Основные свойства строительных материалов

РАЗДЕЛ 1. СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ,

ЕСТЕСТВЕННЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ

Изучив материалы данного раздела, Вы сможете:

­ определять физические и технические свойства материалов;

­ уяснить основные механические свойства строительных материалов;

­ рассчитывать пределы прочности материалов и применять расчеты на практике;

­ использовать сравнительную эффективность в элементарных задачах прикладного типа;

­ узнать классификации горных пород,

­ получить общие сведения о горных породах и их применении в строительстве;

Рекомендуемые материалы

­ изучить основные виды естественных каменных материалов.

Тема 1. Основные свойства строительных материалов

1) Физические свойства строительных материалов

Средняя плотность. Характеристика для материалов в естественном состоянии (с порами).

ρ_m =m/v_{nat      (}кг/м³_; кг/дц³_; г/см³)

Истинная плотность. Характеризует состояние материала, находящегося в абсолютно плотном состоянии.

ρ =m/v_{abs     (}кг/м³_; кг/дц³_; г/см³)

Насыпная плотность. Плотность сыпучих материалов (песок, щебень, гравий).

ρ _s =m/v_{s       (}кг/м³_; кг/дц³_; г/см³)

Между всеми плотностями существует зависимость.   ρ> ρ_m > ρ _s

Из этой зависимости следуют свойства строительных материалов:

Пористость (n) – процентное содержание пор в материале.

n = [(1- ρ_m/ ρ ]*100%

Пустотность (n_ρ)– процентное содержание пустот между зернами сыпучего материала.

n_ρ = [(1- ρ_s/ ρ_m ]*100%

Другие физические свойства:

Влажность (водопоглощение, водонасыщение и т.д.)

W = (m_w - m_d/ m_d)*100%

m_w – масса влажного материала

m_d – масса сухого материала                          

Гидроскопичные материалы – материалы, способные сорбировать (втягивать) воду из окружающей среды и длительно ее удерживать.

Перенасыщенные влагой материалы теряют свои теплоизоляционные (холодоизоляционные) и прочностные характеристики. Прочностные характеристики водонасыщенных материалов сравниваются с прочностными характеристиками сухих материалов с использованием коэффициента водоразмягчения:

K_sof = R_w/R_d >0,6                R – прочность

Если величина > 0,6, то материал водоустойчив. Если этот коэффициент<0,6, то материал неводоустойчив.

Примеры средней плотности для различных материалов:

Сталь строительная  ρ_{m = 7850 кг/м}³

Алюминий (дюралюминий) ρ_{m = 2700 кг/м}³

Гранит ρ_{m = 2650 кг/м}³

Железобетон ρ_{m = 2400 кг/м}³

Кирпич красно-керамический  ρ_{m = 1450 кг/м}³

Кирпич серый силикатный ρ_{m = 1800 кг/м}³

Дуб черешчатый ρ_{m = 680 кг/м}³

Сосна обыкновенная ρ_{m = 500  кг/м}³

Минвата теплоизоляционная (стекловата) ρ_{m = 50  кг/м}³

Пенопласт теплоизоляционный (пенополистерон) ρ_{m = 40  кг/м}³

2) Технологические свойства строительных материалов

- характеризуют материал по степени и возможности его обработки.

Гвоздимость

Свариваемость (для металлов и полимерных материалов)

Удобоукладываемость – свойство, характеризующее поведение различных бетонов для их укладки опалубки.

Укрывистость – свойство, характеризующее поведение лакокрасочных материалов (новая краска скрывает старый наложенный слой или не скрывает).

3) Основные механические свойства строительных материалов

Механические свойства характеризуют способность материалов сопротивляться воздействию внешних сил. Все механические свойства, как правило, характеризуются пределами прочности. Предел прочности – способность материалов сопротивляться разрушению под воздействием внешних сил.

1. Предел прочности при сжатии:

                              R_c = F_max/A   (кгс/см²)

          F_max                                                                                            

F_max – максимальная разрушающая нагрузка в кг сил.

А – площадь поверхности в см², на площадь  A  которой действует разрушающая нагрузка F_max

2. Предел прочности при изгибе:

R_f = 3 F_max*l₀/2bh²   (кгс/см²)

             F_max

                                                                h

         l₀                                                  b

l₀ – расстояние между опорами (см)

h – высота сечение бруса

b – ширина сечения

- предел прочности при растяжении:

                                          R_t = F_max / A (кгс/см²)

             F_max                                    F_max

         A  

3. Предел прочности при скалывании:

                                                    R_q = F_max / A (кгс/см²)

         F_max

Вам также может быть полезна лекция "3 Воздушный, водный и тепловой режимы почвы".

         A -

4) Сравнительная эффективность строительных материалов

Все строительные материалы по их назначению перед применением обязательно сравниваются с гостовским значением этих материалов. Основной критерий для оценки – коэффициент конструктивного качества по видам использования материалов (изгиб, сжатие, растяжение, скалывание).

                                       K = R_c  / ρ_m

Чем больше коэффициент (ближе к 1), тем эффективнее материалы по прочности.