Эксплуатационно-технические свойства

*Характеристики структуры

С этими характеристиками связаны показатели всех свойств материалов. Различают три уровня структуры материалы: макроструктура – строение, видимое невооруженным глазом, микроструктура – видимое в оптический микроскоп, и строение на молекулярно-ионном уровне.

К основным видам макроструктуры относят конгломератную, ячеистую, волокнистую, слоистую, рыхлозернистую (порошкообразную).

Конгломератная структура предлагает соединение разнородных веществ, обычно в виде зерен, кусков различных форм и размеров.

Ячеистая структура характеризуется наличием макропор, у мелкопористых большинство ячеек гораздо меньших размеров (менее 1мм).

Волокнистая структура присуща материалам с природными или искусственными волокнами, расположенными в одном определённом направлении.

Слоистая структура предполагает наличие нескольких, в том числе разнородных слоёв.

Рыхлозернистые (порошкообразные) структуры состоят из большого количества не связанных зерен или мелких частиц.

Подавляющее большинство современных материалов, кроме жестко-вязкого (твёрдого) вещества, содержат в структуре поры – промежутки, полости, ячейки. Их количество и характер (размеры, распределение, открытые или закрытые) влияют на другие эксплуатационно-технические свойства. Поэтому пористость – важный и определяющий показатель структуры.

Эксперементально-расчётный метод определения пористости, %, связан с известными значениями истинной плотности «ρ» и средней плотности «ρₑ» материала:

П= (1- ρ/ρₑ) х 100 (%)

В зависимости от показателя пористости различают низкопористые (менее 30%), среднепористые (от 30 до 50%) и высокопористые (более 50%) материалы.

*Весовые характеристики

Вес – это сила, с которой строительный материал притягивается землёй. Этот показатель измеряется в ньютонах (Н)

Основная весовая характеристика материала – масса, являющаяся неизменным его свойством и измеряемая в граммах, килограммах, тоннах.

Материалы одинакового объёма, состоящие из одинаковых веществ, могут иметь неодинаковую массу. Для характеристики различий в массе материалов, имеющих одинаковый объём, служит плотность – истинная и средняя.

Истинная плотность «ρ» (г/см³, кг/м³) – отношение массы к объёму материала в абсолютно плотном состоянии, то есть без пор и пустот.

ρ= m / V, где

m – масса материала, г, кг

V – объём в плотном состоянии, см³, м³

Средняя плотность «ρ» (г/см³, кг/м³) – отношение массы материала к его объёму в естественном состоянии с возможными порами и пустотами:

ρ = m / V

Плотность материала влияет на его долговечность. Характерным признаком материалов, у которых средняя плотность равна истинной плотности (например, у стекла, металлов) является непроницаемость для жидкостей и газов.

*Свойства материалов при действии влаги, воды, замораживания-оттаивания.

Влажность – содержание влаги в материале, отнесённое к массе материала в сухом состоянии, измеряемое в %.

Высокой можно считать влажность более 20%, низкой – менее 5%.

Гигроскопичность – способность материала поглощать водяные пары из воздуха (при его повышенной влажности) и удерживать их в следствие капиллярной конденсации. Гигроскопичность зависит от количества и характера пор и капилляров. Материалы с одинаковой пористостью, но имеющие более мелкие поры и капилляры, обладают более высокой гигроскопичностью, чем крупнопористые.

Водопоглощение – способность материала при непосредственном контакте с водой впитывать её и удерживать.

В = (m – mₑ) х 100, где

mₑ – масса образца материала в воздушно-сухом состоянии

m – в водонасыщенном состоянии

Водостойкость материала характеризуется коэффициентом размягчения (К) – отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии.

Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошедшей в течении 1 часа через 1 см² площади испытуемого материала при постоянном давлении.

Морозостойкость – способность, насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и соответственно без значительных потерь массы и прочности. При замерзании вода в порах увеличивается в объёме примерно на 9%, в результате возникает давление на стенки пор, которое может привести к разрушению материала. Понижению прочности материала способствует также перемещение влаги по порам и капиллярам.

* Свойства материалов при действии тепла, огня, звука.

Теплопроводность – способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий при разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Это свойство оценивается количеством теплоты, прошедшей в течении 1 часа через испытуемый материал толщиной 1м при разнице температур на его противоположных поверхностях в 1ºС. Тепловодность измеряется коэффициентом «λ» в Вт/(м ºС).

Теплопроводность материала снижается при увеличении его пористости, особенно если она носит закрытый характер.

Огнестойкость – способность материалов сохранять физико-механические свойства при воздействии огня и высоких температур, развивающихся при пожаре.

По степени горючести материалы делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы при действии огня и соответственно высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (природные камни, бетон, кирпич, металлы).

Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высоких температур обугливаются, тлеют или с трудом воспламеняются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются (асфальтобетон, цементный фибролит).

Сгораемые материалы горят или тлеют под воздействием огня и продолжают гореть после его устранения (древесина, пластмассы).

Звукопоглощение – способность материалов поглощать звуковые волны.

Звукопоглощение материала характеризуется коэффициентом звукопоглощения, показывающем, какое количество звуковой энергии поглотил материал в единицу времени по сравнению с общим количеством падающей звуковой энергии.

С увеличением массы материала повышается его звукоизолирующая способность. Степень поглощения звука материалом зависит от его структуры, величины и характера пористости, толщины.

*Свойства материалов при действии агрессивных веществ.

Коррозионная стойкость – способность материалов сопротивлятся действию агрессивных веществ. Агрессивные вещества могут разрушать вещество материала и его структуру.

По механизму коррозионного процесса можно выделить следующие основные виды коррозии: физическая, приводящая к физическому разрушению материала без изменения его химического состава; химическая, определяющая необратимые изменения химического состава материала; физико-химическая, в результате которой происходят физическое разрушение материала и изменение материала и изменение его химического состава; электрохимическая, сопровождающаяся изменением химического состава материала в результате возникновения электрического тока на границе его фаз.

* Свойства материалов при действии статических и динамических сил.

Прочность – способность материала сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.

Прочность материалов оценивают пределом прочности – напряжением, соответствующим нагрузке, при которой фиксируется начало разрушения. Наиболее распространённые нагрузки – сжатие, растяжение, изгиб и удар

Твёрдость – способность материала сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим при местном внедрении другого, более твёрдого тела.

Твёрдость материала в большей мере зависит от его плотности.

Истираемость – способность материала уменьшаемость в объёме и массе вследствие разрушения поверхностного слоя под воздействием истирающих усилий. Её оценивают по потере массы после истирания, отнесённой к единице площади истирания, - г/см².

* К деформативным свойствам материалов относятся упругость, пластичность, хрупкость.

Упругость – способность материала деформироваться под влиянием нагрузки и самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней среды.

Пластичность - способность материала изменять свою форму, размеры под действием внешних сил, не разрушаясь. После прекращения действия силы материал не может самопроизвольно восстановить форму и размеры. Остаточная деформация называется пластической.

Хрупкость – способность твёрдого материала разрушаться при механических воздействиях без сколько-нибудь значительной пластической деформации.

Поиск по сайту: