- •Общие сведения.
- •Связь строения состава и свойств.
- •2.1. Строение и свойства.
- •2.2. Параметры состояния
- •2.3. Характеристики структуры.
- •2.4 Свойства по отношению к воде.
- •2.5 Теплофизические свойства
- •2.6 Акустические свойства
- •2.7 Механические свойства
- •Природные каменные материалы.
- •3.1 Важнейшие породообразующие материалы и их свойства.
- •3.2 Каменные материалы из магматических горных пород
- •3.3 Материалы из осадочных горных пород
- •3.4 Материалы из метаморфических горных пород.
- •3.5 Основные виды материалов и изделий из природного камня.
- •3.5.1 Грубообработанные каменные материалы.
- •3.5.2 Дорожные каменные материалы.
- •3.5.3 Каменные кислотоупорные и литые изделия.
- •Материалы и изделия из древесины.
- •4.1. Лесные богатства. Значение правильного
- •4.3 Зависимость основных свойств древесины от её строения и влажности.
- •4.3. Породы древесины.
- •4.4. Механические свойства древесины.
- •4.5. Сортамент лесных материалов и изделий.
- •4.5.1. Лесные материалы.
- •4.5.2. Полуфабрикаты и изделия из древесины.
- •4.5.3. Индустриальные строительные
- •4.5.4. Клееные деревянные конструкции.
- •4.5.5. Способы защиты древесины от гниения,
- •5. Керамические изделия.
- •5.1. Основные свойства глин, как сырья для
- •5.3. Изменение свойств глин при нагревании
- •5.3. Классификация керамических изделий.
- •6. Стеклянные и другие плавленые материалы и изделия.
- •7. Гидравлические вяжущие вещества.
- •7.1. Гидравлическая известь.
- •7.2. Портландцемент.
- •7.3. Сырьевые материалы и принципы производства цемента.
- •7.4. Теория твердения цемента.
- •8. Строение бетона.
- •8.1. Прочностные свойства бетона.
- •8.2. Легкие бетоны.
- •9. Строительные растворы.
- •10. Искусственные каменные необоженные материалы и изделия.
- •10.1. Асбестоцементные изделия.
- •10.2. Автоклавные материалы.
- •11. Акустические материалы.
- •11.1 Звукопоглощающие материалы.
- •11.2. Звукоизоляционные материалы.
- •12. Минералы и изделия из пластических масс.
- •12.1. Основные компоненты пластических масс.
- •12.2. Изделия из пластических масс.
- •13. Бетоны и изделия из них.
- •13.1. Определение и общая классификация бетонов.
- •13.2. Материалы для изготовления тяжёлого бетона.
- •13.3. Свойства бетонной смеси.
- •13.4. Факторы, удобоукладываемость бетонной смеси.
- •14. Лакокрасочные материалы.
- •14.1. Основные компоненты красочного состава.
Общие сведения.
Материаловедение – наука, изучающая связь состава, строения и свойств материалов, закономерности их изменения при физико-химических, физических, механических и других воздействиях.
Материалы по назначению делят на:
Первая группа – материалы универсального типа, пригодные для несущих конструкций: природные и искусственные каменные материалы, конструкционные пластмассы, лесные материалы.
Вторая группа – строительные материалы специального назначения, необходимые для защиты конструкций от вредных влияний среды, повышения эксплуатационных свойств и создания комфорта: ТИМ, акустические материалы, ГИМ, кровельные, отделочные.
Изделия и конструкции должны обеспечивать долговечность и надежность при длительной эксплуатации.
Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Предельное состояние определяется разрушением изделия, требованиями безопасности, экономическими факторами.
Надежность – свойство, характеризующее проявление всех остальных свойств изделия в процессе эксплуатации, складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости.
Безотказность – свойство изделия сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации в течение некоторого времени без вынужденных перерывов на ремонт.
Отказ – событие, при котором система, элемент или изделие полностью или частично теряют работоспособность, т.е. появляется неисправность, когда один из основных параметров выходит за пределы установленных допусков.
Ремонтопригодность – свойство изделия, характеризующее его приспособленность к восстановлению исправности и сохранению заданной характеристики предупреждением, выявлением и устранением отказов. Показатель – среднее время ремонта на один отказ данного вида, трудоемкость, стоимость устранения отказов.
Сохраняемость – свойство изделия сохранять необходимые эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортирования, установленного документацией. Количественно – время от хранения и транспортирования до возникновения неисправностей.
Связь строения состава и свойств.
2.1. Строение и свойства.
Строение материала изучают на трех уровнях: макроструктура – строение, видимое невооруженным глазом; микроструктура – строение, видимое в микроскоп; внутреннее строение веществ, составляющих материал.
Типы макроструктуры твердых строительных материалов: искусственные конгломераты (бетоны, керамика); ячеистая структура (наличие макропор – газобетон, пенобетон, ячеистые пластмассы); мелкопористая структура (материалы, с мелкими порами); волокнистая структура (древесина, стеклопластики, минвата); слоистая структура (рулонные, плитные материалы); рыхлозернистые материалы (заполнители, порошкообразные материалы).
Микроструктура веществ бывает кристаллическая (более устойчивая) и аморфная.
2.2. Параметры состояния
Истинная плотность – это отношение массы материала к его объему в абсолютно плотном состоянии. (ρ = m/V, г/см3, где m – масса материала, г; V – объем материала в абсолютно плотном состоянии, см3).
Истинную плотность твердого материала определяют при помощи объемомера Ле Шателье, который представляет собой стеклянную колбу объемом 120 – 150 см3 с узкой шейкой, несколько расширяющейся в средней части. На шейке колбы выше и ниже шаровидного уширения нанесены две черты, объем между которыми равен 20 см3. Шейка градуирована, цена деления 0,1 см3.
Средняя плотность – это отношение массы материала к его объему в естественном состоянии. (ρ0 = m/V1, кг/м3, где m – масса материала, г; V1 – объем материала в естественном состоянии, м3).
Каждую грань образца кубической или близкой к ней формы измеряют в трех местах (а1, а2, а3, b1, b2, b3, h1, h2, h3) по ширине и высоте и за окончательный результат принимают среднее арифметическое трех измерений каждой грани. На каждой из параллельных плоскостей образца цилиндрической формы проводят два взаимно перпендикулярных диаметра (d1, d2, d3, d4), затем измеряют их; кроме этого, измеряют диаметры средней части цилиндра (d5, d6) в середине его высоты. За окончательный результат принимают среднее арифметическое шести измерений диаметра. Высоту цилиндра определяют в четырех местах (h1, h2, h3, h4) и за окончательный результат принимают среднее арифметическое четырех измерений.
Для определения объема образца неправильное геометрической формы применяют метод, основанный на вытеснении образцом из сосуда жидкости, в которую его погружают, для чего используют объемомер или гидростатические весы.
Насыпная плотность – это отношение массы материала в насыпном состоянии, т.е. вместе с порами и межзерновыми пустотами. Определяется для сыпучих, кусковых и зерновых материалов, кг/м3).
Д ля сыпучих материалов (цемент, песок, щебень, гравий и др.) определяют насыпную плотность. В объеме таких материалов не только поры в самом материале, но и пустоты между зернами или кусками материала.
Это определение выполняют с помощью прибора – стандартной воронки. Воронка в виде усеченного конуса, внизу конус переходит в трубку диаметром 20мм с задвижкой. Под трубкой устанавливают заранее взвешенный мерный цилиндр объемом 1 л (1000 см3). Расстояние между верхним обрезом цилиндра и задвижкой должно быть 50 мм.
Определение насыпной плотности щебня производится аналогично, но мерный цилиндр имеет объем 10 л (10000 см3).
Относительная плотность (d) – выражает плотность материала по отношению к плотности воды. Безразмерная величина. Используется для определения теплопроводности.