Химические свойства. Химические свойства характеризуют способность материала к химическим взаимодействиям с другими веществами
Химические свойства характеризуют способность материала к химическим взаимодействиям с другими веществами. Возможность химических и физико-химических процессов определяется наличием у строительных материалов таких свойств, как химическая активность, химическая (коррозионная) стойкость, растворимость, способность к кристаллизации и адгезии.
Химическая активность может быть положительной, если процесс взаимодействия приводит к упрочнению структуры (образование цементного, гипсового камня), и отрицательной, если протекающие реакции вызывают разрушение материала (коррозионное действие кислот, щелочей, солей).
Под адгезией понимают соединение твердых и жидких материалов по поверхности, обусловленное межмолекулярным взаимодействием. Адгезионные силы сцепления играют важную роль при получении многокомпонентных строительных материалов. Например железобетон, монолитность которого обеспечивается прочным соединением заполнителей и арматуры с цементным камнем за счет адгезионного межмолекулярного взаимодействия.
Растворимость характеризует способность вещества образовывать с водой или органическими растворителями однородные системы — растворы. Это свойство зависит от химического со става веществ, температуры и давления.
Кристаллизация — процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов при электролизе и химических реакциях, который сопровождается выделением тепла.
Процессы растворения и кристаллизации являются основополагающими при получении искусственных каменных материалов на основе цемента, гипса, извести.
Химическая (коррозионная) стойкость — это свойство, характеризующее способность материалов противостоять разрушающему действию агрессивных сред. Химическую стойкость оценивают специальным коэффициентом, который рассчитывают по отношению прочности (массы) материала после коррозионных испытаний (в случае кислот или щелочей образцы в течение двух часов кипятят в их концентрированном растворе) к прочности (массе) до испытаний. При коэффициенте 0,90...0,95 мате риал признается химически стойким по отношению к исследуемой среде. Органические материалы — древесина, битумы, пластмассы — при обычных температурах относительно стойки к действию кислот и щелочей слабой и средней концентрации. Свойства неорганических материалов зависят от их состава.
Действие солей приводит к накоплению кристаллических продуктов в порах материала, вызывающему рост деформаций и разрушение изделия.
1.5. Механические свойства
Механические свойства характеризуют поведение материалов при действии различного вида нагрузок (растягивающих, сжимающих, изгибающих и т.д.). В результате механических воздействий материал деформируется. Если внешние усилия невелики, деформация является упругой, т.е. после снятия нагрузки материал возвращается к прежним размерам. Если нагрузка достигает значительной величины, кроме упругих деформаций появляются пластические, приводящие к необратимому изменению формы. Наконец, при достижении некоторой предельной величины происходит разрушение материала. В зависимости от того, как материалы ведут себя под нагрузкой, их подразделяют на пластичные (изменяют форму под нагрузкой без появления трещин и сохраняют изменившуюся форму после снятия нагрузки) и хрупкие. Пластичные материалы, как правило, однородные, они состоят из крупных, способных смещаться относительно друг друга молекул (органические вещества) или кристаллов с легко деформируемой кристаллической решеткой (металлы). Хрупкие материалы (бетон, природный камень, кирпич) хорошо сопротивляются сжатию и в 5—50 раз хуже — растяжению, изгибу, удару (соответственно стекло, гранит). Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности R, под которым понимают отношение нагрузки, вызывающей разрушение материала, к площади сечения изделия.
Предел прочности на сжатие Есж (растяжение Rраст) определя
ют по формуле
где F — разрушающая нагрузка, Н (кгс); А — площадь поперечного сечения образца до испытания, мм2 (см2).
Определение предела прочности на сжатие строительных материалов проводят, согласно стандартам, путем испытания образцов на механических или гидравлических прессах.
Прочность зависит от структуры материала, вещественного состава, влажности, направления и скорости приложения нагрузки. Связь между пределом прочности на сжатие и величиной средней плотности используют для оценки эффективности материала в конструкциях.
Необходимость создания запаса обусловлена неоднородностью строения большинства строительных материалов, недостаточной надежностью полученных результатов при определении предела прочности, отсутствием учета многократного переменного действия нагрузки, старения материалов и т.д. Запас прочности и величину допускаемого напряжения определяют и устанавливают в соответствии с нормативными требованиями в зависимости от вида и назначения материала, долговечности строящегося сооружения.
Твердость — способность материала сопротивляться проникновению в его поверхность другого более твердого тела правильной формы Для определения твердости существует несколько методов. Твердость каменных материалов, стекла оценивают с помощью шкалы твердости Мооса, состоящей из десяти минералов, расположенных по степени возрастания их твердости (1 — тальк или мел, 10 — алмаз. Твердость металлов и пластмасс рассчитывают по диаметру отпечатка вдавливаемого стального шарика определенной массы и размера {метод Бринелля), по глубине погружения алмазного конуса под действием заданной нагрузки {метод Роквелла) или площади отпечатка алмазной пирамиды (метод Виккерса). Твердость материалов определяет возможность их использования в конструкциях, подвергающихся истиранию и износу (полы, дорожные покрытия).
Истираемость характеризуется величиной потери первона чальной массы материала (г), отнесенной к единице площади истирания (см2). Истираемость определяют на специальных кругах или посредством воздействия на поверхность материала воздуш ной или водной струи, несущей в себе зерна абразивных мате риалов (песок определенной крупности). Сопротивление исти ранию определяют для материалов, предназначенных для полов, дорожных покрытий, лестничных ступеней.Сопротивление удару имеет большое значение для материалов, применяемых для покрытия полов в цехах промышленных предприятий. Предел прочности материала при ударе характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение образца, отнесенным к единице объема. Испытание материалов проводят на специальном приборе — копре.
Износ — разрушение материала при совместном действии истирающей и ударной нагрузок. Для определения износостойкости образцы материала испытывают в специальном вращающемся барабане с металлическими шарами. Прочность оценивают по потере массы образцов, выраженной в процентах. Износу подвергаются покрытия дорог, аэродромов и полов промышленных предприятий. Совокупность свойств материалов должна обеспечивать их долговременную нормативную эксплуатацию в зданиях и сооружениях — долговечность.
1.7. Технологические свойства
Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться тому или иному виду обработки. Так, например, к технологическим свойствам древесины относятся хорошая гвоздимость, легкость обработки различными инструментами. Технологические свойства некоторых полимерных материалов включают способность обтачиваться, сверлиться, легко склеиваться, свариваться. Бетонные, растворные, глиняные, асфальтобетонные и другие смеси обладают пластичностью и вязкостью, которые обеспечивают заполнение определенного объема. Пластично-вязкие материалы по своим физическим свойствам занимают промежуточное положение между жидкими и твердыми и при определенных условиях могут, как бы совмещать свойства твердого тела и жидкости. Известно, что глиняное или иное тесто можно разрезать ножом, чего нельзя сделать с жидкостью, но вместе с тем это же тесто под действием внешних сил может принимать форму сосуда, т.е. ведет себя как жидкость.
Пластичность — способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы прекращается.
Пластичность — это важное свойство, влияющее на технологию производства бетонов, строительных растворов, керамических и других строительных материалов, а также на свойства готовых изделий. При высокой пластичности ускоряются и удешевляются операции смешивания и формования, повышается однородность готовых изделий, что благоприятно сказывается на их физических и механических свойствах, химической стойкости
Вязкостью, или внутренним трением, называют сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого.
Когда какой-либо слой жидкости приводится в движение, то соседние слои тоже вовлекаются в движение и оказывают ему сопротивление. Величина этого сопротивления зависит от вещественного состава и температуры. Для количественной характеристики вязкости служит коэффициент динамической вязкости (Па • с). Вязкостные свойства имеют большое значение при использовании органических вяжущих материалов, синтетических и природных полимеров, клеев, масел, красочных составов. Вязкость этих материалов снижается при нагревании и резко повышается с понижением температуры.
Лекция
Тема:Строительные материалы и изделия
} Строительный материал - материал, предназначенный для создания строительных конструкций зданий и сооружений и изготовления строительных изделий, а также для выполнения защитно-отделочных покрытий зданий и сооружений.
}
}
} Классификация строительных материалов по назначению позволяет выявить наиболее эффективные материалы, определить их взаимозаменяемость и после этого правильно составить баланс производства и потребления материалов.
} По виду исходного сырья строительные материалы делят на: природные и искусственные, минеральные и органические.
Природные, или естественные, строительные материалы и изделия получают непосредственно из недр земли или путем переработки древесных материалов. Этим материалам при изготовлении изделий из них придают определенную форму и рациональные размеры, не изменяя их внутреннего строения, химического и вещественного состава. Чаще других из природных используют древесные и каменные материалы и изделия. Кроме них, в готовом к употреблению виде или при механической обработке можно получить природный битум или асфальт, камыш, торф, костру и другие природные продукты.
} Искусственные строительные материалы разделяют на:
} • безобжиговые - материалы, отвердевание которых происходит при обычных, сравнительно невысоких температурах с кристаллизацией новообразований из растворов, а также материалы, отвердевание которых происходит в условиях автоклавов при повышенных температуре 175...200 °С) и давлении водяного пара 0,9... 1,6 МПа);
} • обжиговые - материалы, формирование структуры которых происходит в процессе их термообработки в основном за счет твердофазовых превращений и взаимодействий.
} Указанное деление является отчасти условным, ибо не всегда возможно определить четкую границу между материалами. В конгломератах безобжигового типа цементирующиевяжущие представлены неорганическими, органическими, полимерными, а также смешанными (например, органоминеральными) продуктами.
} К неорганическим вяжущим относят: клинкерные цементы, гипсовые, магнезиальные и др.;
} к органическим - битумные и дегтевые вяжущие вещества и их производные;
} к полимерным - термопластичные и термореактивные полимерные продукты.
} Полимерные вяжущие вещества - важные компоненты при изготовлении полимербетонов, строительных пластмасс,
} стеклопластиков и других, нередко называемых композиционными материалами.
} Классификация искусственных строительных материалов (конгломератов), объединяемая общей теорией, расширяется с появлением новых вяжущих веществ, разработкой новых искусственных заполнителей, новых технологий или существенной модернизацией существующих, созданием новых комбинированных структур.
}
Дата добавления: 2015-11-18; просмотров: 1896;