ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Лекція №

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

І ВИРОБІВ

План

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Структурно-фізичні властивості

Гідрофізичні властивості

Теплофізичні властивості

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

ТЕХНОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

СПЕЦІАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ

ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ

СУЧАСНІ МЕТОДИ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ТА ДОСЛІДЖЕНЬ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І ВИРОБІВ

Неруйнівні методи контролю якості

Спеціальні методи досліджень і випробувань матеріалів

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Номенклатура будівельних матеріалів і виробів надзвичайно різ­номанітна, проте вони органічно взаємопов'язані спільним функціо­нальним призначенням — використанням у будівництві. Основним критерієм для зіставлення різних видів матеріалів є їхні технічні вла­стивості. Саме тому вивчення курсу «Будівельні матеріали» розпочи­нається з розділу «Основні властивості будівельних матеріалів і ви­робів».

Обираючи матеріал, потрібно враховувати клас будівлі чи спору­ди, її конструктивне призначення, а також дію зовнішніх факторів (фізичних, хімічних тощо), під впливом яких змінюються властивості будівельних матеріалів.

Залежно від призначення (для дорожніх покриттів, теплоізоляції, гідроізоляції тощо) будівельні матеріали характеризуються певним комплексом властивостей, які найчастіше задають у вигляді числових величин, установлених нормативними документами — міждержавни­ми і державними стандартами, технічними умовами чи будівельними нормами. Проте навіть матеріали однієї за призначенням групи (на­приклад, облицювальні), використовувані в різних умовах (облицю­вання операційних, цехів підприємств хімічної промисловості, гід­ротехнічних споруд тощо), повинні крім спільних для даної групи властивостей мати ще й специфічні: підвищену гігієнічність, хімічну стійкість, водостійкість тощо.

Властивості будівельних матеріалів значною мірою залежать від їхньої структури, хімічного, мінералогічного та фазового складу, на які, в свою чергу, впливають умови утворення їх у природі чи влас­тивості сировини, а також особливості технології виготовлення й об­робки штучних будівельних матеріалів.

Залежно від будови (макроструктури) матеріали можуть бути щільними (граніт, сталь), пористими (піноскло, ніздрюваті бето­ни), пухкозернистими (пісок, щебінь), шаруватими (фанера, шаруваті пластики) і волокнистими (шлаковата, деревина). Будова матеріалу істотно впливає на його властивості. Наприклад, чим більша порис­тість, тим легший матеріал, менший коефіцієнт теплопровідності

За структурним станом матеріали поділяють ізотропні, що в усіх напрямах мають однакові властивості, оскільки часточки, з яких скла­дається матеріал, рівномірно розподілені в масі, та анізотропні, що мають шарувату або волокнисту будову з певною напрямленістю ша­рів (волокон), у зв'язку з чим їхні властивості в різних напрямах різні. Наприклад, коефіцієнт теплопровідності деревини дуба вздовж воло­кон дорівнює 0,4 Вт/(м • К), а впоперек волокон — 0,2 Вт/(м • К).

Будівельні матеріали мінерального походження можуть перебу­вати в кристалічному та аморфному станах (м_и к_р_о с_т р_у_к_т у р_а). Більшість природних і штучних кам'яних матеріалів — це кристаліч­ні тіла, для яких характерне правильне розміщення іонів (атомів, мо­лекул) у вигляді просторової решітки на відміну від аморфних де ато_ ми розміщені хаотично. Цей стан також впливає на властивості матерїалів. Наприклад, кремнезем кристалічний (кварц) є хімічно стійким матеріалом (крім плавикової кислоти), тоді як аморфний кремнезем (трепел) у звичайних умовах реагує з такою слабкою основою, як Са(ОН)₂.

Для деяких природних і штучних кам'яних матеріалів характерні; явище поліморфізму, коли одна й та сама речовина під дією певних фак­торів" може набувати різних модифікацій (різних кристалічних форм). Наприклад, кварц, який у природі звичайно зустрічається у вигляді Р-кварцу, з підвищенням температури переходить з однієї модифікації в іншу: при 573 °С — у ос-кварц, при температурі понад 1050 °С — у а-кристобаліт, який при 1400... 1450 °С переходить у а-тридиміт. Ці модифікаційні перетворення супроводжуються зміною об'єму, що по­трібно враховувати, наприклад, під час випалювання цегли.

На власт ивості будівельн ого матеріалу істотно впливає його склад.

X і м і ч н и й с к л а д звичайно характеризується кількістю оксидів (у процентному вираженні), що їх містить матеріал. За наяв­ністю тих чи інших оксидів можна робити висновки щодо хімічної стій­кості, міцності, вогнестійкості та інших властивостей матеріалу.

Мінералогічний склад, виражається видом і кількістю мінералів (хїмічних сполук), які утворюють будівельний матеріал мі­нерального (неорганічного) походження. Матеріали можуть бути моно-та полімінеральними. В останньому випадку великого значення набу­ває кількісне співвідношення мінералів з різними властивостями. Ви­готовляючи штучні будівельні матеріали, можна регулювати це спів­відношення, тобто управляти їхніми властивостями (різновиди порт­ландцементу).

,_Ф_а_з_о_в_и_й__склад характеризується наявністю в матеріалі

різних фаз: твердої кристалічні й аморфні речовини), рідкої (вода) та газоподібної (Повіря). Тверді речовини утворюють «каркас» матеріа­лу, стінки пор, які звичайно заповнені повітрям і водою. Коли вода витісняє повітря або відбувається перехід води у твердий стан (лід), тоді змінюються міцність і теплопровідність матеріалу.

Властивості штучних матеріалів можна регулювати в процесі їх виготовлення, змінюючи сировину, технологічні параметри й об-ї ладнання, а також використовуючи різноманітні добавки. При цьому, навіть застосовуючи один і той самий вид сировини, можна випускати різні за властивостями будівельні матеріали. Наприклад, з глинястої сировини можна виготовляти порожнисту керамічну цеглу із середньою густиною 1350 кг/м³, а також легкий заповнювач бегону — керамзит із середньою густиною 350 кг/м³.

Щоб визначити властивості будівельних матеріалів, їх піддають різ­ним випробуванням у лабораторіях на спеціальних машинах і прила­дах, використовуючи також спеціальну вимірювальну апаратуру. В ре­зультаті випробувань дістають конкретні числові показники, які ха­рактеризують властивості матеріалу.

Щоб полегшити вивчення різних видів будівельних матеріалів, їх основні властивості можна класифікувати за окремими групами.

Ф і з и ч н і властивості можна поділити на такі підгрупи

с труктурно-фізичні, що характеризують особливості фізичного стану ідатеріалу: істинна густина, питома вага, середня густина, на­сипна кустина, пористість, порожнистість, будова та структура;

гідрофізичні, що зумовлюють реакцію матеріалу на дію вологи: гігроскопічність, капілярне всмоктування, водопоглинання, водостій­кість, вологість, водовіддача, водо- і паропроникність, гідрофільність, гідрофобність, вологові деформації (набухання та усадка), морозостій­кість;

теплофізичні, що визначають реакцію матеріалу на дію теплоти та вогню; теплопровідність, теплоємність, теплостійкість, термічна стій­кість, температурні деформації, температуропровідність, теплозасво-єння, вогнестійкість, вогнетривкість, жаростійкість.

Фізико-механічні властивості характеризують здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під дією різних механічних наван­тажень: міцність (при стиску, розтягу та вигині), твердість, стира-ність, опір удару, опір зношуванню, деформативні властивості (пруж­ність, пластичність, крихкість, повзучість, утома, релаксація).

Фізико-хімічиі властивості характеризують взаємозв'язок фізичного та хімічного станів або хімічних процесів, які відбуваються в будівельних матеріалах: дисперсність, в'язкість, пластичність міне­рального тіста, когезія, адгезія, здатність до твердіння та емульгу­вання.

Хімічні властивості відбивають здатність матеріалу до хімічних перетворень при взаємодії з речовинами, що контактують з ним: стійкість щодо дії мінералізованих середовищ, кислото- та лу­гостійкість, токсичність тощо.

* Цю розширену класифікацію основних властивостей будівельних матеріалів розроблено кафедрою будівельних матеріалів Київського інженерно-будівельного інституту (автор — проф. І. О. Пашков).

Технологічні властивості визначають здатність ма­теріалу піддаватись технологічній переробці під час виготовлення та наступній обробці: технологічність, полірувальність, подрібнюваність, гвоздимість, оброблюваність, розпилюваність, абразивність, формів-ність, розшаровуваність, злежуваність тощо.

Спеціальні властивості: декоративність (колір, блиск, фактура), акустичні властивості (звукопоглинання, звукопро­никність, звукоізоляція), електропровідність, прозорість, газопро­никність, радіаційна непроникність.

Експлуатаційні властивості характеризують здат­ність матеріалу чинити опір руйнівній дії зовнішніх факторів: атмос­феро- та повітростійкість, біостійкість, корозійна стійкість, старіння,, надійність тощо.

Технічні характеристики будівельних матеріалів слід наводити в Міжнародній системі одиниць (СІ) згідно з СН 528-80 «Перечень єди­ний физических величин, подлежащих применению в строительстве».

Поиск по сайту: