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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 130

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Газопроницаемость материала зависит от его физических свойств и, в первую очередь, от количества и характера пор, влажности.

Газопроницаемость конструкций можно уменьшить нанесе­ нием специального защитного слоя.

Паропроницаемость. Она определяется коэффициентом, пока­ зывающим, какое количество водяного пара проходит через слон материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 в течение 1 ч при раз­ ности давлений на противолежащих сторонах слоя 1 мм вод. ст.

Электропроводность. Электропроводностью называют способ­ ность материала проводить электрический ток. К электропровод­ ным материалам относят металлы, а также некоторые материалы во влажном состоянии, например, древесину, бетон. Электроизо­ ляционными материалами являются йлотные минеральные мате­ риалы, слюда, стекло, фарфор, мрамор, смолы.

Поглощение и отражение лучистой энергии. Всякое тело с тем­ пературой t0 выше температуры окружающей среды излучает тепло и одновременно воспринимает его от тел с температурой t > t0.

В общем случае при попадании на поверхность тела лучистой энергии часть ее отражается, а часть поглощается.

Если тело полностью поглощает всю попавшую на него лучи­ стую энергию, то его называют абсолютно черным.

Если тело полностью отражает всю лучистую энергию, егоназывают абсолютно белым.

Чем больше тепла поглощает тело, тем больше тепла оно и из­ лучает. Абсолютно черные тела обладают максимальной излуча­ тельной способностью.

Относительное количество излучаемого тепла оценивается коэф­ фициентом излучения С0, максимальное значение которого имеет

абсолютно черное тело.

абсолютно черного тела

Сач =

Коэффициент

излучения

= 5,76 втім2град

К (1° К =

1° С +

273).

материалы,

выдер­

Жаростойкость. Жаростойкими

называют

живающие длительный нагрев до температуры

1000° С без

потери

или с частичной потерей прочности. К таким материалам относят кирпич, жаростойкий чугун, жаростойкую сталь, жаростойкий бетон, огнеупорные материалы.

Огнеупорность. Огнеупорными называют материалы, которые выдерживают длительное воздействие температуры (не ниже 1580° С) и при этом не расплавляются (шамот, динас и др.).

Материалы, не расплавляющиеся при температуре выше 1770° Сг называют высокоогнеупорными.

Температуры плавления некоторых материалов

(С):

Алюминий

• . ...................

658

Гранит

.

. ................ . ■

1350— 1450

Кварц........................... ... .......................

1710

Кирпич,

глина

кирпичная . . . . .

1150— 1300

С ви н ец ..................................................

327

Сталь

• . ........................

1300— 1500

Стекло

 

 

 

 

 

 

 

1150— 1400


Термическая стойкость. Термически стойкими называют мате­ риалы, способные выдержать определенный цикл резких тепло­ вых изменений без разрушения. Термическая стойкость зависит от величины температурного коэффициента расширения, а также от степени однородности материала. Чем меньше коэффициент расширения материала, тем выше его термическая стойкость. Тер­ мически стойкими материалами являются шамот, динас и др.

Термически нестойкими материалами являются обычное стекло, гранит, кварц и др.

Температурные деформации. Некоторые строительные материа­ лы в условиях эксплуатации под воздействием изменений темпера­ туры могут менять свои размеры. Это свойство имеет особое зна­ чение для изделий, подвергающихся в эксплуатации нагреву и охлаждению. Тепловое линейное расширение материала, если тем­ пературный интервал невелик, может быть выражено уравнением

 

h — Іо(1 + а0>

 

где Іі — длина

материала при температуре f

С, м\

10— длина

материала при начальной температуре t'QС, лг;

а — коэффициент линейного расширения

материала, характе­

ризующий удлинение 1 м материала при нагреве на ГС (1/град).

Величины коэффициентов линейного расширения а некоторых материалов:

Алюминий....................................................

25.5-10

6

 

Б е т о н

............................................................

(10 14)

10

'5

Древесина вдоль волокон......................

(3 — 5) 10

6

С т а л ь ............................................................

 

(11,0-г -11,9) 10- 6

Стекло .......................................

о б ы ч н о е

(8,5 — 9,7) 10—6

 

s .......................................

кварцевое

0,42-10

6

 

Кристаллические тела имеют различные значения коэффициен­ та линейного расширения в различных направлениях.

Температурная размягчаемость. Некоторые материалы при на­

гревании до определенных температур

(ниже температуры

плав­

ления)

переходят в

пластическое

состояние— размягчаются

(на­

пример,

стекло при

нагревании

до 750—900° С;

асфальтобетон

свыше 50° С). Некоторые размягченные

материалы

после охлаж­

дения принимают прежнее структурное состояние. Морозостойкость. Морозостойкостью называют способность на­

сыщенного водой материала выдерживать многократное перемен­ ное замораживание и оттаивание без существенной потери техни­ ческих свойств (допускается для некоторых материалов сниже­ ние прочности не более чем на 25% и потеря в весе не более чем на 5%).

Причина разрушений материала при замораживании заключа­ ется в том, что вода, содержащаяся в его порах, при превращении в лед увеличивается в объеме на 8,3%, что вызывает высокое дав­ ление на стенки пор.


Наиболее морозостойкими являются материалы с низким водоооглощением, однородные и с высоким коэффициентом размяг­ чения.

На морозостойкость их испытывают в специальных камерах, работающих на холодных смесях.

Материалы замораживают и оттаивают попеременно в зави­ симости от ответственности сооружения либо установленным по ГОСТу количеством циклов (15—100 и более), либо до начала разрушения образца.

При ускоренном испытании на морозостойкость вместо замо­ раживания образец пять раз погружают в насыщенный раствор сернокислого натрия и затем высушивают при температуре 110° С. При этих условиях в порах материала образуются кристаллы, которые могут разрушить материал.

Воздухостойкость. Под воздухостойкостью подразумевают спо­ собность материала выдерживать многократное гигроскопическое увлажнение и высушивание без деформации, потери механической прочности и снижение несущей способности материала в целом.

Химическая стойкость. Химической стойкостью называют спо­ собность материала в эксплуатационных условиях сопротивляться действию кислот, щелочей и агрессивных газов.

Разрушение материала под влиянием различных химических и электрохимических процессов называют коррозией.

Биостойкость. Биостойкость— способность материалов сопро­ тивляться влиянию биологических процессов, возникающих во­ время эксплуатации материала в сооружении (например, процесс гниения древесины).

Старение. Старение— изменение структурных свойств метал­ лов, пластических масс, красочных покрытий под действием раз­ личных факторов, протекающих во времени. Старение чаще всегоухудшает свойства материалов.

Вязкость. При перемещении одного слоя жидкости относитель­ но другого возникают силы внутреннего трения. В различных жидкостях и расплавах величина этих сил различна.

Явление внутреннего трения в жидкости называют вязкостью.

Оно может быть оценено коэффициентом динамической вязко­ сти Т).

Отношение г| к плотности ? называют коэффициентом кинема­ тической вязкости

V= --L м2/сек.

Вязкость таких материалов, как минеральные расплавы, биту­ мы, смолы, клеи, масла и другие, повышается с понижением тем­ пературы.

Прочность. Свойство материалов сопротивляться разрушениюот действия внутренних напряжений, возникающих в результате внешней нагрузки, называют прочностью.

В конструкциях материал испытывает различные внутренние напряжения от сжатия, растяжения, изгиба, среза, кручения.

27


Рис. 4. Образцы для испытания на сжатие:

а — из природного камня; б — цементного раствора; ö — легкого природного стенового камня; г — кирпича; д — древесины поперек и вдоль волокон; е — пустотелого кера­ мического камня; ж%s «—бетона*

Поэтому прочность материалов характеризуется обычно пределом прочности при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании и др.

Предел прочности численно равен напряжению в материале, соответствующему нагрузке, вызвавшей разрушение образца.

Прочность материалов, выявляемая при испытании отдельных образцов, является условной. Она зависит от формы и размеров образца, скорости нарастания нагрузки и состояния нагружаемой поверхности. Для некоторых материалов прочность зависит от тем­ пературы (асфальтобетон), влажности и др.

Предел

прочности

при

сжатии

R B различных материалов

колеблется

в пределах

от

0,5 - 105

до

10 000-ІО5 н/м2 и более

(1 н/м2 = 1,02 • ІО-5 кгс/см2, 1 кгс/см2 =

9,8 • 104 н/м2).

Для испытания материала на прочность при сжатии обычно от­ бирают не менее трех образцов для одного определения.

Формы и размеры образцов должны соответствовать требова­ ниям ГОСТа или технических условий для каждого вида материа­ ла (рис. 4).

Предел прочности при сжатии R находят делением разрушаю­ щей силы, приложенной к образцу Р, на площадь поперечного сечения образца до испытания F:*

* Для многих материалов (например, для металлов) предел прочности обозна­ чается а.

Числовое значение пре­ дела прочности при сжа­ тии для большинства строительных материалов определяет его марку.

Отношение предела прочности при сжатии ма­ териала в насыщенном водой состоянии к преде­ лу прочности в сухом состоянии называют коэф­ фициентом размягчения.

R„

К— -

Аразы RH

Строительные

мате

 

 

 

 

риалы с

коэффициентом

 

 

 

 

размягчения

более 0,8 от­

 

 

 

 

носятся

к

водостойким.

 

 

 

 

Природные

и искусствен­

 

 

 

 

ные материалы с коэффи­

 

 

 

 

циентом

размягчения бо­

 

 

 

 

лее

0,8 можно применять

 

 

 

 

в строительных

сооруже­

 

 

 

 

ниях, находящихся в воде

 

 

 

 

или

сырых

местах

без

 

 

 

 

соответствующей гидроза­

 

 

 

 

щиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

Прочность материалов

 

 

 

 

и изделий можно опреде­

 

 

 

 

лять разрушающими и не­

 

 

 

 

разрушающими методами.

 

 

 

 

Для

разрушающих

мето­

 

 

 

 

дов

характерно

примене­

 

 

 

 

ние

специальных прибо­

Рис. 5. Гидравлический пресс для испытания

ров — прессов,

из

кото­

материалов:

 

 

 

рых

наиболее

распрост­

1 — цилиндр;

2 — поршень;

5 — упорные плиты;

4 — образец;

6 — винт;

7 — колонки;’ 8 — манометры;

ранены

гидравлические

9 — насос; 10 — бачок

для

масла.

(рис. 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

Верхняя и нижняя площадки пресса имеют сменные приспособ­ ления для переналадки его на то или другое испытание (сжатие, изгиб, разрыв). Каменные образцы из-за сильного трения между поверхностями образца и указанными плоскостями плит при разру­ шении сохраняют в основаниях свою форму. Вертикальные поверх­ ности образца вследствие поперечного расширения разрушаются.

Для определения предела прочности при растяжении Rv из испытываемого материала изготовляют образцы определенной формы и размера (рис. 6).