Свойства строительных материалов

Физические свойства строительных материалов

Наверх

Основные элементы зданий

К физическим свойствам материала относятся плотность, пористость, водопоглощение, влагоотдача, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость, теплопроводность, звукопоглощение, огнестойкость, огнеупорность и некоторые другие.

Плотность. Плотность материала бывает средней и истинной.

Описание основных своиств строительных материалов

Средняя плотность определяется отношением массы тела (кирпича, камня и т.п.) ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты. и выражается в соотношении кг/м3. Истинная плотность — это предел отношения массы к объему без учета имеющихся в них пустот и пор. У плотных материалов, таких как сталь и гранит, средняя плотность практически равна истинной, у пористых (кирпич и т. п.) — меньше истинной.

Материал Плотность, кг/м3
истинная средняя
Сталь 7850-7900 7800-7850
Гранит 2700-2800 2600-2700
Известняк (плотный) 2400-2600 1800-2400
Керамический кирпич 2600-2700 1600-1900
Тяжелый бетон 2600-2900 1800-2500
Поропласты 1000-1200 20-100

Пористость. Эта характеристика определяется степенью заполнения объема материала порами, которая исчисляется в процентах. Пористость влияет на такие свойства материалов, как прочность, водопоглощение, теплопроводность, морозостойкость и др. По величине пор материалы разделяют на мелко-пористые, у которых размеры пор измеряются в сотых и тысячных долях миллиметра, и крупнопористые (размеры пор — от десятых долей миллиметра до 1—2 мм). Пористость строительных материалов колеблется в широком диапазоне. Так, например, у стекла и металла она равна нулю, у кирпича она составляет — 25-35%, у мипоры — 98%.

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать в своих порах влагу. По объему водопоглощение всегда меньше 100%, а по массе может быть более 100%, например у теплоизоляционных материалов. Насыщение материала водой ухудшает его основные свойства, увеличивает теплопроводность и среднюю плотность, уменьшает прочность. Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью и характеризуется коэффициентом размягчения. Материалы с коэффициентом размягчения не менее 0,8 относят к водостойким. Их применяют в конструкциях, находящихся в воде, и в местах с повышенной влажностью.

Влагоотдача — это свойство материала терять находящуюся в его порах влагу. Влагоотдача характеризуется процентным количеством воды, которое материал теряет за сутки (при относительной влажности окружающего воздуха 60 % и температуре +20 °С). Влагоотдача имеет большое значение для многих материалов и изделий, например стеновых панелей и блоков, которые в процессе возведения здания обычно имеют повышенную влажность, а в обычных условиях благодаря водоотдаче высыхают — вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью материала стен и влажностью окружающего воздуха, т.е., пока материал не достигнет воздушно-сухого состояния.

Гигроскопичность — свойство пористых материалов поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичные материалы (древесина, теплоизоляционные материалы, кирпичи полусухого прессования и др.) могут поглощать большое количество воды. При этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры. Для некоторых материалов в условиях повышенной и даже нормальной влажности приходится применять защитные покрытия. А такие материалы, как кирпич сухого прессования можно использовать только в зданиях и помещениях с пониженной влажностью воздуха.

Водопроницаемостью называют способность материала пропускать воду под давлением. Эта характеристика определяется количеством воды, прошедшей при постоянном давлении в течение 1 часа через материал площадью 1 м2 и толщиной 1 м. К водонепроницаемым относятся особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).

Морозостойкость — это способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без снижения прочности и массы, а также без появления трещин, расслаивания, крошения. Для возведения фундаментов, стен, кровли и других частей здания, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, необходимо применять материалы повышенной морозостойкости. Плотные материалы, не имеющие пор, или материалы с незначительной открытой пористостью, с водопоглощением не более 0,5%, обладают высокой морозостойкостью.

Теплопроводность — свойство материала передавать теплоту при наличии разности температур снаружи и внутри строения. Эта характеристика зависит от ряда факторов: природы и строения материала, пористости, влажности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Кристаллические и крупнопористые материалы, как правило, более теплопроводны, чем материалы аморфного и мелкопористого строения. Материалы, имеющие замкнутые поры, обладают меньшей теплопроводностью, чем материалы с сообщающимися порами. Теплопроводность однородного материала зависит от средней плотности — чем меньше плотность, тем меньше теплопроводность, и наоборот. Влажные материалы более теплопроводны, чем сухие, так как теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха. От теплопроводности зависит толщина стен и перекрытий отапливаемых зданий.

Звукопоглощением называется способность материала ослаблять интенсивность звука при прохождении его через материал. Звукопоглощение зависит от структуры материала: сообщающиеся открытые поры поглощают звук лучше, чем замкнутые. Лучшими звукоизолирующими показателями обладают многослойные стены и перегородки с чередующимися слоями пористых и плотных материалов.

Огнестойкость — это свойство материалов противостоять действию высоких температур. По степени огнестойкости материалы делят на несгораемые, трудно-сгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы (кирпич, бетон, сталь) под действием огня или высоких температур не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, но могут сильно деформироваться. Трудносгораемые материалы (фибролит, асфальтовый бетон и т.д.) тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня эти процессы прекращаются. Сгораемые материалы (дерево, рубероид, пластмассы и т. д.) воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть и после удаления источника огня.

Огнеупорность — свойство материала противостоять, не деформируясь, длительному воздействию высоких температур. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, выдерживающие действие температур до 1580 °С и выше (шамотный кирпич), тугоплавкие, выдерживающие действие температур 1350-1580 °С (тугоплавкий кирпич), легкоплавкие, размягчающиеся или разрушающиеся при температуре ниже 1350 °С (керамический кирпич).

Механические свойства строительных материалов

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Широкий размах строительства в Советском Союзе сопровождается расширением производства местных материалов и внедрением в практику строительства новых видов материалов, а также увеличением строительных деталей и полуфабрикатов заводского изготовления. К основным строительным материалам относят: лесные материалы, природные каменные, керамические, минеральные вяжущие вещества, бетоны и изделия из них, искусственные каменные материалы, битуминозные и теплоизоляционные материалы, металлические изделия и др.

Лесные материалы — сосна, ель пихта, кедр и лиственница имеют широкое применение в строительстве. Эти материалы подразделяются на круглый лес (бревна, подтоварник и жерди) и пиломатериалы (пластины, четвертины, доски, горбыли, брусья и бруски). В строительстве используют древесину с влажностью не выше 20%. Чтобы предохранить деревянные конструкции зданий от увлажнения и гниения, их обмазывают или опрыскивают антисептиками (деготь, креозот и др.)

Природные каменные материалы применяют в строительстве как без обработки, так и после предварительной обработки (расколки, обтесывания и распиливания). Объемный вес природных камней колеблется от 1100 до 2300 кг/м3, а коэффициент теплопроводности их бывает в пределах от 0,5 до 2. Поэтому бутовый и булыжный камни используют главным образом для кладки фундаментов, мощения дорог и для переработки на щебень. Горные породы идут также для изготовления извести, гипса, цемента и кирпича. Такие материалы, как песок, гравий и щебень, применяют в качестве заполнителей для приготовления бетонов.

Керамические материалы и изделия — это искусственные каменные изделия, которые получают путем формования и последующего обжига глиняной массы. К ним относятся пористые керамические изделия (кирпич глиняный обыкновенный, кирпич пористый, кирпич пустотелый, облицовочные плитки, кровельная черепица и др.) и плотные керамические изделия (клинкер и плитки для полов). В последнее время в строительстве широко применяют новый материал — керамзит. Это легкий материал в виде гравия и щебня при ускоренном обжиге легкоплавких глин. При обжиге глина вспучивается и получается пористый материал с объемным весом 300—900 кг/м3. Керамзит идет на изготовление бетона и железобетона.

Минеральные вяжущие вещества — это порошкообразные материалы при смешении с водой образуют тестообразную массу, которая постепенно затвердевает и переходит в камневидное состояние.

Различают воздушные вяжущие вещества, способные затвердевать только на воздухе (строительный гипс, воздушная известь и др.), и гидравлические, затвердевающие не только на воздухе, но и в воде (гидравлическая известь и цементы).

Бетоны и изделия из них — искусственные камни, получаемые в результате твердения смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (мелкого песка и крупного гравия или щебня). Бетоны бывают тяжелые (объемный вес выше 1800 кг/м3), легкие (объемный вес от 600 до 1800 кг/м3) и теплоизоляционные, или ячеистые (объемный вес менее 600 кг/м3). К ячеистым бетонам относятся пенобетон и газобетон.

Пенобетон получают путем смешивания цементного теста или раствора со специальной, устойчивой пеной. Для получения газобетона в цементное тесто, содержащее песок, шлак и другие заполнители, вводят, газообразующие вещества. Бетонные конструкции и детали, в которые вводят стальной каркас — арматуру, состоящую из стальных стержней, соединенных между собой сваркой или связанных проволокой, называют железобетонными.

Искусственные каменные безобжиговые материалы — это гипсовые и гипсоподобные изделия (плиты и панели для перегородок и листы сухой штукатурки, магнезит), используемые для устройства полов и изготовления фибролита, силикатные изделия (силикатный кирпич и др.) и асбоцементные изделия, гладкие кровельные плиты и волнистые листы (шифер).

Битуминозные материалы в своем составе содержат природные битумы или дегтевые масла, пеки, сырые дегти. Смесь битума и песка называется асфальтовым раствором, применяемым как основание при укладке плиточных полов, устройстве асфальтовых полов и для гидроизоляции. К битумным материалам относят руберойд, пергамин, гидроизол, борулин, толь. Эти материалы используют для кровли, гидроизоляции и пароизоляции.

Теплоизоляционные материалы применяют для защиты помещений или отдельных конструкций от потерь тепла или от нагревания. Эти материалы имеют большую пористость, малый объемный вес и низкий коэффициент теплопроводности в пределах до 0,25.

Физические свойства строительных материалов

Различают теплоизоляционные материалы органического и минерального происхождения. К органическим относят: древесно-волокнистые плиты (оргалит) из измельченного древесного волокна; соломит и камышит — плиты, спрессованные из соломы или камыша и прошитые проволокой; фибролит — плиты, спрессованные из древесных стружек, связанных магнезиальным вяжущим раствором. Из минеральных теплоизоляционных материалов получили широкое распространение пенобетон и газобетон, минеральная вата, пеносиликат и др. В последнее время в практику строительства стали внедрять изделия на основе пластических масс. Это большая группа материалов, основу которой составляют природные искусственные высокомолекулярные соединения. Для обшивки внутренних поверхностей помещения можно использовать листы из алюминия, отражающие тепловую радиацию от животных и нагревателей.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Специальные свойства строительных материалов

Химическая стойкость — способность материала противостоять разрушительному действию кислот, щелочей и солей. Химическая стойкость представляет собой свойства материалов оказывать сопротивление воздействию солей, газов, кислот и щелочей. Строительные материалы часто подвергаются разрушительному воздействию различных газов и жидкостей.

К примеру, сточные воды содержат концентрированные щелочи и соли, которые оказывают разрушительное воздействие на структуру канализационных труб.

Большинство строительных материалов не обладают необходимой химической стойкостью. Цемент, известняк, мрамор не смогут выдержать воздействие кислоты и разрушаются в краткие сроки. Битум не переносит воздействие концентрированных щелочей. Поэтому для сооружения канализации используют такие химически стойкие материалы как стекло, облицовочная плитка, плитка для пола.

Коррозийная стойкость — свойство материала сопротивляться коррозийному действию окружающей среды. Бывает химической (при воздействии пресных вод) и электрохимической (при воздействии щелочей и солей).

Акустическая изоляция — способность поглощать или отражать звук и вибрацию.

Биологическая стойкость — способность материала сопротивляться влиянию процессов жизнедеятельности бактерий (пластмасса, камень).

Предельное напряжения сдвига — это показатель внутреннего напряжения, который позволяет необратимо деформироваться и превратиться в вязкое вещество. В строительной индустрии эту величину назвали структурной прочностью. Процесс преобразование структуры на начальном этапе медленный, так как внутренние связи между частицами разрушаются постепенно. Чем дольше воздействие на вязкое тело, тем быстрее протекает преобразование.

Еще одним свойством материала является тиксотропия — временная потеря вязкой структуры. Тиксотропии подвержены мастики, краски, бетонные и растворные смеси. При механическом воздействии связи внутри материала рушатся. Но если мы прекратим свои действия, то материал вернется в первоначальное состояние.

Тиксотропия нашла применение в уплотнении бетонных смесей, нанесении мастичных и красочных смесей с помощью шпатели и кисти. Благодаря этому свойству возможно окрашивание различных поверхностей.

Адгезийная стойкость — способность твердых и жидких материалов взаимодействовать друг с другом.

Экологическая чистота — отсутствие вредного биологического воздействия на людей.

Радиационная стойкость — способность противостоять ионизирующим лучам (особо тяжелый бетон).

Вязкость — это трение, которое возникает между перемещающимися слоями жидкости по отношению друг к другу. Пластично-вязкие смеси имеют свойства, находящиеся на грани между твердыми и жидкими телами. К примеру, возьмем обычное тесто из воды и муки.

Общие сведения о строительных материалах и их основные свойства

Мы можем разрезать его ножом, как и другое твердое тело. С жидким телом такое проделать нельзя, но его можно налить в сосуд и оно примет его форму. Тесто, помещенное в сосуд , также заполнит все его пространство. Следовательно, вязкое тело ведет себя и как жидкое, и как твердое тело. В строительстве используют такие вязкие смеси, как краски, цементное и гипсовое тесто, строительные растворы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *