Свойства строительных материалов
Тема 10 «ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА, СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ»
1. Свойства строительных материалов.
2. Классификация строительных материалов.
3. Природные каменные материалы.
4. Керамические строительные материалы.
5. Стекло и изделия из стекла.
6. Основы технологии бетона и железобетона.
7.Основы технологии производства древесных строительных материалов.
Свойства строительных материалов
Основные свойства строительных материалов условно можно разделить на несколько групп.
К первой группе относятся их физические свойства: плотность и пористость.
Плотность (ρ, кг/м3) ‑ величина, определяемая отношением массы материала к занимаемому им объему.
Пористостьхарактеризуется отношением объема пор к общему объему материала. Она существенно влияет на эксплуатационные и теплотехнические свойства материала. Пористость строительных материалов колеблется в очень широких пределах ‑ от О (сталь, стекло) до 90 % (плиты из минеральной ваты).
Вторую группу составляют эксплуатационные свойства, характеризующие устойчивость материала в условиях эксплуатации в зданиях и сооружениях. К ним относят главным образом следующие свойства: водопоглощение, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость.
Водопоглощениемназывается степень насыщения материала водой. Водопоглощение определяют как отношение разности масс образца материала, насыщенного водой, и абсолютно сухого к массе сухого образца (в процентах). Водопоглощение различных строительных материалов колеблется в очень широких пределах. Например, водопоглощение глиняного обыкновенного кирпича составляет 8 ‑20 % , керамических плиток ‑ не выше 2 % , тяжелого бетона - около 3 % , гранита ‑ 0,5-0,7 % и т.д.
Гигроскопичность‑ способность строительных материалов поглощать влагу из окружающей среды (обычно пары воды из воздуха). Гигроскопичность различных строительных материалов, как и водопоглощение, колеблется в очень широких пределах.
Водопроницаемостью называется способность материала пропускать воду под давлением. Водонепроницаемость зависит от плотности и строения материалов. Особо плотные материалы (например, стекло), а также материалы с замкнутыми мелкими порами водонепроницаемы. Водопроницаемость характеризуется массой (объемом) воды, прошедшей за 1 ч через участок поверхности материала площадью 1 см2 при постоянном давлении.
Морозостойкость‑ способность материалов, насыщенных водой, выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного понижения прочности. Морозостойкость материала характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания.
К третьей группе относятся механические свойства строительных материалов: прочность, твердость, истираемость и др.
Прочность‑ способность материала противостоять разрушению при внешних воздействиях. На конструкции воздействуют силы тяжести тех элементов, которые они несут, температурные деформации деталей, давление ветра, воды и др. В зависимости от характера нагрузки в материале возникают деформации растяжения, сжатия, изгиба, сдвига (среза). Обычно предел прочности материалов выражается в мегапаскалях: например, торфяных плит ‑ 0,5 МПа, стали ‑ 500‑1500 МПа. Предел прочности строительного кирпича при сжатии составляет 7,5‑30 МПа, а при изгибе ‑ 1,5‑40 МПа.
Твердостьюназывается способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого постороннего тела (индентора) в виде шарика, конуса или пирамиды. Она характеризуется отношением нагрузки к площади отпечатка, оставленного индентором, или глубиной внедрения индентора. Твердость большинства строительных материалов пропорциональна их прочности.
Истираемость‑ способность материала противостоять изнашиванию при трении. Характеризуется она потерями массы образца в течение некоторого времени. Истираемость материала зависит от его твердости. Твердость и истираемость являются одними из основных характеристик тех материалов, которые подвергаются трению (материалы для полов, лестниц и т.д.).
В четвертую группу объединены теплотехнические свойства строительных материалов, важнейшими из которых являются теплопроводность, огнестойкость и огнеупорность.
Теплопроводностьюназывается способность материала передавать тепловой поток, возникающий вследствие разности температур па поверхностях, ограничивающих материал. Теплопроводность ‑ одна из основных характеристик материалов, используемых при устройстве ограждающих конструкций зданий (наружных стен, покрытий и т.д.), ив особенности теплоизоляционных материалов. Она зависит от степени пористости материала, характера пор, влажности, плотности и средней температуры, при которой происходит передача теплоты.
Огнестойкость‑ способность материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур. По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы в открытом пламени или при высокой температуре не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются; трудносгораемые с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, горение (тление) таких материалов продолжается только при наличии источника огня, а после его удаления прекращается. Сгораемые материалы воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.
Огнеупорность‑ свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не расплавляясь.
В пятую группу входят химические свойства, характеризующие способность строительных материалов быть химически стойкими в различных средах, не вступая с ними во взаимодействие. К важнейшим химическим свойствам относят коррозионную стойкость, окисляемость, кислотостойкость и др.
Иногда также выделяют так называемые технологические свойства строительных материалов, которые характеризуют способность материала подвергаться обработке при изготовлении из него строительных изделий.