2.5 Теплофизические свойства

Огнеупорность – свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °С и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Применяются для внутренней футеровки промышленных печей.

Огнестойкость – свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Зависит от сгораемости материала, т.е. способности воспламеняться и гореть.

Несгораемые материалы (бетон, гранит, керамический кирпич, гранит) – при пожаре не горят, но деформируются и растрескиваются (600 °С), поэтому конструкции из них защищают огнезащитными составами.

Трудносгораемые материалы (асфальтобетон, фибролит, пенопласты) – при воздействии огня тлеют.

Теплопроводность – свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Теплопроводность воздуха (0,023 Вт/м °С) меньше, чем у твердого вещества, поэтому увеличение пористости – основной способ уменьшения теплопроводности. Влажность материала увеличивает его теплопроводность.

На практике удобно судить о теплопроводности по формуле Некрасова В.П. Формула Некрасова для определения теплопроводности материала:

где d – относительная плотность материала.

Теплоемкость – способность материала аккумулировать тепло при нагревании и выделять тепло при остывании. Определяется количеством тепла, которое необходимо сообщить 1кг данного материала, чтобы повысить его температуру на 1 °С (сталь – 0,48 кДж/кг °С, бетон до 0,92 кДж/кг °С, древесина 2,5 кДж/кг °С, вода – 4,19 кДж/кг °С, поэтому с повышение влажности материалов теплоемкость увеличивается).

2.6 Акустические свойства

Звукопроводность – способность материала проводить звуковые волны через свою толщину. Звукопроводность зависит от массы материала, его строения. Материал меньше проводит звук при увеличении массы или увеличении закрытой пористости.

Звукопоглощение – способность материала поглощать звук своим объемом. Звукопоглощение зависит от характера поверхности материала. Материалы с гладкой поверхностью отражают большую часть падающего на них звука, создавая шум, при поверхности материала с открытой пористостью звуковые колебания поглощаются материалом, не отражаясь.

2.7 Механические свойства

Нагрузки на материал создают в нем деформации и внутренние напряжения. Нагрузки делят на статические (действуют постоянно – нагрузки от людей, оборудования, самих конструкций), динамические (прикладываются внезапно, вызывая силы инерции – нагрузки от природных катастроф, аварийные нагрузки).

Нагрузки на материал создают в нем деформации и внутренние напряжения. Нагрузки делят на статические (действуют постоянно – нагрузки от людей, оборудования, самих конструкций), динамические (прикладываются внезапно, вызывая силы инерции – нагрузки от природных катастроф, аварийные нагрузки).

Деформации и напряжения:

Упругость твердого тела – свойство самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия силы, т.е она обратимая.

Пластичность твердого тела – свойство изменять форму или размеры под действием внешних сил, не разрушаясь, но при прекращении действия внешних сил тело не может самопроизвольно восстанавливать свои размеры и форму, в теле остается остаточная деформация – пластическая (необратимая).

Хрупкость твердого тела – способность разрушаться без образования заметных остаточных деформаций.

Прочность:

Прочность – это свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами (усадка, неравномерное нагревание). Прочность оценивают пределом прочности, определенным при данном виде деформации. Для хрупких материалов (природные каменные материалы, бетон, строительный раствор) основной является предел прочности при сжатии, определяемый как средний результат испытания серии образцов.

Предел прочности при осевом растяжении R_р используется в качестве прочностной характеристики стали, бетона, волокнистых материалов. В зависимости от соотношения предела прочности при осевом растяжении к пределу прочности при осевом сжатии материалы делят на: R_р> R_сж (волокнистые материалы), R_р R_сж (сталь), R_р < R_сж (хрупкие материалы – природный камень, бетон).

Предел прочности при изгибе определяется испытанием серии образцов-балочек на двух опорах, нагружаемых одной или двумя сосредоточенными силами.

Ударная вязкость (динамическая или ударная прочность) – свойство материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца, отнесенной к единице объема (Дж/м³) или площади поперечного сечения (Дж/м²). Характеристика важна для материалов, используемых при устройстве фундаментов машин, полов промзданий, дорожных покрытий.

Удельная прочность – коэффициент конструктивного качества – равна отношению прочности материала R (МПа) к относительной плотности: повышения этой величины можно добиться снижением плотности или увеличением прочности.