругостью называют свойство материала восстанавливать первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки, под действием которой формы материала деформируются. В качестве примера упругих материалов можно привести резину, сталь, древесину.
Пластичность:
Пластичность — это способность материала под влиянием действующих усилий изменять свои формы и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившуюся форму и размеры после снятия нагрузки. Примером пластичных материалов служит глиняное тесто, разогретый асфальт.
Хрупкость:
Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил при незначительных деформациях. В качестве примера можно привести стекло и керамику.
Истираемость:
Истираемостью называют способность материала уменьшаться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий.
Свойство строительных материалов сопротивляться истирающим и ударным нагрузкам необходимо учитывать при подборе материалов для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, для ступеней, лестниц, бункеров.
Главными свойствами строительных материалов, по которым определяют возможность их применения в элементах здания, являются прочность, плотность, теплопроводность, влажность и водопроницаемость, морозостойкость, огнестойкость.
Гигроскопичность:
Гигроскопичность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Процесс поглощения влаги из воздуха называется сорбцией, он обусловлен полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. С повышением давления водяного пара (то есть увеличением относительной влажности воздуха при постоянной температуре) возрастает сорбционная влажность материала.
Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощённой воды и интенсивностью всасывания. Уменьшение этих показателей отражает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.
Плотность:
Плотность - величина, измеряемая отношением массы вещества к единице его объема в естественном состоянии. Чем плотнее материал, тем меньше в нем пустот и пор, тем больше его плотность. От плотности материала зависят вес конструкций, теплоизоляционные качества и прочность.
Износостойкость:
Износостойко — способность материала противостоять воздействию на него сил трения и ударных воздействий от движущихся предметов. Определяют ее на специальных приборах, снабженных абразивными насадками и моделирующих реальный процесс изнашивания. Износостойкость—важное свойство материалов, используемых для покрытий полов, дорог и т. п.
Теплопроводность:
Теплопроводность — количества теплоты, проходящей через ограждение разности температур наружного и внутреннего воздуха. Чем меньше теплопроводность, тем лучше теплозащитные качества материала. Теплопроводность материалов зависит от плотности и степени влажности. Материалы, имеющие меньшую плотность и влажность, обладают меньшей теплопроводностью.
Влажность:
Влажность - содержание влаги в материале. Влажность определяют в процентах от массы абсолютно сухого материала. Чем меньше влажность, тем меньше плотность и теплопроводность и выше прочность материала.
Водопроницаемость:
Водопроницаемость - величина, характеризуемая количеством воды, проходящей в течение определенного времени под постоянным давлением через испытуемый материал. Например, водопроницаемость стыков панелей наружных стен испытывают в особой камере на действие косого дождя при определенной силе ветра. Для кровельных материалов (например, толь, рубероид) водопроницаемость характеризуется временем, в течение которого вода под давлением проходит через материал и появляется с другой стороны образца.
Износостойкость:
Износостойкость — способность материала противостоять воздействию на него сил трения и ударных воздействий от движущихся предметов. Определяют ее на специальных приборах, снабженных абразивными насадками и моделирующих реальный процесс изнашивания. Износостойкость—важное свойство материалов, используемых для покрытий полов, дорог
Морозостойкость:
Морозостойкость — способность материалов в насыщенном водой состоянии сопротивляться разрушению при многократном замораживании и оттаивании. Испытание материалов на морозостойкость производится в специальных камерах. Марки изделий по морозостойкости обозначают количество выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоянии.
Огнестойкость:
Огнестойкость — способность материала выдерживать действие высокой температуры без потери прочности. Предел огнестойкости конструкций из различных материалов оценивается по времени (в ч), которое выдерживает конструкция до потери прочности или устойчивости. Материал, из которого выполнена конструкция, характеризуется по его способности воспламеняться, гореть или тлеть после удаления источника огня. Материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, называются несгораемыми. Материалы, горение и тление которых прекращается после удаления источника огня, называются трудно сгораемыми, а которые горят и тлеют после удаления источника огня — сгораемыми.
Прочность:
Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжатии, изгибе, растяжении, срезе). Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала.
Прочность строительных материалов обычно характеризуется маркой, значение которой соответствует величине предела прочности при сжатии, полученному при испытании образцов стандартных размеров. Предел прочности при сжатии строительных материалов колеблется в достаточно широких пределах от 0,5 (тор- фоплиты) до 1000 МПа и выше (высокопрочная сталь).
Прочность - мера сопротивления материала разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Конструкции здания испытывают определенные нагрузки, под действием которых они сжимаются, растягиваются или изгибаются. То есть это свойство материала в определенных условиях и пределах воспринимать нагрузки или другие воздействия, вызывающие в нем внутренние напряжения, без разрушения.
Частицы, из которых состоит твердый материал, удерживаются в равновесии силами взаимного сцепления. Если к какому-либо образцу материала приложить внешнюю силу F, например, растягивающую (рис. 1), то ее действие равномерно распределится на все частицы материала: материал окажется в напряженном состоянии. Напряжение вызовет изменение расстояний между частицами — материал начнет деформироваться (в нашем случае — растягиваться).
Рис. 1. Схема определения напряжений при растяжении
При увеличении действующей силы напряжения в материале возрастают и могут превысить силу сцепления частиц и материал разрушится.
На практике разрушение материала начинается значительно раньше того момента, когда напряжения в нем достигнут теоретического предельного значения. Это объясняется тем, что в реальных материалах много дефектов самого различного уровня (начиная от молекулярного и кончая макродефектами — например, трещинами). Напряжение, при котором происходит разрушение материала при испытании, называют пределом прочности.
В зависимости от характера приложения нагрузки F и вида возникающих напряжений различают прочность при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании (срезе) (рис. 2).
Прочность определяют на образцах материала, форму и размеры которых устанавливает стандарт на этот материал. Так, для оценки прочности бетона приняты образцы-кубы размером 150X150X150 мм.
Для испытания материалов применяют специальные машины, снабженные механизмом для силового воздействия на образец и измерительными устройствами. Так, предел прочности при сжатии определяют с помощью гидравлических прессов, развивающих усилия до 106И и более (рис. 4).
Рис. 2. Схема определения пределов прочности материалов на сжатие (а), растяжение (б), изгиб (в) и срез (г)
Аналогично определяют прочность при растяжении, изгибе, скалывании. Однако расчетные формулы при изгибе и скалывании имеют другой вид.
Прочность при сжатии, растяжении и изгибе у одного и того же материала может сильно различаться. У всех каменных материалов прочность при сжатии в 5-15 раз выше, чем при изгибе и растяжении. У древесины, наоборот, прочность при изгибе немного выше прочности при сжатии. Интересно отметить, что прочность древесины при сжатии вдоль волокон близка к прочности бетона, а при изгибе она прочнее бетона более чем в 10 раз.
Рис. 3. Схема гидравлического пресса для испытания на сжатие: 1 — станина, 2 — поршень, 3, 5 — нижняя и верхняя опорные плиты, 4 — испытуемый образец. 6 — маховик для ручного подъема и опускания верхней плиты, 7 — манометр, 8 — масляный насос
Материалы, ведущие себя подобно резиновому шарику, т. е. восстанавливающие свою форму и размеры после снятия нагрузки, называются упругими. Материалы, ведущие себя подобно глине, т. е. сохраняющие деформации после снятия нагрузки, называются пластичными. Соответственно обратимые деформации называются упругими деформациями, а необратимые — пластическими.
К упругим материалам относятся природные и искусственные каменные материалы, стекло, сталь; к пластичным — битумы ( при положительных температурах), некоторые виды пластмасс, свинец, бетонные и растворные смеси до затвердевания.
Твердость:
Твердость — способность материалов сопротивляться проникновению в них других материалов. Твердость — величина относительная, так как твердость одного материала оценивается по отношению к другому. Самый простой метод определения твердости — по шкале твердости. В эту шкалу входят 10 минералов, расположенных по возрастающей твердости, начиная от талька (твердость 1) и кончая алмазом (твердость 10). Твердость исследуемого материала определяют, последовательно царапая его входящими в шкалу твердости минералами.
Обычно твердость определяют на специальных приборах. Так, для оценки твердости металлов и других твердых материалов применяют метод Бринелля, основанный на вдавливании под определенной нагрузкой в испытуемый образец шарика из закаленной стали. По диаметру отпечатка от шарика рассчитывают число твердости НВ.
Высокая прочность материала не всегда говорит о его твердости. Так, древесина, хотя по прочности при сжатии равна бетону, а при изгибе и растяжении превосходит его, имеет значительно меньшую, чем у бетона, твердость.
Варианты применения материалов
Наряду со «старыми» материалами, такими как древесина, камень и кирпич, с началом промышленной революции появились новые стройматериалы —бетон, сталь, стекло и пластмасса. В настоящее время широко используют предварительно напряжённый железобетон и металлопластик.
В процессе строительства, эксплуатации и ремонта зданий и сооружений строительные изделия и конструкции, из которых они возводятся, подвергаются различным физико-механическим, физическим и технологическим воздействиям. От инженера-строителя требуется со знанием дела правильно выбрать материал, изделия или конструкцию которая обладает достаточной стойкостью, надёжностью и долговечностью для конкретных условий.
По применению классифицируются на две основные категории.
К первой категории относят — конструкционные: кирпич, бетон, цемент, лесоматериалы и др. Их применяют при возведении различных элементов зданий (стен, перекрытий, покрытий, полов).
Ко второй категории — специального назначения: гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, отделочные и др.
Основные виды строительных материалов и изделий:
- каменные природные строительные материалы и изделия из них;
- вяжущие материалы неорганические и органические;
- лесные материалы и изделия из них
- металлические изделия.
В зависимости от назначения, условий строительства и эксплуатации зданий и сооружений подбираются соответствующие строительные материалы, которые обладают определёнными качествами и защитными свойствами от воздействия на них различной внешней среды. Учитывая эти особенности, любой строительный материал должен обладать определёнными строительно-техническими свойствами. Например, материал для наружных стен зданий должен обладать наименьшей теплопроводностью при достаточной прочности, чтобы защищать помещение от потерь тепла; материал сооружения гидромелиоративного назначения — водонепроницаемостью и стойкостью к попеременному увлажнению и высыханию; материал для покрытия дорог (асфальт, бетон) должен иметь достаточную прочность и малую истираемость, чтобы выдержать нагрузки от транспорта.
Влажностные деформации. Пористые материалы при изменении влажности меняют свой объём и размеры. Усадка — уменьшение размеров материала при его высыхании. Набухание происходит при насыщении материала водой.
Виды материалов
Строительные материалы и изделия делятся на:
1) Природные (естественные) — без изменения состава и внутреннего строения:
- неорганические (каменные материалы и изделия);
-органические (древесные материалы, солома, костра, камыш, лузга, шерсть, коллаген).
2) Искусственные:
- Безобжиговые (твердение при нормальных условиях) и автоклавные (твердение при температуре 175—200 °C и давлении водяного пара 0,9-1,6 МПа);
- неорганические (клинкерные и клинкеросодержащие цементы, гипсовые, магнезиальные и др.);
- органические (битумные и дектевые вяжущие вещества, эмульсии, пасты);
- полимерные (термопластичные и термореактивные);
- комплексные: смешанные (смешения нескольких видов минеральных веществ); компаундированные (смеси и сплавы органических материалов); комбинированные (объединение минерального с органическим или полимерным).
Обжиговые — твердение из огненных расплавов:
- шлаковые (по химической основности шлака);
- керамические (по характеру и разновидности глины и др. компонентов);
- стекломассовых (по показателю щелочности шихты);
- каменное литье (по виду горной породы);
- комплексное (по виду соединяемых компонентов, например: шлакокерамические, стеклошлаковые).
Стекло и стеклянные изделия
Стекло — переохлаждённый расплав сложного состава из смеси силикатов и других веществ. Отформованные стеклянные изделия подвергают специальной термической обработки — отжигу.
По толщине стекло делят на:
- одинарное (толщиной 2 мм)
- полуторное (2,5 мм)
- двойное (3 мм)
- утолщённое (4-10 мм).
Витринное стекло выпускают полированным и неполированным в виде плоских листов толщиной 2-12 мм. Применяют его для остекления витрин и проёмов. В дальнейшем листы стекла можно подвергать дальнейшей обработке: гнуть, закалять, наносить покрытия.
Стекло листовое высокоотражающее — это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая полупрозрачная отражающая свет плёнка, изготовленная на основе окиси титана. Стекло с плёнкой отражает до 40 % падающего света, светопропускание 50-50 %. Стекло уменьшает просмотр с наружной стороны и снижает проникание внутрь помещения солнечной радиации.
Стекло листовое радиозащитное — это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая прозрачная экранирующая плёнка. Экранирующую плёнку наносят на стекло в процессе его формирования на
Стемалит представляет листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими кристаллами разного цвета. Изготавливают его из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6-12 мм. Применяют его для наружной и внутренней облицовки зданий, изготовления стеновых панелей.
Автоклавный ячеистый бетон
Приготовляют из однородной смеси минерального вяжущего, кремнезёмистого компонента, гипса и воды. Вяжущими материалами служат портландцемент, молотая известь-кипелка.
Из ячеистого бетона изготовляют панели однорядной разрезки, стеновые и крупные блоки, однослойные и двухслойные стеновые навесные панели, однослойные плиты междуэтажных и чердачных перекрытий.
Полимерные материалы
По упругим свойствам полимеры подразделяют на:
- пластики (жёсткие);
- эластики (эластичные).
Полимерные материалы содержат три группы веществ:
- связующие;
- пластификаторы;
- наполнители.
Связующими веществами служат синтетические смолы. В качестве пластификаторов вводят глицерин, камфору и др. вещества, которые повышают эластичность и пластичность полимеров, облегчая их переработку. Наполнители (порошковые, волокнистые) придают полимерным изделиям большую механическую прочность, предотвращают усадку. Кроме этого, в состав вводят пигменты, стабилизаторы, ускорители твердения и др. вещества.
При изготовлении полимерных строительных материалов, изделий и конструкций наибольшее применение находят полиэтилен (плёнки, трубы), полистирол (плиты, лаки), полихлорвинил (линолеум), полиметилметакрилат (органическое стекло).
Благодаря хорошим механическим свойствам, эластичности, электроизоляционным качествам, способности принимать любую форму в процессе переработки полимерные материалы нашли широкое применение во всех областях строительства и в нашей повседневной жизни.
Например, теплоизоляционные материалы из полимеров.Теплоизоляционные материалы характеризуются малой теплопроводностью и небольшой средней плотностью из-за их пористой структуры. Их классифицируют по характеру строения: жёсткие (плиты, кирпич), гибкие (жгуты, полужёсткие плиты), рыхлые (волокнистые и порошкообразные); в виду основного сырья: органические и неорганические.
Органические теплоизоляционные материалы: опилки, стружки — применяют в сухом виде с пропиткой в конструкции известью, гипсом, цементом. Войлок строительный изготовляют из грубой шерсти.
Неорганические теплоизоляционные материалы: Минеральная вата, стеклянная вата, пеностекло, пеноизол.
Пиломатериалы
Пиломатериалы получают путём распиловки круглого леса.
Пластины — это продольно распиленные на две симметричные части брёвна.
Брус имеет толщину и ширину более 100 мм (двухкантный, трехкатный и четырёхкатный).
Брусок — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины.
Горбыль — отпиленная наружная часть бревна, у которого одна сторона не обработана.
Доска — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины. Считается основным видом пиломатериалов.
Высокотехнологичным видом пиломатериалов является стеновой и оконный клеёный брус, а также гнуто-клееные несущие конструкции и балки перекрытия. Изготавливают их путём склейки водостойкими клеями досок, брусков, фанеры. (Водостойкий клей ФБА, ФОК).
Из пиломатериалов изготавливают столярные изделия. Строганые длинномерные изделия — это погонаж (вагонка, половая доска, плинтус, рейка), наличники (оконных и дверных проёмов), поручни для перил, лестниц, подоконные доски, окна и двери. Столярные изделия изготавливают из хвойных и лиственных пород.
Древесные плиты
К числу плитных строительных материалов из дерева относятся: фанера, древесно-волокнистые плиты, древесно-стружечная плита, цементно-стружечная плита, ориентированно-стружечная плита.
Фанеру изготавливают из шпона (тонкой стружки) берёзы, сосны, дуба, липы и др. пород путём склеивания его листов между собой. Шпон получают непрерывным снятием стружки по всей длине распаренного в кипятке бревна (длиной 1,5 м) на спец. станке.
Цветные металлы и сплавы
К ним относятся: алюминий и его сплавы — это лёгкий, технологичный, коррозионностойкий материал. В чистом виде его используют для изготовления фольги, отливки деталей. Для изготовления алюминиевых изделий используют алюминиевые сплавы — алюминиево-марганцевый, алюминиево-магниевый и т.д. Изделия из алюминиевых сплавов характеризуются простотой технологией изготовления, хорошим внешним видом, огне- и сейсмостойкостью, антимагнитностью, долговечностью. Такое сочетание строительно-технологических свойств у алюминиевых сплавов позволяет им конкурировать со сталью. Использование алюминиевых сплавов в ограждающих конструкциях позволяет уменьшить вес стен и кровли в 10-80 раз, сократить трудоёмкость монтажа.
Медь — это тяжёлый цветной металл (плотностью 8,9 г/см³), мягкий и пластичный с высокой тепло- и электропроводностью. В чистом виде медь используют в электрических проводах. В основном медь применяют в сплавах различных видов. Сплав меди с оловом, алюминием, марганцем или никелем называют бронзой. Бронза — это коррозионностойкий металл, обладающий высокими механическими свойствами. Применяют её для изготовления санитарно-технической арматуры. Сплав меди с цинком (до 40 %) называют латунью. Она обладает высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью, хорошо поддаётся горячей и холодной обработке. Её применяют в виде изделий, листов, проволоки, труб.
Цинк — это коррозионностойкий металл, применяемый в качестве антикоррозионного покрытия при оцинковывании стальных изделий в виде кровельной стали, болтов.
Свинец — это тяжёлый, легкообрабатываемый, коррозионностойкий металл, применяемый для зачеканивания швов раструбных труб, герметизации деформационных швов, изготовления специальных труб.
Отделочные материалы
Отделочные материалы используют для создания покрытий поверхностей строительных изделий, конструкций и сооружений в целях защиты их от вредного внешнего воздействия, придания им эстетической выразительности, улучшения гигиенических условий в помещении. К отделочным материалам относят готовые красочные составы, вспомогательные материалы, связующие, рулонные отделочные материалы (обои), пигменты.
Заключение:
В заключении данной работы можно сделать вывод, что почти все окружающие нас предметы несут механическую нагрузку — стул, на котором мы сидим, стол, на который облокотились, гвоздь, которым прибита к стене книжная полка, сама стена, весь каркас нашего дома, его фундамент и участок земли, на котором он стоит. Это все — нагрузки, действующие постоянно или прикладываемые постепенно.
Механические свойства материалов - это совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воздействующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения.
Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. Механическими свойствами материалов являются: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость. Кроме того, под воздействием внешних нагрузок, материалы в зданиях и сооружениях могут испытывать и такие внутренние напряжения, как сжатие, растяжение, изгиб, срез.
Список источников:
1.http://dic.academic.ru
2.http://материаловед.рф/lekcii/materialovedenie/mexanicheskie-svojstva
3.http://osvarke.info/147-mexanicheskie-svojstva.html
4.http://www.alobuild.ru/svoystva-stroitelnih-materialov/mehanicheskie-svoystva.php
5.http://gardenweb.ru/mekhanicheskie-svoistva-stroitelnykh-materialov
6.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8B
Оглавление
1. Вступление …………………………………………………….……...…….3
2. Описание механических свойств материалов...……………………..……4
3. Варианты применения материалов ………………………………………13
4. Виды материалов…………………………………………………………..15
5. Заключение…………………………………………………………….…...24
6. Список источников……………………………………………..….………25
Вступление:
Почти все окружающие нас предметы несут механическую нагрузку — стул, на котором мы сидим, стол, на который облокотились, гвоздь, которым прибита к стене книжная полка, сама стена, весь каркас нашего дома, его фундамент и участок земли, на котором он стоит. Это все — нагрузки, действующие постоянно или прикладываемые медленно.
Если же взять двигатель автомобиля, то, как известно, на поршень действует взрывная сила давления со стороны газов, с огромной скоростью сгорающих в цилиндре. Поршень через шатун передает нагрузку на коленчатый вал, который, таким образом, оказывается под действием циклически изменяющихся сил.
В современной технике основные конструкционные материалы — металлы и сплавы. Более 90% от общего количества производимого человеком металла используется именно потому, что металлы обладают особым сочетанием механических свойств — хорошо сопротивляются нагрузкам. Лишь остальная, малая часть металлов находит применение в силу их высокой электропроводности, теплопроводности, магнитных свойств
Целью данной работы стоит изучение механических свойств материалов. Выявить характеризующие черты механических свойств. И как это все отражается на материалах в наше время
Описание механических свойств материалов:
Механические свойства материалов - это совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воздействующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения.
Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. Механическими свойствами материалов являются: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость. Кроме того, под воздействием внешних нагрузок, материалы в зданиях и сооружениях могут испытывать и такие внутренние напряжения, как сжатие, растяжение, изгиб, срез. Напряжение измеряют в физических величинах.
Типичная диаграмма деформации при растяжении конструкционных металлов.
Схемы деформации при разных способах нагружения: а — растяжение, б — сжатие, в — изгиб, г— кручение (пунктиром показана начальная форма образцов)
Упругость:
Упругостью называют свойство материала восстанавливать первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки, под действием которой формы материала деформируются. В качестве примера упругих материалов можно привести резину, сталь, древесину.
Пластичность:
Пластичность — это способность материала под влиянием действующих усилий изменять свои формы и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившуюся форму и размеры после снятия нагрузки. Примером пластичных материалов служит глиняное тесто, разогретый асфальт.
Хрупкость:
Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил при незначительных деформациях. В качестве примера можно привести стекло и керамику.
Истираемость:
Истираемостью называют способность материала уменьшаться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий.
Свойство строительных материалов сопротивляться истирающим и ударным нагрузкам необходимо учитывать при подборе материалов для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, для ступеней, лестниц, бункеров.
Главными свойствами строительных материалов, по которым определяют возможность их применения в элементах здания, являются прочность, плотность, теплопроводность, влажность и водопроницаемость, морозостойкость, огнестойкость.
Гигроскопичность:
Гигроскопичность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Процесс поглощения влаги из воздуха называется сорбцией, он обусловлен полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. С повышением давления водяного пара (то есть увеличением относительной влажности воздуха при постоянной температуре) возрастает сорбционная влажность материала.
Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощённой воды и интенсивностью всасывания. Уменьшение этих показателей отражает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.
Плотность:
Плотность - величина, измеряемая отношением массы вещества к единице его объема в естественном состоянии. Чем плотнее материал, тем меньше в нем пустот и пор, тем больше его плотность. От плотности материала зависят вес конструкций, теплоизоляционные качества и прочность.
Износостойкость:
Износостойко — способность материала противостоять воздействию на него сил трения и ударных воздействий от движущихся предметов. Определяют ее на специальных приборах, снабженных абразивными насадками и моделирующих реальный процесс изнашивания. Износостойкость—важное свойство материалов, используемых для покрытий полов, дорог и т. п.
Теплопроводность:
Теплопроводность — количества теплоты, проходящей через ограждение разности температур наружного и внутреннего воздуха. Чем меньше теплопроводность, тем лучше теплозащитные качества материала. Теплопроводность материалов зависит от плотности и степени влажности. Материалы, имеющие меньшую плотность и влажность, обладают меньшей теплопроводностью.
Влажность:
Влажность - содержание влаги в материале. Влажность определяют в процентах от массы абсолютно сухого материала. Чем меньше влажность, тем меньше плотность и теплопроводность и выше прочность материала.
Водопроницаемость:
Водопроницаемость - величина, характеризуемая количеством воды, проходящей в течение определенного времени под постоянным давлением через испытуемый материал. Например, водопроницаемость стыков панелей наружных стен испытывают в особой камере на действие косого дождя при определенной силе ветра. Для кровельных материалов (например, толь, рубероид) водопроницаемость характеризуется временем, в течение которого вода под давлением проходит через материал и появляется с другой стороны образца.
Износостойкость:
Износостойкость — способность материала противостоять воздействию на него сил трения и ударных воздействий от движущихся предметов. Определяют ее на специальных приборах, снабженных абразивными насадками и моделирующих реальный процесс изнашивания. Износостойкость—важное свойство материалов, используемых для покрытий полов, дорог
Морозостойкость:
Морозостойкость — способность материалов в насыщенном водой состоянии сопротивляться разрушению при многократном замораживании и оттаивании. Испытание материалов на морозостойкость производится в специальных камерах. Марки изделий по морозостойкости обозначают количество выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоянии.
Огнестойкость:
Огнестойкость — способность материала выдерживать действие высокой температуры без потери прочности. Предел огнестойкости конструкций из различных материалов оценивается по времени (в ч), которое выдерживает конструкция до потери прочности или устойчивости. Материал, из которого выполнена конструкция, характеризуется по его способности воспламеняться, гореть или тлеть после удаления источника огня. Материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, называются несгораемыми. Материалы, горение и тление которых прекращается после удаления источника огня, называются трудно сгораемыми, а которые горят и тлеют после удаления источника огня — сгораемыми.
Прочность:
Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжатии, изгибе, растяжении, срезе). Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала.
Прочность строительных материалов обычно характеризуется маркой, значение которой соответствует величине предела прочности при сжатии, полученному при испытании образцов стандартных размеров. Предел прочности при сжатии строительных м