Повернутись до Теми 1
Повернутись до Уроку 1 Класифікація будівельних матеріалів
Урок 2 Фізичні властивості матеріалів
Фізичні властивості матеріалів
Рис. 1.1 - Вплив зовнішнього середовища на конструкції будівель
Щоб будівля або споруда була міцною та долговічною, необхідно знати агресивні дії зовнішнього середовища, в якому буде працювати кожна конструкція (рис.1.1.). Тому важливо знати, які властивості має той чи інший матеріал.
Фізичні властивості матеріалу характеризують його відношення до фізичних процесів навколишнього середовища і визначаються параметрами стану матеріалу. До параметрів стану матеріалу відносять такі технічні характеристики:
істинна щільність r (г/см3, кг/м3) – маса одиниця об'єму абсолютно щільного матеріалу. Якщо маса матеріалу m, а його обсяг Vа – його обсяг у щільному стані, то
r = m/Vа;
середня щільність rо (г/см3, кг/м3) – маса одиниці об'єму матеріалу в природному стані ( з порами і дефектами
rо = m/V.
Середня щільність матеріалу завжди менше істиною щільності. Наприклад: середня щільність легкого бетону – 500-1800 кг/м3, а його істинна щільність – 2600 кг/м3;
відносна щільність d виражає щільність матеріалу стосовно щільності води і є безрозмірною величиною;
насипна щільність rн (г/см3 ,кг/м3) – маса одиниці об'єму пухко насипаних зернистих чи волокнистих матеріалів (цемент, пісок, щебінь і т.д). Якщо маса матеріалу m , а Vн – його обсяг у пухко насипному стані, то
rн = m/Vн;
пористість П – є ступінь заповнення матеріалу порами.
Пористість виражають у % чи частках одиниці.
При експериментально-розрахунковому методі визначення пористості використовують значення істинної й середньої пористості:
П=(1 – ρо/ρ )100%.
Значення пористості будівельних матеріалів коливається від 0 до 98%. Наприклад, пористість важкого бетону – 10%; цегли звичайної – 32%; природних кам'яних матеріалів магматичного походження – 1,4%; міпори (спінених полімерів) – 98% (табл. 1.1).
Таблиця 1.1 - Значення істинної й середньої щільності, пористості для деяких будівельних матеріалів
Матеріал
|
Щільність, кг/м3
|
Пористість ,%
|
середня
|
істинна
|
Граніт
|
2600…2700
|
2700…2800
|
0…2
|
Важкий бетон
|
2200…2500
|
2600…2700
|
2…25
|
Цегла
|
1400…1800
|
2500…2600
|
25…35
|
Деревина
|
400…800
|
1500…1550
|
45…70
|
Пінопласт
|
15…100
|
950…1200
|
90…98
|
Гігроскопічність – здатність матеріалів поглинати вологу з повітря. Залежить від хімічного складу матеріалу і характеру його пористості.
Вологість матеріалу визначається вмістом вологи, віднесеної до маси матеріалу в сухому стані, залежить як від властивостей самого матеріалу, так і від навколишнього середовища. Вологість впливає на теплопровідність, стійкість до гниття і т.д.
Водопоглинення – здатність матеріалу всмоктувати й утримувати воду.
Розрізняють водопоглинення за масою і об’емом :
Wm = [(m1 – m)/m] · 100%;
Wv = [(m1 – m)/v] · 100%,
де m1 - маса зразка, насиченого водою;
m - маса сухого зразка.
Водопроникність – це властивість матеріалу пропускати воду під тиском. Водопроникність характеризується коефіцієнтом фільтрації Кф (м/г):
Кф = Vв · a/(S(р1-р)t),
де Vв – кількість води (м3), що проходить через стінку площею S = 1 м2, товщиною а = 1 м, за час t = 1 год. при різниці гідростатичного тиску на межах стінки р1-р=1 м вод ст.
Коефіцієнт розм'якшення – Кр – відношення міцності матеріалу, насиченого водою Rв, до міцності сухого матеріалу Rс:
Кр = Rв/Rс.
Коефіцієнт розм'якшення характеризує водостійкість матеріалу, він змінюється від 0 (розмокла глина) до 1 (метали). Якщо коефіцієнт розм'якшення менше 0,8, то матеріали не застосовують у будівельних конструкціях, що знаходяться у воді.
Морозостійкість – властивість насиченого водою матеріалу витримувати поперемінно заморожування і відтавання. Морозостійкість матеріалу кількісно оцінюється циклами і відповідно маркою за морозостійкістю. За марку матеріалу по морозостійкості приймають найбільше число циклів поперемінно заморожування і відтавання, що витримують зразки матеріалу без зниження міцності на стиск більше 15%; втрати маси більше 5%.
Теплопровідність – властивість матеріалу передавати тепло від однієї поверхні до іншої. Характеристикою теплопровідності є коефіцієнт теплопровідності λ (Вт/м оС) На практиці зручно судити про теплопровідність за щільністю матеріалу.
Теплоємність – здатність матеріалу акумулювати тепло при нагріванні і виділяти тепло при остиганні;
Вогнестійкість – властивість матеріалу витримувати тривалий вплив високої температури (від 1580 оС), не розм'якшуючись і не деформуючись.
Вогнетривкість – властивість матеріалу пручатися дії вогню при пожежі протягом певного часу, залежить від здатності матеріалу спалахувати і горіти. Неспалювані матеріали – це бетони, інші матеріали на основі мінеральних в'яжучих, цегла, сталь та ін. Важкоспалювані під впливом вогню чи високої температури жевріють, але після припинення горіння і тління їх дія припиняється.
Перевірте свої знання з даного уроку за допомогою даного тесту /mat/t1/u2/test1_fiz_vl.mtf
Наступний Урок 3 Механічні властивості матеріалів |