Свойства, связанные со строением материала. Единицы измерения. Численные значения.

Плотность кг/м^3(вода-1000), все св-ва связанные с водой и огнём (водопоглощение %, водонасыщение%, влажность%, гигроскопичность, водонепроницаемость, водостойкость, морозостойкость (циклы?).

(Теплопроводность (ккал/м*ч*градус,вода-0,51),термостойкость, теплоёмкость(кДЖ/кг*градус вода=1), огнеупорность(градусы), огнестойкость(градусы)

Объясните различие между средней плотностью материала и его истинной плотностью. На какую структурную характеристику это влияет? Примеры для различных материалов.

Средняя плотность – плотность материала с учётом пор и пустот. Истинная плотность- плотность материала без учёта пустот и пор.

Плотностью влияет на прочность (если в структуре материала много пор и пустот будет происходить разрушение материала) Пример - Сталь и пенопласт

Влияние свойств, связанных со строением материала на другие физические и механические свойства. Плотность определяет: прочность, теплопроводность, водонепроницаемость. Структура вещества определяет: пористость, гигроскопичность, водопоглощение/насыщение.

Перечислите физические свойства материала. Примеры для различных материалов.

Плотность(средняя истинная относительная),водонасыщение/поглощение, гигроскопичность, влажность, морозостойкость, теплопроводность, теплоёмкость, огнестойкость, огнеупорность.

Гранит средняя плотность = 2,5…2,7 истинная = 2,65…2,8 (г/CM^3); Водопоглощение 0,02-0,7%; теплопроводность 2,5.

Кирпич обыкновенный сред плотн = 1,6…1,9 истинная = 2,5…2,7(г/CM^3); Водопоглощение 8-15%; теплопроводность 0,75.

Назовите свойства, связанные с отношением материала к воде. От чего они зависят? Как влияют на другие свойства? Примеры для различных материалов.

Водопоглощение%, водонасыщение%, влажность%, гигроскопичность, усадка,(мм/м) водонепроницаемость, водостойкость, морозостойкость(циклы?). Зависят от физических свойств вещества(плотность пористость структура). Влияют на механический св-ва например: прочность, деформацию.

Сталь более водонепроницаема нежели древесина, сталь имеет меньшую гигроскопичность в отличие от дерева, у стали нет усадки у дерева есть.

Водопоглощение и водонасыщение. Как определяются? От чего зависят? Как влияют на свойства материала? Примеры для различных материалов.

Водопоглощение - это способность материала поглощать и удерживать в себе воду.

Для определения водопоглощения щебня (гравия) отбирают пять образцов произвольной формы размером от 40 до 70(80) мм, очищают металлической щеткой от рыхлых частиц и пыли, промы­вают и высушивают до постоянной массы т_ь

Образцы укладывают в сосуд с водой комнатной температуры так, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха образцов не ме­нее чем на 20 мм. В таком положении образцы выдерживают в те­чение 48 ч, после чего их вынимают из сосуда, удаляют влагу с по­верхности отжатой влажной мягкой тканью и каждый образец взве­шивают, при этом масса воды, вытекающей из щебня (гравия) на чашку весов, должна включаться в массу пробы т₂.

Водонасыщение определяется количеством воды, %, которое может поглотить материал при вакууме или повышенном давлении. Образцы, подготовленные так же как и при определении водо-поглощения, взвешивают {т_1} г) и помещают в сосуд с водой с тем­пературой 20±2 °С. Уровень воды над образцами должен быть не менее 3 см. Сосуд с водой устанавливают в вакуумную установку (рис. 1.10), где создают и поддерживают давление не более 2000 Па (15 мм рт. ст.) в течение, например, для асфальтобетонных образцов-1ч.Затем давление доводят до атмо­сферного и образцы выдерживают в том же сосуде с водой с температу­рой 20±2 °С в течение 30 мин. После этого образцы извлекают из сосуда и взвешивают {т_2> г).Водонасыщение W^ac, %, вы­числяют по той же формуле.

Водонасыщение/поглощение зависят от структуры материала и его физических свойств.

Примеры – вопрос 4

Морозостойкость. Как определяется морозостойкость различных строительных материалов (бетона, щебня)? От чего зависит?

Морозостойкость - способность насыщенного водой материа­ла сохранять физико-механические свойства при попеременном замораживании и оттаивании.

Морозостойкость строительного материала характеризуется маркой по морозостойкости: числом циклов попеременного замора­живания и оттаивания образцов бетона, после которых сохраняются первоначальные физико-механические свойства в нормируемых пределах: как правило, потеря массы и (или) прочности.

Щебень Полученные пробы промывают и высушивают до постоянной массы. Затем каждую пробу данной фракции равномерно насыпают в металлический сосуд и заливают водой, имеющей температуру 20±5 °С. Через 48 ч сливают воду из сосуда, помещают щебень в морозильную камеру и доводят температуру в камере до (-18±2) °С. Продолжительность одного цикла замораживания при такой темпе­ратуре составляет 4 ч. После этого сосуд с щебнем вынимают из морозильной камеры и помещают в ванну с водой с температурой 20±5 °С и выдерживают при этой температуре до полного оттаива­ния щебня, но не менее 2 ч. Далее циклы испытания повторяют.

После 15, 25 и каждых 25 циклов попеременного заморажива­ния и оттаивания пробу щебня высушивают до постоянной массы, просеивают через контрольное сито, на котором она полностью ос­тавалась перед испытанием, взвешивают остаток на сите и вычис­ляют потерю массы Am, %, с точностью до 0,1% по формуле Морозостойкость бетона определяется на образцах кубической формы размером 100x100x100 мм или 150x150x150 мм при дости­жении им нормативной прочности на сжатие (как правило, после 28 суток твердения).

Контрольные и основные образцы перед заморажива­нием насыщают водой температурой 18±2 °С.

Для насыщения образцы погружают в жидкость на 1/3 их высо­ты на 24 ч, затем уровень жидкости повышают до 2/3 высоты об­разца и выдерживают в таком состоянии еще 24 ч, после чего об­разцы полностью погружают в жидкость на 48 ч таким образом, что­бы уровень жидкости был выше верхней грани образцов не менее чем на 20 мм.

Контрольные образцы через 2...4 ч после извлечения из ванны испытывают на сжатие.

Основные образцы загружают в морозильную камеру при тем­пературе минус 18+2 °С и выдерживают при этой температуре не менее 2,5 ч для образцов с ребром 100 мм и не менее 3,5 ч для об­разцов с ребром 150 мм. Образцы после замораживания оттаивают в ванне с водой при температуре 18±2 °С в течение 2,0±0,5 ч и 3,0+0,5 ч соответственно в зависимости от размера образцов. В су­тки должно проводиться не менее 1 цикла.

Количество циклов попеременного замораживания и оттаива­ния, после которых должно проводиться испытание на сжатие, ус­танавливается в зависимости от ожидаемой марки бетона по моро­зостойкости.

Марку бетона по морозостойкости принимают за соответст­вующую требуемой, если среднее значение прочности на сжатие основных образцов после установленного для данной марки коли­чества циклов попеременного замораживания и оттаивания умень­шилось не более чем на 5 % по сравнению со средней прочностью на сжатие контрольных образцов.

Для цементных бетонов установлены следующие марки по мо­розостойкости: F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800. F1000. Зависит от физических свойств материала.

Назовите свойства, связанные с отношением материала к нагреванию. Единицы измерения. Численные значения. Примеры для различных материалов.

Теплопроводность(ккал/м*ч*градус,вода0,51),термостойкость,теплоёмкость(кДЖ/кг*градус вода=1), огнеупорность(градусы), огнестойкость(градусы). Теплопроводность сталь 50 . теплоёмкость сталь – 0,48

Теплопроводность. От чего зависит? В каких единицах измеряется. Численные значения теплопроводности для различных материалов. Для каких конструкций учитывается?

Теплопроводность (ккал/м*ч*градус) – это способность материала передавать через свою толщу тепло. Это явление возникает когда на противоположных поверхностях материала существует разность температур, например, на внешней и внутренней поверхностях стен здания. Зависит от строения и вещества материала, величины и характера пористости, влажности и др. Воздух – 0,02. Вода-0,51.Кирпич-0,75.гранит-2,5.Сталь-50. Учитывается для стен помещений, жилых строений и тд.

Объясните различие между огнестойкостью, огнеупорностью и теплостойкостью. Примеры.

Огнестойкость-способность материала не гореть. Огнеупорность-способность материала выдерживать длительное время действие высоких температур без деформации(без плавления). Термостойкость – способность материала сохранять эксплуатационные свойства при повышенных температурах: не деформируясь сохранять прочность.

Назовите механические и деформативные свойства материалов. Методы их определения.

Механические свойства отражают способность материала противостоять механическим воздействиям (нагрузкам) при эксплуатации. Нагрузки могут быть постоянными и временными. Св-ва: прочность твёрдость, стойкость при ударе, стойкость при истирании, износостойкость ,упругопластические и деформативные св-ва.

Релаксация — свойство материала самопроизвольно снижать напряжения при условии, что начальная ее личина деформации зафиксирована жесткими связями и остается неизменной. При релаксации напряжений может измениться характер начальной деформации, например из упругой постепенно перейти в необратимую '(пластическую), при этом изменения размеров не происходит. Такое исчезновение напряжений возможно за счет межмолекулярных перемещений и переориентации внутримолекулярной структуры. Время, в течение которого первоначальная величина напряжения снижается в е —2,718 раза (е — основание натуральных логарифмов), называют периодом релаксации. Период релаксации меняется от 1(Н0 с у материалов жидкой консистенции до 2-Ю10 с (десятки лет и более) — у твердых материалов (чем меньше, тем более деформативен материал).

Упругость — свойство материала принимать после снятия нагрузки первоначальную форму и размеры. Количественно упругость характеризуют пределом упругости, который условно приравнивают напряжению, при котором материал начинает получать остаточные деформации очень малой величины, устанавливаемой в технических условиях для данного материала.Вышеуказанные характеристики прочности в значительной степени являются условными: 1) они не учитывают фактора времени, т. е. продолжительности действия напряжений, что искажает величину истинной прочности материала; 2) размеры, форма, характер поверхности образцов материала, скорость нагружения, прикалывания боры и другие исходные данные в принятых методах условны. Предел прочности одного и того же материала может иметь различную величину в зависимости от размера образца, его формы, скорости приложения нагрузки и конструкции прибора, на котором испытывались образцы.

Твердость — свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала. Для определения твердости материалов в зависимости от их вида и назначения существует ряд методов. Твердость каменных материалов однородного строения определяют по шкале Мооса, которая составлена из 10 минералов с условным показателем твердости от 1 до 10 (самый мягкий тальк— 1, самый твердый алмаз— 10). Показатель твердости испытуемого материала находится между показателями твердости двух соседних минералов, из которых один царапает испытываемый материал, а другой оставляет черту на образце материала. Твердость металла, бетона, пластмасс определяют вдавливанием в испытуемый образец под определенной нагрузкой и в течение определенного времени стандартного стального шарика. За характеристику твердости в этом случае принимают отношение нагрузки к площади отпечатка. Показатели твердости, полученные разными способами, нельзя сравнивать друг с другом. Высокая прочность материала не всегда говорит о его твердости (например, древесина по прочности при сжатии равнозначна бетону, а ее твердость значительно меньше, чем у бетона).

Истираемость — свойство материала сопротивляться истирающим воздействиям. Одновременное воздействие истирания и удара характеризует износостойкость материала. Оба эти свойства определяют различными условными методами: истираемость — на специальных кругах истирания, а износ — с помощью вращающихся барабанов, куда вместе с пробой материала часто загружают определенное количество металлических шаров, усиливающих эффект измельчения. За характеристику истираемости принимают потерю массы или объема материала, отнесенных к 1 см2 площади истирания, а за характеристику износа — относительную потерю массы образца в процентах от пробы материала.

Что такое прочность материала? Как определяется прочность при сжатии? Как определяется прочность при растяжении? Как определяется прочность при изгибе? Единицы измерения.

Как определить разрушающую нагрузку? Как определить напряжение и предел прочности?

Предел прочности материала (чаще при сжатии) характеризует его марку. Предел прочности строительных материалов при сжатии колеблется в широких пределах— 0,5...1000 МПа и более

Разрушающая нагрузка – максимальная нагрузка которую может выдержать данный материал. Предел прочность при сжатии называется напряжение, возникающее в момент разрушения материала.

Предел прочности при изгибе называется отношение максимального изгибающего момента, возникающего в сечении образца-балочки, к моменту сопротивления сечения образца выс

В каких единицах определяется прочность строительных материалов? Численные значения прочности для изучаемых строительных материалов.

Про́чность (в физике и материаловедении) — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих под воздействием внешних сил.

Некоторые значения прочности на растяжение, σ0 в кгс/мм2 (1 кгс/мм2= 10 Мн/м2)

| Материалы | σ0 | σ0/Е

| Графит (нитевидный кристалл) | 2400 | 0,024

| Сапфир (нитевидный кристалл) | 1500 | 0,028

| Железо (нитевидный кристалл) | 1300 | 0,044

| Тянутая проволока из высокоуглеродистой стали | 420 | 0,02 |

| Тянутая проволока из вольфрама | 380 | 0,009

| Стекловолокно | 360 | 0,035

| Мягкая сталь | 60 | 0,003

| Нейлон | 50 | |