Конспект лекций по предмету «Строительные материалы» специальности «Мосты и транспортные тоннели»

Основные свойства строительных материалов

Все свойства строительных материалов можно разделить на 4 группы:

1. Физические свойства
2. Механические свойства
3. Химические свойства
4. Технологические свойства

Физические свойства:

1. Истинная плотность материала (ρ)- это масса единицы объема в абсолютно плотном состоянии без пор и пустот

ρ =

Измеряется в г/см3 , кг/м3

Для твердых материалов ρ определяется пикнометрическим способом.

Для жидких материалов ρ определяется при помощи ареометра

1. Средняя плотность (γ)- это масса единицы объема в естественном состоянии, с порами и пустотами

γ =

Измеряется в г/см3 , кг/м3

γ < ρ

1. Пористость (П)- это степень заполнения материала порами.

П=

1. Водопоглощение- это способность материала впитывать и удерживать в себе влагу.
• Водопоглощение по массе:

mнас-mсух

Вм=---------------------*100%

mсух

· Водопоглощение по объему:

mнас-mсух

Во=---------------------*100%

V

1. Морозостойкость- это способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без значительной потери прочности и массы.

Измеряется в циклах.

Потеря прочности при испытании на морозостойкость не должна превышать 15-20%, потеря массы- 5%

1. Теплопроводность- это способность материала передавать тепло через свою толщу.

λ- коэффициент теплопроводности, зависит от пористости.

Измеряется в Вт/м * оС

λвоздуха=0,002 Вт/м * оС

λбетона=0,6-0,8 Вт/м * оС

1. Теплоемкость- это способность материала поглощать и удерживать в себе тепло.

С- коэффициент теплоемкости

Измеряется в кДж/кг * оС

1. Огнеупорность- это способность материала не разрушаться под действием высоких температур.

Делятся на 3 группы:

· Огнеупорные материалы, выдерживают температуру свыше 1580 оС

· Тугоплавкие материалы, выдерживают температуру от 1350 оС до 1580 оС

· Легкоплавкие материалы, выдерживают температуру до 1350 оС

1. Огнестойкость- это способность материала не возгораться.

Делятся на 3 группы:

· Сгораемые материалы (дерево, битум)

· Трудносгораемые материалы (минеральная вата)

· Несгораемые материалы (бетон)

Механические свойства:

1. Прочность- это способность материала не разрушаться под воздействие внутренних напряжений, возникающих при наложении нагрузки или изменении температуры.

Характеризуется пределами прочности (R)

Измеряются в Мпа, кгс/см2

P

Rсж=-------

F

, где P- разрушающая нагрузка, F- площадь

3Pl

Rизг=---------

2bh2

1. Упругость- это способность материала восстанавливать свою форму и размеры после снятия нагрузки.

1. Пластичность- это способность материала изменять свою форму после снятия нагрузки

1. Твердость- это способность материала сопротивляться проникновению в него другого материала.

Для каменных материалов твердость определяется по шкале Мосса (определение производится путем нанесения царапины любым каменным материалом на определяемом материале, при отсутствии царапины испытуемый материал тверже). Шкала состоит из 10 наименований твердых каменных материалов. Самый твердый материал в шкале- алмаз, самых мягкий- тальк.

Для металлов твердость определяется путем вдавливания стального шарика в металл (твердость по Брюнелю)

1. Истираемость

Измеряется в г/см2

1. Хрупкость- определяется с помощью хопров.

Коэффициенты:

1. ККК- коэффициент конструктивного качества

Rсух сж

ККК=-------------

γ

1. Км- коэффициент морозостойкости

Во

Км=-----------

П

Если Км>0.85, значит, материал морозостойкий

1. Кразм- коэффициент размягчения

Rнас

Кразм=----------

Rсух

Химические свойства:

Характеризуют способность материала не разрушаться под воздействием кислот, щелочей, растворов солей, агрессивных газов.

Технологические свойства:

Характеризуют способность материала обрабатываться.

Горные породы.

Горная порода- это минеральная масса, состоящая из одного или нескольких минералов.

Минерал- это природное тело с определенными химическими и физическими свойствами.

Классификация горных пород: