Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 154
Скачиваний: 0
О б ъ е м н ы м |
в е с о м |
н а з ы в а ю т |
в е с |
|
е д и н и ц ы |
||||
о б ъ е м а |
м а т е р и а л а |
в е с т е с т в е н н о м |
|
с о с т о я |
|||||
н и и |
(т. е. |
с п о р а м и). |
|
|
|
|
|
|
|
Объемный |
вес у0 |
рассчитывают по формуле |
|
|
|||||
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
у0 = 7г- (г/см3, |
кг/м3 |
или |
|
т/м3), |
|
|
|
где |
G — вес сухого образца (г, |
кг или ni); |
|
|
|
|
|||
|
V — объем образца в естественном состоянии (см3, |
м3). |
|||||||
Объемный вес рыхлых материалов (цемента, извести-пушонки, пес |
|||||||||
ка, щебня и др.) называют н а с ы п н ы м |
о б ъ е м н ы м |
в е с о м . |
|||||||
В объем таких материалов включаются |
пустоты между |
их |
частицами. |
||||||
11
10
3
1,70 |
1,80 1,90 |
2fl0 2,10 |
2,20 |
2,30 2,40 2,50 |
2,60 |
j 0 |
Рис. 1. |
Зависимость |
объемного |
веса |
известняков у0 |
от |
их |
|
|
водопоглощения |
W |
|
|
|
Как правило, объемный вес меньше удельного. Однако некоторые плотные материалы (стекло, сталь, битум) имеют объемный вес, равный удельному.
В строительной практике объемный вес необходимо знать при рас чете площадей и емкостей складского хозяйства, при подсчете тран спортных средств для перевозки материалов и определений веса от дельных конструкций или целых сооружений.
Объемный вес материала одного и того же состава зависит от влаж ности и пористости материала (рис. 1). С увеличением пористости, а следовательно, и влажности объемный вес увеличивается.
Объемный вес определяют на образцах правильной или непра вильной формы. В зависимости от формы образца выбирается метод определения объемного веса.
Если испытывают образец правильной формы, измеряют линейные его размеры, определяют объем и вес. Зная вес и объем образца, вы числяют объемный вес по приведенной ранее формуле.
Если же образец имеет неправильную форму, его объем измеряют
8
в объемомере (по вытесненному объему воды, ртути или другой жид кости) или вычисляют по потере в весе при погружении в жидкость. В этом случае объем образца можно определить по формуле
м Gi — |
G o |
о |
V = — а |
1 |
см3, |
где Gi — вес образца в воздухе, г; |
|
|
G2 — вес образца в жидкости, г; а — удельный вес жидкости.
Объемный вес строительных материалов колеблется в широких пределах (см. табл. 1).
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
М а т е р и а лы |
Удельный вес, |
О б ъ е м н ы й |
П о р и с т о с т ь , |
|||
|
г/см3 |
вес, |
кг/ді3 |
% |
||
Естественные каменные материалы . . |
2,2—3,3 |
300—3300 |
0,1—75 |
|||
Органические вяжущие |
вещества . . . |
|
0,9 |
900 |
0,0 |
|
Пластмасса |
|
0,96—2,2 |
20—1400 |
0—95 |
||
Древесина |
|
|
1,54 |
475—600 |
67—73 |
|
Кирпич глиняный |
|
|
2,4 |
1600—1900 |
23—32 |
|
Керамзит в куске |
|
|
2,5 |
400—800 |
|
|
|
|
|
2,7 |
2700 |
0,0 |
|
|
|
|
7,86 |
786 |
0,0 |
|
|
|
|
1,5 |
90—140 |
88—95 |
|
|
ПЛОТНОСТЬ И |
ПОРИСТОСТЬ |
|
|
|
|
П л о т н о с т ь ю |
м а т е р и а л а |
называется |
степень запол |
|||
нения его объема твердым веществом.
Плотность d0 выражают отношением объемного веса сухого мате риала к его удельному весу. Ее можно выразить относительной вели чиной или в процентах
d„ = ïf; d 0 = ^ - i o o % .
Некоторые материалы являются абсолютно плотными. Большая часть материалов имеет плотность меньше 1,0 (или, считая в процентах,
меньше 100%). |
|
|
|
П о р и с т о с т ь |
м а т е р и а л а — э т о |
с т е п е н ь |
з а |
п о л н е н и я е г о |
о б ъ е м а п о р а м и . |
Истинную пористость |
|
материала Р выражают отношением объема открытых и закрытых пор
кобщему объему в процентах образца
р= 1 = І 2 . Ю0%.
У
Зная пористость и плотность строительного материала, можно при ближенно судить о его прочности, теплопроводности, морозостойкости и некоторых других свойствах,
9
СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ, СВЯЗАННЫЕ С ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВОДЫ
В о д о п о г л о щ е н и е — это свойство материала впитывать и
удерживать в порах воду. Оно характеризуется |
количеством воды, по |
глощенной сухим материалом тіри полном его |
погружении в воду, |
и выражается в процентах. |
|
Водопоглощение различают весовое и объемное.
Количество поглощаемой воды, отнесенное к весу сухого материала, называют весовым водопоглощением WBec и определяют его по формуле
где Gi — вес образца, насыщенного водой, г; G — то же сухого, г.
Вес поглощенной материалом воды, отнесенный к его объему, на зывают объемным водопоглощением, характеризует к а ж у щ у ю с я
пористость материала Р к и рассчитывают |
по формуле |
||
W0 |
= |
^ i Z ^ . 100%, |
|
где V — объем материала, |
см3. |
|
|
Весовое и объемное водопоглощение связаны между собой зависи |
|||
мостью, как это видно из формулы |
|
||
|
р |
ѵ |
|
|
1 к |
п вес (о> |
г/см3. |
где y 0 — объемный вес сухого |
материала, |
||
Следует иметь в виду, что в процессе насыщения материала водой |
|||
степень заполнения его пор зависит от принятого метода испытания. При быстром погружении материала в воду в отдельных, даже сооб щающихся порах, может остаться воздух, и вода в них не проникнет.
Чтобы дать возможность воздуху выйти из пор, испытываемые об разцы погружают в воду постепенно. Этой же цели служат побуди тельные меры (кипячение, вакуумирование). При кипячении воздух, расширяясь, выходит наружу, а при охлаждении в порах образуется вакуум, который заполняется водой.
Объемное водопоглощение всегда меньше 100%, а весовое (у очень пористых материалов) может быть более 100%. Водопоглощение, за вися от объема, конфигурации и размера пор, колеблется в широких пределах.
При насыщении материалов водой свойства их в значительной степени изменяются вследствие химического и механического воздей ствия воды. В результате насыщения водой увеличивается объемный вес и теплопроводность материалов, понижается их прочность вслед ствие ослабления связей между частицами материала, а также и меха нического воздействия воды, которая, заполняя микротрещины и поры, расклинивает частицы. У некоторых материалов (например, древеси ны, глины) вследствие набухания увеличивается их объем.
Даже у очень плотных и прочных материалов после насыщения водой снижается прочность, что показано на рис. 2, но в разной сте пени.
10
Отношение прочности |
водонасыщенного материала R„ac к прочности |
|
сухого Rcyx называется |
к о э ф ф и ц и е н т о м |
р а з м я г ч е н и я . |
Коэффициент размягчения / ( р а з м =#„а с/#сух > |
0,70. |
|
Каменные материалы имеют различные коэффициенты размягчения. |
||
Этот коэффициент является важным показателем, так как характери
зует водостойкость материала. Коэффициент |
размягчения колеблется |
в пределах от 0 (у глиняных необожженных |
материалов) до 1 (у мате |
риалов, не изменяющих своей прочности от действия воды — стекло, сталь, битумы)
Rc>Ki°/°
|
-105- |
&5- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
-89,8 |
|
|
|
|
|
|
SJ.S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
'100' |
-94,9 - |
|
93,2- |
|
|
|
~Щ |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
55 |
40 |
45 |
50 |
|
Рис. 2. Влияние переменного насыщения водой и высуши |
||||||||||
|
вания на предел прочности |
при |
сжатии: |
|
|
|||||
/ |
— кирпич глиняный строительный пластического |
прессования; |
||||||||
2 |
— кирпич силикатный; |
3 — артикский туф; |
4 |
— |
известняк |
|||||
|
|
средней |
плотности |
|
|
|
|
|
||
Г и г р о с к о п и ч н о с т ь |
— свойство |
материала |
поглощать во |
|||||||
дяные пары из воздуха. Степень гигроскопичности зависит от коли чества и величины пор в материале, его структуры, наличия раствори мых солей, от температуры и упругости водяных паров воздуха. Обыч но при одной и той же степени пористости большую гигроскопичность имеют материалы с мелкими открытыми порами (например, гипсовые).
В о д о п р о н и ц а е м о с т ь — это способность материала про пускать воду под давлением. Она характеризуется количеством воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 смг площади испытываемого материала при постоянном (заданном) давлении.
На практике с этим явлением приходится встречаться при эксплуа тации различных сооружений (например, плотин, дамб, резервуаров
11
