№1

Физические и механические свойства строительных материалов

Физ.свойства материала характеризуют его строение или отношение к физ.процессам окру­жающей среды.

К физ. св-ам относят массу, истинную и среднюю плотность, пористость, водопоглощение, водоотдачу, влажность, гигроскопичность, водо­проницаемость, морозостойкость, воздухо-, паро- и газо­проницаемость, теплопроводность и теплоемкость, огне­стойкость и огнеупорность.

1.Масса — совокупность материальных частиц (атомов, молекул, ионов), содержащихся в данном теле.

2.Плотность- отношение массы к объему мат-ла

ρ=m/V , [кг/м3]

-истинная пл-ть -׀׀- в абсолютно плотном состоянии (без пор и пустот).

-средняя плотность-׀׀- в естественном состоянии (со спорами и пустотами).

-насыпная пл-ть -׀׀- сыпучего материала (со споры и пустотами).

3.Пористость материала- степень заполнения его объема порами.

П= Vпор/Vест=(1-ρ_сред/ρ_ест)*100%

Плотность и пористость определяют такие св-ва материала, как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность.

Гидрофизические св-ва.

1. Водопоглощение – св-во мат-ла поглощать и удер-ть её.

2. Влагоотдача – св-во мат. отдавать влагу окружающему воздуху.

3.Водостойкость – степень снижения прочности мат. при придельном его водонасыщении т.е. состояние полного насыщения материала водой. (хар-ся коэф. Размягчения К_разм=R_нас/R_сух. – предел прочности при сжатии)

4. Влажность – содержание влаги в мат-ле, отнесённым к массе материала в сухом сост-ии и выраженное в %.

W=(m_вл-m_сух.) /m_сух. *100%

5. Гигроскопичность – св-во пористых мат-лов поглощать определенное кол-во воды при повышении влажности окр.среды.

6. Капилярное всасывание – это подъем воды по капиллярам мат-ла при частичном соприкосновении его с водой.

7. Водопроницаемость – способность мат-ла пропускать воду под давлением (хар-ся кол-ом воды, прошедшей в течение 1ч. Через 1 см² площади мат. при постоянном давлении).

8.Водонепроницаемость

9.Морозостойкость – св-во мат-ла насыщенного водой выдерживать многократное попеременное замор-е и оттаивание без признаков разрушения (F15-циклов)

10.Паро и газопроницаемость – способность мат-ла пропускать ч/з себя водяной пар или воздух под давлением.

11.Влажностные деформации – изменение размеров и объема мат-ла при изменении его влажности (усадка и набухание)

Теплофизические св-ва

1.Теплопроводность - св-ва м-а передавать через толщу теплоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Хар-ся кол-ом теплоты, проходящей через стену из испытуемого материала толщиной1 м, площадью 1 м² за 1ч. (Вт/(м∙°С))

2.Теплоемкость – св-во мат-ла поглощать тепло при нагревании определенное кол-во теплоты и выделять её при охлаждении. (хар-ся к-том удельной теплоемкости, равная кол-ву теплоты (Дж), необходимому для нагревания 1 кг мат. на 1°С. Дж/кг*°С)

3.Термическая стойкость – способность м-ла выдерживать чередование резких тепловых изменений.

4..Огнестойкость – св-во м-ла противостоять действию высоких температур.

-несгораемые – не воспламеняются, не обугливаются (кирпич, бетон, сталь)

-трудносгораемые – с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются (асфальтобетон)

-сгораемые- воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня (древесина).

5.Огнеупорность – св-во м-ла выдерживать длительное

воздействие высоких температур не раплавляясь и не деформируясь. Делят на

-огнеупорные –свыше 1580°С

-тугоплавкие- от1350 до1580°С

-легкоплавкие -до1350°С

Механические св-ва.

Мех. свойства хар-ют способность мат. сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. К механическим свойствам относят прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость, износ. 1.Пластичность – способность м-ла изменять свою форму без разрушения под воздействием внешних сил, после снятия нагрузки в м-ле остается необратимая остаточная деформация.

2.Упругость – св-во мат. деф-ся под нагрузкой и восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки (обратимая).Предел упругости – наибольшее напряжение, при котором материал ещё обладает упругостью.

3.Хрупкость – св-во мат. мгновенно разрушаться под действием нагрузки без предварит. деформ-ии

4.Прочность – св-во м-ла сопротивляться разрушению под действием внутр. напряжений, возникающих от внеш.нагрузки. Хар-ся пределом прочности (напряжение при котором м-л разрушается):при растяж, сжатии, изгибе,сдвиге,разрыве

Rсж=Р/А, [кг/см2=МПа]

Чтобы опр-ть предел прочности м-ла испытываются образцы :кубы, призмы, цилиндры

5.Твердость – св-во м-ла сопротивляться проникновению в него др-го более тв-го м-ла (шарика).Шкала Маоса (для минералов- оставляет царапину.)

6.Истираемость - свойство материала изменяться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий

7.Износ – называют разрушение материала при совместном действии истирания и удара

8. Долговечность - св-во м-ла сохранять работоспособность без потери эксплуатационных качеств(м-лы испытывают в камере погоды)

№2

Древесина, материалы и изделия из древесины.

Древесина издавна является важным строительным материалом широкое применение которого можно объяснить высокой прочностью при небольшой плотности, малой теплопроводностью, легкостью механической обработки. Наряду с этим древесина имеет и существен­ные недостатки: неравнозначность ряда свойств в различных направлениях, легкая загниваемость и возгорае­мость, высокая гигроскопичность, наличие разнообраз­ных пороков.

Из древесины изготовляют конструктивные элементы зданий, разнообразные теплоизоляционные и отделочные материалы. Важнейшей задачей строителей является экономное и рациональное ее использование. В последнее время из отходов древесины - опилок, стружек, щепы и горбыля изготовляют фибролиту арболит, древесново­локнистые и древесностружечные плиты, а также изде­лия из древесных пластиков.

Древесные породы делятся на хвойные(сосна ,ель, пихта, кедр), лиственные (дуб, ясень, берёза, осина)

Д. облад высок прочностью, малой ср плотн-ю, легкостью обраб-ки, высок морозост-тью и стойкостью к действ. растворов, солей, щелочей, орг кис-лот. Гл.составн части клеточных обо-лочек:целлюлоза, лигнин.

Св-ва Д:

Физические: 1)влажность Д. содержит своб и связную влагу. Усушка-уменьш V Д. при снижении влаж-ти.Разбуха-ние- увел-е V при повыш-и вл-ти.

2)ср плотность=1,5. Зависит от влаж-ти и V пор.

Механич-е:1)прочность-спос-ть сопрот-ся разруш-ю под действием мех-х нагрузок. Вдоль и поперек волокон прочность разная (вдоль прочн-ть и жест-ть больше), т. к. Д.-анизотропн мат-л. Испытание образцов на сж-е, раст-е, изгиб, сдвиг

2)деформативность-спос-ть изменять размеры и форму при возд-вии усилий

3) твердость, износостойкость, спос-ть удерж-ть крепления.

Мех-е св-ва ухудш-ся при увлаж-нении до предела насыщения.

Стройматериалы: Материалы из древесины, сохранившие её природную физическую структуру и хим.состав называют лесоматериалами (их подразделяют на необработанные (круглые) и обработанные (пиломатериалы, колотые лесоматериалы, шпон.))

1)круглые лесомат-лы- отрезки древе-сн ствола, очищенные от сучьев и ко-ры (брёвна, жерди.).Прим-ся в кач-ве стенового мат-ла, опор и столбов, для огражд-я тер-рий.

2)пиломат-лы-прод-я, получаемая при раскрое бревен, им-щая станд-ные размеры и качество. Использ-ся в целом виде и для заготовок, деталей и изделий. (пласти, комки, торцы).

-брусья-100*100мм и более.

-бруски-толщ до100мм, ширина не более 200мм.

-доски- толщ до 100 мм, ширина более 200мм

3)шпалы-получ-ся при продольном распиле бревен сеч 100*100 и более, длиной до 2,7м. Прим-ют в ж/д стр-ве.

4)шашка—брусок 4х, 6гранной формы.Н=60-80 мм, шир-50-100 д/ полов.

Изделия: На основе древесины изготавливают погонажные изделия, изделия для паркета, фанеру.

1)полуфабрикаты и заготовки-доски, прирезанные прим-но к заданным размерам с припусками на обраб-ку и усушку (плинтусы, наличники,шпунт)

2)стр детали-эл-ты сборных домов, разл столярн изделия(клееные дерев констр-изделия из клееных досок и фанеры,м.б. армированы).

3)балки. Клееные балки м. иметь разл попер сечение. Прим-ся при стр-ве мостов, колонн и стоек.

4)древесно- стружечные плиты. Изго-товляют путем горячего прессования древесн стружки, смешанной со свя-зующим. Плиты м/б одно-, 2х, 3х, многослойные. Использ-ся для тепло- и звукоизоляции, для облицовки стен и перегородок, двери, встроен мебель.

5)древесно-волокнистые плиты- получают горячим прессованием или сушкой массы из древесного волокна (щепа+эмульсия).Прим-ся в жилищ-ном и пром стр-ве, мебель, тара.

6)фанера-тонкий лисовой мат-ал, кот-й получают склеиванием древесного шпона в 3 и более слоев.

Защита от гниения-антисептики, защита от гниения- антипирены(образ пленку, выдел газы при воспламенен)

№3

Природные каменные материалы

Природными каменными материалами называют строительные материалы, получаемые из горных пород за счет применения лишь механической обработки (дро­бления, раскалывания, распиливания, шлифования, по­лирования и др.). В результате такой обработки природ­ные каменные материалы почти полностью сохраняют физико-механические свойства горной породы, из кото­рой они были получены.

Горные породы представляют собой природные агре­гаты минералов более или менее постоянного состава, об­разующие самостоятельные геологические тела, слагаю­щие земную кору. Горные породы, состоящие из одного минерала, называют простыми, или мономинеральными, а породы из нескольких минералов называют сложными, или полиминеральными. Минерал (от латинского minera — руда)—природное тело, приблизительно однород­ное по химическому составу и физическим свойствам, об­разовавшееся в результате различных физико-химичес­ких процессов, происходящих в земной коре. Каждый минерал характеризуется определенными химическим составом и физико-механическими свойствами.

Природные каменные материалы широко применяются в строительстве, они являются так же основным сырьём для получения минеральных вяжущих веществ искусственных каменных материалов.

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (изверженные- гранит, сиенты, базальты), осадочные (глинистые, органогенные, хемогенные(химические) породы) и метаморфические(видоизменённые).

Свойства природных каменных материалов. Среди многообразия физико-механических свойств природных каменных материалов обычно выделяют плотность, пре­дел прочности при сжатии, морозостойкость, по величи­не которых оценивают их качество и делят на марки.

По плотности в сухом состоянии каменные материа­лы разделяют на тяжелые (более 1800 кг/м³) и легкие (менее 1800 кг/м³).

По пределу прочности при сжатии установлены сле­дующие марки: для тяжелых каменных материалов — от 10 до 100, а для легких — от 1 до 20.

По степени морозостойкости в циклах заморажива­ния (Мрз) для каменных материалов установлены марки от 10 до 500.

По степени водостойкости (коэффициенту размягче­ния) материалы разделяют на группы с величиной дан­ного показателя 0,6; 0,75; 0,9 и 1

К каменным материалам, предназначенным для до­рожных покрытий, полов промышленных зданий, предъ­являют дополнительные требования (высокая стойкость к истиранию, износу и др.). Для природного камин, из которого изготовляют облицовочные плиты, большое значение имеют внешний вид, цвет и текстура.

Выбирают горные породы для тех или иных камен> ных материалов и изделий на основании результатов ис­пытаний образцов, оценки внешнего вида, а также с уче­том эксплуатационных условий.

Условия образования горных пород в значительной мере предопределяет характер их строения, а следовательно и на их основные свойства и область применения в строительстве.

Глубинные магматические горные породы хар-ся высокой плотностью, морозостойкостью и малым водопоглощением. Гранит, габбро, лабродорит применяют для облицовки зданий и сооружений, изготавливают из него бортовые камни, ступени, а также щебень.

Излившиеся магматические горные породы, широко применяются в дорожном строительстве : порфиры (облицовочные плиты),диабаз (для дорожных покрытий, получения щебня.),базальт (разнообразные дорожные материалы).

Обломочные магматические породы: пемза (как заполнитель для лёгких бетонов), вулканический пепел (как активная добавка в цемент).

Обломочные осадочные горные породы : песок (как заполнитель в в бетоне), гравий (заполнитель в бетоне).

Глинистые осадочные породы : песчаники (из них выполняют бутовые камни, плиты для устройства полов зданий и тротуаров.)

Осадочные хемогенные породы: доломит (облицовочные плиты, щебень для бетона, огнеупоров и мин.вяжущих веществ), гипсовый камень ( для производства гипса и гипсовых вяжущих.).

Органические осадочные породы: известняк (как сырьё для получения извести и портландцемента), мел (для изготовления красок, замазок и получения портландцемента и извести.)

Метаморфические горные породы: гнейсы (как и гранит применяют), мрамор (для внутренней облицовки стен).

№4.

Керамические материалы.

Керамические материалы –изделия и материалы, получаемые из глиняных масс или их смескей с минеральными добавками путём формования и обжига. Полученный камень называют керамическим черепком. В современном строительстве керамические материалы и изделия используют для возведения стен и покрытий зданий, облицовки полов, стен, фасадов, кладки печей и дымовых труб, устройства канализации и дренажа.

Основное сырье:

Строительные

1.глины-продукт разрушения поливошпатных пород

(водные алюмосиликаты

nAl₂ О₃ *mSiО₂ *кН₂О)

2.минералы-каолины - глина с высоким содержанием минерала каолинита(она белого цвета)

3.добавки

-отощающие-для снижения усадки глин (зола, песок)

-пластифицирующие (СДБ-сульфидно дрожжевая борда)

-выгорающие-для снижения плотности и теплопровод- ности(опилки, угольная пыль)

Св-ва глин:

-пластичность-способность глины изменять форму без разрыва и нарушения сплошности и сохранять ее после удаления внешних сил

- воздушная усадка- V образца при его сушке

-огнеупорность-сп-ть глин не расплавляясь выдерживать высокие температуры

огневая усадка

- огневая усушка- V образца в результате спекания

Производство керамич изд:

1.добыча глины в карьерах

2.приготовление массы или шлинкера (глина+вода)

3.формование изделий(литье шлинкера, полусухое пресс- сование,пластич формование)

4.сушка и обжиг

5.спец обработка изделия (глазурь-слой стекла, ангоб-слой белой глины)