Классификация и основные свойства строительных материалов
Чтобы легче разобраться в многообразии материалов, применяемых в строительстве, их классифицируют, т. е. разделяют на группы, обладающие одним общим признаком.
Чаще всего применяют классификацию по технологическому признаку. В основу такой классификации положены вид сырья, из которого изготовляют материалы, и производственная технология, обеспечивающая получение материала. Такая классификация принята и в настоящей главе.
Возможность использования материала в строительной конструкции в значительной степени определяется его свойствами. Различают свойства физические и химические.
Физические свойства характеризуют вещество и структуру материала, а также его способность реагировать на внешние воздействия, не вызывающие изменения химического состава и структуры материала.
Основными из них являются; плотность, объемная масса, относительная плотность, пористость, водопоглощение, морозо-и огнестойкость, а также свойства, которые характеризуют поведение материала при действии на него различных нагрузок; сопротивление материала сжатию, растяжению, изгибу.
Показатель пористости строительных материалов колеблется от 0 (стекло, сталь) до 90% (минеральная вата).
Для рыхлых материалов при расчетах учитывают насыпную объемную массу.
Пористость и объемная масса в значительной степени определяют эксплуатационные качества материалов (прочность, водопоглощение, морозостойкость, теплопроводность).
Водопоглощение (W)—способность материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение характеризуется разностью между массой образца, насыщенного водой, и массой сухого образца.
Различают объемное водопоглощение W0б, когда указанная разность отнесена к объему образца, и массовое водопоглощение WM, когда эта разность отнесена к массе сухого образца.
Массовое водопоглощение различных материалов колеблется в широких пределах. Так, массовое водопоглощение обыкновенного кирпича составляет 8—20%, бетона — 2—3%, а тор-фоплит — 100% и больше.
Вода, попавшая в поры материала, увеличивает его объемную массу и теплопроводность (у торфа, например, возрастает и сам объем), уменьшает морозостойкость и прочность. Некоторые материалы, в частности затвердевшие глиняные растворы, в воде разрушаются.
Теплопроводность материала принято характеризовать коэффициентом теплопроводности. Этот коэффициент показывает количество теплоты в джоулях (килокалориях), проходящего за 1 ч через 1 м2 материала толщиной 1 м при разности температур на ее противоположных поверхностях в 1 К (1°С). Как правило, коэффициент теплопроводности выше для плотных материалов и ниже для пористых.
Влажность материала резко (до 10 раз) увеличивает его теплопроводность, что объясняется значительной теплопроводностью воды.
Когда влажные материалы замерзают, их теплопроводность возрастает еще значительнее.
Под морозостойкостью понимают способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения, т. е. без образования трещин, выкрашивания, расслаивания, без значительной потери прочности и массы.
Вода, находящаяся в порах материала, превратившись в лед, увеличивается в объеме примерно на 10%. При этом в материале возникают большие внутренние напряжения, приводящие к постепенному разрушению.
Морозостойкими являются плотные или с малым вс-допо-глощением (до 0,5%) материалы.
Морозостойкость характеризуется количеством циклов попеременного замораживания материала до температуры —15°С и оттаивания его в воде при температуре 20°С. Прочность материала в результате этого не должна понижаться более чем на 20%, а потеря массы — превышать 5%.
Огнестойкость — способность материала выдерживать не разрушаясь воздействие огня и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости различают сгораемые, трудносгораемые и несгораемые материалы.
Сгораемыми называют материалы, которые под действием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня (например, древесина, толь, рубероид).
Трудносгораемые — это материалы, способные гореть, тлеть и обугливаться только при непосредственном действии на них источника огня или высокой температуры и прекращающие гореть после удаления этого источника (например, фибролит).
Несгораемыми считаются материалы, которые не воспламеняются под действием огня или высокой температуры, а только разрушаются. К ним относятся бетоны, строительные растворы, кирпич, керамические и стеклянные плитки.
Прочность — способность материала сопротивляться разрушению под влиянием внутренних напряжений, возникающих в результате действия на материал внешних нагрузок или других факторов.
В построенном здании почти все конструкции испытывают нагрузки (вес частей здания, оборудования, мебели и т. п.), вследствие чего в материалах конструкций возникают напряжения, противодействующие внешним силам.
Основные показатели, характеризующие прочность материала,— это сопротивление сжатию, растяжению, изгибу.
Прочность материала при сжатии и растяжении характеризуется его пределом прочности. Предел прочности, или временное сопротивление,— напряжение в материале образца, соответствующее нагрузке, при которой он разрушается.
Предел прочности различных материалов при сжатии и растяжении меняется в широких пределах. Для многих материалов предел прочности при сжатии резко отличается от предела прочности при растяжении.
Одинаково хорошо сопротивляются сжатию и растяжению такие материалы, как сталь, древесина. Плохо сопротивляются растяжению каменные материалы: природный камень, кирпич, бетон и т. д.
Примером работы конструкции при изгибе может служить мост, доска через канаву, а также балка, на которую опираются плиты перекрытия, стропила крыши.
Упражнение. Пользуясь данными таблицы 1, определите средние значения объемной массы и предела прочности материалов. По. стройте график зависимости между объемной массой и прочностью материала на сжатие.
Химические свойства материалов характеризуют способность их молекул превращаться в другие вещества путем соединения, разъединения или перегруппировки входящих в их состав атомов и изменения связей между атомами. Многие технологические процессы в строительстве основаны на способности ряда материалов к таким химическим реакциям, как растворимость, гидратация и гидролиз. Возможность использования материала часто определяется его коррозийной стойкостью.
Растворимость — способность вещества образовывать с другим веществом однородную систему.
Стойкость к коррозии — свойство материала сохранять свои качества в условиях агрессивной среды. Такой средой могут быть вода, газы, растворы солей, щелочей, кислот, органические растворители, а также биологические организмы (бактерии, водоросли и т. п.).
Материалы, употребляемые в строительстве, должны удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются государственными стандартами (ГОСТами).
В строительстве соответствие поступающих материалов требованиям ГОСТа проверяют специальные лаборатории.
Выбор стройматериалов - Классификация и основные свойства строительных материалов
Остались вопросы по теме - "Классификация и основные свойства строительных материалов", задайте их на