- •Введение.
- •Раздел I. Строительное материаловедение
- •Основные свойства строительных материалов
- •1.1.Физические свойства
- •1.2. Гидрофизические свойства
- •1.3 Теплофизические свойства
- •1.4 Акустические свойства
- •1.5 Архитектурно-декоративные свойства
- •1.6 Технологические свойства
- •1.7 Химические свойства
- •Механические свойства
- •1.8.1. Деформации и напряжения
- •1.8.2 Прочность, твёрдость, истираемость, износ и долговечность
- •2. Состав, строение и свойство сырья для производства строительных материалов
- •2.1. Общие сведения о сырье для производства строительных материалов
- •2.2. Классификация и диагностические признаки минералов Минералы классифицируются по двум типам:
- •2.3. Горные породы
- •2.3.1 Классификация горных пород по генезису
- •2.3.2 Основные свойства горных пород
- •2.3.3 Магматические горные породы
- •2.3.4 Осадочные горные породы
- •2.3.5 Щебень
- •2.3.6 Песок
1.6 Технологические свойства
Характеризуют способность материала к восприятию некоторых технологических операций изменяющих его состояние, структуру поверхности и предающих ему нужную форму и размеры. К ним относятся: дробимость, распиливаемость, шлифуемость, гвоздимость.
1.7 Химические свойства
Характеризуют способность материала вступать в химическое взаимодействие с веществами внешней среды.
Химическая стойкость – свойство материла сопротивляться действию агрессивных сред. Степень разрушения зависит, прежде всего, от плотности и состава материала.
Коррозионная стойкость оценивается с помощью химических анализов. В строительстве для ее оценки используют модуль основности
.
При небольшом модуле основности наблюдается высокая стойкость к кислотам, а при большом – к щелочам. Органические материалы (древесина, битумы, пластмассы) при обычных температурах стойки к действию слабых кислот и щелочей.
Механические свойства
Строительные материалы и конструкции подвергаются различным внешним силам — нагрузкам, которые вызывают в них деформации и внутренние напряжения. Нагрузки делятся на статические, действующие постоянно, и динамические, которые прикладываются внезапно и вызывают силы инерции.
На статические нагрузки рассчитываются здания и сооружения промышленного и гражданского строительства. Это нагрузки от оборудования, мебели, людей, самих конструкций и т.д.
Ряд сооружений предназначен для восприятия не только статических, но и эксплуатационных динамических нагрузок: мосты, тоннели, дорожные и аэродромные покрытия, кузнечные и прессовые цехи, фортификационные и специальные объекты.
Нагрузки, преимущественно динамического характера, образуются от природных катастроф (землетрясения, ураганы, наводнения, селевые потоки, оползни и др.), а также от аварий на предприятиях (взрывы, удары).
Статические нагрузки действуют независимо от времени, динамические же главным образом зависят от длительности действия: от долей до нескольких секунд, вызывая колебания и смещения сооружений. Ударная волна ядерных взрывов может длиться до 2-3 се кунд, а интенсивность на ее фронте при этом достигает сотен МПа, вот почему она обладает столь разрушительными последствиями.
1.8.1. Деформации и напряжения
Упругость – свойство материала после снятия нагрузки принимать свою первоначальную форму и размеры. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия внешней силы, поэтому ее принято называть обратимой.
Пластичность – свойство материала без образования трещин и разрывов изменять размеры и форму образца под воздействием нагрузки и сохранять эти изменения после ее снятия. Пластическую, или остаточную деформацию, не исчезающую после снятия нагрузки, называют необратимой.
Относительная деформация равна отношению абсолютной деформации Δl к первоначальному линейному размеру l тела:
ε= Δl /l
Δl = lк-lн,
где lк и lн – конечная и начальная длина образца
Хрупкость - способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций.
Напряжение σ— мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под воздействием внешних сил.
Модуль упругости Е (модуль Юнга) связывает упругою деформацию и одноосное напряжение линейным соотношением, выражающим закон Гука: .
При одноосном растяжении (сжатии) напряжение определяется по формуле:
σ=Р/F(МПа или кгс/см2) ,
где Р — действующая сила; F — площадь первоначального поперечного сечения элемента.
Модуль упругости представляет собой меру жесткости материала. Большой модуль упругости характерен для материалов с высокой энергией межатомных связей (они плавятся при высокой температуре).