Категории

Свежие записи

Пористость строительных материалов

Пористость — относительная величина, показывающая, какая часть объема материала занята внутренними порами. По значению пористость дополняет коэффициент плотности до 1 или до 100 %.
Экспериментальный (прямой) метод определения пористости основан на замещении порового пространства в материале сжиженным гелием и описан ранее.
Поры представляют собой ячейки, не заполненные структурным материалом. По величине они могут быть от миллионных долей миллиметра до нескольких миллиметров.
Более крупные поры, например между зернами сыпучих материалов, или полости, имеющиеся в некоторых изделиях (пустотелый кирпич, панели из железобетона), называют пустотами. Поры обычно заполнены воздухом или водой; в пустотах, особенно в широкополостных, вода не может задерживаться и вытекает.
Пористость материалов колеблется в широких пределах: от 0,2…0,8%—у гранита и мрамора до 75…85 % у теплоизоляционного кирпича и у ячеистого бетона и свыше 90 % —у пенопластов и минеральной ваты.
От величины пористости и ее характера (размера и формы пор, равномерности распределения пор по объему материала, их структуры — сообщающиеся поры или замкнутые) зависят важнейшие свойства материала: плотность, прочность, долговечность, теплопроводность, водопоглощение, водонепроницаемость и др. Например, открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала и ухудшают его морозостойкость. Однако в звукопоглощающих материалах открытые поры желательны, так как они поглощают звуковую энергию. Увеличение закрытой пористости за счет открытой повышает долговечность материала и уменьшает его теплопроводность.
Сведения о пористости материала позволяют определять целесообразные области его применения.

Другие интересные статьи:

Источник

Пористость материала

Смотреть что такое «Пористость материала» в других словарях:

Пористость материала — – количество пор и поровых каналов между отдельными частицами и зернами материала, определяемое отношением общего объема пустот к геометрическому объему образца материала с пустотами. [Словарь основных терминов, необходимых при… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Пористость материала — Отношение объема пор к общему объему материала Источник: ГОСТ 22023 76: Материалы строительные. Метод микроскопического количественного анализа структуры … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Пористость — Дефект в виде мелких пор (точечных), углублений или сквозных отверстий диаметром менее 3 мм, образовавшихся в результате выделения газов из металла при его затвердении Источник: ГОСТ 193 79: Слитки медные. Технические условия оригинал документа… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Пористость открытая — – отношение объема открытых пор к общему объему материала огнеупоров, выраженное в процентах. [ГОСТ 28874 2004] Пористость открытая обусловлена наличием сообщающихся между собой и окружающей средой пор, доступная для воды в обычных условиях … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Пористость — степень заполнения объема материала порами (ячейками воздуха или другого газа). Пористость существенно влияет на технические свойства материалов теплопроводность, прочность, водопоглощение и др.). Источник: Словарь архитектурно строительных… … Строительный словарь

Пористость общая — – отношение суммарного объема открытых и закрытых пор к общему объему материала. [ГОСТ 2409 95] Пористость общая – отношение суммарного объема открытых и закрытых пор к общему объему материала, выраженное в процентах. [ГОСТ 28874… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Пористость — – степень заполнения объема материала порами (ячейками воздуха или другого газа). Пористость существенно влияет на технические свойства материалов теплопроводность, прочность, водопоглощение и др.) … Словарь строителя

пористость — Степень заполнения объёма материала порами, определяемая общим объёмом пор в единице объёма [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] EN porosityvoid content DE Porosität FR porosité … Справочник технического переводчика

Пористость истинная — отношение суммарного объема открытых и замкнутых пор к общему объему материала. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы. 2009. – 112 с.] Рубрика термина: Общие термины, бетон Рубрики энциклопедии: Абразивное… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Пористость — оборудование для определения пористости и распределения пор Пористость (устар. скважность … Википедия

Источник

Материаловедение в строительстве

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Материаловедение в строительстве

1. Виды пористости строительных материалов. Какие свойства зависят от пористости, как?

Пористость определяют по формуле, %:

По величине пористости можно качественно судить о средней плотности материала, его прочности, водопоглощении, теплопроводности и др. Пористость материалов колеблется от 0 (кварц) до 95% (минеральная вата).

Виды пористости:

Открытую пористость определяют путем водонасыщения образца, после чего вычисляют по формуле, %:

По величине открытой пористости можно судить о морозостойкости, водопроницаемости и т.д. На эти свойства в значительной степени влияют не только сама величина открытой пористости, но и размер пор, их распределение в теле материала (особенно бетона). Строительные материалы при хранении, транспортировке и эксплуатации в сооружениях часто подвергаются воздействию водяных паров и воды. Увлажненные материалы тяжелее и более теплопроводны, чем сухие, скорее подвергаются разрушению, теряют свою активность, прочность, морозостойкость и др.

2. Из каких минералов состоят магматические породы? Есть ли минералы, снижающие прочность пород?

Минеральный состав магматических пород.

Железисто-магнезиальные минералы. По химическому составу они представляют собой железисто-магнезиальные силикаты. Среди минералов этой группы наиболее распространенными породообразующими минералами являются амфиболы (чаще роговые обманки), пироксены (например, авгиты) и оливины. Минералы этой группы отличаются большой плотностью 3000.3600 кг/м3, твердостью 5,5.7,5, высокой ударной вязкостью, повышенной стойкостью против выветривания (кроме оливина). Эти же свойства они придают и содержащим их горным породам.

3. В каких условиях известь вступает в химическое взаимодействие с песком? Напишите реакцию. Как такое твердение называют? Какую прочность получают?

Ca (OH) 2 + SiO2+ nН2О = CaO-SiO2-nH2O,

Известь. В производстве силикатобетонных автоклавных изделий применяют известь в виде молотой кипелки, пушонки, а также частично загашенного материала. Известь должна характеризоваться средней скоростью гидратации, умеренным экзотермическим эффектом, быть равномерно обожженной и отличаться постоянством своих свойств, не содержать более 5% MgO, а время ее гашения не должно превышать 20 мин. По другим показателям известь должна удовлетворять требованиям технических условий. Недожог извести влечет повышенный ее расход, однако частичное присутствие известняка не только не ухудшает качества изделий, но далее повышает их прочность. Пережог замедляет скорость гидратации извести и вызывает появление в изделиях трещин, вспучиваний и других дефектов, поэтому для производства автоклавных силикатных изделий его содержание недопустимо.

Вода должна быть чистой, не содержать вредных примесей.

Гидросиликатное твердение. Известково-песчаные изделия в условиях автоклавной обработки твердеют благодаря образованию гидросиликатов кальция.

4. Как из глины делают тесто для формовки кирпича? Можно ли его сразу обжигать? Как это делают?

Приготовление теста для формовки кирпича.

Наиболее подходящими для производства кирпича являются глины средней пластичности (жирности). Кирпич из очень жирных глин трудно сохнет, дает трещины и коробится. При использовании очень тощих глин кирпич получается непрочный, неморозоустойчивый. Для получения пластичного глиняного теста к ней добавляют воду. Если воды слишком много, получается жидкое глиняное тесто, из которого нельзя сформовать изделий, при малом количестве воды масса не приобретает нужной связности, будет рассыпаться, Чтобы глина приобрела нормальную густоту, надо добавить строго определенное количество воды.

Под нормальной густотой понимается такое состояние глиняного теста, при котором оно легко формуется, но не прилипает к рукам.

О пластичности глины свидетельствует также усадка образцов при сушке. Чем глина пластичнее, тем больше воды требует она для получения теста нормальной густоты и тем больше усадка ее при сушке (усушка).

Для производства кирпича наиболее пригодны глины, имеющие 6-8% усушки. При большей усушке в глину следует добавлять отощители. В качестве отощителей можно применять песок с крупностью зерен 0,5-2 мм, просеянные или дробленые шлаки с крупностью зерен не более 3 мм, опилки.

Наличие в глине каменистых включений определяют путем просеивания подсушенной глины или отмучиванием в воде пробы глины. Включения размером более 3-4 мм нежелательны. Особенно вредны включения известняка. Для того чтобы узнать, имеется ли в каменистых включениях известняк, на остаток, полученный после просеивания или отмучивания, льют по каплям слабую соляную кислоту (10% раствор). Известняк от действия кислоты вскипает, а в большом количестве кислоты растворяется.

Глины, содержащие включения известняка, не следует использовать для производства кирпича, так как при обжиге известняк превращается в известь, которая гасится под действием влаги воздуха, увеличивается в объеме и разрушает изделие.

Глину, намеченную для производства, необходимо испытать, сделав из нее пробные кирпичи. Для этого, выкопав на месте предполагаемой добычи глины шурф (яму) глубиною на всю толщу залегания глины, делают по высоте стенки шурфа борозду, собирая всю глину из борозды, и тщательно перемешивают ее. Затем, определив пластичность глины, устанавливают необходимость добавки отощителя. Добавив, если нужно, отощитель, глину замачивают, тщательно перемешивают и формуют из нее вручную несколько кирпичей, которые высушивают в помещении и обжигают на кирпичном заводе.

Обожженный кирпич должен быть правильной формы, не иметь трещин, при постукивании металлическим предметом издавать чистый звук (звон), не размокать в воде. Более полные испытания глины и кирпича можно произвести в заводской лаборатории.

Обжиг кирпича.

материаловедение строительство химическое взаимодействие

Условия обжига, т.е. скорость повышения и последующего понижения температуры, характеризуют режим обжига и могут быть изображены в виде диаграммы, называемой кривой обжига. Режимы обжига для разных глин, а также разных типов обжигательных печей различны и в каждом случае определяются опытным путем. Температуру обжига устанавливают заранее, при испытании глины.

Обжиг кирпича является завершающим и поэтому наиболее важным и ответственным процессом производства. Качество кирпича и количество брака во многом зависят от результатов обжига.

5. В каких случаях нужны жесткие или подвижные бетонные смеси? Как их определяют? Влияет ли на прочность бетона консистенция бетонной смеси?

Применяют два метода оценки удобоукладываемости:

1) Оценка удобоукладываемости по времени вибрирования (по показателю жесткости) производится с помощью технического вискозиметра, установленного на лабораторной виброплощадке, со стандартными характеристиками частоты колебаний (2800 колебаний в минуту) и амплитуды (0,35 мм под нагрузкой).

В цилиндрическую форму вставляют стандартный конус, который заполняют бетонной смесью, укладывая ее тремя последовательными слоями одинаковой высоты. Каждый слой штыкуют 25 раз металлическим стержнем с округленным концом диаметром 16 мм и длиной 600 мм. Затем конус осторожно снимают и включают вибратор. Вибрирование производят до тех пор, пока бетонная смесь, пройдя снизу внутреннего кольца, вытечет в наружный цилиндр и уровень смеси в наружном и внутреннем кольце будет одинаковым. Продолжительность вибрирования принимается за меру удобоукладываемости бетонной смеси, обозначается Ж.

При упрощенном способе на виброплощадке устанавливают и закрепляют форму для куба размером 200X200X200 мм. В форму вставляют стандартный конус и заполняют его бетонной смесью. После снятия конуса приводят в действие вибратор. Вибрирование производят до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит углов формы, а поверхность смеси не станет горизонтальной. Время (сек), необходимое для вибрирования, умноженное на 1,5, является показателем жесткости бетонных смесей.

2) Оценка удобоукладываемости по осадке стандартного конуса (по показателю подвижности). Подвижность определяют при помощи стандартного конуса высотой 300 мм с диаметром верхнего основания 100 мм и нижнего 200 мм, изготовленного из листовой стали. Конус устанавливается на горизонтальной площадке и заполняется бетонной смесью в три слоя, как указано выше. После того как бетонная смесь уложена, а избыток смеси срезан, конус снимают и измеряют ее осадку.

Одними из основных направлений применения такого рода смесей является изготовление плит перекрытий, особенность которых состоит в наличии повышенной пустотности, а также производство широкой номенклатуры мелкоштучных изделий, получаемых методом вибропрессования, отличающиеся высокой экономичностью.

Обладая особенно низким значением водоцементного отношения, жесткие бетонные смеси позволяют существенно сократить продолжительность твердения изделий до получения требуемой прочности. Свойство пониженного водосодержания положительно способствует экономии материальных и энергоресурсов. Жесткие бетонные смеси обладают затруднительной удобоукладываемостью и плохой формуемостью. Для оценки удобоукладываемости этих смесей метод стандартного конуса непригоден, так как осадка конуса равна нулю. Поэтому их удобоукладываемость оценивают по показателю жесткости. Для уплотнения жестких смесей требуется длительное вибрирование, вибрирование под нагрузкой, вибропрессование, вибротрамбование, т.е. интенсивное механическое воздействие.

Подвижные бетонные смеси (осадка конуса более 2 см) по сравнению с жесткими содержат больше воды. Это требует увеличения количества вяжущего для получения связной смеси, не расслаивающейся при уплотнении, и заданной марки бетона. Подвижные бетонные смеси хорошо уплотняются вибрированием. Литые бетонные смеси (с осадкой конуса 15-18 см) заполняют форму под действием собственного веса при незначительных механических усилиях.

Применяют при изготовлении тонкостенных конструкций, сильно насыщенные арматурой.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона. На прочность бетона влияет ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по массе (В/Ц), качество заполнителей, качество перемешивания и степень уплотнения, возраст и условия твердения бетона, повторное вибрирование.

Список литературы

4. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-33/23. htm

6. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-72/30. htm

7. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-32/29. htm

12. http://www.beton-tech.ru/article/article14. php

13. http://www.baurum.ru/_library/? cat=concreteproperties&id=250

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Характеристика свойств строительных материалов. Минеральный состав магматических горных пород. Гипсовые вяжущие вещества, их свойства. Гниение и антисептирование древесины. Рулонные кровельные материалы. Технология получения цемента по «мокрому» способу.

контрольная работа [87,0 K], добавлен 25.07.2010

Определение коэффициента теплопроводности строительного материала и пористости цементного камня. Сырье для производства портландцемента. Изучение технологии его получения по мокрому способу. Свойства термозита, особенности его применения в строительстве.

контрольная работа [45,0 K], добавлен 06.05.2013

Характеристика материалов, применяемых в строительстве и ремонте, пожароопасность строительных материалов. Вредны химические и физические факторы воздействующие на человека. Воздействие строительных материалов на человека. Химический состав материалов.

контрольная работа [30,0 K], добавлен 19.10.2010

Физические свойства строительных материалов. Понятие горная порода и минерал. Основные породообразующие минералы. Классификация горных пород по происхождению. Твердение и свойства гипсовых вяжущих. Магнезиальные вяжущие материалы и жидкое стекло.

шпаргалка [3,7 M], добавлен 06.02.2011

Общие сведения о строительных материалах. Влияние различных факторов на свойства бетонных смесей. Состав, технология изготовления и применение в строительстве кровельных керамических материалов, дренажных и канализационных труб, заполнителей для бетона.

контрольная работа [128,5 K], добавлен 05.07.2010

Характеристика отделочных материалов на основе минерального вяжущего, критерии оценки их качества и выбора для конкретного вида работ. Микроструктура и состав гипсовых вяжущих, влияние на свойства материалов. Пути повышения качества стеновых материалов.

контрольная работа [39,9 K], добавлен 17.05.2009

Свойства, состав, технология производства базальта. Устройство для выработки непрерывного волокна из термопластичного материала. Описание и формула изобретения, характеристика продукции. Виды строительных материалов. Применение базальта в строительстве.

реферат [55,4 K], добавлен 20.09.2013

Источник

Структурная пористость материалов: виды пор, способы определения, влияние на свойства материалов.

Пористость-степень заполнения материала порами. Обычно ее расчитывают из средней и истиной плотности.

П_и=(1- )·100%.

Поры бывают: замкнутые, тупиковые, открытые, каппилярные, тупиковые сложной конфигурации. Открытая пористость П₀равна отношению суммарного объема всех пор, насыщающихся водой, к объему материала V_е:

П₀= · ;m1 и m2-масса образца в сухом и насыщенном водой состоянии.

Степень заполнения открытых пор водой зависит от условий проведения эксперимента и выражается еще двумя видами пористости – водопоглощением и водонасыщением.

Водопоглощение вычисляется по разнице масс образца в сухом состоянии и после 48 часов выдерживания в воде при атмосферном давлении. Иными словами водопоглощение – объем воды, поглощаемой материалом при нормальном давлении. При этом часть открытых тупиковых пор для воды недоступны.

m0 – масса сухого образца г

m1 – масса образца после 48 часов нахождения в воде, г

Открытые поры могут сообщаться между собой и с окружающей средой посредством капилляров, поэтому они заполняются водой при обычных условиях насыщения, например при погружении образцов материала в ванну с водой.

Закрытая пористость равна:

От величины пористости и ее характера (размера и формы пор, равномерности распределения пор по объему материала, их структуры—сообщающиеся поры или замкнутые) зависят важнейшие свойства материала: плотность, прочность, долговечность, теплопроводность, водопоглощение, водонепроницаемость и др. Например, открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала и ухудшают его морозостойкость. Однако в звукопоглощающих материалах открытые поры желательны, так как они поглощают звуковую энергию. Увеличение закрытой пористости за счет открытой повышает долговечность материала и уменьшает его теплопроводность. Сведения о пористости материала позволяют определять целесообразные области его применения.

Для точных измерений объема пор используют сжиженный гелий, при этом учитывают его сверхтекучесть и способность проникать в тонкие поры. Зная объем материала в естественном состоянии V_еи определив объем заключающихся в нем пор, находят объем, занимаемый веществом :V_a=V_e-V_п.

Действительный объем открытых пор определяется водонасыщением при кипячении образца материала в воде или при вакуумировании в установке.

При одинаковом объеме пор наилучшими техническими свойствами обладают мелкозернистые материалы с замкнутыми равномерно распределенными порами. Материалы с открытыми порами способны заполняться водой. Капиллярно-пористая структура является причиной капиллярного подсоса и гигроскопичности, т.е. такие материалы подсасывают воду из грунта и поглощают ее из воздуха.

Источник

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Физические свойства и структурные характеристики

Под истинной плотностью (кг/м 3 ) понимают массу единицы объема абсолютно плотного материала.

Под средней плотностью понимают массу единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии (с пустотами и порами). Средняя плотность одного и того же вида материала может быть разной в зависимости от пористости и пустотности.

Сыпучие материалы (песок, щебень, цемент и др.) характеризуются насыпной плотностью — отношением массы зернистых и порошкообразных материалов ко всему занимаемому ими объему, включая и пространство между частицами. От плотности материала в значительной мере зависят его технические свойства, например прочность, теплопроводность. Этими данными пользуются при определении толщины ограждающих конструкций отапливаемых зданий, размера строительных конструкций, расчетах транспортных средств, подъемно-транспортного оборудования и др. Значения средней плотности строительных материалов находятся в широких пределах.

Плотность зависит от пористости и влажности материала. С увеличением влажности плотность материала увеличивается. Показатель плотности является характерным и для оценки экономичности.

Пористостью (%) материала называют степень заполнения его объема порами. Поры — это мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой. Поры бывают открытые и закрытые, мелкие и крупные. Мелкие поры, заполненные воздухом, придают строительным материалам теплоизоляционные свойства. По величине пористости можно приближенно судить о других важных свойствах материала: плотности, прочности, водопоглощении, долговечности и др. Для конструкций, от которых требуется высокая прочность или водонепроницаемость, применяют плотные материалы, а для стен зданий — материалы со значительной пористостью, обладающие хорошими теплоизоляционными свойствами.
Открытые поры сообщаются с окружающей средой и могут сообщаться между собой, они заполняются водой при погружении в ванну с водой. В материале обычно имеются открытые и закрытые поры. В звукопоглощающих материалах специально создаются открытая пористость и перфорация для большего поглощения звуковой энергии.

Закрытая пористость по размерам и распределению пор характеризуется: а) интегральной кривой распределения объема пор по их радиусам в единице объема и б) дифференциальной кривой распределения объема пор по их радиусам.

Пористость, полученная с помощью ртутного поромера, позволяет определить размер и объем пор каждой величины и оценить форму их. Ртуть не смачивает поры большинства строительных материалов и проникает в них при повышенном давлении. при нулевом давлении несмачивающая жидкость не будет проникать в поры.

Удельную поверхность порового пространства определяют, используя средний условный радиус пор или адсорбционными методами (по адсорбции водяного пара, азота или другого инертного газа).

Удельная поверхность (см 2 /г) пропорциональна массе адсорбированного водяного пара (газа), необходимой для покрытия мономолекулярным слоем всей внутренней поверхности пор (в 1 г на 1 г сухого материала).

Свойства строительного материала определяются его составом, структурой и прежде всего значением и характером пористости.

Пустотность — количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпанного материала (песка, щебня и т. п.) или имеющихся в некоторых изделиях, например в пустотелом кирпиче, панелях из железобетона. Пустотность песка и щебня составляет 35. 45%, пустотелого кирпича — 15. 50%.

Водопроницаемость — способность материала поглощать воду при увлажнении и отдавать ее при высушивании. Насыщение материала водой может происходить при действии на него воды в жидком состоянии или в виде пара. В связи с этим соответственно различают два свойства материала: гигроскопичность и водопоглощение.

Гигроскопичность — свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их вследствие капиллярной конденсации. Она зависит от температуры воздуха, его относительной влажности, вида, количества и размера пор, а также от природы вещества. Одни материалы энергично притягивают своей поверхностью молекулы воды, и их называют гидрофильными, другие отталкивают воду, и их относят к гидрофобным. Отдельные гидрофильные материалы способны растворяться в воде, тогда как гидрофобные стойко сопротивляются действию водной среды. При прочих равных условиях гигроскопичность материала зависит от его природы, величины поверхности, структуры (поры и капилляры). Материалы с одинаковой пористостью, но имеющие более мелкие поры и капилляры, оказываются более гигроскопичными, чем крупнопористые материалы.

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать воду. Характеризуется оно количеством воды, поглощаемой сухим материалом, погруженным полностью в воду, и выражается в процентах от массы.

Водопоглощение всегда меньше истинной пористости, так как часть пор оказывается закрытой, не сообщающейся с окружающей средой и недоступной для воды. Объемное водопоглощение всегда меньше 100%, а водопоглощение по массе у очень пористых материалов может быть более 100%.

Водопоглощение строительных материалов изменяется главным образом в зависимости от объема пор, их вида и размеров. Влияют на величину водопоглощения и природа вещества, степень гидрофильное его.

В результате насыщения водой свойства материалов значительно изменяются: увеличиваются плотность и теплопроводность, а в некоторых материалах (древесине, глине) увеличивается объем (они разбухают), понижается прочность вследствие нарушения связей между частицами материала проникающими молекулами воды.

Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии называется коэффициентом размягчении.
Этот коэффициент характеризует водостойкость материала. Для легкоразмокаемых материалов (глина) Кразм = 0, для материалов (металл, стекло), которые полностью сохраняют свою прочность при действии воды, Кразм = 1. Материалы с Кразм > 0,8 относят к водостойким материалы с Кразм 2 площади испытуемого материала при давлении 1 МПа. Плотные материалы (сталь, стекло, битум, большинство пластмасс) водонепроницаемы.

Морозостойкость — способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Систематические наблюдения показали, что многие материалы в условиях попеременного насыщения водой и замораживания постепенно разрушаются. Разрушение происходит в связи с тем, что вода, находящаяся в порах материала, при замерзании увеличивается в объеме примерно до 9%. Наибольшее расширение воды при переходе в лед наблюдается при температуре —4°С; дальнейшее понижение температуры не вызывает увеличения объема льда. При заполнении пор водой и ее замерзании стенки пор начинают испытывать значительные напряжения и могут разрушаться. Определение степени морозостойкости материала производят путем замораживания насыщенных водой образцов при температуре от — 15 до —17°С и последующего их оттаивания. Такую низкую температуру опыта принимают по той причине, что вода в тонких капиллярах замерзает только при —10 °С.

Морозостойкость материала зависит от плотности и степени насыщения водой их пор. Плотные материалы морозостойки. Из пористых материалов морозостойкостью обладают только такие, у которых имеются в основном закрытые поры или вода занимает менее 90% объема пор. Материал считают морозостойким, если после установленного числа циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии прочность его снизилась не более чем на 15%, а потери в массе в результате выкрашивания не превышали 5%. Если образцы после замораживания не имеют следов разрушения, то степень морозостойкости устанавливают по коэффициенту морозостойкости.

Для морозостойких материалов Kf не должен быть менее 0,75. По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания (степени морозостойкости) материалы имеют марки F 10, 15; 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более.

В лабораторных условиях замораживание образцов производят в холодильных камерах. Один — два цикла замораживания в камере дают эффект, близкий к (3. 5)-годичному действию атмосферы. Существует также ускоренный метод испытания, по которому образцы погружают в насыщенный раствор сернокислого натрия и затем высушивают при температуре 100. 110°С. Образующиеся при этом в порах камня кристаллы десятиводного сульфата натрия (со значительным увеличением объема) давят на стенки пор еще сильнее, чем вода при замерзании. Такое испытание является особо жестким. Один цикл испытания в растворе сернокислого натрия приравнивается к 5. 10 и даже 20 циклам прямых испытаний замораживанием.

Теплопроводность — свойство материала пропускать тепло через свою толщину. Теплопроводность материала оценивают количеством тепла, проходящим через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м 2 за 1 ч при разности температур на противоположных плоскопараллельных поверхностях образца в 1°С. Теплопроводность материала зависит от многих факторов: природы материала, его структуры, степени пористости, характера пор, влажности и средней температуры, при которой происходит передача тепла. Материалы с закрытыми порами менее теплопроводны, нежели материалы с сообщающимися порами. Мелкопористые материалы имеют меньшую теплопроводность, чем крупнопористые. Это объясняется тем, что в крупных и сообщающихся порах возникает движение воздуха, сопровождающееся переносом тепла. Теплопроводность однородного материала зависит от плотности. Так, с уменьшением плотности материала теплопроводность уменьшается, и наоборот. Общей зависимости между плотностью материала и теплопроводностью не установлено, однако для некоторых материалов, имеющих влажность 1. 7% по объему, такая зависимость наблюдается.

На теплопроводность значительное влияние оказывает влажность. Влажные материалы более теплопроводны, нежели сухие. Объясняется это тем, что теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха.

Теплопроводность характеризует теплофизические свойства материалов, определяя их принадлежность к классу теплоизоляционных (А — до 0,082; Б — 0,082. 0,116 и т. д.), конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных (более 0,210).

Теплопроводность материала можно также характеризовать термическим сопротивлением, величиной, обратной теплопроводности.

Теплопроводность имеет очень важное значение для материалов, используемых в качестве стен и перекрытий отапливаемых зданий, для изоляции холодильников и различных тепловых агрегатов (котлов, теплосетей и т. п.). От величины теплопроводности непосредственно зависят затраты на отопление зданий, что особенно важно при оценке экономической эффективности ограждающих конструкций жилых домов и др.

Термическое сопротивление — важная характеристика наружных ограждающих конструкций; от нее зависят толщина наружных стен и затраты на отопление зданий.

Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании тепло. Характеризуется теплоемкость удельной теплоемкостью.

Удельная теплоемкость стали составляет 460, каменных материалов — 755. 925; тяжелого бетона — 800. 900; лесных материалов — 2380. 2720. Теплоемкость материала имеет важное значение в тех случаях, когда необходимо учитывать аккумуляцию тепла, например при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, с целью сохранения температуры в помещении без резких колебаний при изменении теплового режима, при расчете подогрева материала для зимних бетонных работ, при расчете печей и т. д.

Огнестойкость — способность материала выдерживать действие высокой температуры без потери несущей способности (большого снижения прочности и значительных деформаций).

Это свойство важно при пожарах, а так как в процессе тушения пожаров применяют воду, то при оценке степени огнестойкости материала действие высокой температуры сочетают с действием воды.

Строительные материалы по огнестойкости делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы под воздействием высокой температуры или огня не тлеют и не обугливаются (природные и искусственные неорганические материалы, металлы). Однако одни из этих материалов под воздействием высокой температуры не растрескиваются и не деформируются, например керамический кирпич, а другие, в частности сталь, подвержены значительным деформациям. Поэтому стальные конструкции не могут быть отнесены к огнестойким. Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высоких температур обугливаются, тлеют или с трудом воспламеняются, но продолжают гореть или тлеть только при наличии огня (древесина, пропитанная огнезащитными составами). Сгораемые материалы горят и тлеют под воздействием огня или высоких температур и продолжают гореть после устранения огня (все органические материалы, не подвергнутые пропитке огнезащитными составами).

Огнеупорность — свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур не деформируясь и не расплавляясь. Материалы по степени огнеупорности подразделяют на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. К огнеупорным относят материалы, выдерживающие продолжительное воздействие температуры от 1580°С и выше. Тугоплавкие выдерживают температуру 1350. 1580°С, а легкоплавкие имеют огнеупорность ниже 1350°С.

Термическая стойкость материала характеризуется его способностью выдерживать определенное количество циклов резких тепловых изменений без разрушения. Термическая стойкость зависит от степени однородности материала, температурного коэффициента расширения составляющих его частей. Чем меньше коэффициент температурного расширения, тем выше термическая стойкость материала. К термически нестойким материалам можно отнести стекло, гранит.

Радиационная стойкость — свойство материала сохранять свою структуру и физико-механические характеристики после воздействия ионизирующих излучений. Развитие атомной энергетики и широкое использование источников ионизирующих излучений в различных отраслях народного хозяйства вызывают необходимость оценки радиационной стойкости и защитных свойств материалов. Уровни радиации вокруг современных источников ионизирующих излучений настолько велики, что может произойти глубокое изменение структуры материала. Поток радиоактивного излучения при встрече с конструкциями из данного материала может поглощаться в разной степени в зависимости от толщины ограждения, вида излучения и природы вещества защиты. Для защиты от нейтронного потока применяют материалы, содержащие в большом количестве связанную воду; от у-излучений — материалы с большой плотностью (свинец, особо тяжелый бетон). Связанную воду содержат гидратиро-ванные бетоны, лимонитовая руда (водный оксид железа) и др. Уменьшить интенсивность проникания нейтронного излучения через бетон можно путем введения в него специальных добавок (бора, кадмия, лития).

Химическая стойкость — способность материала сопротивляться воздействию кислот, щелочей, растворов солей и газов.

Наиболее часто подвергаются действию агрессивных жидкостей и газов санитарно-технические сооружения, канализационные трубы, животноводческие помещения, гидротехнические сооружения (находящиеся в морской воде, имеющей большое количество растворенных солей). Не способны сопротивляться действию даже слабых кислот карбонатные природные каменные материалы — известняк, мрамор и доломит; не стоек к действию концентрированных растворов щелочей битум. Наиболее стойкими материалами по отношению к действию кислот и щелочей являются керамические материалы и изделия, а также многие изделия на основе пластмасс.

Долговечность — способность материала сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации. Такими факторами могут быть: изменение температуры и влажности, действие различных газов, находящихся в воздухе, или растворов солей, находящихся в воде, совместное действие воды и мороза, солнечных лучей. При этом потеря материалом механических свойств может происходить в результате нарушения сплошности структуры (образования трещин), обменных реакций с веществами внешней среды, а также в результате изменения состояний вещества (изменения кристаллической решетки, перекристаллизации, перехода из аморфного в кристаллическое состояние). Процесс постепенного изменения (ухудшения) свойств материалов в эксплуатационных условиях иногда называют старением.

Долговечность и химическая стойкость материалов непосредственно связаны с величиной затрат на эксплуатацию зданий и сооружений. Повышение долговечности и химической стойкости строительных материалов является наиболее актуальной задачей в техническом и экономическом отношениях.

Источник