общие технические свойства
.pdfМатериаловедение
Материаловедением называют науку,
изучающую связь состава, строения и свойств
материалов; закономерности их изменения при
физико-химических, физических, механических и
других воздействиях.
Чтобы правильно выбрать материал, спроектировать и построить сооружение,
необходимо хорошо знать свойства используемых материалов.
Свойством называют способность материала определенным образом реагировать на отдельный или чаще всего действующий в совокупности с другими
внешний или внутренний фактор. В строительстве применяют большое количество
материалов с различными свойствами, но существует группа свойств, важная для всех строительных материалов.
К таким свойствам можно отнести плотность, пористость, прочность. Это основные характеристики всех строительных материалов, служащие для оценки качества и особенности их применения, а также для различных технико-экономических расчетов.
При выборе и обосновании целесообразности применения строительного материала для определенных условий необходимо учитывать различные его свойства.
Для регламентации качества промышленной продукции в России действует государственная система стандартизации и аттестации качества. На каждый строительный материал и
изделие имеются стандарты различных категорий –
государственный стандарт (ГОСТ) или технические условия (ТУ).
Качество всех основных строительных материалов и изделий должно соответствовать требованиям данных стандартов,
которые распространяются как на продукцию, эталоны,
образцы, так и на методы испытаний, правила приемки,
технические требования различного характера.
Государственный стандарт (ГОСТ) - документ, в котором даются
краткое описание материала и способа его изготовления, классификация,
конкретно указаны форма, размеры, классы (марки) и сорта (если они имеются), технические показатели, правила приемки, упаковки,
транспортирования и хранения, методы испытаний материала или изделия, которые иногда выделяются в отдельный ГОСТ.
Технические условия (ТУ) устанавливают комплекс требований к конкретным типам, маркам продукции, которая не стандартизирована или ограниченно применяется.
Кроме ГОСТов и ТУ строители пользуются также СНиПами – строительными нормами и правилами. СНиП – это свод нормативных документов по проектированию, строительству и строительным материалам, обязательных для всех организаций и предприятий.
ГОСТы |
разрабатываются |
преимущественно |
на |
строительные материалы и изделия массового изготовления, а
СНиПы устанавливают требования ко всей строительной продукции. Оба комплекса нормативных документов по
строительству – СНиП и ГОСТ – взаимно дополняют друг друга.
На каждый вид строительных материалов и изделий даны
требования по важнейшим физическим, механическим и другим свойствам, а также условия, области применения материалов, изделий и конструкций для строительства.
При оценке качества большинства строительных материалов используют условные показатели – классы (марки) и сорта, которые устанавливаются по основной эксплуатационной характеристике или по комплексу важнейших свойств материала.
Так, для конструкционных материалов класс (марка) определяется по прочности на сжатие в МПа (бетон, раствор, природные каменные
материалы) или |
по совокупности показателей на сжатие и изгиб |
||||
(минеральные |
вяжущие, |
кирпич). |
Определение |
марки |
для |
теплоизоляционных материалов ведется по средней плотности, для битумов
– по комплексу свойств (температура размягчения, вязкость и др.). Кроме
основных показателей качества существуют специальные марки и классы,
характеризующие какие-либо основные свойства материала, например морозостойкость, водонепроницаемость, теплопроводность.
Значение стандартизации огромно. Она является важнейшим стимулом совершенствования промышленных
предприятий, определяет выпуск строительных материалов и
изделий качеством не ниже обусловленного, что позволяет уже
при проектировании создавать надежные и долговечные элементы и конструкции независимо от технологии изготовления материалов. Стандартизация способствует
улучшению качества готовой продукции, повышению уровня
унификации, взаимозаменяемости, а также автоматизации производственных процессов, росту эффективности ремонта
изделий.
Исходя из условий работы материала в сооружении строительные материалы можно разделить на две группы:
•Первую группу составляют материалы универсального типа, пригодные для несущих конструкций: природные каменные материалы; искусственные каменные материалы: получаемые на основе вяжущих веществ без обжига (бетоны, строительные растворы); получаемые термической обработкой минерального сырья (керамика, стекло, ситаллы, металлы); конструкционные пластмассы; лесные материалы и др.
•Вторая группа объединяет строительные материалы
специального назначения, необходимые для защиты конструкций от вредных влияний среды, а также для повышения
эксплуатационных свойств зданий и |
|
создания комфорта: |
||
теплоизоляционные |
материалы; |
|
акустически |
е; |
гидроизоляционные, |
кровельные |
и |
герметизирующие; |
отделочные, антикоррозионные и др.
Требования к материалам
Всякий материал в конструкциях зданий и сооружений воспринимает те или иные нагрузки и подвергается действию окружающей среды.
Нагрузки вызывают деформации и внутренние напряжения в материале, поэтому проектирование зданий и сооружений требует точных характеристик прочностных и деформативных свойств применяемых материалов, называемых механическими свойствами.
Кроме прочности строительные материалы должны обладать стойкостью.
Стойкость - способность сопротивляться физическим и химическим воздействиям среды: воздуха и содержащихся в нем паров и газов, воды и растворенных в ней веществ, колебаниям температуры и влажности, совместному действию воды и мороза при многократном замораживании и оттаивании, воздействию химически агрессивных веществ — кислот, щелочей и др.
Строение и свойства
Для решения практического вопроса, где и как применить материал, чтобы получить наибольший технико-экономический эффект, необходимо знать свойства строительного материала, которые зависят от его строения.
Строение материала изучают на трех уровнях:
1.Макроструктура – строение, видимое невооруженным глазом.
2.Микроструктура материала - строение, видимое в оптический микроскоп.
3.Внутреннее строение веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом методами рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии и т.д.