Спеціальні механічні властивості будівельних матеріалів

Спеціальні механічні властивості будівельних матеріалів.

Стираність матеріалу – це його здатність чинити опір стираючих дій. Важливий цей параметр, головним чином, для тих видів будівельних матеріалів, які постійно відчувають вищезазначені навантаження. Визначають найчастіше стираність матеріалу в тому разі, якщо він призначений для укладання під ногами (лінолеум, ламінат, плитка і т. д.).

Твердість – здатність будівельного матеріалу чинити опір, якщо в нього проникає тверде тіло.

Твердість кожного виду матеріалів оцінюють різними способами. Наприклад,твердість натуральних кам'яних матеріалів визначають по Моосу – на основі так званої «шкали твердості Мооса», складалась з десяти еталонних матеріалів з різною твердістю. Дана таблиця твердості містить наступні речовини: тальк, гіпс, кальцит, флюорит, апатит, польовий шпат, кварц, топаз, корунд, алмаз (твердість матеріалу зростає при русі від тальку до алмазу). Твердість по Моосу дізнаються наступним чином: випробовуваним зразком дряпають той зразок, твердість якого необхідно перевірити, і оцінюють результат у відповідності з таблицею.

Твердість металу, деревини і бетону визначають за допомогою сталевої кульки або твердого наконечника у формі піраміди або конуса – дані інструменти вдавлюють в зразки матеріалу.

Хімічні властивості будівельних матеріалів.

Ми розглянемо наступні хімічні властивості будівельних матеріалів: адгезію, корозії і довговічність.

Адгезія — це зчеплення один з одним різних за складом матеріалів. Дана властивість є дуже важливим в тому випадку, якщо виконується зварювання виробів, їх склеювання, фарбування і т. д.

Під корозією передбачають руйнування будівельного матеріалу при впливі на нього навколишнього середовища.

Розрізняють наступні види корозії будівельних матеріалів:

• корозія металів (іржавіння) – руйнування металів з-за впливу на них корозійного середовища;
• корозія гірських порід (вивітрювання);
• корозія бетону.

Довговічність будівельних матеріалів – це їх здатність не втрачати свої властивості в несприятливому для них експлуатаційної середовищі (перепади температури, вологості, потрапляння розчинів солей, сонячних променів). Якщо ж під час експлуатації відбувається поступове погіршення властивостей будівельного матеріалу, то мова може йти про такому процесі, як його старіння.

Міцнісні властивості будівельних матеріалів.

Під міцністю будівельного матеріалу мають на увазі його здатність опиратися руйнуванню від дії внутрішніх напруг, що викликаються зовнішніми навантаженнями.

Під час експлуатації практично всі будівельні матеріали піддаються впливу різних сил і відчувають при цьому різні внутрішні напруги. Найчастіше навантаженнями на них є: вигин, стиск, розтяг, удар. Деякі будівельні матеріали чудово чинять опір стисненню (мова йде в першу чергу про природних і штучних кам'яних матеріалах), інші ж непогано реагують на стиск і розтяг (наприклад, деревина і сталь).

Міцність будівельного матеріалу оцінюється за допомогою межі міцності – якогось критичного напруження, при якому виникає руйнування речовини, що лежить в основі матеріалу.

Визначення межі міцності виробляють шляхом випробування стандартних зразків матеріалу на спеціальних пристроях – розривних машинах або пресах. Зразки для даних експериментів або готуються окремо, або вирізаються з встановленим вимогам конструкцій. Випробування і дослідження на міцність матеріалів проводять аж до руйнування останніх.

Правда, варто сказати, що для отримання точних результатів необхідно провести не одне випробування: справа в тому, що розрахунок межі міцності, зроблений лише один раз, не зможе бути відображенням повністю достовірної інформації по даній характеристиці, бо будівельні матеріали, як правило, неоднорідні за своєю будовою. Тому визначення межі міцності відбувається на підставі декількох дослідів зі стандартними зразками.

Зупинимося більш детально на деяких видах меж міцності.

Розрахунок межі міцності при стисненні відбувається на підставі наступної формули:

Rсж = Рраз/S;

де Rсж – межа міцності при стиску, МПа, а Рраз – руйнівна сила, діюча на площу поперечного перерізу випробовуваного зразка S (зразок являє собою зазвичай циліндр, куб чи призму).

Розрахунок межі міцності при вигині проводиться по одній з нижче наведених формул:

• якщо на зразок діє одна зосереджена изгибающая сила:

Rизг = 3Pl/(2bh2);

де l – відстань між опорами, h і b – відповідно ширина та висота поперечного перерізу випробовуваного зразка.

• якщо на зразок діє дві сили:

Rизг = Pl/(bh2).

Визначення межі міцності при розтягуванні проводиться в тому випадку, якщо необхідно оцінити міцнісні характеристики бетону, сталі, волокнистих матеріалів. Використовуються для цих цілей спеціальні преси, оснащені захоплювальними пристроями, які розтягують випробовувані зразки будівельного матеріалу в різні сторони.

Марка будівельного матеріалу залежить від його межі міцності (зазвичай при стисканні), причому, чим вище марка, тим про більш якісний і міцний продукт йде мова.

Гидрофизические властивості будівельних матеріалів.

Під час експлуатації оздоблювальних матеріалів на них впливає безліч різноманітних факторів, одним з яких є вода (як у вигляді рідини, так і у вигляді водяної пари). Отже, гидрофизические властивості будівельних матеріалів повинні бути добре відомі при обробці приміщень, в іншому ж випадку можливі вельми неприємні наслідки.

Всі будівельні матеріали можна розділити на дві великі групи: до першої відносяться ті, які змочуються водою (гідрофільні), в другу-ті, які не змочуються водою (їх називають гідрофобними). В якості прикладу гідрофільних будівельних матеріалів можна привести кераміку або мінеральну штукатурку, а в групу з гідрофобними входить більшість полімерів. Визначається тип матеріалу дуже просто – по краплині води: в тому випадку, якщо ми будемо мати справу з гідрофільною речовиною, кут, утворений стороною краплі і поверхнею матеріалу, буде більше 90°, а якщо речовина гідрофобний, кут виявиться менше 90°.

Розглянемо деякі гидрофизические властивості будівельних матеріалів більш детально і почнемо ми з гігроскопічність – здатність гідрофільних пористих матеріалів поглинати частинки води з повітря, наповненого її парами.Гігроскопічність будівельних матеріалів можна охарактеризувати кількістю вологи, поглиненої з повітря – цей параметр називають сорбційної або гігроскопічної вологістю і його можна визначити за наведеною нижче формулою:

Характеризує гігроскопічність формула розшифровується наступним чином:

мвл – це маса матеріалу у вологому стані, г.

мсух – маса матеріалу в сухому стані, г.

Сорбційна вологість стає вище, якщо в приміщенні збільшується вологість повітря і знижується його температура.

Гігроскопічність будівельних матеріалів буває різною – приміром, у гіпсу вона досить висока: це речовина здатна добре поглинати надлишкову вологу в повітрі, а потім при її недоліку в навколишньому середовищі віддавати назад, регулюючи таким чином вологості режим. У більшості ж випадків гігроскопічність будівельних матеріалів негативно позначається на їх властивості (скажімо, деревина розбухає, а деякі види шпалер втрачають свій зовнішній вигляд).

Якщо пористий матеріал своєю поверхнею стосується води, то має місце так зване капілярне всмоктування.

Здатність будівельного матеріалу вбирати в себе вологу допомогою капілярного всмоктування і згодом її в собі утримувати прийнято називати водопоглинанням. Залежить водопоглинання від того, наскільки багато часу міститься в матеріалі, а також від їх розміру та виду.

Розрізняють водопоглинання по масі і водопоглинання за обсягом. Об'ємне водопоглинання характеризує ступінь заповнення обсягу досліджуваного матеріалу водою і розраховується з допомогою нижченаведеної формули:

яка розшифровується наступним чином: мнас є масою насиченого вологою зразка матеріалу (м), мсух – масою сухого зразка матеріалу (м), Ve – об'єм, який має зразок матеріалу в природному стані (см3). Об'ємне водопоглинання досягає максимум 100% і дозволяє оцінити лише відкриту пористість досліджуваного зразка матеріалу (вода не може проникнути у закриті пори).

Водопоглинання по масі розраховується згідно з наступною формулою:

Водопоглинання по масі може перевищувати 100%.

Гидрофизические властивості будівельних матеріалів включають в себе також влагоотдачу –здатність матеріалу віддавати при певних умовах вологу, заповнює його пори, в навколишнє середовище. Щоб визначити влагоотдачу матеріалу, необхідно дізнатися, скільки рідини (у %) випарується із зразка за 24 години при відносній вологості повітря 60% і його температурі 20°С. Маса води, яка випарувалася за добу при даних умовах, визначається вирахуванням з маси зразка до початку досвіду маси цього ж зразка після закінчення досвіду.

У тому випадку, якщо будівельний матеріал насичується водою, відбувається його розбухання, а якщо він висихає і стає менше в розмірах, то цей процес називається усадкою (або усиханням). Якщо пористий обробний матеріал довгий час періодично спочатку зволожується, потім висихає, він руйнується, покривається тріщинами і стає непридатним для подальшої експлуатації. Втім, існує ряд матеріалів, які добре витримують постійні зміни своєї вологості – в даному випадку мова йде про воздухостойких матеріалах.

Деякі будівельні матеріали здатні пропускати через себе пари води або повітря (відбувається це тоді, коли з двох сторін матеріалу створюється різний тиск). Коефіцієнт газопроникності (або паропроникності) характеризується кількістю повітря (або водяної пари), який проходить крізь метровий шар матеріалу з площею 1 м2 протягом 60 хвилин при різниці тисків дорівнює 10 Па.

Описуючи гидрофизические властивості будівельних матеріалів, варто сказати, що параметр паропроникності є дуже важливим при обробці житлових приміщень. Справа в тому, що стіна має певною мірою «дихати» (тобто пропускати через себе частинки пари) – за рахунок такої природної вентиляції в будинку встановлюється найбільш сприятливий для людини мікроклімат.

Далі поговоримо про таку властивість, як водостійкість будівельних матеріалів.

Водостійкість будівельних матеріалів – це їх здатність виконувати свої функції навіть при зволоженні. Для того, щоб визначити протилежний водостійкості параметр, розраховують коефіцієнт розм'якшення, що представляє собою відношення межі міцності при стисненні насиченого вологою матеріалу до межі міцності сухого матеріалу.

Обов'язково варто брати до уваги водостійкість будівельних матеріалів, якщо конструкції з них планується експлуатувати у вологому середовищі, бо пористий, добре набирає в себе воду матеріал, завжди стає менш міцним.

Коефіцієнт розм'якшення будівельних матеріалів може змінюватись в проміжку від 0 до 1. Висока водостійкість будівельних материаловхарактеризуется коефіцієнтом розм'якшення рівним 0,8 і більше. До речі, абсолютно водостійким матеріалом є скло (коефіцієнт розм'якшення дорівнює 1), а зовсім неводостойкими – глини (коефіцієнт розм'якшення дорівнює 0).

Якщо будівельний матеріал не тільки насичується водою, але ще при цьому і заморожується, його руйнування відбувається швидше. Здатність матеріалу у вологому стані витримувати без зниження його експлуатаційних характеристик періодичне заморожування і відтавання називається морозостійкістю. Чим більше відкритих пір у матеріалу, тим сильніше цей матеріал реагує на мороз.

Методы определения морозостойкости для разных видов материалов различны, однако один из них мы всё же приведём (метод по ГОСТ 10060.0-95). Согласно этому методу сначала производится насыщение образцов материала водой (24 , 72 или 96 ч), затем происходит замораживание данных образцов на воздухе (температура (-18 ± 2)°С, минимум 4 часа) и их оттаивание в воде  (температура (18 ± 2)°С, не менее 4 часов). Насыщение материала водой является предварительной стадией, а замораживание и оттаивание представляют собой один цикл.

Марка по морозостойкости (F) – это число таких циклов, после которого материал остаётся почти таким же прочным, как и до испытаний (95% для тяжёлого бетона, 85% для большей части других материалов, 75% для строительных растворов), на нём не видно следов разрушений, а его масса не изменяется.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)