Механические свойства строительных материалов (деформативность, прочность, твёрдость, истираемость).

I. Введение.

Основные направления технического прогресса в области строительных материалов, изделий и конструкций.

Промышленность строительных материалов является отраслью народного хозяйства, определяющей экономический потенциал страны. Технический прогресс, способствующий экономической обеспеченности государства, предусматривает увеличение объема производства строительных материалов, изделий и конструкций, обеспечивающих снижение материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, охрану окружающей среды, уменьшение веса зданий и сооружений и повышение их тепловой защиты при экономии топливно-энергетических ресурсов.

В связи с поставленными задачами разрабатываются технологии безотходного производства строительных материалов на базе комплексной переработки побочных промышленных продуктов (металлургических шлаков, зол ТЭС и шламов химических производств).

Для экономии топливно-энергетических ресурсов переводятся на энергосберегающие технологии предприятия по производству цемента, извести, стекла, железобетонных и керамических изделий. Так, например, используется комбинированный способ производства портландцемента, значительно сокращающий энергозатраты по сравнению с мокрым и сухим способами.

Для повышения эффективности капитальных вложений используется непрерывный процесс комплексной механизированной сборки зданий и сооружений из укрупненных готовых конструкций заводского изготовления. Для увеличения объема производства создается широкая сеть предприятий по изготовлению строительных материалов, изделий и конструкций, а также полная и постоянная механизация производства с внедрением автоматических усовершенствованных устройств и технологических процессов.

Для научных исследований в области строительных материалов созданы специальные лаборатории и институты, где в настоящее время огромное внимание уделяется вопросу коррозии материалов и новейшим технологиям создания

II. Основные свойства.

Параметры состояния и структурные характеристики строительных материалов (истинная, средняя и насыпная плотность, пористость, коэффициент плотности).

1) Истинная плотность – масса единицы объёма материала, находящегося в абсолютно плотном состоянии (без пор). (г/см³,кг/м³). ρ= m / V_a

2) Средняя плотность – это масса единицы объёма материала, находящегося в естественном состоянии, т.е. вместе с порами. (г/см³,кг/м³). ρ _m = m / V_e

3) Насыпная плотность – масса единицы объёма рыхло насыпанных зернистых материалов. (г/см³,кг/м³). ρ_н= m / V _м

4) Пористость – степень заполнения объёма материала порами. (%). П=( V _п / V _е )·100% П= V _п / V _е =( V_e - V_a )/ V_e =1- V _а / V _е =1-( m / ρ )/( m / ρ_m )=1-ρ _m /ρ П=(1-ρ _m /ρ)·100%

Пористость может быть открытой и закрытой.

а) Открытая пористость – определяется отношением объёма пор насыщающихся водой при обычных условиях ко всему объёму материала. П_о=(( m _в - m_c )/ V_e )·(1/ ρ _воды )

б) Закрытая пористость.П_з=П-П_о

5) Коэффициент плотности – это степень заполнения объёма материала абсолютно плотным веществом. (%). К_пл=( V _а / V _е )·100% К_пл=(ρ _m /ρ)·100% П+ К_пл=100%

Теплофизические свойства строительных материалов (теплопроводность, теплоёмкость, огнеупорность, огнестойкость).

) Теплопроводность – отражает способность материала передавать тепло от одной поверхности к другой через своё тепло. (Вт/(м·ºC)).

2) Теплоёмкость – это способность материала аккумулировать тепло при нагревании и выделять тепло при остывании; определяется количеством тепла, которое необходимо сообщить 1 кг данного материала, чтобы повысить его температуру на 1ºC. (кДж/(кг·ºC)).

3) Огнеупорность – отражает способность материала выдерживать длительное воздействие температур не меньше, чем 1580ºC, без деформаций и размягчения.

4) Огнестойкость – отражает способность материала сопротивляться воздействию огня при пожаре.

Гидрофизические свойства строительных материалов (гигроскопичность, водопоглощение, водонепроницаемость, водостойкость, морозостойкость).

1) Гигроскопичность – это свойство капиллярно-пористого материала, заключающееся в его способности поглощать водяной пар из воздуха.

2) Водопоглощение – это свойство материалов, заключающееся в его способности поглощать и удерживать воду. (%).

а) Водопоглощение по массе – определяется отношением массы поглощённой и удержанной образцом воды к массе сухого образца. W_m =(( m _в - m_c )/ m_c )·100%

б) Водопоглощение по объёму – определяется как степень заполнения объёма материала водой.

W_o ={ V _воды / V_e }=(( m _в - m_c )/(ρ_воды·Vе))·100% W_o / W_m = m_c /(ρ_воды·Vе)=ρ _m /ρ_воды= d W_o = W_m · d

3) Водонепроницаемость – это свойство материала не пропускать через себя воду под давлением.

4) Водостойкость – это способность материала сохранять в той или иной мере свои прочностные способности при увлажнении.

5) Морозостойкость – отражает способность насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание.

Механические свойства строительных материалов (деформативность, прочность, твёрдость, истираемость).

1) Деформативность – характеризует способность материала к изменению формы и размеров без отклонения от величины его массы.

Главнейшие виды деформаций – растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб.

Обратимые полностью исчезают при прекращении действия на материал факторов, их вызвавших.

Обратимые деформации, исчезающие мгновенно и полностью, называются упругими, исчезающие в течение некоторого времени – эластическими.

Необратимые деформации, или остаточные, называемые также пластическими, накапливаются в период действия вызвавших их факторов; после их снятия деформации сохраняются.

Деформации могут быть также сложными – упруго-пластическими или упруго-вязко-пластическими.

На характер и величину деформации влияет величина механического нагружения, скорость приложения этой нагрузки и температура материала.

2) а) Прочность – отражает способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных какими-либо внешними воздействиями (механическая нагрузка, стеснённая усадка). (МПа).

б) Динамическая прочность – отражает способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникших при динамических воздействиях (сейсмические, взрывные, звуковые). (МПа).

в) Теоретическая прочность – определяется усилием, необходимым для разъединения двух смежных слоёв атомов. (МПа).R _теор =(ЭЕ/а)^1/2 Э – поверхностная энергия

Е – модуль упругости а – межатомное расстояние

г) Удельная прочность – равна отношению показателя прочности R к относительной плотности. (МПа). R _у =R/d

3) Твёрдость – отражает способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твёрдого материала.

4) Истираемость – характеризует способность материала сопротивляться воздействию внешней нагрузки, вызывающей его постепенное разрушение с поверхности из-за отрывания мелких частиц. (г/см²).

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 694; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!