ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

При выборе материала и обоснования целесообразности применения в строительной конструкции учитывают его способность сопротивляться реальным нагрузкам без нарушения плотности и размеров. Одни материалы хорошо сопротивляются сжимающим, другие - растягивающим усилиям, которое возникают под действием нагрузки или других силовых факторов. Аналогичная реакция материалов на воздействие сил, способных вызвать, сдвиг, изгиб, раскалывание и т.п. Всегда материал должен надежно сопротивляться этим воздействующим силам. Одновременно необходимо учитывать стойкость материала к воздействию ожидаемых физических (например, температуры и ее колебаний, в особенности при переходе через 0°С, водной среды и т.п.) и химических (кислоты, щелочи, солевые растворы идр.) факторов. Нередко одним из главных показателей качества служит способность материала к восприятию необходимой технологической обработки, например, прокат металлических материалов, шлифование и полирование, распиливание или раскалывание на части правильной формы и т.п.

Следовательно, для обоснованного выбора материала приходится учитывать комплекс его свойств.

Свойствами называют способность материалов определенным образом реагировать на воздействие отдельных или совокупных, внешних или внутренних силовых, усадочных, тепловых и других факторов. Обычно выделяют 4 группы свойств: механические, физические, химические, технологические. Иногда отдельно выделяют еще физико-механические свойства. Фактические показатели этих свойств, выраженные в принятых числовых значениях, позволяют оценивать качество строительных материалов. Их определение производится с помощью лабораторных или полевых методов и приборов. Учитывая, что многие свойства отражают строительно-технические и эксплуатационные показатели качества строительных материалов в конструкциях, то нередко именуют их как технические свойства.

Механические свойства - отражают способность тел (материалов) сопротивляться силовым (от механических нагрузок), тепловым, усадочным или другим напряжениям без нарушения установившейся структуры. В свою очередь под напряжением понимается мера интенсивности внутренних сил, возникающих под действием нагрузок, изменения температуры и других факторов или причин. Механические свойства разделяются на деформационные и прочностные.

Деформационные свойства характеризуют способность материалов к изменению формы или размеров без отклонений в величине его массы без нарушения сплошности. Деформация - изменение формы твердого или пластичного тела без изменения массы. Главнейшие виды деформаций - растяжение, сжатие, изгиб и кручение. Все они могут быть обратимыми и необратимыми или остаточными. Обратимые полностью исчезают при прекращении действия на материал факторов его вызвавших. Необратимые деформации, называемые, кроме того, пластическими, накапливаются в период действия этих факторов, после их снятия деформации сохраняются. Обратимые деформации, исчезающие мгновенно и полностью, называются - упругими, а если в течение некоторого времени - эластическими.

К механическим свойствам материалов относятся: прочность, твердость, истираемость, износ, сопротивление удару, деформация, упругость, пластичность и т.п.

Физические свойства - выражают способность материалов реагировать на воздействие физических факторов - гравитационных, т.е. основанных на законе земного притяжения, тепловой, водной среды, акустических, электрических излучений (ядерного, рентгеновского). К физическим свойствам материалов относятся: плотность (истинная, средняя,

насып). пористость, пустотность, теплопроводность, теплоемкость, водостойкость, звукопоглощаемость электропроводность и т.д.

Химические свойства выражают способность и степень активности материала к химическому взаимодействию с внешней средой. И, кроме, того, способностью сохранять постоянным состав и структуру материала в условиях инертной окружающей среды. Большинство строительных материалов проявляют активность при взаимодействии с кислотами, щелочами, агрессивными газами и др. Кроме того, некоторые материалы проявляют склонность к самопроизвольным внутренним химическим изменениямв условиях инертной среды, что отражает неустановившееся равновесие внутренних химических связей. Постепенное или быстрое изменение структуры и ее разрушение под влияни ем аг рессивных химических и электрохимических процессов в материале называют коррозией.

Нередко изучается биохимическая стойкость материала против воздействия грибов, прорастания растения, порчи насекомыми, жучками-точильщиками.

Комплексной характеристикой способности материала сопротивляться одновременному или поочередному (в разной последовательности) воздействию механических, физических и химических факторов является долговечность. О долговечности материала, выражаемой в единицах времени судят или по ухудшению его качества или по интенсивности изменения главных (ключевых) структурных элементов.

Технологические свойства выражают способность материала к восприятию определенных технологических операций, выполняемых с целью изменения его формы, размеров, характера поверхности, плотности и пр. Это качество материалов определяют в числовых или визуальных показателях по способности их к формуемости (жесткие, пластичные, и литые смеси), раскалываемости. шлифуемости. полируемости. гвоздимости (способности удерживать гвозди и принимать их при силовых воздействиях), дробимости и многим другим технологическим свойствам, обусловленным разновидностью механического способа обработки материала.

Таким образом, строительные материалы обладают многообразными свойствами. Но между свойствами каждого материала, особенно при оптимальной структуре, имеется не только различие, но и тесная взаимосвязь. Последняя характеризуется определенными закономерностями, что позволяет нередко оценивать заданный качественный показатель по другому или комплексу других свойств этого материала.

При прочих равных условиях, чем выше плотность тем выше прочность (на сжатие, растяжение) - выше твердость, морозостойкость, износостойкость и т.д.

Чем выше пористость - ниже прочность, морозостойкость, выше звуко-и теплоизоляция и т.д.

Важнейшие свойства стройматериалов определяют и области их применения. Только глубокие и всесторонние знания свойств материалов позволяют рационально и в техническом, и в экономическом отношениях выбрать материал для конкретных условий использования. Однако, получить материал с универсальными свойствами пока еще невозможно - это проблема будущего.

Таким образом, свойства материала во многом зависят от его состава и структуры. Установление характера зависимости между структурными элементами (или одной принятой структурной характеристикой) и показателями свойств материала относятся к одной из наиболее важных задач современного строительства. Решение этой задачи на уровне вскрытия общей закономерности оказалось возможным только после того, как из множества возможных структур были выделены оптимальные.

Необходимые условия оптимальности:

- равномерное расположение частиц;

- непрерывность среды (битум, цементное тесто тонкой пленкой обволакивает поверхность минеральных материалов);

-минимум фазового отношения (с/ф - min).

Качество же материала оценивают по совокупности показателей свойств, которые получены при испытаниях с помощью стандартных методик.

При окончательном назначении материала для строительного объекта большую роль играет экономический показатель. При одинаковом качестве стремятся выбрать материал самый дешевый и доступный по запасам в районе строительства, особенно, если он местный. Однако материал принимается всегда с учетом еще и транспортных расходов, а также и эксплуатационной стойкости и долговечности его в конструкциях.

Поиск по сайту: