Файл: Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник.pdf

По свойствам материалы могут быть пластичными (глина), упругими (резина), хрупкими (стекло), твердыми (чугун), мягки­ ми (древесина), стойкими по отношению к воздействию воды, кислот и щелочей, к колебаниям температур и др.

Материалы могут применяться для фундаментов, стен, пере­ крытий, перегородок, полов, кровель, отделки, теплоизоляции, зву­ коизоляции, гидроизоляции, дорожных покрытий, санитарно-техни­ ческих целей, специального назначения и др.

§ 2. Понятие о строении материалов

Строительные материалы могут быть изотропными, т. е. обладаю­ щими одинаковыми свойствами во всех направлениях, и анизо­ тропными — с разными свойствами в разных направлениях. Строи­ тельные материалы неорганического происхождения бывают в двух состояниях: кристаллическом и аморфном. Большинство при­ родных и искусственных каменных материалов, а также металлы представляют собой кристаллические тела.

Признаком кристаллических твердых тел является правильное расположение ионов (атомов, молекул) в виде пространственной решетки. При определенных условиях (температуре, давлении и др.) аморфные тела могут перейти в кристаллические. Некоторые кристаллические тела (например, кварц) при определенных условиях имеют различную кристаллическую решетку (модифи­ кацию) .

Материалы могут иметь правильную геометрическую форму, быть сыпучими или рыхлыми, вязкопластичными, жидкими.

Материалы в виде мелких частиц называют дисперсными. Сре­ да, в которой находятся эти частицы, может быть воздушной, жидкой, твердой.

Дисперсные системы, в которых частички раздробленного вещества (радиусом 10~3-î-10-4 мм) находятся в жидкости во взвешенном состоянии и оседают под действием собственного веса, называют суспензиями.

Системы, содержащие частицы радиусом 10-5-ч-10“7 мм, носят название коллоидных, их частицы не оседают под действием сил тяжести.

Коллоидные системы с жидкой дисперсной средой называют

золями: водные — гидрозолями, спиртовые — алкозолями, эфир­ ные— эфирозолями. Системы, образованные двумя несмешивающимися жидкостями, называются эмульсиями. При этом одна жидкость (дисперсная фаза) распределена в другой жидкости (дисперсионной среде).

Коллоидные системы с жидкой средой способны в ряде случаев коагулировать, образуя гели.

Жидкие однородные системы, в которых частицами вещества являются атомы, молекулы или ионы, называют истинными рас­ творами (СаС12 в воде).

Пористость. Пористость материала характеризуется степенью заполнения его объема порами

Р = (і— ^)100% ,

где 7 о — объемная масса материала, кг/м3; 7 — плотность материала, кг/м3.

Пористость и объемная масса являются важными характери­ стиками материала, от которых зависят многие его свойства: проч­ ность, водопоглощение, тепло- и звукопроводность, морозостой­ кость и др.

Мелкие и замкнутые поры, заполненные газом (воздухом), при­ дают строительным материалам теплоизоляционные свойства. Зна­ чения пористости некоторых материалов следующие (проц.):

Пустотность. Пустотность характеризуется наличием воздуш­ ных полостей в изделии (пустотелом кирпиче, панели с пустота­ ми) или между зернами в зернистом несвязанном материале (пес­ ке, щебне). Например, пустотность щебня и песка составляет 35— 45%, кирпича пустотелого — 15—50%.

Водопоглощение и гигроскопическое увлажнение. Водопоглоще­ ние— свойство материала впитывать и удерживать влагу при непосредственном соприкосновении его с жидкостью. Величиной, характеризующей водопоглощение материала, является отношение количества впитанной материалом влаги при максимальном его насыщении к массе сухого материала.

Степень заполнения пор материала водой характеризуется объемным водопоглощением. Как правило, водопоглощение мате­ риала меньше его абсолютной пористости, так как вода в обычных условиях не заполняет поры полностью.

Отношение объема поглощенной воды к объему пор называют

коэффициентом водопоглощения.

Величину водопоглощения определяют по формуле

Объемное водопоглощение можно выразить формулой

=кг/м3,

где V — объем образца в естественном состоянии, м3. Гигроскопичность — свойство материала поглощать влагу из па­

рогазовой смеси, в частности, из влажного воздуха. Гигроскопическая влага по состоянию ее в материале может

быть разделена на адсорбционно-связанную, удерживаемую на по­

верхности частиц материала сорбционными силами, и капилляр­

Гидрофобность и гидроизоляционная способность. Гидрофобностыо называют свойство твердого тела не смачиваться водой или неспособность дисперсных тел связывать молекулы воды. Придание поверхностям материалов гидрофобных способностей

Влагоотдача. Строительные материалы способны в определен­ ных условиях отдавать влагу окружающей среде. При омывании влажного материала газами (воздухом), не насыщенными водяны­ ми парами, влага из материала диффундирует и количество ее в материале снижается.

В естественных условиях влагоотдача строительного материала характеризуется интенсивностью потери влаги при относительной влажности воздуха 60% и температуре 293,15° К-

Влажностное равновесие, наступающее между влажностью ма­ териала и влажностью окружающего воздуха, характеризует мате­ риал как воздушно-сухой.

Водостойкость. Под водостойкостью подразумевают способ­ ность материала сохранять свою прочность при временном или по­ стоянном увлажнении водой или водяным паром.

Некоторые материалы (кирпич-сырец) при увлажнении теряют прочность « деформируются, другие (цементный бетон) — сохра­ няют и даже повышают свою прочность.

Водостойкость материала характеризуется его коэффициентом размягчения.

Деформации при'увлажнении и высыхании. Свойство некото­ рых материалов увеличиваться в объеме при насыщении их водой (глина, древесина) называют набуханием. Набухание обычно со­ провождается изменением размеров, которые после высыхания материала, как правило, восстанавливаются.

Свойство некоторых материалов уменьшаться в объеме при вы­ сыхании называется усадкой.

Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением.

Величина водопроницаемости имеет большое значение для кро­ вельных материалов, труб, материалов, применяемых для возведе­ ния гидротехнических сооружений и др.

Водопроницаемость материала измеряется количеством воды,