2)Каменные материалы

Материалы получаемые из каменных расплавов называют КАМЕННЫМ ЛИТЬЁМ. Они представляют из себя плавленно литые окисные материалы, синтезированные из расплавов горных пород и их смесей с различными добавками.

Облицовочные плиты и плитки, изготавливаемые методом литья в формы расплавов горных пород ( главным образом базальтов и диабазов). Получили применение в качестве долговечных и стойких к действию агрессивных сред защитно – декоративных покрытий, облицовок цоколей., для покрытия полов пром зданий.

Минеральная вата – широко распространённый эффективный звуко теплоизоляционный материал. Из мин ваты изготавливают маты до 5 м в длину, 2 в ширину и толщиной 40-70 мм.

Базальтовое волокно – изготавливают раздувом струи базальтового расплава сжатым воздухом или паром. Отличается высокой прочностью, химической стойкостью, износостойкостью.

3)Шлаковые материалы

Литую брусчатку получают разливом огненно жидких металлургических шлаков в формы. Долговечный износостойкий дорожно-строит материал и материал для полов в пром зданиях.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВОВ

Шлаковая пемза (термозит) – ячеистый материал, получаемый вспучиванием расплавленного шлака. Используют для заполнения термозитобетонов но могут изготавливаться штучные теплоизоляц материалы.

Шлаковая вата (разновидность минеральной ваты) – эффективный теплоизоляционный материал, изготавливаемый переработкой в стекловидные волокна расплавов металлургических шлаков.

4)ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ШЛАКОСИТАЛЛОВ выпускают в виде листов 1,5*3 м.толщиной до 15 мм.Отличаются высокими физико-механическими свойствами ( предел прочности при сжатии до 600 Мпа при изгибе до 120Мпа), стойкостью различным агрессивным воздействиям, высокой термостойкостью и инзносоустойчивостью. Всё это позволяет использовать их в облицовке стен, цоколей, конструкций зданий, покрытиях полов.

28. Основные физико-механические свойства строительных материалов.

Физические свойства строительных материалов:

(Параметры структурного состояния материалов)

Плотность является основной характеристикой физического состояния материала и представляет собой величину, равную отношению массы вещества к занимаемому им объему (кг/м³)

Удельный вес – это отношение веса тела к объему, значит оно зависит от ускорения свободного падения (Н/м³).

Средняя плотность ρm – физическая величина, равная отношению массы m (кг) тела или вещества ко всему занимаемому им объему v (м³), включая имеющиеся в них пустоты и поры. ρm= m/v кг/м³

Истинная плотность ρ – предел отношения массы к объему, когда объем стягивается в точку, в которой определяется плотность ела или вещества (т.е. без учета пор и пустот)

ρ=lim (при v→0) Δm/Δv или ρ=m/v

Насыщенная плотность ρн – отношение массы сыпучего материала ко всему занимаемому объему, включая пространства между частицами ρн= m/v

(структурные характеристики)

Пористость ( Vпор) – это степень заполнения объема материала порами, измеряемая в процентах или долях объема материала. Vпор=(1- ρm/ρн)*100%

Более крупные поры, например между зернами сыпучих материалов, или полости, имеющиеся в некоторых изделиях, называют пустотами. Структурной характеристикой таких материалов служит пустотность( Vпуст): Vпуст =Vпустот/Vобщ*100%

(гидрофизические свойства)

Гидроскопичностью называют способность материала поглощать влагу из влажного воздуха или парогазовой смеси. Степень поглощения воды или паров, которые затем могут конденсироваться в порах или капиллярах материала, зависит от его природы, относительной влажности и температуры воздуха, от парциального давления. Гидроскопичность материала повышается с увеличением относительной влажности и снижением температуры воздуха. За характеристику гидроскопичности принимают отношение максимальной массы поглощенной влаги (при относительной влажности воздуха 100%)и температуре +20) к массе сухого материала.

Влажность – процентное содержание влаги (по массе) в материале при данных условиях. Абсолютная влажность: Wа=(mв-mс)/mс *100%, Относительная: Wо=(mв-mс)/mв *100%, где mв – масса материала во влажном состоянии, mс – высушенного до постоянной массы.

Водопоглощение – способность материала поглощать влагу и удерживать ее в своих порах. Характеризуется максимальным количеством воды, поглащаемым образцом материала при выдерживании его в воде, отнесенным к массе сухого образца (водопоглащение по массе Wпогл) или к его объему (объемное водопоглощение Wпогл о). Wпогл=(mв-mс)/mс *100%. Wпогл о= Vв/V=(mв-mс)/V*ρв = (mв-mс)/ρв * ρm /mс = Wпогл * ρ m /ρв, % ; где V- объем материала в сухом сост, V- объем воды, поглащенной материалом, ρв – плотность воды = 1000 кг/м³

Водопоглащение по объему всегда меньше пористости, так как вода не проникает в закрытые поры, и при извлечении образцов из ванны, вода частично вытекает из крупных пор. Водопоглащение по объему всегда меньше 100%, а по массе может быть и больше 100%

Водонепроницаемость – свойство материала не пропускать воду под давлением. характеризуется либо периодом времени, по истечении которого появляются признаки просачивания воды под давлением, либо предельной величиной давления воды, при котором вода не проходит через образец.

Водостойкость – способность материала сохранять прочность при увлажнении. Числовой характеристикой водостойкости служит отношение предела прочности при сжатии материала в насыщенном водой состоянии Rв (МПа) к пределу прочности при сжатии в сухом состоянии Rс. Это отношение принято называть коэффициентом размягчения Кр = Rв/Rс

Морозостойкость – способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушения и снижения прочности. Разрушение при таких циклических воздействиях связано с появлении в материале напряжений, вызванных давлением, оказываемым замерзающей водой на стенки пор, т к превращаясь в лед, она увеличивается в объеме на 9%. Морозостойкость количественно оценивается числом циклов и маркой по морозостойкости. марка по М – наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов, после которых материалы не имеют видимых признаков повреждения, а потери прочности и массы не должны превышать значений, установленных стандартом.

(теплофизические свойства)

Теплопроводность – способность материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий при перепаде температур на его противоположных поверхностях. Количественно она характеризуется коэфф теплопроводности λ, он численно равен количеству теплоты, проходящей за 1 сек через материал толщиной 1 м и площадью 1м² при перепаде температур на противоположных поверхностях в 1 К. единица измерения – Вт/(м*К). С увлажнением теплопроводность возрастает, если вода замерзает, то она увеличивается еще больше. так же теплопроводность материалов увеличивается с повышением температуры, из-за повышения кинетической энергии молекул.

Теплоемкость – способность материала аккумулировать теплоту при нагревании. оценивается показателем, удельной теплоемкостью С, т.е. количеством теплоты, необходимым для нагревания 1 кг материала на 1 К, единицы – кДж/(кг*К). Наибольшую теплоемкость (исключая расплавленные металлы) имеет вода С=4,2, поэтому с увлажнением материала теплоемкость растет вместе с теплопроводностью.

Термическая стойкость – способность материала выдерживать определенное число циклов разких тепловых изменений. зависит от коэфф теплового расширения и однородности материала. Чем меньше коэфф, тем выше термостойкость

Огнестойкость – способность строительных материалов сопротивляться действию открытого пламени в течение определенного времени без разрушения. По степени огнестойкости материалы делятся на три группы: несгораемые (не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию), трудносгораемые (с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня эти процессы прекращаются), сгораемые (горят открытым пламенем и после удаления огня).

Огнеупорность – способность материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (1580 градусов и выше), не деформируясь, не расплавляясь и не размягчаясь. Материалы делятся на: огнеупорные (выдерживают воздействие температуры выше 1580 гр), тугоплавкие (выдерживают от 1350 до 1580) и легкоплавкие (ниже 1350)

Механические свойства строительных материалов.

Напряжение. Внешние факторы (нагрузки, температура и др), действующие на тело стремятся деформировать его. в ответ на из действие в материале возникают внутренние силы, препятствующие деформации материала, в результате чего вся система остается в равновесии. мерой этих внутренних сил служит напряжение σ – сила, приходящаяся на единицу сечения материала (Н/м²).

Деформация – изменение формы и/или размеров тела без нарушения его целостности. Упругие деформации после сжатия нагрузки исчезают, т.е. тело принимает свои исходные параметры, а пластические деформации сохраняются и после снятия нагрузки – это необратимые (остаточные) деформации. Упругие деформации предшествуют пластическим. За характеристику деформации принимают относительное удлинение Ɛтела или его элемента: Ɛ=(lн-lк)/ l (или *100%)

Модуль упругости. Между напряжением и деформацией упругих материалов существует прямая пропорциональная зависимость σ =Е*Ɛ, известная как З.Гука. Коэфф пропорциональности Е, характеризующий меру жесткости материала (способность сопротивляться упругим деформациям) называют модулем упругости или модулем Юнга. Чем ниже модуль упругости, тем легче деформируется материал.

Коэффициент Пуассона. Совместно с деформацией растяжения наблюдается уменьшение поперечного сечения образца, характеристикой чего служит Ɛ1 – относительная поперечная деформация. Связь между упругими продольными и поперечными деформациями определяется коэфф Пуассона (или коэфф поперечного сжатия) γ: γ=Ɛ1/Ɛ

Деформативные свойства. характеризуют способность материала к изменению формы или размеров, т.е. способность к деформации. Деформации можно разделить на собственные деформации, возникающие от действия внешней нагрузки, а так же температурные деформации. Основные деформативные свойства, возникающие под действием нагрузки – упругость, пластичность и хрупкость.

Упругость – способность твердого тела восстанавливать первоначальную форму и размеры. Количественно она характеризуется пределом упругости, численно равным напряжению, при котором материал начинает получать остаточные деформации. Упругость является положительным свойством строительных материалов, т.к. чем она выше, тем большие внешние воздействия может выдержать материал без необратимых изменений формы и размеров.

Пластичность – способность материала пластически деформироваться без нарушения сплошности. Количественно пластичность оценивают относительным удлинением.

Хрупкость – свойство материала разрушаться без заметной пластической деформации. Она характеризует неспособность материала к ослаблению напряжений.

Прочность – способность материала сопротивляться разрушению, а так же необратимому изменению формы при действии внешних нагрузок. Прочность материала оценивают пределом прочности (R), который численно равен напряжению, соответствующему нагрузке, вызывающей разрушение образца R=F/Aо, МПа F – разрушающая сила Н, Ао – площадь сечения образца до испытания, мм²

При испытании некоторых материалов (металлов), прочтость оценивают и второй характеристикой – пределов текучести (МПа) численно равным отношению нагрузки, при которой образец начинает получать остаточное удлинение к площади сечения образца до испытания.

Ударная вязкость – способность материала сопротивляться разрушению или деформированию при ударе. она характеризуется работой А, затрачиваемой на разрушение образца, отнесенной к площади поперечного сечения S (Дж/м²).

Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела.

Истираемость – свойство материала изменяться в объеме и массе при абразивном изнашивании. Оно оценивается потерей массы материала, отнесенной к единице площади истирания.

Износ – разрушение материала при совместном действии истирания и удара. Показателем износа служит потеря массы материала (%) в результате проведенного испытания.