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
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 втім2• град |
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).