1,2. Физическо-химические свойства материалов.

Физические св-ва определяют каков материал (плотность, пористость) и как он ведет себя в различных средах.

Плотность:

1. Истинная плотность – показывает, сколько весит единица объема вещества в абсолютно плотном состоянии (без пор и трещин).

Для материалов, не реагирующих с водой, ее определяют в пикнометре.

Для реагирующих с водой – в объемомере.

2. Средняя плотность – показывает, сколько весит единица объема вещества в естественном состоянии, то есть с порами и трещинами.

Для материалов неправильной геометрической формы среднюю плотность определяют с помощью гидростатического взвешивания.

3. Насыпная плотность – показывает, сколько весит, единица объема рыхлого, сыпучего материала.

Пористость материала – степень заполнения порами материала порами, выраженная в процентах: , где ρ₀ – средняя плотность, ρ – истинная плотность.

Бывает интегральная (определяет кол-во пор в самом материале ) и дифференциальная(определяет размеры пор в материале от 0.02 до 0.0002).

Пустотность – это степень заполнения рыхлого сыпучего материала пустотами: , где ρ_н – насыпная плотность, ρ₀ – средняя плотность.

Влажность – наличие воды в процентах. Данный показатель зависит от времени и от атмосферных условий: , где m₁ – масса влажного материала, m – масса высушенного материала.

Водопоглощение – это способность материала впитывать и удерживать в себе воду при нормальных условиях (+20С, нормальное давление): , где m – масса сухого материала, m₁ – масса материала после 48 часовой выдержки в воде.

Водонасыщение - это способность материала впитывать и удерживать в себе воду при избыточном давлении: ): , где m – масса сухого материала, m₁ – масса материала после выдержки в вакуумной установке.

Морозостойкость – это способность материала в водонасыщенном состоянии выдерживать требуемое количество циклов попеременного замораживания – отмораживания при которой допускается потеря в массе не более 5 % , потеря прочности не больше 15 % .

1 цикл – 8 часов (4 часа t = +20⁰ C, следующие 4 часа t = -20⁰ С). Через 15 и каждые следующие 25 циклов образец взвешивают и определяют потерю в массе: МРЗ = (m – m_n)/m * 100%, где m – первоначальная масса материала, m_n – масса материала после n циклов.

Марки материалов по прочности F₁₅; F₂₅; F₅₀; … F₄₀₀.

Потеря в прочности характеризуется коэффициентом Морозоустойчивости: К_мрз = R_сж.^МРЗ / R_сж.^СУХ. Он должен быть >=0,75.

Механические свойства -св-ва ДСМ сопротивляться внешним воздействиям.

1. Прочность- это способность материала не разрушаться под воздействие внутренних напряжений, возникающих при наложении нагрузки или изменении температуры.

Характеризуется пределами прочности (R)

Измеряются в Мпа, кгс/см²

P

Rсж=-------

F,

где P- разрушающая нагрузка, F- площадь

3Pl

Rизг=---------

2bh²

2. Упругость- это способность материала восстанавливать свою форму и размеры после снятия нагрузки.( способность материала обратимо деформироваться).

3. Пластичность- это способность материала изменять свою форму после снятия нагрузки(способность материала работать необратимо).

4. Твердость- это способность материала сопротивляться проникновению в него другого материала.

Для каменных материалов твердость определяется по шкале Мосса (определение производится путем нанесения царапины любым каменным материалом на определяемом материале, при отсутствии царапины испытуемый материал тверже). Шкала состоит из 10 наименований твердых каменных материалов. Самый твердый материал в шкале- алмаз, самых мягкий- тальк.

Для металлов твердость определяется путем вдавливания стального шарика в металл (твердость по Брюнелю)

5. Износ или истарание- способность материала сопротивляться истиранию.

Измеряется в г/см²

5. Хрупкость- способность материала разрушаться мгновенно. Определяется с помощью хопров.

6. Ползучесть- св-ва материала длительно деформироваться под действием пост нагрузок.

7. Релаксация напряжений- способность материала самопроизвольно уменьшать напряжение при условии пост деформации.