Главная \ Статьи

Статьи

БЕЛЫЙ КАТАЛОГ СТАТЕЙ (бесплатно добавить статью, без ответной ссылки) 
ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ (объявления проходят проверку на уникальность)

Если Вы хотите разместить статью по строительству и недвижемости на нашем сайте, заявки подавайте по почте stroy-sity1@mail.ru  (не менее 2000 знаков, не более 2 ссылок, строительная или околостроительная тематика, уникальность

Материалы  

Готовая продукция

Виды деятельности

Экономика, политка,
новости

Недвижимость

Доп.
площадки 

Металлопрокат

Двериокна, ворота,
автоматика

Статьи по 
строительству

Экономические обозрения
строительной отрасли

Ипотека
 

Транспорт

Материалы для дорожного
строительства

Лестницы Интерьерное оформление 

Строительная отрасль - регионы

Загородная
недвижимость
 

Спец. 
техника 

Монтажная пена, клеевые
материалы, герметики

Керамическая
плитка
 
-керамогранит 

Реставрационные работы

Строительные
компании 

Недвижимость
за рубежом 

Металло-конструкции

Гидроизоляционные и
ремонтные составы

Системы 
видеонаблю-
дения, охраны
Строительство 
домов Сантехника 
Деревянные дома 

СРО

Юридическое
право 

Последние поступления

Гидро-пароизоляционные
пленки, мембраны

Системы 
вентиляции
 и кондицониров.

Сантехнические работы

Новые технологии и материлы 

Квартирный вопрос 
ремонт 

Садовая техника

Строительные смеси
- клевые смеси
- штукатурка
Системы
водоснабжения
и их контроля

Монтаж инженерных сетей

Политические и новости Москвы

Коммерческая недвижимость

Инструмент

Цемент 
сухие строительные смеси 

Напольные 
покрытия 

- ламинат
- паркет 

Штукатурные работы 
Штукатурка  

Новости,
интерсные статьи
Недвижимость
и регионы 
Защита от молний

Полимеры
Изделия из полимеров

Cпец. одежда
-жгуты, канаты

Работы с 
гипсокартоном 

 

Гостиничная сеть Сварочные аппараты

Теплоизоляионные
материалы

Сантехника  
- мойки

Резьба по дереву

 

Земельный рынок

 

Кровельные 
материалы
 

 

Мебель

Обустройство
участков - дача

 

Свободная тема

Лакокрасочные
материалы 
Фильтры воды Обработка природного камня  Защита от огня 
Обои Потолочные 
системы
 
Строительство
бассейнов 
Древесина Cауны и бани
- в квартире 
- бассейны 
Электромонтажные
работы, материалы 
Кирпич, блоки  Окна офисные перегородки Хозяйственные 
постройки 
Фанера Крепеж Фасады зданий
Сетки Системы отполения Системы охраны
Гипсокартон
Гипсоволокно
Изделия ЖБИ Домостроение 
- фундаменты 

 

Основные свойства строительных материалов

Сегодня на рыке строительных смесей и материалов представлено большое количество различной продукции как отечественных, так и зарубежных производителей. Как правило, все производители для описания технических характеристик своих товаров используют терминологию, которая порой не всегда понятна для рядовых граждан. В описании свое продукции  производители  обычно рекламируют те свойства строительных материалов, которые выгодно их отличают перед остальными, или используют  характеристик, которые дают преимущества в их использовании.  Для того, что вы могли более свободно ориентироваться в терминологии свойств строительных материалов  мы решили более подробно раскрыть описание основных характеристик, которые используют производители для своей продукции.

Основными свойствами строительных смесей  и материалов являются  их физические, химические, технологические и  механические свойства.

Свойства любого строительного материала на прямую зависят от его состава, поэтому в начале перечисляется состав и используются термины о его строение.  Для правильного понимания свойств строительных материалов нужно знать их химический, минеральный и фазовый составы.

Химический состав показывает, характеризует процентное содержание в материале химических элементов или оксидов, позволяет судить о некоторых свойствах материалов - механической прочности, огнестойкости, биостойкости и т.д.

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве содержатся в каменном материале или в вяжущем веществе. Например, искусственный минерал трехкальциевый силикат (3СаО.SiO2) содержится в портландцементе в количестве 45.....60 %, причем при большем его содержании твердение цемента ускоряется и повышается прочность цементного камня.

Фазовый состав указывает на содержание в материале фаз, т.е. частей, однородных по химическому составу и физическим свойствам и отделенных друг от друга поверхностям раздела.  Например, основными фазами клинкера портландцемента является алит, белит, целит и алюмоферитная фаза. В пористом материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, и сами поры, заполненные воздухом, водой. Если вода замерзает, то образовавшийся в порах лед изменяет теплотехнические, механические и другие свойства материала, вызывает в нем большие внутренние напряжение следствии увеличения объема замерзающей в порах воды. Фазовый состав  материала и фазовые переходы воды в нем оказывают влияние на все свойства и поведение материала при эксплуатации.   Материалы, представленные одной фазой, называют гомогенными,  а двумя и более - гетерогенными.

Строение материала характеризует его структурой и текстурой.

Структура - внутреннее строение материла, обусловленное формой, размерами, взаимными расположениями составляющих его частиц, пор, капилляров, взаимными расположением составляющих его частиц, пор, капилляров, поверхностей раздела фаз, микротрещин и других структурных элементов.  В зависимости от структуры различают материалы изотропные - обладающие одинаковыми свойствами во всех направлениях (затвердевшие бетоны и строительные растворы, керамические материалы), или анизотропные, свойства которых различны в разных направлениях (железобетон, древесина, волокнистые материалы).

Текстура - строение, обусловленное относительным расположением и распределением составных частей материала в занимаемом им пространстве. Текстура бывает слоистая, массивная, полосчатая, пористая и др.

В большинстве своем строительные материалы имеют пористую текстуру. Их подразделяют на мелкопористые, размеры пор, которых определяются сотыми и тысячными долями миллиметра до 1...2 мм. Мелкопористыми материалами являются затвердевшие строительные растворы и бетоны, керамика, ряд  камней, а крупнопористыми пено - и газобетоны, газостекло, пороплатсы и др. Крупные поры (до сантиметра) называют пустотами, к ним относят  и пространства между кусками и зернами рыхлых материалов.

Различают макро- и микроструктуру материала. Макроструктура - структура, видимая невооруженным глазом или при небольшом увеличении; она бывает конгломератная (характерна для бетонов), ячеистая (газо- и пенобетоны, ячеистые пластмассы), волокнистая (древесина, стеклопластики), мелкопористая (ряд керамических материалов), слоистая (текстолит, бумопласт),  рыхлозернистая (порошкообразные и зернистые материалы).

Микроструктура - структура , видимая в оптический или электронный микроскоп. Применительно, например, к строительному цементному раствору по микроструктуре можно судить о минеральном составе, количестве расположении основных фаз в цементном камне, поровом строении, размере, расположении и количестве микропор, особенностям контактного слоя между заполнителем цементным камнем.

По физическому состоянию все вещества подразделяются на твердые, жидкие, газообразные и плазму. В штукатурных и малярных работах используют материалы, которые находятся в твердом или жидком состоянии.

Твердым телом называется всякое тело, имеющее определенную форму. Так, к твердым телам относят металлы, камни, лед, воск, битум, стекло и др. Твердые тела могут находится в кристаллическом (гранит, металлы, лед) и аморфном (воск, стекло, эбонит) состояниях.

Кристаллические тела имеют упорядоченное взаимное расположение образующих их частиц - атомов и молекул, а аморфное хаотичное их расположение. Кристаллические вещества обладают характерными свойствами переходить из твердого состояния в жидкое при определенной, постоянной для данного вещества, температуре. Эта температура называется температурой плавления, равна температуре отвердения (каждое расплавленное вещество при охлаждении вновь отвердевает). Аморфные вещества не имеют четко выраженной температуры плавления и отвердевания, при нагревании они постепенно размягчаются и переходят в жидкое состояние.

Твердые материалы, используемые в  штукатурных и молярных работах, бывают сыпучими и кумовыми.

Жидкость агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого состояния (сохранение объема, определенная прочность на разрыв) и газообразного (изменчивость формы).

В процессе работы штукатуры и маляры имеют дело не только с твердыми и жидкими веществами, но и с так называемыми коллоидно-дисперсными системами и растворами, различными смесями составами.

Дисперсные системы - образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью  раздела между ними. В дисперсных системах одна из фаз - дисперсная фаза - распределена  в виде мелких частиц (кристалликов, капель, пузырьков) в другой фазе - дисперсионной среде - газе, жидкости или твердом теле. Дисперсность  - характеристика размеров твердых частиц и капель жидкости (чем меньше частицы, тем больше дисперсность). На практике в качестве дисперсных систем, размер частиц которых более 0,1  мкм, используют суспензии, эмульсии, коллоиды. Грубодисперсные системы (суспензии, эмульсии, порошки, пена) неустойчивы;  чрезмерное измельчение порошков ведет  к  их слипанию (коагуляции).

Суспензия - система, в которой частицы твердой дисперсной фазы взвешены в жидкой дисперсионной среде. К таким системам относятся готовые к применению краски, являющиеся суспензиями пигментов и наполнителей в связующих веществах и растворителях, шпаклевки, подмазочные пасты.

Суспензия - система, в которой частицы твердой дисперсной фазы взвешены в жидкой дисперсионной среде. К таким системах относятся готовые к применению краски, являющиеся суспензиями пигментов и наполнителей в связующих веществах и растворителях, шпатлевки.

Эмульсии - система, состоящая из двух не растворяющихся друг в друге жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсной среде).

В суспензиях и эмульсиях частицы дисперсной фазы стремятся к седиментации, т.е. к осаждению.  В дополнение к этому они  могут коагулировать, сцепляться под действием молекулярных сил.

Коллоиды - промежуточных системы между истинными растворами и грубодисперсными системами.  Жидкие коллоиды - золи, твердые студенистые - гели.  Гелеобразование - одно из важнейших свойств коллоидных систем.  Гели образуются в результате  действия  молекулярных  сил сцепления между коллоидными частицами. Образование гелей  имеет значение для объяснения процессов твердения и свойств цементного камня и полимерных материалов. Ячеистая структура геля удерживает  значительное количество жидкостей дисперсионной среды. Под действием механических усилий многие гели способны переходить в  золи, т.е. разжижаться, это явление называется тикстропией и проявляется оно при вибрировании бетонных, растворных и других смесей.

Коллоиды способны к набуханию, при этом они увеличиваются в объеме. Животные клеи, белок, крахмал, мыло - коллоиды, которые при длительном соприкосновении с водой образуют коллоидные растворы (золи). В отличие от грубодисперсных систем коллоидные растворы стойки к седиментации, обладают свечением в проходящем свете и передвижением частиц к электродам при пропускании электротока.

Истинный раствор - молекулярно - дисперсная гомогенная (однородная) система переменного состава из двух и более компонентов. Раствор называется истинным потому, что вещества действительно и самопроизвольно растворяются в подходящем растворителе с образованием гомогенной системы.  Истинные растворы устойчивы в течение длительного времени.  С истинным раствором маляр имеет дело всякий раз, когда растворяет в воде кристаллы медного купороса, квасцов, каустическую соду, кислоту, спирт.

Важнейшее практическое значение имеют явления, происходящие на поверхности раздела фаз для всех дисперсных  и особенно коллоидных систем. К таки явлениям относится адсорбция - поглощение и концентрирование вещества на поверхности радела фаз. Адсорбирующиеся вещества называются поверхностно - активными (ПАВ), они понижают поверхностное натяжение, имеют большое значение в технологии строительных материалов.  ПАВ способствуют получению устойчивых эмульсий и суспензий (адсорбционный слой обволакивает частицы дисперсной фазы и не дает им слипаться); за счет эффекта адсорбционного понижения прочности ускоряют измельчение порошков, пластифицируют растворные и бетонные смеси, гидрофобизуют  поверхности и пр.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Строительные  материалы обладают комплексом физических свойств, числовые показатели которых определяют в лаборатории с помощью специальных приборов и стандартных методов.

К физическим относятся свойства, выражающие способность материалов реагировать на воздействия физических факторов - гравитации, теплоты, воды, звука, электрического тока, излучения и др. Строительные материалы бывают твердые и жидкие. Каждый материал имеет объем и обладает определенной массой.

Масса - совокупность материальных частиц (молекул, атомов, ионов), содержащихся в данном теле или веществе. Масса тела занимает часть пространства,  т.е. имеет определенный объем; она постоянна для данного вещества и не зависит от ускорения свободного падения, от скорости его движения и положения в пространстве. Различные тела одинакового объема имеют неодинаковую массу, т.е. обладают разной плотностью.

Важнейшими параметрами физического состояния материалов являются плотность и пористость, а для дисперсных, например порошкообразных материалов, - дельная поверхность, т.е. поверхность, отнесенная  к единице объема или массы материала. Плотность характеризуется отношением массы материала к его объему, длине, площади.

Плотность.  Истинная плотность  р -масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без учета пор и пустот. Определяется отношением массы m (кг) материала к его объему Va (м3) в абсолютно плотном состоянии р= m/ Va  (кг/м3). Истинная плотность каждого вещества - постоянная физическая характеристика, которая не может быть изменена  без изменения его химического состава или молекулярной структуры. Плотность, близкой к теоретической, обладают металлы, жидкости, стекло, полимеры.

Плотность твердых  и жидких материалов сравнивают с плотностью воды. Наибольшая плотность воды при температуре 4 С равна 1 г/см3, так как масса  1 см3 воды равна 1 г. В основном истинная плотность вещества зависит от его химического состава. Так, у неорганических материалов (природных и искусственных камней), состоящих в основном из оксида кремния, алюминия и кальция, истинная плотность находится в пределах 2,4....3,1 г /см3, у органических материалов,  состоящих в основном из углерода, кислорода и водорода, составляет 0,8....1,4 г /см3, у древесины 1,55 г /см3. Истинная плотность металла весьма различна (г /см3): алюминия - 2,7, стали - 7,85, свинца - 11,3.

Средняя плотность  рm - масса  единицы объема материала в естественном состоянии, т.е. с порами и пустотами. Определяется отношением массы m (кг) материала  к его объему V (м3) в естественном состоянии: рm = m/ V  (кг/м3).

Средняя плотность  (далее мы будем называть ее просто плотностью) -  важная физическая характеристика материала, меняющаяся в зависимости от его структуры  и влажности. Так, путем изменения структуры можно получить тяжелый бетон плотностью 2400 кг/м3 и особо легкий - плотность  менее 500 кг/м3. Средняя плотность оказывает существенное  влияние на механическую прочность, водопоглощение, теплопроводность и другие свойства материалов. У плотных материалов числовое значения истинной  и средней плотности одинаковы, у других материалов средняя плотность меньше истинной.  Плотность строительных материалов колеблется в очень широких пределах: 15 (пористая пластмасса) до 7850 кг/м3 (сталь).

Для сыпучих материалов определяют насыпную плотность. Насыпная плотность рн - масса единицы объема рыхло насыпных зернистых материалов (песка, цемента, гравия, щебня): рн=m|V. Например, истинная плотность гранита - 2700 кг/м3, его средняя плотность  - 2670 кг/м3, а насыпная плотность гранитного щебня - 1300 кг/м3.

Пористость - степень заполнения объема материала порами.  В большинстве своем материалы содержат поры - малые ячейки, заполненные воздухом или водой.  Пористость  вычисляют по формуле (%): П=(( р- рm) / р)*100 и выражают в долях объема материала, принимаемого за  1, или в процентах от объема. Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах: от 0 (сталь, стекло) до 98% (мипора).

Отличают открытую и закрытую пористость. Изменяя соотношение объемов открытых и закрытых пор, их размеров, в технологии материалов достигают получение материалов с заданными свойствами. Например, при уменьшении пористости достигается повышение прочности материалов.

При получение теплоизоляционных материалов стремятся увеличить пористость и создать им мелкопористую структуру. Если в общем объеме увеличить долю закрытых пор, то это благоприятно скажется на морозостойкости материалов. Для улучшения звукопоглощающих свойств стремятся создать в материале систему разветвленных и сообщающихся пор. Следовательно, от пористости материалов зависит их средняя плотность, прочность, водонасыщаемость, теплопроводность, морозостойкость, звукопоглощаемость и другие свойства.

Сыпучие и рыхлые материалы (песок, молотый мел, пигменты, цемент, шлак) кроме пор имеют пустоты - воздушные полости между отдельными частицами материала.

Пустотность отношение суммарного объема пустот в рыхлом материале ко всему объему, занимаемому этим объемом. Для численного выражения пустотности  необходимо знать плотность и насыпную плотность материала. Пустотность Ппуст вычисляют по той же формуле, что и пористость, и выражают в процентах.

Коэффициент плотности Кпл - степень заполнения объема материала твердым веществом; вычисляют его по формуле Кпл = рm/р. В сумме Кпл+П=1 (или 100%), т.е. сухой материал состоит из твердого каркаса и воздушных пор.

При транспортировке, хранении и в конструкциях материалы могут, подвергается действию воды. Влажные материалы менее прочны, более тяжелы и теплопроводны, чем сухие. Цемент, гипсовые вяжущие, пигменты, клей, и другие материалы портятся от атмосферной влаг, а влажная древесина легко поддается гниению. Свойства, связанные с воздействием на материал воды, называют гидрофизическими.

Гигроскопичность - свойство происто-капиллярного материала поглощать влагу из воздуха. Степень поглощения зависит от температуры и относительной влажности воздуха. С увеличением относительной влажности воздуха и снижением температуры воздуха гигроскопичность повышается. Гигроскопичность характеризуется отношением массы поглощенной материалом влаги при относительной влажности воздуха 100% и температуре +20 С к массе сухого материала.

Гигроскопичность отрицательно сказывается на качестве строительные материалы. Так, цемент при хранении под влиянием влаги воздуха комкуется и снижает свою прочность. Весьма гигроскопична древесина, от влаги воздуха она разбухает, коробится.  Чтобы уменьшить гигроскопичность деревянных конструкций и предохранить их от разбухания, древесину покрывают маслеными красками и лаками, пропитывают полимерами, которые препятствуют проникновению влаги в материал.

Капиллярное всасывание - свойство пористо-капиллярных материалов поднимать воду по капиллярам. Оно вызывается силами поверхностного натяжения, возникающими на границе раздела твердой и жидких фаз. Капиллярное всасывание характеризуют высотой поднятия уровня воды в капиллярных материалах и количеством поглощенной воды и интенсивность всасывания. Когда фундамент находится во влажном грунте, грунтовые воды могут подыматся по капиллярам и увлажнять низ стены здания. Во избежание сырости в помещении устраивают слой гидроизоляции, отделяющий фундамент от стены. С увеличением капиллярного всасывания снижается прочность, стойкость к химической коррозии и  морозостойкость строительных материалов.

Водопоглощение - свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать  ее в своих порах. Водопоглощение выражают степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему Wo ) или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала (водопоглощение  по массе Wm).  Вычисляют водопоглощение по формуле (%):

Wm=((m2-m1)|m1)*100;  Wo=((m2-m1)|V)*100,

Где m1 и m2 - масса материала соответственно в сухом и насыщенном водой состоянии, г; V- объем материала в сухом состоянии, см3. Разделив Wo на Wm, получим зависемость:  

Wo =Wm pm.  

Водопоглощение различных материалов находится в широких диапазонах (% по массе): гранита 0,02...1; плотность тяжелого бетона 2....5; керамического кирпича  8....25; асбестоцементных прессованных плоских листов - не более 18; теплоизоляционных материалов 100 и более.

У  высокопористых материалов водопоглощение по  массе может превышать пористость,  но водопоглощение по объему всегда меньше пористости, так как вода не проникает в очень мелкие  поры, а в очень крупных не удерживается. Водопоглощение плотных материалов равно нулю (стекло, сталь, битум)  Водопоглощение отрицательно сказывается на других свойствах материалов: понижается прочность и морозостойкость, материал набухает,  возрастает его теплопроводность и   увеличивается плотность.

Влажность - отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии. Вычисляется по тем же формулам, что и водопоглощение, и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественном влажном, а не в насыщенном водой состоянии.

При транспортировании, хранении и применении материалов имеют дело  не с водопоглащением, а с их влажностью. Влажность меняется от 0% (для абсолютно сухих материалов) до значения полного водопоглощения  и зависит от пористости, гигроскопичности и других свойств материала, а также от окружающей среды -  относительной влажности и температуры воздуха, контакта материала с водой и т.д. Для многих строительных материалов влажность нормирована. Например, влажность молотого мела - 2 %, комового - 12%, стеновых материалов - 5....7, воздушно-сухой древесины 12....18 %.

Поскольку свойства сухих и влажных материалов весьма различны, необходимо учитывать как влажность материла, так и его способность к поглощению воды. Во всех случаях -  при транспортировании, хранении и применении - строительных материалов предохраняют от увлажнения.

Водостойкость - свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения Кр= RB/RC - отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой  RB, к прочности сухого материала RC. Он изменяется от 0 (для глины) до 1 (стекло, металлы). Материалы, у которых коэффициент размягчения более 0,75, называют водостойкими.

Влагоотдача - свойства материала терять находящуюся в его  порах воду. Числовой характеристикой влагоотдачи является количество воды (в %), испарившейся из образца в течении 1 суток при температуре 20 С и относительной влажности воздуха 60 %. Влагоотдачу  учитывают, например, при уходе за твердеющим бетоном, при сушке оштукатуренных известковым раствором стене и перегородок. В первом случае желательна замедленная, а во втором - быстрая влагоотдача.

Водопроницаемость - свойство материала пропускать через себя воду под  давлением. Степень водопроницаемости в основном зависит от строения пористости материала. Чем  больше  в материале открытых пор и пустот, тем больше его водопроницаемость. Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации (м/ч) - количеством воды (в м3), проходящей через материал площадью 1 м2, толщиной 1м за 1 ч при разности гидростатического давления на границах стенки 9,81 Па. Чем ниже коэффициент фильтрации, тем выше марка материала по водонепроницаемости. Водонепроницаемыми являются плотные материалы (гранит, металлы, стекло) и материалы с мелкими замкнутыми порами (пенопласты, экструдированный полистирол).

Для гидроизоляционных материалов важна оценка не водопроницаемости, а их водонепроницаемости, которая характеризуется или временем, по истечении которого появляется просачивание воды под определенным давлением через образец материала (мастика, гидроизол), или максимальным давлением воды, при котором она еще не проходит через образец  материала  за время испытания (специальные строительные растворы).

Воздухо-, газо- и паропроницаемость - свойства материала пропускать через свою толщу соответственно воздух, газ и пар. Они зависят главным образом от строения   материалов, дефектов его структуры и влажности. Количественно воздухо - и газопроницаемость характеризуются коэффициентом воздухо - и газопроницаемости, которые равны количеству воздуха (газа) (м3),  проходящего  в течение 1 ч через  1 м2  материала  толщиной в 1 м при разности давлений на поверхность  в 9,81 Па. Воздухо - и газопроницаемость выше, если в материале больше сообщающихся пор; наличие воды в порах понижает эти свойства материала.

Паропроницаемость  возникает при различном содержании и упругости пара по обе стороны  поверхности, что зависит от температуры водяных паров и характеризуется  коэффициентом паропроницаемости, который равен количеству водяного пара (в г), проникающего в течение 1 ч через 1 м2 материала толщиной 1м при разности давлений пара на поверхностях 133,3 Па.

Стендовые  и отделочные материалы должны обладать определенной проницаемостью, должны «дышать».  Достаточные воздухо - газо и паропроницаемость   стеновых материалов поддерживают оптимальный для человека воздушно-влажностный режим в помещениях и предотвращают разрушение стен при действии мороза и последующем оттаивании.  Во влажных помещениях стены и покрытия защищают с внутренней стороны от проникновения водяного пара. Паронепроницаемые материалы располагают с той стороны ограждения, с которой содержание пара в  воздухе больше. Материалы, насыщенные водой, практически газонепроницаемы.

Лакокрасочные покрытия либо уменьшают, либо сохраняют паропроницаемость строительных материалов. Чем  меньше паропроницаемость лакокрасочной пленки, тем выше ее антикоррозионные свойства.

Морозостойкость - свойство материалов в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видемых признаков разрушения и без значительного снижения прочности и массы. Морозостойкость - одно из основных свойств, характеризующих долговечность строительных материалов в конструкциях  и сооружениях. При смене времен года некоторые материалы, подвергаются периодическому замораживанию и оттаиванию в обычных атмосферных условиях, разрушаются. Это объясняется тем, что вода, находящиеся в порах материала, при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9...10 %; только очень прочные материалы способны выдерживать это давление льда (200 МПа)на стенки пор.

Высокой морозостойкостью обладают плотные материалы, которые имеют малую пористость и закрытые поры. Материалы пористые с открытыми порами и соответственно с  большим водопоглащением часто оказываются не морозостойкими. Материалы, у которых после установленных для них стандартных испытаний, состоящих из попеременного многократного замораживания (при температуре не выше -17С) и оттаивания (в воде), не появляются трещины, расслаивание, выкрашивание и которые теряют не более 25% прочности и 5 % массы, считаются морозостойкими.

По морозостойкости, т.е по числу выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания, материалы подразделяются  на марки: Мрз10;15;25;35;50;100;150;200;300;400 и 500. Так, марка по морозостойкости штукатурного раствора Мрз 50 означает, что раствор выдерживает не менее 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания без потерь прочности и массы.

Важно понять, что для пористых материалов особенно опасно совместное действие воды и знакопеременных температур. Морозостойкость зависит от состава и структуры материала, она снижается с уменьшением коэффициента размягчения и  увеличением открытой прочности.

Критерий морозостойкости материала - коэффициент морозостойкости Кмрз=Rмрз/Rнас - отношение предела прочности при сжатии материала после испытания к пределу прочности при сжатии водонасыщенных  образцов, не подвергнутых испытанию, в эквивалентном возрасте. Для морозостойких материалов  Кмрз  должен быть более 0,75. Принято также считать, что если коэффициент размягчения к Кразм камня не ниже о,95 то каменный материал морозостоек.

Свойства материалов, связаны с изменением температуры, относят к теплофизическим. Они важны для теплоизоляционных и жаростойких материалов, для материалов ограждающих конструкции  и изделий, твердеющих при тепловой обработке.

Теплоемкость - свойства материала поглощать при нагревании и отдавать при охлаждении определенное количество теплоты. Теплоемкость - мера энергии, необходимой для повышения  температуры материала.

Теплоемкость, отнесенную к единице массы, называют удельной теплоемкостью С (Дж/ (кг*С)).  Удельная теплоемкость равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 С.  У органических материалов она обычно выше, чем у неорганических (кДж/(кг*С)): древесина - 2,38....2,72; сталь - 0,46, вода - 4,187. Наибольшую теплоемкость имеет вода, поэтому и с повышение влажности материалов их теплоемкость возрастает.

Теплопроводность - свойство материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Это свойство имеет важное значение для строительных материалов, применяемых при устройстве ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий) и материалов, предназначенных для теплоизоляции. Теплопроводность зависит от его строения, химического состава, пористости и характера пор, от влажности и температуры, при которой происходит передача теплоты.

Теплопроводность характеризируется коэффициентом теплопроводности, показывающим, какое количество теплоты (Дж) способен пропустить материал через 1 м2 поверхности при толщине материала 1 м и разности температур на противоположных поверхностях 1 С в течении 1 ч . Коэффициент теплопроводности (Вт/м*С): воздуха - 0,023, древесины вдоль волокон - 0,35 и поперек волокон - 0,175, воды - 0,59, керамического кирпича -0,82,  льда - 2,3. Следовательно, воздушные поры в материале резко снижаются его теплопроводность, а увлажнение - сильно увеличивает,   так как коэффициент теплопроводности воды в 25 раз выше, чем у воздуха.

При замерзании воды в порах материала еще больше увеличивается теплопроводность, так как лед примерно в 4 раза теплопроводнее воды  и в сто раз теплопроводнее воздуха. Чем меньше пор, т.е. чем плотнее материал, тем он теплопроводнее. При повышение температуры теплопроводность  большинства материалов возрастает  и лишь у немногих (особенно у металлов) уменьшается.

Тепловое расширение - свойство материалов расширятся при нагревании и сжиматься при охлаждении, оно характеризуется линейным изменением размеров, и объема материалов важен температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), показывающий, на какую долю первоначальной длины расширяется материал при повышении температуры на 1 С. Так, для стали ТКЛР составляет (11...11,9)*10-6, для бетона - (10...14)*10-6, для древесины вдоль волокон - (3..5)*10-6. В конструкциях, объединяющих несколько материалов, необходимо учитывать ТКЛР каждого; например, в железобетоне хорошо сочетаются столь и бетон, так как ТКЛР этих материалов почти одинаков. В результате значительного различия ТКЛР в композиционных материалах возникают напряжения, которые могут привести не только к появлению микротрещин и короблению, но и к разрушению материалов.

Огнестойкость - свойство материалов выдерживать без разрушения воздействие высоких температур, пламени  и воды в условиях пожара. Материалы в этих условиях либо сгорают, либо растрескиваются, сильно деформируются, либо разрушаются от потери прочности. По огнестойкости различают несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не горят и не обугливаются. Это кирпич, бетон и др. Между тем, некоторые несгораемые материалы - мрамор, стекло, асбестоцемент - при резком нагревании разрушаются,  а стальные конструкции - сильно деформируются и теряют прочность.

Сгораемые материалы под  действием огня или высокой температуры горят  и продолжают гореть после удаления источника огня. Это древесина, обои, битумы, полимеры, бумага и др.

Для повышения огнестойкости материалы пропитывают или обрабатывают огнезащитными составами - антипиренами. При нагревании они выделяют газы, не поддерживающие горения, или образуют на материале пористой защитой слой, замедляющий его нагрев.

Огнестойкие материалы нельзя отождествлять с огнестойкостью конструкции здания и сооружения, так как конструкции, выполненные, например, из сгораемых материалов, но обработанные антипиренами или защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов, по своей огнестойкости относятся к трудносгораемым.

Для повышения огнестойкости материалов применяют различные огнезащитные покрытия, в том числе краски. Связующими в таких красках служат жидкое стекло, известь, перхлорвиниловые и карбамидные смолы, фосфорброморганические полимеры. Силикатные и другие огнезащитные краски одновременно защищают материалы от огня и выполняют функции отделочного покрытия.

Огнеупорность - свойство материла выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 С и выше), не деформируясь и размягчаясь. Огнеупорные материалы, применяемые для внутренней футеровки промышленных печей, - динас, шамот, ромомагнезит,  корунд - не деформируются и не размягчаются при температуре 1580 С и выше. Тугоплавкие материалы (тугоплавкий печной кирпич) выдерживают без расплавления температуру 1350...1580 С, а легкоплавкие (кирпич керамический строительный) - до 1350 С.

Акустические свойства материалов связаны с взаимодействием материалов и звука; прежде всего, это - звукопроводность и звукопоглощение.

Звукопроводность - свойство материала проводить через свою толщину звук; она зависит от строения и массы материала. Тяжелые материалы (кирпич), а также пористые и волокнистые плохо проводят звук. Звукопроницаемость - отрицательное свойство, так как в большинстве случаев к строительным материалам предъявляются требования изоляции помещений от внешних шумов. Звукоизоляция - ослабление звука при его проникновении через ограждающие конструкции - это свойство материла, обратной звукопроницаемости.

Звукопоглощение - свойство материала поглощать  и отражать падающий на него звук. Оно зависит от пористости материала его толщины, состояния поверхности, а также от частоты звукового тона, измеряемого количеством колебаний в секунду. За единицу звукопоглощения принимают поглощение звука 1 м2 открытого окна; при открытом  огне звук поглощается полностью. Звукопоглощение всех строительных материалов меньше единицы. Звукопоглощение материала оценивается коэффициентом звукопоглощения, т.е. отношение энергии, поглощенной материалом,  к общему количеству попадающей  энергии в единицу времени.

Звукопоглощение зависит от характера поверхности материала. Материалы с гладкой поверхностью хорошо отражают падающий на них звук, поэтому в помещениях в помещениях с гладкими стенами создается постоянный шум. Материалы с развитой открытой пористостью хорошо поглощают и не отражают падающий на них звук. Специальная акустическая штукатурка с мелкими открытыми порами хорошо поглощает звук и заглушает его. Известно, что ковры, дорожки, мягкая мебель заглушают звук. В принципе те строительные материалы, которые плохо пропускают через себя звук, хорошо его поглощают и не отражают, являются акустическими материалами. Уменьшение шума в результате использования таких материалов сохраняет здоровье людей, создает для них определенные удобства и способствует производительности труда.

Электропроводность - свойство материалов проводить электрический  ток. Электропроводными являются металлы, материалы в влажном состоянии - бетон, цемент камень, строительный раствор, древесина.

Радиационная стойкость - свойство материала сохранять свою структуру  и физико-механические характеристики после воздействия ионизирующих излучений. Радиация по своему уровню может быть столь высокой, что может вызвать глубокие изменения  структуры материала. Например, минералы кристаллической структуры становятся аморфными, что сопровождается объемными изменениями и возникновением внутренних напряжений. Все это заканчивается разрушением материала и птерей его защитных свойств. Для защиты от радиоактивных  излучений применяют особо тяжелые (рm= 3000....5000 кг/м3) и гидратные бетоны, имеющие повышенное содержание химически связанной воды, создающей хорошую защиту от нейтронного потока.

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Для правильной и полной оценки материалов при их изготовлении, выборе и эксплуатации в конструкциях необходимо знать  и учитывать их химические и физико-химические свойства.

Химические свойства выражают степень активности материала  к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды и способность сохранять постоянными состав  и структуру материала в условиях инертной окружающей среды. Некоторые материалы склонны  к самопроизвольным внутренним химическим изменениям в обычной среде. Ряд материалов проявляют активность при взаимодействии с кислотами, водой, щелочами, растворами, агрессивными газами и т.д. Химические превращения протекают также при технологических процессах производства и применения материалов.

Химическая стойкость - свойство материалов противостоять разрушающему действию химических реагентов - кислот, щелочей, растворенных в воде солей и газов. Она зависит от состава  и структуры материалов. Так, мрамор, известняки, цементный камень в строительных растворах и бетонах, в химическом составе который преобладает оксид кальция (СаО), легко разрушаются кислотами, но стойки к действию щелочей. Силикатные материалы, содержащие в основном диоксид кремния (SiO2), стойки к действию кислот, но взаимодействуют при повышенной и нормальной температуре со щелочами.

Медленное или быстрое изменение структуры материала под влиянием внешней агрессивной среды называют коррозией. Она бывает химическая, электрическая, биологическая.

Коррозионная стойкость - свойство материала сопротивляется коррозионному воздействию среды. Распространенной и благоприятной средой для развития химической коррозии является вода (пресная и морская). Агрессивность воды зависит от степени ее минерализации, жесткости, щелочности или кислотности. На развитие коррозионных процессов  влияют растворенные в воде соли (сульфаты, хлориды и др.) и газы. Химически агрессивной средой являются также воздух, содержащий пары оксидов азота, хлора, сероводорода и т.д.

Особым видом коррозии является биокоррозия - разрушение материалов под  действием живых организмов - грибков, насекомых, растений, бактерий и микроорганизмов.

К коррозии относят также «старение» пластмасс - изменение их химического состава и структуры под действием ультрафиолетовых лучей солнца и искусственных источников света, кислорода, воздуха и повышенных температур. Коррозия опасна не столько изменениями химического состава, сколько структуры и физикомеханических свойств материалов.

Кислото- и щелочестойкость - свойство материала не разрушатся под действием кислот и щелочей.

Кислоты весьма агрессивны к металлам, штукатурке, бетону, ряду осадочных горных пород, силикатному кирпичу. Кроме минеральных агрессивны также органические кислоты - уксусная, масляная, молочная. Агрессивны к бетону и другим материалам растворы сахара, патока, фруктовые соки и т.д. Кислотостойкими материалами являются некоторые природные камни - диабаз, базальт, андезит, гранит, но  и они разрушаются плавиковой кислотой.  Кислотостойки плотная керамика, стекло и большинство материалов из пластмасс.

Из щелочей весьма агрессивны концентрированные растворы едкого кали и каустической соды. Щелочестойкими должны быть пигменты, применяемые для цветной штукатурки и различных окрасок по бетону, цементным и известковым штукатуркам, содержащим известь - сильную щелочь. Нещелочестойкие пигменты в растворах и окрасках быстро обесцвечиваются.

Газостойкость - свойство материла не вступать  во взаимодействие с газами окружающей среды. Строительные материалы должны быть стойкими к сероводороду, углекислоте и другим газам. Пигменты, в состав которых входят свинец и медь, чернеют под влиянием сероводорода. Между тем взаимодействие гидрата оксида кальция, находящегося в бетоне, штукатурки, силикатном кирпиче, с углекислым газом воздух способствует увеличению прочности этих материалов.

Важно отметить, что большинство строительных материалов не обладает химической и коррозионной стойкостью. Так, почти все цементы, бетоны и строительные растворы плохо сопротивляются действию кислот; битумы сравнительно быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей; древесина не стойка к воздействию тех и других. Многие соли, особенно образующиеся в воде щелочную и кислую среду, достаточно агрессивны. Растворы солей разрушают материалы также из-за кристаллизации в их порах.

Из физико-химических свойств важны в первую очередь  дисперсность, гидрофильность и гидрофобность.

Дисперсность - тонкость помола - характеристика размеров  твердых частиц и капель жидкости. Ряд строительных материалов - цемент, гипсовые вяжущие, молотая известь, пигменты эмульсии- находятся в дисперсном (тонкоизмельченном) состоянии. Такое состояние характеризуется большой суммарной поверхностью частиц.

Для дисперсных (порошкообразных) материалов  важным параметром состояния является удельная поверхность, относительная  к единице объема (см2/см3; см-1) или массы (см2/г) материала. С увеличением удельной поверхности материалов возрастают их внутренняя энергия и химическая активность. Например, цемент обычного помола при удельной  поверхности примерно 3000 см2/г химически связывается за двое суток твердения 10...13% воды, а очень тонкого помола при удельной плотоности примерно 5000 см2/г - 16..18%. Такой цемент быстрее твердеет, обладает высокой прочностью, называется быстротвердеющим.

Гидрофильность (любовь к воде) - свойство материала хорошо смачиваться водой. Если капля воды растекается по поверхности материала, т.е. когда вода, смачивает материал,  он является гидрофильным. Это бетон, строительный раствор, камни, керамика, древесина, металлы. Гидрофильность характерна для неорганических материалов,  имеющих полярное строение молекул.

Гидрофобность (боязнь воды) - свойство материала не смачиваться водой. Вода на поверхности гидрофобных материалов не растекается, а собирается в виде капель.

Гидрофобность характерна для органических материалов, имеющих неполярное строение молекул. Примерами гидрофобных материалов и веществ являются битумы, полимеры, масла, парафин, кремнийорганические вещества. Для придания  гидрофобности гидрофильным материалам их поверхность обрабатывают гидрофобными веществами. Бумага, картон - материалы гидрофильные, после пропитки или обработки их поверхности маслом они становятся гидрофобными, вода их не смачивает, капли воды скатываются с их поверхности.

Для гидрофобизации некоторых строительных материалов применяют  кремнийорганические жидкости. В технологии строительных материалов примером использования принципа гидрофобизации являются создание гидрофобного цемента, он долго хранится без комкования и потери прочности от соприкосновения с влагой воздуха.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Свойства, выражающие способность материала к восприятию определенных технологических операций с целью изменения формы, размеров, характера поверхности, плотности, называют технологическими.

Из бетонной или растворной смеси нетрудно отформовать изделие заданной формы и требуемых размеров. Во время изготовления изделие можно уплотнить  вибрированием, трамбованием или другим технологическими приемами, оштукатурить и загладить его поверхность. Классическим примером технологического материала является древесина -  ее не трудно тесать, строгать, сверлить, распиливать, полировать, окрашивать, лакировать, соединять на гвоздях, шурупах, винтах, нагелях и врубках. Весьма технологичны металлы, их обрабатывают в холодном, нагретом и расплавленном состоянии. Из глины можно отформовать изделия любой формы,  а после сушки и обжига получить не размокший в воде керамический каменный материал, весьма прочный и долговечный.

Удобоукладываемость - важнейшее технологическое свойство строительного раствора укладываться тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при транспортировании, перекачивание насосами, транспортировании. В свою очередь  удобоукладываемость зависит от подвижности (растекаемости)  и водоудерживающей способности растворной смеси.

К технологическим свойствам готовых к употреблению лакокрасочных материалов относят степень перетертости красок (чем тоньше растерта краска, тем легче ее наносить на поверхность), время и степень высыхания материала, условная вязкость, розлив, адгезия покрытия с поверхностью, способность покрытий шлифоваться и полироваться.  

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Механические свойства материалов имеют решающее значение для строительных материалов (конструкций), работающих под действие нагрузок. Внешние нагрузки вызывают либо разрушение, либо деформацию материалов. Сопротивление материалов изменять под нагрузкой форму и размеры характеризуется деформативными свойствами: упругости, пластичности, хрупкости, модуля упругости, ползучести. Сопротивление материалов механическому разрушению характеризуется их прочностными свойствами: прочностью,  твердостью, истераемостью, сопротивлением удару, износом.

Прочность - свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям,  возникающих в результате внешних нагрузок. Нагрузки вызывают в материале напряжения сжатия,  растяжения, изгиба. Мерой прочности  материалов является предел прочности - наибольшее напряжение, соответствующее нарастающей нагрузке, при которой образец материала разрушается.

Предел прочности при сжатии или при растяжении (Па) равен отношению разрушающей силы (Н)  к площади поперечного сечения (м2) образца, подвергающегося испытанию. Предел прочности вычисляется по формуле Rсж=F/S; Rpac=F/S, где F-разрушающая нагрузка, Н; S-площадь поперечного сечения образца, м2.

Предел прочности при изгибе образца прямоугольного сечения и одной сосредоточенной нагрузке в его середине вычисляют по формуле Rизг =3FL/(2bh2), где F - разрушающая нагрузка, H; L - расстояние между опорами , м; b и h - ширина и высота поперечного сечения образца, м.

Различные материалы обладают неодинаковым пределом прочности при сжатии: от 0,5 (торфяные плиты) до 100 МПа и более (высокопрочная сталь).  Часто одни и те же материалы имеют неодинаковый предел прочности и в зависимости от этого их делят на марки и сорта. Так, марки строительных растворов соответствуют пределу прочности (кг/см2) от 4 до 300, обычного бетона - от 100 до 600 известняка - от 100 до 1500, керамического кирпича - от 75 до 300.

При определении предала прочности при сжатии испытывают стандартные образцы на гидравлическом прессе  до их разрушения.

При испытании материалов на растяжение используют образцы в виде восьмерки, призмы, стержня. Образцы испытывают до разрушения на разрывных машинах.

Многие материалы (природные камни, кирпич, бетон, раствор) имеющие высокий предел прочности при сжатии, не способны выдерживать значительные растягивающие и изгибающие напряжения.

Поэтому в конструкциях приходится сочетать  различные материалы с учетом их свойств (например, в железобетоне сталь воспринимает растягивающие усилия, а бетон - сжимающие). Сталь и пластмасса хорошо сопротивляются не только сжатию, но и растяжению  и изгибу. Древесина хорошо сопротивляется сжатию (как бетон), примерно в два раза лучше - изгибу  и в четыре раза  - растяжению.

Прочность материала зависит от структуры, пористости, влажности, дефектов строения, длительности и характера приложения нагрузки, среды, температуры, состояния поверхности и других факторов.

Динамической, или ударной, прочностью  называют свойства  материала сопротивляться разрушению при ударе. Ее характеризуют количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца,  отнесенной к еденице объема (Дж/см2).  Ударная прочность важна для материалов полов, лестниц, дорожных покрытий, фундаментов машин, бункеров и т.п.

При  испытаниях  в материалах могут развиваться процессы хрупкого разрушения (природные и искусственные камни, стекло, чугун) или пластичного (полимерные материалы, битум, ряд металлов). Пластическому разрушению свойственно постепенное  утоньшение одного из сечений испытываемого образца.

Наряду с определением прочности материалов разрушением контрольных образцов широко применяют не разрушающие методы, позволяющие без разрушения испытывать на прочность не только отдельные образцы, но и конструкции в комплексе, определяя при этом степень их однородности. Одним из не разрушающих физических методов испытания является импульсный ультразвуковой, при котором оценка свойств производится по замеренной скорости прохождения продольных ультразвуковых волн с использованием коррекционной связи между скоростью распространения упругих волн в материале и его механическими свойствами.

Твердость - свойство материала сопротивляться местной пластической деформации,  возникающей при внедрение в него более твердого тела. Твердость ряда строительных материалов (металла, древесины, бетона, строительных растворов .....) определяют, вдавливая в них закаленный стальной шарик, алмазную пирамиду или конус. В результате испытания вычисляют число твердости, равное отношению силы вдавливания к площади поверхности отпечатка. Твердость минералов и однородных горных пород оценивают по шкале Мооса, содержащей десять минералов, из которых каждый последующий оставляет царапину на всех предыдущих.

Минералы шкалы расположены в порядке возрастания твердости от 1 (тальк - легко царапается ногтем) до 10 (алмаз легко царапает стекло).

Прочность по твердости самая высокая по сравнению с другими видами прочности, она зависит от химического состава, состояния поверхности, энергии кристаллической решетки. Твердость стали и сплавов пропорциональна прочности их на растяжение. Однако высокая прочность не всегда говорит о высокой твердости материала: мрамор прочен, но сравнительно не тверд, пластмассы прочны, но не тверды;  древесина по прочности на сжатие равна  бетону, а по твердости уступает ему. Чем выше твердость, тем меньше истираемость материала.

Истираемость   - свойство материала  уменьшатся в объеме и массе под действием истирающих усилий. Истираемость И вычисляют (г/см2) по формуле И=(m1-m2)/S, где m1 и m2 - масса образца до и после истирания, г; S - площадь истирания, см2. Сопротивление материала истиранию определяют на круге истирания с подсыпанием абразивных порошков - наждака или кварцевого песка. Истираемость зависит от прочности и твердости материала. Хорошо сопротивляются истиранию материалы из каменного литья и шлакоситалы (0,01...0,03), гранит (0,03...0,07), кварцит (0,06...0,12), керамические плитки для полов (0,08). Истираемость важна для оценки эксплуатационных свойства материала полов, ступеней лестниц, дорожных покрытий.  

Износ - свойство материала сопротивляется одновременно воздействию истирания и удара. Износ материала зависит от его структуры, состава, твердости, прочности, истираемости. Износ определяют на пробах материалов,  которые испытывают во вращающемся барабане со стальными шарами или без них. Чем больше потеря массы пробы испытанного материала (в процентах к первоначальной массе пробы), тем меньше сопротивление его износу. Износ важен для материалов полов, ступеней, лестниц, дорог, лакокрасочных покрытий.

Упругость - свойство материала изменять под влиянием нагрузки свою форму и восстанавливать ее после удаления этой нагрузки. Упругую деформацию называют обратимой или исчезающей. Наибольшее напряжение, при котором действует лишь упругая деформация, называют пределом упругости. В области упругих деформаций действителен закон Гука - деформация материала пропорциональна действующему напряжению. Упругим являются резина, различные герметизирующие и уплотняющие прокладки, лакокрасочные пленки, сталь, древесина и другие материалы.

Пластичность - свойство материла под действием нагрузки изменять форму и размеры без разрушения и образования трещин и сохранять измененную форму после снятия нагрузки. При этом в материале сохраняется некоторая остаточная деформация, называемая пластической, она не исчезает после снятия нагрузки, т.е. является необратимой. Примерами пластичных материалов служат глиняное тесто, бетонные и растворные смеси, подмазочная паста, свинец, некоторые пластмассы.  Пластичные материалы легко формуются, хорошо расстилаются по поверхности. Свойства материала пластически деформироваться  при постоянной нагрузки, несколько повышают предел упругости, называют текучестью. Непрерывное возрастание деформаций под действием постоянных нагрузки, называют ползучестью. Она характерна почти для всех строительных материалов.

Хрупкость - свойство материала разрушатся под воздействием нагрузки внезапно, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупкому материалу в отличии от пластичного нельзя придать при прессовании желаемую форму, так как материал под нагрузкой дробится и рассыпается. Хрупки камень, чугун, стекло и др. При понижении температуры многие материалы становятся хрупкими. Так ведут себя битумы, некоторые полимеры, металлы. Хрупкое разрушение происходит при возрастающей нагрузке в результате появления и быстрого развития одной или нескольких трещин.

Структурная прочность, вязкость, тиксотропия.  Строительные растворные смеси, мастики, пасты, цементное тесто в отличии от жидкостей при небольших нагрузках ведут себя как твердые тела. С повышением нагрузки, по достижении определенных напряжений, называемые предельными напряжениями сдвига, характеризующими структурную прочность, материал начинает течь, как жидкость. Это происходит в результате нарушения внутренних связей между частицами материала, т.е . разрушается его структура.

Когда пластично-вязкий материал начинает течь,  напряжения в нем в основном зависят от скорости деформации. Коэффициент пропорциональности,  связывающий напряжения и  скорость  деформации материала, называют вязкостью  n (Па*с). Разрушенную  механическую структуру пластично-вязкие смеси со временем восстанавливают,  а при повторных воздействиях она вновь разрушается.  В этом основа тиксотропии - при многократных сотрясениях пластично-вязкие материалы теряют структурную прочность и превращаются в вязкую жидкость. Эффект тиксотропии используют при виброуплотнении бетонных и растворных смесей, при нанесении мастичных и окрасочных составов кистью или шпателем.

Автор: В.Д. Чмырь «Материаловедение для отделочников и строителей»

При цитировании или перепечатывании обязательно ссылаться на сайт:

  http://www.stroy-city.su   Интернет-магазин строительных смесей STROY-CITY (CТРОЙ СИТИ)