Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

К механическим свойствам строительных материалов относят: Механические свойства строительных материалов — Свойства стройматериалов

Содержание

Механические свойства строительных материалов — Свойства стройматериалов








Механические свойства строительных материалов


Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. Механическими свойствами являются прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость. Кроме того, под воздействием внешних сил (нагрузок) материалы в зданиях и сооружениях могут испытывать и такие внутренние напряжения, как сжатие, растяжение, изгиб, срез и др. Напряжение измеряют в физических величинах.

Прежде чем переходить к изучению механических свойств материалов, необходимо ознакомиться с принятой в настоящее время в нашей стране для обозначения физических величин Международной системой единиц СИ.

В действовавшей до недавнего времени технической системе основными единицами измерения были: метр, килограмм-сила, секунда. В системе СИ основными единицами являются: метр, килограмм-масса, секунда. Нагрузки, которые заданы в тонно-силе и килограмм-силе, в системе единиц СИ должны быть приняты в ньютонах. При этих условиях напряжение получим в Паскалях или мегапаскалях (1 МПа= 106 Па). Рекомендуется заучить что 1 кгс= 10 Н; Н/м2=Па; 1кгс/см2=10в Па =0,1 МПа,

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок, температуры и других факторов.

Напряжение при центральном сжатии или растяжении о, Па, вычисляют делением нагрузки Р на первоначальную площадь поперечного сечения: S:o « P/S.

Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжатии, изгибе, растяжении, срезе). Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала.

Прочность строительных материалов обычно характеризуется маркой, значение которой соответствует величине предела прочности при сжатии, полученному при испытании образцов стандартных размеров. Предел прочности при сжатии строительных материалов колеблется в широких пределах — от 0,5 (тор-фоплиты) до 1000 МПа и выше (высокопрочная сталь).

Упругостью называют свойство материала восстанавливать первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки, под действием которой формы материала деформируются. В качестве примера упругих материалов можно назвать резину, сталь, древесину.

Пластичность — это способность материала под влиянием действующих усилий изменять свои формы и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившуюся форму и размеры после снятия нагрузки. Примером пластичных материалов служит глиняное тесто, разогретый асфальт.

Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил при незначительных деформациях (например, стекло, керамика).

Сопротивление удару — способность материала сопротивляться ударным воздействиям.

Твердостью материала называют свойство сопротивляться прониканию в него другого, более твердого материала. Из природных каменных материалов наименьшую твердость по десятибалльной шкале твердости минералов имеет тальк, наибольшую — алмаз.

Истираемостью называют способность материала уменьшаться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий.

Свойство строительных материалов сопротивляться истирающим и ударным нагрузкам необходимо учитывать при подборе материалов для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, для ступеней, лестниц, бункеров.

К механическим свойствам материала относят его прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару и твердость.

Прочностью называется способность материала противостоять разрушению под воздействием внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения. Прочность материала характеризуется пределом прочности при трех видах воздействия на него — сжатии, изгибе и растяжении.

Упругость — это способность материала после деформирования под воздействием каких-либо нагрузок принимать после снятия их первоначальную форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости.

К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.

Твердость — способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Это свойство материалов важно при устройстве полов и дорожных покрытий.

Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без заметной пластичной деформации.

Хрупкие материалы: кирпич, природные камни, бетон, стекло и т. д.

Пластичность — свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. К пластичным материалам относят битум, глиняное тесто и др.

Сопротивление удару — способность материала противостоять разрушению под действием ударных нагрузок. Плохо сопротивляются ударным нагрузкам хрупкие материалы.

К механическим свойствам относят прочность, пластичность, упругость, сопротивляемость и твердость.

Прочность

Способность материала противостоять разрушению под воздействием внешних воздействий называется прочностью. Это свойство характеризуется пределом прочности материала при трех видах воздействия на него — изгибе, сжатии и растяжении.

Существует 8 степеней прочности:4,10, 25, 50, 75,100,150, 200-я.

Упругость

Способность материала после деформации под воздействием нагрузок принимать первоначальную форму называется упругостью. Предел — наибольшее напряжение, при котором материал сохраняет упругость. К упругим материалам относят резину, сталь, дерево.

Твердость

Способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела называется твердостью. Это свойство материала широко используется при устройстве фундаментов.

Пластичность

Свойство материала под воздействием нагрузки изменять форму без образования трещин и сохранять форму после удаления нагрузки называется пластичностью. Из всего многообразия пластичных материалов при устройстве фундаментов используют только битумы.





Читать далее:
Физические свойства строительных материалов
Свойства строительных материалов
Характеристика строительных растворов
Характеристика некоторых вяжущих веществ
Характеристика некоторых строительных материалов











Механические свойства строительных материалов

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений… Предел прочности — напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.

Основные характеристики стройматериалов

Прочность

Свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от приложенных нагрузок.

Прочность строительных материалов можно охарактеризовать пределом прочности при механическом воздействии: срезе, изгибании, растяжении, сжатии, срезе.

Предел прочности

Напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.

Предел прочности — минимальная величина воздействия, при которой материал начинается разрушаться.

Прочность устанавливается в качестве маркировки.

Предельную величину определяют путем проведения различных испытаний образца материала. Среди стройматериалов наименьшим пределом прочности обладают тор-фоплиты — всего 0,5 Мпа.

Самый прочный материал — это высококачественная сталь — до 1000 Мпа.

Упругость

Свойство материала под воздействием нагрузок деформироваться и принимать после снятия напряжения исходные форму и размеры (резина). В отличии от хрупких тел упругие под воздействием внешних сил не разрушаются, а только деформируются.

При прекращении действия материал приобретает первоначальную форму. Ярким примером является резина. Если взять кусок этого материала и растянуть в разные стороны, то он удлинится, но стоит отпустить одну сторону — резина приобретет начальные размеры.

Пластичность

Свойство материала под воздействием нагрузки принимать другую форму и сохранять ее после снятия нагрузки.

Хрупкость

Свойство материала мгновенно разрушаться под действием сил (стекло, керамика). Под хрупкостью понимают способность вещества мгновенно разрушаться при незначительной деформации. Иными словами механическое воздействие на тело приводит к появлению трещин или раскалыванию. Примером хрупких материалов является стекло и керамика.

Сопротивление удару

Способность сопротивляться воздействию ударных нагрузок.

Твердость

Свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала (по шкале Мооса). Под твердостью понимается способность одного вещества оказывать сопротивление воздействию другого, более твердого. Для оценивания данного показатели принято использовать десятибалльную шкалу. Минимальную твердость имеет тальк-1, самый твердый материал — алмаз, с максимальным значением в 10 балов.

Износ

Разрушение материала под совместным воздействием ударных и истирающих усилий. Измеряется потерей массы в %.

Стираемость

Способность материала под действием силы трения терять свою массу и объем. Зачастую эту способность учитывают при организации дорожного покрытия, а также укладке полов в общественных местах.

При строительстве и ремонте зданий очень важно учитывать все свойства используемых материалов, так как от них будет зависеть срок службы и надежность конструкций.

Основные свойства стройматериалов:

Плотность

Представляет собой отношение массы материала к его объему в стандартных условиях, то есть с учетом пустот и пор. Чем больше количество пор, тем, соответственно меньше плотность вещества.

Плотность определяет массу строительной конструкции, ее теплопроводность и прочность.

Прочность строительного материала

Свойство вещества оказывать сопротивление нагрузке. Конструкции здания постоянно испытывают нагрузки разного рода, под которыми они сжимаются, растягиваются или сгибаются. Строительный материал ни в коем случае не должен терять свою структуру или разрушаться.

Теплопроводность

Характеризуется количеством тепла, которое проходит через толщину материала в один метр при разнице внешней и внутренней температуры в один градус по Цельсию.

Основными факторами, которые влияют на теплопроводность вещества — это показатель плотности степень влажности. Чем меньше их значение, тем меньше тепла пропускает материал.

Влажность

Количество влаги, которое содержится в порах материала, называют влажностью. Она рассчитывается в процентном соотношении к массе идеально сухого материала. Чем выше показатель влажности, тем меньше прочность материала и выше теплопроводность.

Водопроницаемость

Данный показатель показывает количество воды, которое может пройти через материал площадью один сантиметр за один час. Для расчета данного показателя используют специальные камеры, в которых создают условия приближенные к реальным. Например, чтобы рассчитать водопроницаемость наружных плит их помещают под установку, которая имитирует косой дождь. Кровельные материалы испытывают на выносливость: то есть помещают под струю воды и рассчитывают время, через которое на другой стороне вещества появятся следы влаги.

Морозоустойчивость

Свойство влажного материала сохранять свою структуру при неоднократной заморозке. Испытания проходят по такому алгоритму: материал напитывают влагой и помещают в морозильную камеру. Далее процесс заморозки чередуется с разморозкой. В зависимости от количества циклов, которое может выдержать вещество ем присваивается соответствующие значения при маркировке.

Огнестойкость

Способность материала сохранять свою структуру при воздействии высоких температур. Предел огнестойкости определяется как время, через которое конструкция уже не сможет сохранять свою прочность.

Строительные материалы классифицируют по нескольким параметрам в зависимость от их способности гореть, воспламеняться и тлеть.

  1. Трудносгораемые материалы. Вещества, которые прекращают процесс тления и горения, если убрать источник огня.
  2. Несгораемые. Материала, которые не горят и не обугливаются.
  3. Сгораемые. Все остальные материалы.


Дата публикации статьи: 15 февраля 2016 в 20:36
Последнее обновление: 2 августа 2021 в 12:14


Механические свойства строительных материалов

Категория: Материалы для строительства

Механические свойства строительных материалов

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил.

Механическими свойствами являются прочность. упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость. Кроме того, под воздействием внешних сил (нагрузок) материалы в зданиях и сооружениях могут испытывать и такие внутренние напряжения, как сжатие, растяжение, изгиб, срез и др. Напряжение измеряют в физических величинах.

Прежде чем переходить к изучению механических свойств материалов, необходимо ознакомиться с принятой в настоящее время р нашей стране для обозначения физических величин Международной системой единиц СИ.

В действовавшей до недавнего времени технической системе основными единицами измерения были: метр, килограмм-сила, секунда. В системе СИ основными единицами являются: метр, килограмм-масса, секунда.

Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжатии, изгибе, растяжении, срезе). Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала.

Прочность строительных материалов обычно характеризуется маркой, значение которой соответствует величине предела прочности при сжатии, полученному при испытании образцов стандартных размеров. Предел прочности при сжатии строительных материалов колеблется в широких пределах — от 0,5 (тор- фоплиты) до 1000 МПа и выше (высокопрочная сталь).

Упругостью называют свойство материала восстанавливать первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки, под действием которой формы материала деформируются. В качестве примера упругих материалов можно назвать резину, сталь, древесину.

Пластичность — это способность материала под влиянием действующих усилий изменять свои формы и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившуюся форму и размеры после снятия нагрузки. Примером пластичных материалов служит глиняное тесто, разогретый асфальт.

Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил при незначительных деформациях (например, стекло, керамика).

Сопротивление удару — способность материала сопротивляться ударным воздействиям.

Твердостью материала называют свойство сопротивляться прониканию ь него другого, более твердого материала. Из природных каменных материалов наименьшую твердость по десятибалльной шкале твердости минералов имеет тальк (1), наибольшую — алмаз (10).

Истираемостью называют способность материала уменьшаться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий.

Свойство строительных материалов сопротивляться истирающим и ударным нагрузкам необходимо учитывать при подборе материалов для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, для ступеней, лестниц, бункеров.

Главными свойствами строительных материалов, по которым определяют возможность их применения в элементах здания, являются прочность, плотность, теплопроводность, влажность и водопроницаемость, морозостойкость, огнестойкость.

Прочность — мера сопротивления материала разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Конструкции здания испытывают определенные нагрузки, под действием которых они сжимаются, растягиваются или изгибаются.

Плотность — величина, измеряемая отношением массы вещества к единице его объема в естественном состоянии (кг/м3), т. е. с имеющимися в нем порами и пустотами. Чем плотнее материал, тем меньше в нем пустот и пор, тем больше его плотность. От плотности материала зависят вес конструкций, теплоизоляционные качества и прочность.

Теплопроводность — количества теплоты, проходящей через ограждение толщиной 1 м, площадью 1 м2 при постоянной разности температур наружного и внутреннего воздуха 1 °С. Чем меньше теплопроводность, тем лучше теплозащитные качества материала.

Теплопроводность материалов зависит от плотности и степени влажности. Материалы, имеющие меньшую плотность и влажность, обладают меньшей теплопроводностью.

Влажность — содержание влаги в материале. Влажность определяют в процентах от массы абсолютно сухого материала. Чем меньше влажность, тем меньше плотность и теплопроводность и выше прочность материала.

Водопроницаемость — величина, характеризуемая количеством воды, проходящей в течение 1 ч под постоянным давлением через 1 см2 испытуемого материала. Например, водопроницаемость стыков панелей наружных стен испытывают в особой камере на действие косого дождя при определенной силе ветра. Для кровельных материалов (например, толь, рубероид) водопроницаемость характеризуется временем, в течение которого вода под давлением проходит через материал и появляется с другой стороны образца.

Морозостойкость — способность материалов в насыщенном водой состоянии сопротивляться разрушению при многократном замораживании и оттаивании. Испытание материалов на морозостойкость производится в специальных камерах. Марки изделий по морозостойкости обозначают количесто выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания в водонасыщен- ном состоянии.

Огнестойкость — способность материала выдерживать действие высокой температуры без потери прочности. Предел огнестойкости конструкций из различных материалов оценивается по времени (в ч), которое выдерживает конструкция до потери прочности или устойчивости. Материал, из которого выполнена конструкция, характеризуется по его способности воспламеняться, гореть или тлеть после удаления источника огня. Материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, называются несгораемыми. Материалы, горение и тление которых прекращается после удаления источника огня, называются трудносгораемыми, а которые горят и тлеют после удаления источника огня — сгораемыми.

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться действию внешних механических сил, вызывающих в нем сжатие, растяжение, изгиб, срез, кручение, истирание. Основные механические свойства строительных материалов: прочность, деформативность (упругость, пластичность), твердость, износостойкость.

Прочность свойство материала в определенных условиях и пределах воспринимать нагрузки или другие воздействия, вызывающие в нем внутренние напряжения, без разрушения.

Частицы, из которых состоит твердый материал, удерживаются в равновесии силами взаимного сцепления. Если к какому-либо образцу материала приложить внешнюю силу F, например растягивающую (рис. 1), то ее действие равномерно распределится на все частицы материала: материал окажется в напряженном состоянии. Напряжение вызовет изменение расстояний между частицами — материал начнет деформироваться (в нашем случае — растягиваться).

Рис. 1. Схема определения напряжений при растяжении

При увеличении действующей силы напряжения в материале возрастают и могут превысить силу сцепления частиц и материал разрушится.

На практике разрушение материала начинается значительно раньше того момента, когда напряжения в нем достигнут теоретического предельного значения. Это объясняется тем, что в реальных материалах много дефектов самого различного уровня (начиная от молекулярного и кончая макродефектами — например, трещинами). Напряжение, при котором происходит разрушение материала при испытании, называют пределом прочности.

В зависимости от характера приложения нагрузки F и вида возникающих напряжений различают прочность при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании (срезе) (рис. 2).

Прочность определяют на образцах материала, форму и размеры которых устанавливает стандарт на этот материал. Так, для оценки прочности бетона приняты образ-цы-кубы размером 150 X 150 X 150 мм.

Предел прочности бетона при сжатии RclK обычно 10…50 МПа. Чтобы разрушить бетонный куб размером 150X150X150 мм с #СЖ=Ю МПа, надо приложить усилие F=RCKS= 10Х (0.15Х 0,15) = 0,225 МН. Поэтому для испытания материалов применяют специальные машины, снабженные механизмом для силового воздействия на образец и измерительными устройствами. Так, предел прочности при сжатии определяют с помощью гидравлических прессов, развивающих усилия до 106 И и более (рис. 4).

Рис. 2. Схема определения пределов прочности материалов на сжатие (а), растяжение (б), изгиб (в) и срез (г)

Аналогично определяют прочность при растяжении, изгибе, скалывании. Однако расчетные формулы при изгибе и скалывании имеют другой вид.

Прочность при сжатии, растяжении и изгибе у одного и того же материала может сильно различаться. У всех каменных материалов прочность при сжатии в 5… 15 раз выше, чем при изгибе и растяжении. У древесины, наоборот, прочность при изгибе немного выше прочности при сжатии. Интересно отметить, что прочность древесины при сжатии вдоль волокон близка к прочности бетона, а при изгибе она прочнее бетона более чем в 10 раз.

Рис. 3. Схема гидравлического пресса для испытания на сжатие:
1 — станина, 2 — поршень, 3, 5 — нижняя и верхняя опорные плиты, 4 — испытуемый образец. 6 — маховик для ручного подъема и опускания верхней плиты, 7 — манометр, 8 — масляный насос

Материалы, ведущие себя подобно резиновому шарику, т. е. восстанавливающие свою форму и размеры после снятия нагрузки, называются упругими. Материалы, ведущие себя подобно глине, т. е. сохраняющие деформации после снятия нагрузки, называются пластичными. Соответственно обратимые деформации называются упругими деформациями, а необратимые — пластическими.

К упругим материалам относятся природные и искусственные каменные материалы, стекло, сталь; к пластичным — битумы ( при положительных температурах), некоторые виды пластмасс, свинец, бетонные и растворные смеси до затвердевания.

Твердость — способность материалов сопротивляться проникновению в них других материалов. Твердость — величина относительная, так как твердость одного материала оценивается по отношению к другому. Самый простой метод определения твердости — по шкале твердости. В эту шкалу входят 10 минералов, расположенных по возрастающей твердости, начиная от талька (твердость 1) и кончая алмазом (твердость 10). Твердость исследуемого материала определяют, последовательно царапая его входящими в шкалу твердости минералами.

Обычно твердость определяют на специальных приборах. Так, для оценки твердости металлов и других твердых материалов применяют метод Бринелля, основанный на вдавливании под определенной нагрузкой в испытуемый образец шарика из закаленной стали. По диаметру отпечатка от шарика рассчитывают число твердости НВ.

Высокая прочность материала не всегда говорит о его твердости. Так, древесина, хотя по прочности при сжатии равна бетону, а при изгибе и растяжении превосходит его, имеет значительно меньшую, чем у бетона, твердость.

Износостойкость — способность материала противостоять воздействию на него сил трения и ударных воздействий от движущихся предметов. Определяют ее на специальных приборах, снабженных абразивными насадками и моделирующих реальный процесс изнашивания. Износостойкость—важное свойство материалов, используемых для покрытий полов, дорог и т. п.

Материалы для строительства — Механические свойства строительных материалов

Механические свойства строительных материалов | Belkirpich.

ru

Механические свойства строительных материалов – это способность противостоять разрушающему воздействию внешних факторов. В это понятие также входит степень сопротивления напряжению и изменению формы – деформации.
К таким свойствам относится истираемость, твёрдость, прочность строительных материалов, показатель хрупкости, сопротивление механическим воздействиям, пластичность и упругость. Также к механическим свойствам строительных материалов относятся и другие показатели: растяжение, изгиб, сжатие.

Механические свойства строительных материалов

Механические характеристики стройматериалов

Как мы знаем, помимо физических и химических свойства строительных материалов существуют и механические, которые делятся на две категории:

  • прочностные свойства;
  • деформативные свойства.

Каждый из критериев характеризуется тем, насколько той или иной стройматериал способен сопротивляться разрушающему воздействию внешних факторов. Рассмотрим детальнее самые главные механические свойства строительных материалов:

  • прочность. Любой материал испытывает определённые нагрузки в процессе эксплуатации. Прочность – это как раз свойство, указывающее на возможность разрушения под их воздействием. К таким воздействиям относят срез, изгибание, сжатие или растяжение;
  • пластичность. Необычное свойство, которое означает, что материалам может принять другую форму и сохранить её после снятия напряжения;
  • упругость. Это возможность материала деформироваться и возвращаться в своё исходное состояния или размер после напряжения. Хрупкие материалы под воздействием внешних факторов разрушаются, а вот упругие, наоборот, только деформируются. Одним из наиболее наглядных примеров является резина, она легко возвращает свою первоначальную форму. К примеру, если взять образец и растянуть его, он, безусловно, изменится, но, если отпустить одну сторону, резина вернётся в исходное состояние;
  • предел прочности. Минимальное значение напряжение, при котором разрушается образец. Данную величину устанавливают с помощью всевозможных исследований и испытаний стройматериалов. Наименьшим пределом прочности отличаются торфоплиты (не более 0,5 МПа), а максимальный показатель у высококачественной стали – около тысячи МПа;
  • хрупкость. Указывает на то, насколько стройматериал разрушается под действием внешних факторов и сил. Яркий пример – стекло или керамика. Даже при незначительной нагрузке хрупкие материалы мгновенно бьются или разламываются. Появляются трещины или сколы;
  • твёрдость. Сопротивление материалу воздействию более твёрдого образца. Измеряется по шкале Мооса от 1 до 10. Иными словами, твёрдость указывает на возможность одного строительного материала сопротивляться воздействию другого (того, которое более твёрдое). Самый низкий показатель характерен для талька, а самый высокий, естественно, для алмаза (все десять баллов).

Также к механическим свойствам строительных материалов относится истираемость, сопротивление удару и износ. Все эти критерии играют важную роль при строительстве зданий или сооружений, т.к. непосредственно от них зависит надёжность и крепость конструкций, а также эксплуатационный период.

Основные свойства строительных материалов.

Основные свойства

 строительных
материалов.

 

Применяя тот или иной материал в строительстве,
нужно знать его физико-механические свойства и учитывать те условия, в которых
этот материал будет работать в строительной конструкции.

Основные свойства строительных материалов можно
разделить на несколько групп.

К первой
группе
свойств относят физические
свойства материалов : удельный вес, объёмный вес, плотность и пористость. От
них в большой степени зависят другие важные 
в строительном отношении свойства строительных материалов.

Вторую
группу
составляют свойства, характеризующие
отношение строительного материала к действию воды и связанному с нею действию
мороза : водопоглощение, влажность и отдача влаги, гигроскопичность,
водопроницаемость, водо- и морозостойкость.

К третьей
группе
относятся механические
свойства материалов : прочность, твёрдость, истираемость и др.

В
четвёртую группу
объединены
свойства, характеризующие отношение материалов к действию тепла :
теплопроводность, теплоёмкость, огнестойкость и огнеупорность. Помимо основных,
различают ещё специальные свойства, присущие лишь отдельным видам строительных
материалов.

Способность некоторых материалов сопротивляться
разрушающему действию кислот, щелочей, солей и газов носит общее название
химической (или коррозионной) стойкости.

Особую группу составляют так называемые
технологические свойства, которые характеризуют способность материала
подвергаться механической обработке. Например, древесина является материалом,
легко поддающимся обработке. Строителю приходится считаться с этим свойством
при выборе того или иного материала.

 

Физические и химические
свойства

строительных материалов.

 

Удельным весом называется вес материала в единице объёма в
плотном состоянии ( без пор ).

Объёмным весом называется вес единицы объёма материала в
естественном состоянии ( вместе с порами ).

Объёмный вес рыхлых
материалов ( песка, щебня ), определяемый без вычета пустот между их частицами,
называют насыпным весом.

Плотностью материала называется степень заполнения его
объёма твёрдым веществом, из которого материал состоит.

Пористостью называется отношение объёма пор к общему
объёму материала.

По величине воздушных пор
материалы разделяют на мелкопористые (поры имеют размеры в сотые и тысячные
доли миллиметра) и крупнопористые (размеры пор от десятых долей миллиметра до 1
— 2 мм).

Более крупные поры в
изделиях или полости между кусками рыхло насыпанного сыпучего материала (
песок, щебень, гравий ) называют пустотами.

Пористость строительных
материалов колеблется в очень широких пределах — от 0 ( сталь. стекло ) до 90 %
( плиты из минеральной ваты ).

Материал с высокой пустотностью и пористостью часто
бывает наиболее лучшим теплоизоляционным материалом.

Водопоглощением называется степень заполнения объёма материала
водой.

Отношение прочности
насыщенного водой материала к прочности его в сухом состоянии называется коэффициентом размягчения материала. Этот
коэффициент является весьма важным показателем, так как он характеризует
водостойкость материала, который в условиях работы в сооружении может
подвергаться действию воды.

Коэффициент размягчения
колеблется в пределах от нуля ( у глинянных необожжённых изделий до единицы ( у
материалов, не изменяющих своей прочности от действия воды, — стекла, стали,
битумов ).

Каменные материалы (
природные и искусственные ) нельзя применять в сырых местах, если коэффициент
их размягчения меньше 0,8. Материалы с коэффициентом размягчения больше 0,8
называют водостойкими.

Влагоотдачей называется свойство материала отдавать воду
при изменении условий в окружающей среде. Влагоотдачу выражают посредством
скорости высыхания материалов — количеством воды ( а процентах от веса или
объёма стандартного образца материала ), теряемым в сутки при относительной
влажности окружающего воздуха 60 % и температуре 20 градусов.

Влажность материала — весовое содержание воды в
материале строительных конструкций ( значительно ниже, чем их полное
водопоглощение ).

Водопроницаемостью называется способность материала пропускать
воду под давлением.

Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном
водой состоянии выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание
без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.

Плотные материалы без пор или
с незначительной пористостью, поглощающие весьма мало воды, морозостойки.

Чтобы материал обладал
морозостойкостью, коэффициент размягчения его должен быть не ниже 0,9.

Газопроницаемостью называется способность материала пропускать
через свою толщу газ ( воздух ).

Газопроницаемость стен и
других элементов сооружений можно значительно уменьшить, покрывая их масляными
красками или битумными составами, а также производя их оштукатуривание.

Примеры : воздухопроницаемость
кирпича —  0,35, цементно-песчанной
штукатурки — 0,02, рубероида — 0,01.

Теплопроводностью называется способность материала передавать
через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разновидности
температур на поверхностях, ограничивающих материал.

Степень теплопроводности
очень важно знать для материалов. используемых при устройстве так называемых
ограждающих конструкций зданий ( т.е. наружных стен, верхних перекрытий, полов
в нижнем этаже ) и в особенности для теплоизоляционных материалов, назначение
которых — способствовать сохранению тепла в помещениях и тепловых установках.

Коэффициент теплопроводности
равен количеству тепла, в килокалориях, проходящего через стену толщиной 1
м, площадью 1 кв.м. за 1 час при разности температур на двух противоположных
поверхностях стен в 1 град.

Теплопроводность материала
зависит от степени его пористости, характера пор, вида материала, влажности,
объёмного веса и средней температуры. при которой присходит передача тепла.

У пористых материалов
тепловой поток проходит через их массу и через поры, наполненные воздухом. Теплопроводность
воздуха очень низка ( 0,02 ), вследствие чего он оказывает большое термическое
сопротивление прохождению теплового потока. Коэффициент теплопроводности сухих
пористых материалов является промежуточной величиной между коэффициентами
теплопроводности их вещества и воздуха. Чем больше пористость ( т.е. чем меньше
объёмный вес материала ), тем меньше коэффициент теплопроводности.

Величина пор материала также
оказывает влияние на коэффициент его теплопроводности. Мелкопористые материалы
менее теплопроводны, чем крупнопористые. Материалы с замкнутыми порами имеют
меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Это объясняется
тем, что при крупных и сообщающихся порах в них возникает движение воздуха,
сопровождающееся переносом тепла ( конвекция ) и повышением суммарного
коэффициента теплопроводности.

В таблице 1 приведены
коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных материалов и для сравнения —
коэффициенты теплопроводности некоторых других строительных материалов.

 

Таблица 1.













Материалы

Объёмный вес,

 кг/куб.м.

Коэффициент теплопроводности, ккал/м.час.град

Минеральная вата

200 -
400

0,05
— 0,08

Торфяные плиты

300

0,08

Древесноволокнистые плиты

300

0,07

Пробковые плиты

150

0,04

Поропласты

20

0,03

Асбозурит

400 -
800

0,08
— 0,20

Газостекло

250 -
300

0,05
— 0,07

Совелит

350 -
500

0,08
— 0,10

Гранит

2600

2,5

Кирпич

1800

0,7

Бетон

2000
— 2400

1,10
— 1,30

 

Теплоёмкостью называют свойство материала поглощать
определённое количество тепла при нагревании.

Коэффициент теплоёмкости представляет собой количество
тепла в килокалориях, необходимое для нагревания 1 кг. данного материала на 1
градус.

Природные и искусственные
каменные материалы имеют коэффициент теплоёмкости в пределах от 0,18 до 0,22,
лесные материалы — от 0,57 до 0,65. У металлов коэффициент теплоёмкости
относительно не высок, например, у стали он равен 0,11.

Теплоёмкость материалов
имеет значение в строительстве при проверке теплоустойчивости стен и перекрытий
и расчёте подогрева материалов для зимних бетонных и каменных работ, а также
при расчёте печей.

Под теплоустойчивостью стен и перекрытий понимают их способность
сохранять на внутренней поверхности более или менее постоянную температуру,
несмотря на колебания теплового потока вследствие неравномерной работы
отопления. Суточные колебания температуры в жилых зданиях не должны превышать 6
градусов.

При топке печей у
поверхностей стен или перекрытий, обращённых внутрь здания, создаётся запас
тепла, вследствие чего внутри помещений температура значительно не повышается. По
окончании топки запас тепла, накопленный в стенах и перекрытиях, расходуется на
подогрев воздуха, чем и выравнивается в помещениях температура воздуха.

Для стен и перекрытий жилых
и отапливаемых зданий желательно применять материалы с возможно более низким
коэффициентом теплопроводности и возможно более высоким коэффициентом
теплоёмкости. Такими свойствами обладают, в частности, лесные материалы,
которые широко применяют для стен и перекрытий отапливаемых зданий.

Удельная теплоёмкость
каменных материалов ( камень, кирпич, бетон, шлак, стекло и др. ) находится в
пределах 0,18 — 0,22. Лесные и другие органические материалы имеют значительно
большие коэффициенты теплоёмкости, например:







 

шевелин………………………………………..

0,45

 

древесина сосны и ели. …………………..

0,65

 

древесина дуба………………………………

0,57

 

рубероид……………………………………….

0,36

 

камышит……………………………………….

0,36

 

торфяные плиты…………………………….

0,50.

 

Огнестойкостью называется способность материалов выдерживать
без разрушения действие высоких температур и воды ( при пожарах ). По огнестойкости
строительные материалы делят на три группы : несгораемые, трудносгораемые и
сгораемые.

Огнеупорностью называют свойство материала противостоять
длительному воздействию высоких температур, не расплавляясь.

При устройстве различных
отопительных установок ( печей, труб, при обмуровке котлов и пр.) используются
строительные материалы, которые могут не только выдерживать действие высоких
температур, но и нести определённую нагрузку при постоянной высокой
температуре.

Такие материалы делят на три
группы : огнеупорные, выдерживающие действие температур от 1580 градусов и выше
( шамот, динас и др.) ; тугоплавкие, выдерживающие действие температур выше
1350 до 1580 градусов ( гжельский кирпич ) ; легкоплавкие — с огнеупорностью
ниже 1350 градусов (например, обыкновенный глиняный кирпич).

Химической стойкостью называется способность материалов сопротивляться
действию кислот, щелочей, солей, растворённых в воде, и газов.

Большая часть строительных
материалов не обладает стойкостью к действию кислот и щелочей. Весьма нестойко
в этом отношении, например, дерево. Битумы отличаются нестойкостью к
действию  концентрированных растворов
щелочей, а многие природные каменные материалы — к действию кислот (например,
известняки, мраморы, доломиты и др.). Многие вяжущие материалы также плохо
противостоят действию кислот.

Высокой сопротивляемостью
действию щелочей и кислот обладают керамические материалы с очень плотным
черепком ( например, облицовочные плитки, плитки для полов, канализационные
трубы ), специальный кирпич для устройства канализационных коллекторов,
материалы на основе пластмасс (трубы, плёнки) и др.

Долговечность является весьма важным свойством строительных
материалов. Под долговечностью понимают способность материалов сопротивляться
всей сумме атмосферных воздействий в эксплуатационных условиях ( изменение
температур, влажности, влияние кислорода и других газов, находящихся в воздухе
).

Процесс естественного
изменения свойств материалов под действием атмосферных факторов называется старением материалов. Например,
керамические материалы и естественные каменные материалы относятся к
долговечным материалам, а древесина — в условиях повышенной влажности — к
быстростареющим.

 

Механические свойства.

 

Прочность — 
свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений,
возникающих от нагрузки или других факторов.

Прочность строительных
материалов характеризуется так называемым пределом прочности при сжатии или
пределом прочности при растяжении.

Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке,
вызывающей разрушение образца материала.

Твёрдостью называется способность материала
сопротивляться проникновению в него постороннего более твёрдого тела. Это
свойство материала не всегда соответствует их прочности. Материалы с разными
пределами прочности при сжатии могут обладать примерно одинаковой твёрдостью.

Шкала твёрдости минералов.

Таблица 2












Показатель твёрдости.

Минерал

1

Тальк или мел

2

Каменная соль или гипс

3

Кальцит или ангидрит

4

Плавиковый шпат

5

Апатит

6

Ортоклаз

7

Кварц

8

Топаз

9

Корунд

10

Алмаз

 

Истираемостью называют способность материала уменьшаться в
весе и объёме под действием истирающих усилий.

Сопротивлением удару называется способность материала
сопротивляться ударным воздействиям.

Упругостью называется свойство материала восстанавливать
свою первоначальную форму и объём после прекращения действия внешних сил, под
воздействием которых форма материалов изменяется в той или иной мере. Первоначально
форма может восстанавливаться полностью при малых нагрузках и частично при
больших. В последнем случае в материале имеются остаточные деформации.

Деформацией называется изменение формы или объёма твёрдого
тела.

Пределом упругости считают напряжение, при котором остаточные
деформации впервые достигают некоторой малой величины, устанавливаемой
техническими условиями на данный материал. Это наибольшее напряжение, по
достижении которого материал практически получает только упругие деформации,
т.е. исчезающие после снятия нагрузки.

Пластичностью называют способность материала под влиянием
действующих на него усилий изменять свои размеры и форму без образования трещин
и сохранять их после снятия нагрузки.

Помимо материалов пластичных
( битумы, глиняное тесто и др. ) имеются материалы хрупкие, которые разрушаются сразу ( без предварительной деформации
), как только действующие на них усилия достигают величины разрушающих
нагрузок.

 

Строительные материалы. Основные понятия

ЧАСТЬ 1.

Физико-механические и механические свойства строительных материалов.

Механические свойства строительных материалов

В строительстве при возведении зданий и сооружений применяются различные строительные материалы и изделия из них. Основными строительными материалами в промышленном и гражданском строительстве являются цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, черные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.

В настоящее время строительная индустрия развивается в направлении создания теплосберегающих строительных материалов. Наиболее перспективными энергосберегающими материалами считаются ячеистые бетоны и бетоны на легких заполнителях.

Материалы, которые не требуют дальних перевозок, добываются или вырабатываются вблизи района строительства, называются местными строительными материалами. К таким материалам обычно относятся песок, гравий, щебень, известь и т. д.

Источником производства строительных материалов служат природные ресурсы страны, которые в качестве строительных материалов могут использоваться в природном состоянии (камень, песок, древесина) или в виде сырья, перерабатываемого на предприятиях промышленности строительных материалов (полистирол, керамзит).

При изучении строительных материалов их можно классифицировать на такие виды: природные каменные материалы, вяжущие материалы, строительные растворы, бетоны и бетонные изделия, железобетонные изделия, искусственные каменные материалы, лесные материалы, металлы, синтетические материалы и т. д.

Все строительные материалы имеют ряд общих свойств, но качественные показатели этих свойств различны.

Физико-механические и механические свойства строительных материалов

Данную группу свойств составляют, во-первых, параметры физического состояния материалов и, во-вторых, свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относят плотность и пористость материала, степень измельчения порошков, ко вторым — гидрофизические свойства (водопоглощение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение) и некоторые другие. Технические требования на строительные материалы приведены в Строительных нормах и правилах (СНиП).

Истинной плотностью, puназывается масса единицы объема материала, взятого в плотном состоянии. Для определения удельного веса необходимо вес сухого материала разделить на объем, занимаемый его веществом, не считая пор. Вычисляется она по формуле:

p

u=m/Va

где m — масса материала, Va — объем материала в плотном состоянии.

Истинная плотность каждого материала — постоянная физическая характеристика, которая не может быть изменена без изменения его химического состава или молекулярной структуры.

Истинная плотность гранита 2,9 г/см3, стали — 7,85 г/см3, древесины — в среднем 1,6 г/см3. Так как большинство строительных материалов являются пористыми, то истинная плотность имеет для их оценки вспомогательное значение. Чаще пользуются другой характеристикой — средней плотностью.

Средней плотностью, pc называется масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. вместе с порами и содержащейся в них влагой. Средняя плотность пористого материала, как правило,  меньше истинной. Отдельные материалы, такие как сталь, стекло, битум, а также жидкие, имеют практически одинаковые истинную и среднюю плотности. Среднюю плотность вычисляют по формуле:

Средняя плотность ячеистого бетона (пенобетона) находится в пределах от 300 кг/м3 до 1200 кг/м3 (ГОСТ 25485 — 89), а полистиролбетона от 150 кг/м3 до 600 кг/м3 (ГОСТ Р 51263 — 99). Изделия (блоки) из этих строительных материалов легки в обращении (штабелировании, транспортировке, кладке).

p

c=m/Ve

где m — масса материала, Ve — объем материала.

Среднюю плотность сыпучих материалов — щебня, гравия, песка, цемента и др. — называют насыпной плотностью. В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.

Эту характеристику необходимо знать при расчетах прочности конструкций с учетом их собственного веса, а также для выбора транспортных средств при перевозках строительных материалов.

Относительная плотность, d — отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4оС, имеющая плотность 1000 кг/м3.

Пористостью, П называется отношение объема пор к общему объему материала. Пористость вычисляется по формуле

Современные энергосберегающие строительные материалы обладают высокими показателями пористости (до 95%) и, соответственно, низкой теплопроводностью. Это связано с тем, что воздух имеет наименьшую теплопроводность.

П=(1 — p

c/pu)*100

где pc, pu — средняя и истинная плотности материала.

Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах, начиная от 0 (сталь, стекло) до 95% (пенобетон).

Для сыпучих материалов определяется пустотность (межзерновая пористость). Истинная, средняя плотности и пористость материалов — взаимосвязанные величины. От них зависят прочность, теплопроводность, морозостойкость и другие свойства материалов. Примерные значения их для наиболее распространенных материалов приведены в таблице 1.











Таблица 1.
Наименование Плотность, кг/м3 Пористость, % Теплопроводность,
Вт / (м * оС)
истинная средняя
Гранит 2700 2500 7,4 2,8
Вулканический туф 2700 1400 52 0,5
Керамический кирпич        
— обыкновенный 2650 1800 32 0,8
— пустотелый 2650 1300 51 0,55
Тяжелый бетон 2600 2400 10 1,16
Пенобетон 2600 700 85 0,18
Полистиролбетон 2100 400 91 0,1
Сосна 1530 500 67 0,17
Пенополистирол 1050 40 96 0,03

Водопоглощением материала называется его способность впитывать и удерживать в своих порах воду. Оно определяется как разность весов образца материала в насыщенном водой и сухом состояниях и выражается в процентах от веса сухого материала (водопоглощение по массе) или от объема образца (водопоглащение по объему).

Водопоглощение определяют по следующим формулам:

Ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон), как и бетоны на легких заполнителях (полистиролбетон, керамзитобетон) обладают невысокими показателями водопоглощения 6 — 8 %.

W

M=(mв— mc)/mc   и   Wo=(mв— mc)/V

где mв — масса образца, насыщенного водой, mc — масса образца, высушенного до постоянной массы, V — объем образца.

Между водопоглощением по массе и объему существует следующая зависимость:

W

o=WM*pc

Водопоглощение всегда меньше пористости, так как поры не полностью заполняются водой.

В результате насыщения материала водой его свойства существенно изменяются: уменьшается прочность, увеличивается теплопроводность, средняя плотность и т. п.

Влажность материала W определяется содержанием воды в материале в данный момент, поэтому процент влажности ниже, чем полное водопоглощение. Она определяется отношением воды, содержащейся в материале в момент взятия пробы для испытания, к массе сухого материала. Влажность вычисляется по формуле:

W=(m

вл— mc)/mc*100 

где, mвл, mс— масса влажного и сухого материала.

Водопроницаемостью называется способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость материала зависит от его пористости и характера пор. С водопроницаемостью сталкиваются при возведении гидротехнических сооружений, резервуаров для воды.

Обратной характеристикой водопроницаемости является водонепроницаемость — способность материала не пропускать воду под давлением. Очень плотные материалы (сталь, битум, стекло) водонепроницаемы.

Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.

Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.

Морозостойкость материалов зависит от их плотности и степени заполнения водой.

Образцы испытываемого материала, в зависимости от назначения, должны выдержать от 15 до 50 и более циклов замораживания и оттаивания. При этом испытание считается выдержанным, если на образцах нет видимых повреждений, потеря в весе не превышает 5%, а снижение прочности не превосходит 25%.

Морозостойкость имеет большое значение для стеновых материалов, которые подвергаются попеременному воздействию положительной и отрицательной температуры, и измеряется в циклах замораживания и оттаивания.

Теплопроводностью называется способность материала проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал.

Чем больше пористость и меньше средняя плотность, тем ниже коэффициент теплопроводности. Такой материал имеет большее термическое сопротивление, что очень существенно для наружных ограждающих конструкций (стен и покрытий). Материалы с малым коэффициентом теплопроводности называются теплоизоляционными материалами (минеральная вата, полистирол, пенобетон, полистиролбетон и др.) Они применяются для утепления стен и покрытий. Наиболее теплопроводными материалами являются металлы.

Значительно возрастает теплопроводность материалов с увлажнением. Это объясняется тем, что коэффициент теплопроводности воды составляет 0,58 Вт/(м*оС), а воздуха 0,023 Вт/(м*оС), т.е. превышает его в 25 раз. Коэффициенты теплопроводности отдельных материалов приведены в таблице 1.

Огнестойкостью называется способность материалов сохранять свою прочность под действием высоких температур. Сопротивление воспламенению определяется степенью возгораемости. По степени возгораемости строительные материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Полистиролбетон относится к слабогорючим материалам и имеет группу горючести Г1. Ячеистые бетоны не горючие материалы.

Несгораемые материалы не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К ним относятся каменные материалы (бетон, кирпич, гранит) и металлы.

Трудносгораемые воспламеняются с большим трудом, тлеют или обугливаются только при наличии источника огня, например фибролитовые плиты, гипсовые изделия с органическим заполнением в виде камыша или опилок, войлок, смоченный в глиняном растворе, и т. п. При удалении источника огня эти процессы прекращаются.

Сгораемые материалы способны воспламеняться и гореть или тлеть после удаления огня. Такие свойства имеют все незащищенные органические материалы (лесоматериалы, камыш, битумные материалы, войлок и другие).

Огнеупорностью называют свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не расплавляясь и не размягчаясь. По степени огнеупорности материалы подразделяют на следующие группы: огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Огнеупорные выдерживают температуру 1580оС и выше, тугоплавкие — 1350 — 1580оС, легкоплавкие — менее 1350оС. Огнеупорные материалы используются при сооружении промышленных печей, для обмуровки котлов и тепловых трубопроводов (огнеупорный кирпич, жаростойкий бетон и т. п.).

Механические свойства строительных материалов

К основным механическим свойствам материалов относят прочность, упругость, пластичность, релаксацию, хрупкость, твердость, истираемость и др.

Прочностью называется свойство материала сопротивляться разрушению и деформации от внутренних напряжений под действием внешних сил или других факторов (неравномерная осадка, нагревание и т.д.). Прочность материала характеризуют пределом прочности или напряжением при разрушении образца. При сжатии это напряжение определяется делением разрушающей силы на первоначальную площадь образца.

Различают пределы прочности материалов при сжатии, растяжении, изгибе, срезе и пр. Они определяются испытанием стандартных образцов на испытательных машинах.

Современные энергосберегающие конструкционные материалы, как правило, обладают достаточной прочностью на сжатие для возведения жилых помещений. Так, например, полистиролбетон плотностью 600 кг/м3 соответствует классу прочности В2. Ячеистый бетон плотностью 700 кг/м3 соответствует классу В2,5.

Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего он сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в отдельных конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют чаще всего в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может назначаться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.

В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%. Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: Bb1 — Bb60, с шагом значений 0,5. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см2 (МПа*10).

При проектировании конструкции чаще всего назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношения классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в таблице 2.









Таблица 2.
Класс Bb, МПа Марка Класс Bb, МПа Марка
Bb3,5 4,5 Mb50 Bb30 39,2 Mb400
Bb5 6,5 Mb75 Bb35 45,7 Mb450
Bb7,5 9,8 Mb100 Bb40 52,4 Mb500
Bb10 13 Mb150 Bb45 58,9 Mb600
Bb12,5 16,5 Mb150 Bb50 65,4 Mb700
Bb15 19,6 Mb200 Bb55 72 Mb700
Bb20 26,2 Mb250 Bb60 78,6 Mb800
Bb25 32,7 Mb300      

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.

Истираемость — способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий.  Эта характеристика учитывается при назначении материалов для пола, лестничных ступеней и площадок дорог.

перейти к второй части

Авторы статей «Строительная Лоция» сотрудники МП «ТЕХПРИБОР»
Векслер М.В.
Липилин А.Б.

С использованием материалов

Основы строительного дела.
Е.В. Платонов, Б.Ф. Драченко
ГОССТРОЙИЗДАТ УССР, Киев 1963.

Свойства строительных материалов SV777.RU

















Свойства строительных материалов являются характеристикой их совокупных качеств и проявлением отношения к всевозможным нагрузкам и «совместимостью» с другими материалами. Совокупность свойств строительных материалов должна обеспечивать необходимые свойства всей конструкции, такие как надежность и долговечность. Свойства строительных материалов напрямую зависят от их состава. В процессе строительства, ремонта и эксплуатации зданий и сооружений строительные материалы подвергаются всевозможным нагрузкам, которые в той или иной степени могут повлиять на сохранение основных «запланированных» свойств и всей строительной конструкции в целом










































 

 

 

 

 

Водостойкость строительного материала – это способность материала сохранять свою проектную прочность при насыщении водой. Степень снижения прочности строительного материала под действием воды называется коэффициентом размягчения. Материалы, имеющие коэффициент выше 0,8 считаются водостойкими и могут применяться в воде или в местах с повышенной влажностью. Водостойкость строительных материалов – очень важный показатель именно для тех материалов, которые используются в воде или во влажных условиях. Некоторые материалы при насыщении водой могут увеличивать свои показатели по прочности, это обусловлено, прежде всего, химическим взаимодействием компонентов. Например, при насыщении водой цемент может превратиться в цементный камень. Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения kp = Rв/Rс, где Rв — прочность материала насыщенного водой, а Rс — прочность сухого материала. Меняется kp от 0 (размокающие глины) до 1 (металлы).

Водопоглощение строительного материала – это способность материала впитывать и удерживать влагу. Измеряется водопоглощение отношением объема или массы впитанной влаги к объему или массе строительного материала:

wm = (m2-m1)/m1*100%,

wv = m2-m1/V*100%

Где
m2 — масса материала в насыщенном водой состоянии, кг;
m1 — масса материала в сухом состоянии, кг;
V — объем материала в естественном состоянии, м3.

Существует масса примеров, когда влаги в материале больше чем самого материала. Это происходит в том случае, когда удельный вес материала меньше плотности воды.

Практически всегда избыточное водопоглощение приводит к избыточному наличию воды в стройматериале, что ведет к изменению очень важных качеств строительного материала, таких как прочность и теплопроводность.

Влагоотдача строительного материала – это способность материала отдавать влагу, находящуюся в порах. Так, например, штукатурные растворы, отдавая лишнюю влагу, существенно изменяют свои показатели по прочности, стеновые пенобетонные блоки впитывают влагу из растворов, а потом отдают ее в атмосферу. Чем выше влажность воздуха и меньше температура, тем хуже происходит влагоотдача. Измеряется влагоотдача в процентах влаги, отдаваемой стройматериалом при среднестатистической относительной влажности воздуха 60% и температуре +20 °С.

Влажность строительного материала – величина, характеризующаяся количеством воды, находящимся в материале. Практически всегда повышенная влажность стройматериалов отрицательно влияет на качество. Так, например, увеличение влажности некоторых видов утеплителя всего на несколько процентов, ухудшают их теплозащитные свойства на порядок. Мокрый пеноблок или даже кирпич значительно теряют свои показатели по прочности и т.д. Влажность стройматериалов измеряется отношением массы воды, находящейся в стройматериале в период замера к нормативной массе сухого материала.

Водопроницаемость строительного материала – это свойство материала пропускать воду под давлением. Измеряется водопроницаемость количеством воды, прошедшей в течении одного часа через строительный материал площадью 1 кв. м. и толщиной 1 м при постоянном давлении 1МПа. Водопроницаемость строительного материала тем больше, чем больше пор в его структуре. Стройматериалы, не имеющие пор, а так же материалы которые имеют закрытые поры, например, специальный бетон, относятся к водонепроницаемым материалам. Водопроницаемость  характеризуется коэффициентом фильтрации kф=Vв*а/[S(p1-p2)t], где kф=Vв — количество воды, м³, проходящей через стенку площадью S = 1 м², толщиной а = 1 м за время t = 1ч при разности гидростатического давления на границах стенки p1 — p2 = 1 м вод. ст. Строительные материалы по своей водонепроницаемости характеризуются марками W2; W4; W8; W10; W12. Чем ниже коэффициент фильтрации kф, тем выше марка по водонепроницаемости.

Воздухостойкость строительных материалов – это способность материала выдерживать многократные насыщения водой и высыхание без значительных изменений физического состояния стройматериала. Разные строительные материалы по разному «переносят» многократное намокание и высыхание. Чаще всего этот процесс вызывает деформацию, потерю прочности и как итог потерю несущей способности строительной конструкции. Для повышения воздухостойкости строительные материалы покрывают гидрофобными составами или вводят в их состав гидрофобизаторы.

Газостойкость строительных материалов – свойство материала сохранять свои основные характеристики при контакте с газами, находящимися в окружающей среде, такими как, например, углеводород.

Гигроскопичность строительных материалов – способность материалов впитывать водяной пар из воздуха. Существует огромное количество строительных материалов, которые способны впитывать в себя значительное количество водяного пара. К таким материалам относятся: дерево, пенобетон, теплоизоляционные материалы и т.д. Строительные материалы с повышенной гигроскопичностью при полном насыщении водой теряют свои свойства, а так же могут изменять геометрические размеры. Для защиты строительных материалов от насыщения водяными парами применяют водоотталкивающие защитные составы.

Звукопоглощение строительных материалов – способность материала поглощать звук или снижать его уровень при прохождении через материал. Эта способность строительных материалов в первую очередь зависит от толщины, пористости материала и многослойности материала. Чем больше пор в материале, тем выше его способность поглощать звук. Звукопоглощение строительных материалов принято оценивать коэффициентом звукопоглощения т. е. отношением энергии, поглощенной материалом, к общему количеству падающей энергии в единицу времени. За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м2 открытого окна. Коэффициент звукопоглощения может изменяться в пределах от 0 до 1. Если звукопоглощение равно 0, то звук полностью отражается от строительного материала. Если же этот коэффициент приближается к 1 то звук полностью поглощается материалом. Согласно нормативным показателям СНиП стройматериалы, имеющие коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 Гц, могут относиться к звукопоглощающим материалам. Коэффициент звукопоглощения определяется практическим способом в акустической трубе и подсчитывается по формуле: А(зв)=Е(погл)/Е(пад)

А(зв) — коэффициент звукопоглощения;

Е(погл) — поглощённая звуковая волна;

Е(пад) — падающая звуковая волна;

Табл. Сравнительные показатели коэффициента звукопоглощения строительных материалов






Наименование стройматериала

Коэффициент звукопоглощения при 1000 Гц

Деревянная стена

0,06-0,1

Кирпичная стена

0,032

Бетонная стена

0,015

Минеральная вата

0,45-0,95

Звукопроницаемость строительных материалов – способность материалов пропускать через свою толщу звуковую волну. Характеризуется звукопроницаемость строительных материалов коэффициентом звукопроницаемости, который показывает относительное уменьшение силы звука при прохождении его через толщу строительного материала. Звукопроницаемость практически является отрицательным свойством строительных материалов. Например, коэффициент звукопроницаемости деревянной перегородки толщиной 2,5 см равен 0,65, а бетонной стены такой же толщины – 0,11.

Звукопроводность строительных материалов – это способность тех или иных материалов пропускать звуки и шумы через свою толщу. Хорошими проводниками звука считаются строительные материалы большой плотности и прочности. Материалы, имеющие большое количество воздушных пор плохо передают звук и шум. Силу звука измеряют в децибе­лах (дБ). А звукопроводность строительных материалов характеризуется коэффициентом звукопроводности (t = Iпр/Iпад) который равен отношению прошедшего через материал звука к падающему.

Звукоизоляция строительных материалов – это величина и характеризует процесс отражения звука каким-либо материалом. В связи с разной природой возникновения звуковых волн, различают звукоизоляцию от воздушного шума, это когда источник возникновения шума не связан с ограждающей конструкцией физически и и изоляцию от ударного шума, когда между источником и ограждающей конструкцией имеется контакт, например, стук молотка по стене. В СНиП нормируемым показателем звукоизоляции является индекс изоляции воздушного шума Iв, дБ. Его определяют формуле, как средневзвешенное значение звукоизоляции конструкции в диапазоне частот от 100 до 5000 Гц в третьоктавных полосах частот. Величина Rw также определяет средневзвешенную звукоизоляцию конструкции в том же диапазоне частот, но по несколько иной методике. Разница между Iв и Rw составляет 2 дБ, т.е. Rw = Iв + 2 дБ. Звукоизоляция строительных материалов и конструкций зависит от пористости материала, его толщины, наличия в материале или конструкциях отверстий и примыканий к другим конструкциям.

Истираемость строительных материалов – свойство материалов сопротивляться истирающим воздействиям. Истираемость определяется лабораторным путем на образцах. Характеристика истираемости строительных материалов указывает на стойкость материала к износу и оценивается потерей массы материала относительно ее плотности или же уменьшением толщины материала. Чем хуже истираемость строительного материала, тем он более износостоек. Облицовочнные строительные материалы делятся на 5 групп по показателям истираемости: первая группа – гранит, кварциты;

вторая группа – мрамор, плотные базальты;

третья группа – рыхлые базальты и мрамор;

четвертая группа – цветные мраморы, травентины, известняки;

пятая группа – рыхлые известняки.

Истинная плотность строительных материалов — это масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. ρ =m/Va, где Va объём в плотном состоянии. [ρ] = г/см³; кг/м³; т/м³. Способы истинной плотности лабораторные : предварительно высушенную пробу измельчают в порошок, объём определяют в пикнометре (он равен объёму вытесненной жидкости).

Износ строительных материалов — свойство материала сопротивляться одновременно воздействию истирающих и ударных нагрузок. Износ определяют лабораторным путем в барабане со стальными шарами или без них.

Качество строительных материалов — это совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям, в том числе и нормативным соответствии с его назначением.

Красящая способность – это свойства пигментов ЛКМ при смешивании с другими пигментами передавать свой цвет. Относительную красящую способность ЛКМ определяют лабораторным путем в соответствии с ГОСТ, или визуальным методом путем сравнивая образцов.

Кислотостойкость строительных материалов – способность материалов сохранят свои основные качества и характеристики под воздействием кислот.

Коррозионная стойкость строительных материалов – это свойство материала сохранять свои основные качества под агрессивным воздействием внешней среды. Коррозия бывает биологическая, химическая и электрохимическая. Наиболее распространенное коррозийное проявление – это старение стройматериалов под действием воздействие ультрафиолетового излучения и перепад температур и влажности воздуха.

Механические свойства строительных материалов – это твердость, пластичность, жесткость предел прочности при сжатии, растяжении и изгибе.

Морозостойкость строительных материалов – это свойство строительного материала, определяющее способность выдерживать многократное замораживание и размораживание, без проявления явных отклонений от нормы качества. Хорошими морозостойкими свойствами обладают строительные материалы, имеющие показатели с низким водопоглощением. Для определения марки стройматериала по морозостокойсти циклы попеременного замораживания производят в пределах от минус 20 °C до плюс 20 °C. Показатель морозостойкости строительных материалов обозначаются символами F100; F25; F50.. F500, где цифрами показано число циклов замораживания и оттаивания.

Таб. Морозостойкость строительных материалов в зависимости от водопоглощения и предела прочности при разрыве







Материал

Водопоглощение, %

Плот­ность,

г/см3

Rразр, МПа


Морозостойкость, количество циклов

Кирпич керамический

8. ..15

1,6…1,9

0,9..3,5

15…50

Бетон ячеистый

40…60

0,5…1,2

0,078… 1

15…75

Бетон легкий

0,8…1,8

0,8..3,2

25…400

Бетон тяжелый

3…10

2,2…2,5

0,8..3,2

50. ..500

Асбестоцемент

20…25

1,6…1,8

10..15

50…100

Насыпная плотность строительных материалов — это масса единицы объёма насыпных рыхлых зернистых или волокнистых материалов.

Огнестойкость строительных материалов – это способность материалов сохранять свои основные характеристики под действием высоких температур. По степени огнестойкости строительные материалы делятся на: сгораемые (пластмассы, дерево, кровельные битумные материалы и т.д.), трудносгораемые и несгораемые.

Огнеупорность строительных материалов – это способность материала не терять своих основных качеств (не деформироваться, не расплавляться, не трескаться и т.п.) при длительном воздействии высоких температур. По своей огнеупорности строительные материалы делятся на легкоплавкие, тугоплавкие (до 1580°C), огнеупорные (выше 1580 °C).

Относительная плотность строительных материалов – это отношение общего объема твердого вещества в строительном материале ко всему объему материала или отношение средней плотности материала к ее истинной плотности.

Открытая пористость строительных материалов – это свойство строения материалов, когда поры сообщаются с окружающей средой и между собой. Так, например, при погружении материала с открытыми порами в воду, они должны заполниться водой. Открытые поры увеличивают проницаемость и снижают морозостойкость.

Предел огнестойкости строительных материалов – это продолжительность сопротивления строительного материала или строительной конструкции (в часах) воздействию высоких температур до исчерпания ее несущей или ограждающей способности, а так же потерей своих основных качеств. Наступление предела огнестойкости характеризуется так же повышением температуры в любой точке строительной конструкции более чем 220 °С от начальной температуры конструкции.

Плотность строительных материалов – одна из основных характеристик материала, которая определяется как отношение отношением массы к объему строительного материала (кг/кв.м.).

р0 = m/V1

где m — масса материала, кг;
V1 — объем материала в естественном состоянии, м3.

Различают истинную и среднюю плотность строительных материалов. Средняя плотность стройматериала — это отношение его массы ко всему объему, включая поры. Истинная плотность — это отношение массы материала к объему без учета пустот и пор.

Табл. Примеры истинной и средней плотности строительных материалов









Материал

Плотность, кг/м3

Истинная плотность

Средняя плотность

Сталь строительная

7850-7900

7800-7850

Гранит

2700-2800

2600-2700

Известняк

2400-2600

1800-2400

Керамический кирпич

2600-2700

1600-1900

Тяжелый бетон

2600-2900

1800-2500

Поропласты

1000-1200

20-100

Пористость строительных материалов — это показатель заполнения материала порами ( пустотами, наполненными воздухом)

Пористость материала измеряется в процентах и рассчитывается по формуле:

П = (1-р0/р)*100%,

где р0 -средняя плотность материала, кг/м3;
р- истинная плотность материала, кг/м3.

Чем больше пор в строительном материале, тем больше проявляет свои теплоизоляционные качества.

Прочность строительных материалов – свойство строительного материала сопротивляться разрушению под действием внешних и внутренних сил. Прочность оценивается таким показателем как предел прочности. Для хрупких строительных материалов, таких как кирпич или бетон, основной прочностной характеристикой является предел прочности при сжатии. Для металлических материалов более важной считается прочность при изгибе и растяжении.

Предел прочности строительных материалов — отношение разрушающей нагрузки Р(Н) к площади сечения образца F (см2). Предел прочности строительных материалов устанавливается лабораторным путем. Строительные материалы в зависимости от предела прочности делятся на марки и классы. Марки записываются в кгс/см², а классы — в МПа. Класс характеризует гарантированную прочность.

Релаксация строительного материала — свойство материала самопроизвольно снижать напряжения при условии, что начальная ее величина деформации зафиксирована жесткими связями и остается неизменной. При релаксации напряжений может измениться характер начальной деформации, например из упругой постепенно перейти в необратимую, при этом изменения размеров не происходит.

Технологические свойства строительных материалов – это скорость твердения, теплоустойчивость, скорость высыхания, удобоукладываемость.

Теплопроводность строительных материалов — это способность материала передавать тепло через толщу строительного материала или строительной многослойной конструкции. Теплопроводность строительного материала зависит от многих показателей и прежде всего от структуры и наличия воздушных пор и наличием влаги в материале. Теплопроводность строительного материала измеряется количеством тепла, передающимся через материал толщиной в 1 м, площадью 1 кв.м. за 1 час при разнице температур в 1 °C.

Теплоёмкость строительных материалов — это то количество тепла, которое необходимо сообщить 1 кг материала, чтобы повысить его температуру на 1 °C. С повышением влажности возрастает теплоёмкость материалов.

Упругость строительных материалов – свойство материалов после снятия нагрузки принимать свою первоначальную форму и размеры.

Ударная вязкость строительных материалов — свойство материала сопротивляться ударным нагрузкам. Ударная вязкость строительных материалов устанавливается экспериментальным путем в лабораторных условиях.

Укрывистость ЛКМ – способность ЛКМ делать одноцветную поверхность, уменьшать контраст между предыдущим слоем и последующим. Количественно укрывистость выражают в граммах краски, необходимой для того, чтобы сделать невидимым цвет закрашиваемой поверхности площадью один квадратный метр.

Твердость строительных материалов – свойство материала оказывать сопротивление проникновению в него другого материала. Показатели твердости выводят экспериментальным путем. Показатели твердости, полученные разными способами (например, «вдавливанием» и «царапанием») нельзя сравнивать между собой.

Химическая стойкость строительных материалов – это способность материалов сопротивляться действию агрессивной среды и другим воздействиям на химическом уровне, способность противостоять химическим реакциям, приводящим к потере основных качеств материала.

Физические свойства строительных материалов – это общепринятые свойства материалов: плотность, влажность, теплопроводность и т.п.

Щелочестойкость строительных материалов – свойство материалов сохранять свои основные качества при воздействии на них щелочей. В строительстве наибольшей щелочной агрессивностью считаются каустическая сода и растворы едкого калия.

Свойства строительных материалов, используемых в строительстве, и их значение

🕑 Время чтения: 1 минута

Строительные материалы или строительные материалы являются основным требованием в наш век технологий. Существует множество видов строительных материалов, используемых для различных строительных работ.

Свойства строительных материалов

Чтобы материал считался строительным, он должен обладать необходимыми техническими свойствами, подходящими для строительных работ.Эти свойства строительных материалов определяют их качество и производительность, а также помогают определить применение этих материалов.
Такие свойства строительных материалов классифицируются следующим образом.

  • Физические свойства
  • Механические свойства
  • Химические свойства
  • Электрические свойства
  • Магнитные свойства
  • Термические свойства

Физические свойства строительных материалов

Это свойства, необходимые для оценки качества и состояния материала без какой-либо внешней силы.Физические свойства инженерных материалов следующие.

  • Насыпная плотность
  • Пористость
  • Прочность
  • Плотность
  • Индекс плотности
  • Удельный вес
  • Огнестойкость
  • Морозостойкость
  • Устойчивость к атмосферным воздействиям
  • Стойкость к растрескиванию
  • Водопоглощение
  • Водопроницаемость
  • Гигроскопичность
  • Коэффициент размягчения
  • Огнеупорность

Объемная плотность строительных материалов

Насыпная плотность — это отношение массы к объему материала в его естественном состоянии, включая пустоты и поры. Выражается в кг/м 3 . Объемная плотность влияет на механические свойства материалов, такие как прочность, теплопроводность и т. д. Значения объемной плотности некоторых технических материалов приведены ниже.

Строительный материал Насыпная плотность (кг/м 3 )
Кирпич 1600 — 1800
Песок 1450 — 1650
Сталь 7850
Тяжелый бетон
Легкий бетон
1800 – 2500
500 — 1800
Гранит 2500 – 2700

Пористость строительных материалов

Пористость дает объем материала, занимаемый порами.Это отношение объема пор к объему материала. Пористость влияет на многие свойства, такие как теплопроводность, прочность, объемная плотность, долговечность и т. д.

Прочность строительных материалов

Свойство материала противостоять совместному действию атмосферных и других факторов называется долговечностью материала. Если материал более прочный, он прослужит дольше. Стоимость обслуживания материала зависит от долговечности.

Плотность строительных материалов

Плотность – это отношение массы материала к его объему в однородном состоянии.Практически на все физические свойства материалов влияют значения их плотности. Ниже приведены значения плотности некоторых строительных материалов.

Материал Плотность (кг/м 3 )
Сталь 7800 – 7900
Кирпич 2500 -2800
Гранит 2600 – 2900

Индекс плотности

Отношение насыпной плотности материала к его плотности называется индексом плотности. Следовательно, он дает объем твердого вещества в материале. В природе полностью плотный материал не существует, поэтому индекс плотности всегда меньше 1 для любого строительного материала.

Удельный вес строительных материалов

Удельный вес – это отношение массы данного вещества к массе воды при 4 o С для равных объемов. Удельный вес некоторых материалов указан ниже.

Материал Удельный вес
Сталь 7.82
Чугун 7,20
Алюминий 2,72

Огнестойкость строительных материалов

Способность противостоять огню без изменения формы и других свойств. Огнестойкость материала проверяется совместным действием воды и огня. Огнеупорные материалы должны обеспечивать большую безопасность в случае пожара.

Морозостойкость

Способность материала сопротивляться замораживанию или оттаиванию называется морозостойкостью.Это зависит от плотности и насыпного веса материала. Более плотные материалы будут иметь большую морозостойкость. Влажные материалы обладают низкой морозостойкостью, при замерзании теряют прочность и становятся хрупкими.

Устойчивость к атмосферным воздействиям

Свойство материала противостоять всем атмосферным воздействиям без потери прочности и формы. Выветривание влияет на долговечность материала. Например, коррозия железа возникает из-за атмосферных воздействий. Для стойкости этому красочному слою обеспечена.

Стойкость к растрескиванию

Способность материала выдерживать определенное количество циклов резких перепадов температуры без разрушения называется сопротивлением выкрашиванию. Это зависит от коэффициента линейного расширения.

Водопоглощение

Способность материала поглощать и удерживать в себе воду называется водопоглощением. Выражается в % от массы сухого материала. Это зависит от размера, формы и количества пор материала.

Водопроницаемость

Способность материала пропускать воду называется водопроницаемостью.Плотные материалы, такие как стеклянные металлы и т. д., называются непроницаемыми материалами, которые не пропускают воду.

Гигроскопичность

Гигроскопичность – это свойство материала поглощать водяной пар из воздуха. Это зависит от относительной влажности, пористости, температуры воздуха и т.д.

Коэффициент размягчения

Коэффициент размягчения материала – это отношение прочности на сжатие насыщенного материала к его прочности на сжатие в сухом состоянии. Это влияет на прочность водопоглощающих материалов, таких как почва.

Огнеупорность

Свойство материала, который не может плавиться или терять свою форму при длительных высоких температурах (1580 o С и выше).
Пример: огнеупорный материал является огнеупорным материалом.

Механические свойства строительных материалов

Механические свойства материалов выясняют путем приложения к ним внешних сил. Это очень важные свойства, которые отвечают за поведение материала в его работе. Механические свойства,

  • Прочность
  • Твердость
  • Эластичность
  • Пластичность
  • Хрупкость
  • Усталость
  • Ударная вязкость
  • Стойкость к истиранию
  • Ползучесть

Прочность строительных материалов

Способность материала сопротивляться разрушению под действием действующих на него нагрузок называется прочностью.Нагрузка может быть сжимающей, растягивающей или изгибающей. Он определяется путем деления предельной нагрузки, воспринимаемой материалом, на площадь его поперечного сечения. Прочность – важное свойство любых строительных материалов. Так, для обеспечения максимального запаса прочности для материалов предусмотрен запас прочности, который выбирают в зависимости от характера работ, качества материала, экономических условий и т.д.

Твердость строительных материалов

Свойство материалов сопротивляться царапанию телом пастуха. Шкала MOHS используется для определения твердости материалов. Твердость наиболее важна для принятия решения об использовании конкретного заполнителя. Это также влияет на работоспособность.

Эластичность строительных материалов

Способность материала восстанавливать свою первоначальную форму и размер после снятия нагрузки известна как эластичность, а материал называется эластичным материалом. Идеально эластичные материалы подчиняются закону Гука, согласно которому напряжение прямо пропорционально деформации. Что дает модуль упругости как отношение единичного напряжения к единичной деформации.Чем выше значение модуля упругости, тем ниже деформации.

Пластичность

Когда к материалу приложена нагрузка, если он будет подвергаться остаточной деформации без образования трещин и сохранять эту форму после снятия нагрузки, то говорят, что материал пластичен, а это свойство называется пластичностью. Они обеспечивают устойчивость к изгибам, ударам и т. д.
Примеры: сталь, горячий битум и т. д.

Хрупкость

Когда материал подвергается нагрузке, если он внезапно выходит из строя, не вызывая деформации, тогда он называется хрупким материалом, а это свойство называется хрупкостью.Примеры: бетон, чугун и т.д.

Усталость

Если материал подвергается повторяющимся нагрузкам, то разрушение происходит в некоторой точке, которая ниже точки разрушения, вызванной постоянными нагрузками. Такое поведение известно как усталость.

Ударная вязкость

Если материал подвергается внезапным нагрузкам и подвергается некоторой деформации, не вызывая разрыва, это называется ударной вязкостью. Обозначает прочность материала.

Стойкость к истиранию

Потеря материала из-за трения частиц во время работы называется истиранием.Устойчивость материала к истиранию делает его прочным и обеспечивает долгий срок службы.

Ползучесть

Деформация ползучести, вызванная постоянными нагрузками в течение длительного времени. Это зависит от времени и происходит очень медленно. В нормальных условиях он практически незначителен. Но в условиях высоких температур ползучесть происходит быстро.

Химические свойства строительных материалов

Свойства материалов против химических воздействий или химических комбинаций называются химическими свойствами. И они

  • Химическая стойкость
  • Коррозионная стойкость

Химическая стойкость строительных материалов

Способность строительных материалов сопротивляться воздействию химических веществ, таких как кислоты, соли и щелочи, известна как химическая стойкость.Подземные сооружения, морские сооружения и т. д. должны быть построены с высокой химической стойкостью.

Коррозионная стойкость

Образование ржавчины (оксида железа) в металлах, когда они подвергаются воздействию атмосферы, называется коррозией. Поэтому металлы должны быть устойчивы к коррозии. Для повышения коррозионной стойкости следует принять соответствующие меры. В противном случае это повредит всю конструкцию.

Электрические свойства строительных материалов

Свойства материала проводить или сопротивляться электричеству через них являются электрическими свойствами материала.Например, дерево обладает большим электрическим сопротивлением, а нержавеющая сталь является хорошим проводником электричества.

Магнитные свойства строительных материалов

Магнитные свойства материалов, такие как проницаемость, гистерезис и т. д., требуются в случае генераторов и т. д. Железо является магнитным материалом, а алюминий — немагнитным материалом.

Тепловые свойства строительных материалов

  • Теплоемкость
  • Теплопроводность
  • Удельное тепловое сопротивление
  • Удельная теплоемкость

Теплоемкость строительных материалов

Теплоемкость — это свойство материала поглощать тепло, и для этого необходимо спроектировать надлежащую вентиляцию.Это влияет на термостойкость стен. Он выражается в J/N o C и рассчитывается по приведенной ниже формуле.
Теплоемкость, T = [H/(M(T 2 — T 1 ))]
Где H = количество теплоты, необходимое для повышения температуры от T 1 до T 2
T 1 = Начальная температура
T 2 = Конечная температура
M = масса материала в Н.

Теплопроводность

Количество теплоты, переданное через единицу площади образца с единицей толщины в единицу времени, называется теплопроводностью.Измеряется в кельвинах. Это зависит от структуры материала, пористости, плотности и влажности. Высокопористые материалы, влажные материалы имеют большую теплопроводность.

Удельное тепловое сопротивление

Это способность сопротивляться теплопроводности. А это обратная величина теплопроводности. При умножении на толщину материала получается тепловое сопротивление. Удельное тепловое сопротивление грунта изменяется от 30 до 500 0 Кл-см/Вт.

Удельная теплоемкость

Удельной теплоемкостью называется количество теплоты, необходимое для нагревания 1 Н материала на 1  o °С. Удельная теплоемкость полезна, когда мы используем материал в зонах с высокой температурой. Ниже приведены удельные теплотворные способности некоторых конструкционных материалов.

Материал Удельная теплоемкость J/N или C
Сталь 0,046 x 10 3
Дерево от 0,239 до 0,27 x 10 3
Камень от 0,075 до 0,09 х 10 3

Подробнее: Типы строительных материалов, используемых в строительстве, и их свойства

Свойства строительных материалов и их значение

В век современных технологий строительные материалы играют важную роль.Хотя строительство является их наиболее распространенным применением, ни одна область машиностроения не была бы полной без этих материалов. Кроме того, промышленность строительных материалов вносит значительный вклад в нашу национальную экономику, поскольку ее продукция влияет как на скорость, так и на качество строительных работ.

В связи с широким спектром применения для зданий и сооружений, а также разнообразием производственных процессов к строительным материалам предъявляется широкий спектр требований, в том числе прочность при низких и высоких температурах, стойкость к обычной и морской воде, кислотам и щелочам, и так далее.

Свойства строительных материалов используются для разделения их на отдельные группы. Свойства строительных материалов определяются их основным применением. Только глубокое понимание свойств материала позволяет сделать рациональный выбор материала для конкретных условий эксплуатации.

Строительные материалы обычно имеют два свойства:

  • Физические свойства
  • Химические свойства

Рассмотрим свойства этих строительных материалов более подробно.

Физические свойства строительных материалов

Существует около 20 физических свойств строительных материалов, по которым можно сделать выбор строительных материалов.

  • Плотность
  • Насыпная плотность
  • Указатель плотности
  • Удельный вес
  • Удельный гравитационный вес
  • Абсолютный удельный гравитационный
  • Очень специфический гравитационный гравитация
  • Пористость
  • Соотношение Void
  • Гигроскопичность
  • Водопоглощение
  • Вода Проницаемость
  • Морозостойкость
  • Теплопроводность
  • Теплопроводность
  • Тепловая мощность
  • 9

  • Огнестойкость
  • Refractoritority
  • Химическая стойкость
  • Прочность

0 Плотность (ρ)

Масса единицы объема однородного материала называется плотностью.Обозначается

Где,

M = масса (г)
V = объем (см³)

На изображении ниже показана плотность некоторых наиболее распространенных строительных материалов, используемых в строительной отрасли.

Объемная плотность (ρь)

Масса единицы объема материала в его естественном состоянии называется объемной плотностью. Он рассчитывается по следующей формуле:

Где,

M = масса образца (кг)
V = объем образца в естественном состоянии (м³)

Насыпная плотность меньше плотности большинства материалов, но эти параметры почти идентичны для жидкостей и таких материалов, как стекло и плотные каменные материалы.Объемная плотность оказывает большое влияние на такие свойства, как прочность и теплопроводность.

На изображении ниже показан объемный вес некоторых строительных материалов:

Индекс плотности (ρо)

Индекс плотности представляет собой отношение насыпной плотности к плотности. Он выражает степень, в которой объем материала заполнен твердым веществом. Поскольку абсолютно плотных тел в природе не существует, практически для всех строительных материалов показатель плотности всегда меньше 1,0.

Удельный вес (γ)

Удельный вес, также известный как удельный вес, представляет собой вес материала на единицу объема.

Где,

γ = удельный вес (кН/м³)
ρ = плотность материала (кг/м)
г = плотность (м/с²)

В гражданском строительстве удельный вес может использоваться для определения веса конструкции, способной выдерживать определенные нагрузки при сохранении целостности и в пределах ограничений по деформации. Он также используется как свойство жидкости в гидродинамике.

Удельный вес (Gs)

Удельный вес твердых частиц материала – это отношение веса заданного объема твердых веществ к весу равного объема воды при температуре 4°C.

Абсолютный удельный вес (Ga)

Истинный или абсолютный удельный вес определяется путем исключения как проницаемых, так и непроницаемых пространств (пустот) при определении истинного объема твердых тел. Абсолютный удельный вес имеет мало практического применения.

Кажущийся удельный вес (Гм)

Кажущийся удельный вес или массовый удельный вес рассчитываются с учетом как проницаемых, так и непроницаемых пустот при расчете истинного объема твердых тел. Это отношение массовой плотности мелкозернистого материала к массовой плотности воды.

Пористость (n)

Степень рассеяния пор по объему вещества называется пористостью. Он рассчитывается путем деления объема пор на объем образца.

Пористость является хорошим показателем объемной плотности материала, теплопроводности и долговечности, среди прочего.

Коэффициент пустотности (е)

Коэффициент пустотности – это объем пустот, разделенный на объем твердых веществ. Когда заполнитель выливается в контейнер любого типа, не все пространство внутри контейнера будет заполнено.

Термин «пустоты» относится к пустым пространствам между частицами заполнителя. На процент пустот, как и на удельный вес, влияет плотность заполнителя и количество содержащейся в нем влаги.В большинстве случаев недействительные суждения выносятся в отношении материала, который был измерен в разобранном виде.

Гигроскопичность

Способность материала собирать водяной пар из воздуха называется гигроскопичностью. На него влияют температура и относительная влажность воздуха, а также тип, количество и размер пор, а также состав вещества.

Водопоглощение

Водопоглощение относится к способности материала поглощать и удерживать воду.Он представлен в процентах от массы или объема сухого материала.

Где,

M1 = масса насыщенного материала (г)
M = масса сухого материала (г)
V = объем материала (мм³)

Стойкость к атмосферным воздействиям

Устойчивость к атмосферным воздействиям относится к способности материала выдерживать чередующиеся влажные и сухие условия в течение длительного периода времени без значительной деформации или потери механической прочности.

Читайте также: Керамика: Свойства и классификация керамики
Читайте также: Древесина — классификация, типы, дефекты древесины

Водопроницаемость

Водопроницаемость относится к способности материала пропускать через себя воду под давлением.Стекло, сталь и битум непроницаемы для воды.

Морозостойкость

Морозостойкость относится к способности материала выдерживать многократное замораживание и оттаивание со значительной потерей механической прочности. В этих условиях вода, удерживаемая в порах, при замерзании расширяется в объеме до 9%. В результате стенки пор подвергаются значительному давлению и могут разрушиться.

Теплопроводность

Способность материала передавать тепло известна как теплопроводность.Влияние имеют тип материала, его структура, пористость, характер пор и средняя температура, при которой происходит теплообмен. Поскольку воздух внутри пор способствует теплопередаче, материалы с большими порами обладают высокой теплопроводностью. Теплопроводность у влажных материалов выше, чем у более сухих. Поскольку материалы, используемые в стенах отапливаемых сооружений, обладают этим свойством, это является основным источником беспокойства. Это повлияет на жилую недвижимость.

Теплоемкость

Теплоемкость – это способность материала поглощать тепло, измеряемая его удельной теплоемкостью.Теплоемкость важна при расчете термостойкости отапливаемых стен зданий и нагревания материала, например при заливке бетона зимой.

Огнестойкость

Способность материала выдерживать действие высоких температур без значительной деформации или потери прочности называется огнестойкостью. При воздействии огня или высоких температур в течение длительного периода времени огнеупорные материалы обгорают, тлеют и с трудом воспламеняются, но горят или тлеют только в присутствии пламени.

Огнеупорность

Способность материала выдерживать длительное воздействие высоких температур без плавления или потери формы называется огнеупорностью. Огнеупорные материалы могут выдерживать температуры 1580°C и выше в течение длительных периодов времени. Легкоплавкие материалы могут выдерживать температуры ниже 1350°C, а тугоплавкие материалы могут выдерживать температуры в диапазоне от 1350°C до 1580°C.

Химическая стойкость

Как следует из названия, химическая стойкость описывает способность материала противостоять кислотам, щелочам, морской воде и газам.Природные каменные материалы, такие как известняк, мрамор и доломит, разлагаются даже слабыми кислотами, древесина устойчива к кислотам и щелочам, а битум распадается под воздействием щелочных растворов.

Долговечность

Относится к способности материала противостоять атмосферным и другим факторам.

Механические свойства строительных материалов

Прочность, сопротивление сжатию, растяжению, изгибу, удару, твердость, пластичность, эластичность и сопротивление истиранию — все это важные механические свойства строительных материалов.

Прочность

Прочность относится к способности материала выдерживать напряжения, вызванные нагрузками, наиболее типичными из которых являются сжатие, растяжение, изгиб и удар. Актуальность исследования множественных сил подчеркивается тем фактом, что такие материалы, как камни и бетон, обладают высокой прочностью на сжатие, но низкой прочностью на растяжение, изгиб и ударную вязкость.

Твердость

Способность вещества сопротивляться проникновению более твердого тела называется твердостью.Шкала Мооса используется для определения твердости материала. Это список из десяти минералов, отсортированных в порядке возрастания твердости. Вдавливание стального шарика используется для определения твердости металлов и полимеров.

1

1

6

MG 3 Si 4 o 10 (О) 2

9

5

5

5

Mohs Hardness Химическая Формула
1
1
2 Гипс CaSO 4 · 2H 2 О 2
3 кальцит СаСО 3 14
4 Fluorite CAF CAF 21
CA 5 (PO 4 ) 3 (OH , CL , F , F , F ) 48
6 6

70073

2

6 Orthoclase FeldSpar Kalsi 3 O 8 72
7 кварта Z SIO SIO 2 100
8
6 AL 2 SIO 4 (OH , F ) 2
6 200
9 CORUNDUM AL 2 O 3
6 400

10

6 10

6

C

6

C

6 1500

5

0 Таблица показаны MOOHS

Эластичность

Эластичность относится к способности материала восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки. Деформация твердых тел пропорциональна напряжению в пределах их упругости. Модуль упругости – это отношение единицы напряжения к единице деформации. Его высокое значение указывает на материал с очень небольшими искажениями.

Пластик

Когда материал нагружен, он может изменять форму без образования трещин и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Такое поведение вещества называется пластичностью. Сталь, медь и горячий битум являются одними из примеров пластиковых материалов.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Объясните свойства материалов, используемых для строительства зданий.

Свойства материалов, связанные с их использованием в строительстве, следующие:

1. Физические свойства:
Некоторые из важных физических свойств

а. Объемная плотность: это отношение массы к объему материала в его естественном состоянии, включая пустоты и поры. Выражается в кг/м3.Насыпная плотность влияет на механические свойства, такие как прочность, электропроводность и т. д.

б. Пористость: указывает объем материала, занимаемый порами. Это отношение объема пор к объему материала. Пористость влияет на многие свойства, такие как теплопроводность, объемная плотность, долговечность и т. д.

в. Долговечность: Свойство материала противостоять совместному действию атмосферных и других факторов известно как долговечность материала.

д.Плотность: определяется как отношение массы к единице объема.

эл. Объемная плотность: определяется как отношение объемной плотности к ее плотности. Следовательно, он дает объем твердого вещества в материале. Всегда меньше 1.

ф. Удельный вес: определяется как отношение массы данного вещества к массе воды при 40°С для равных объемов.

г. Огнестойкость

ч. Морозостойкость

я. Устойчивость к атмосферным воздействиям

Дж. Водопоглощение

2.Механические свойства:
Механические свойства материалов обнаруживаются путем приложения к ним внешних сил. Некоторые из важных физических свойств:

а. Прочность: Прочность – это способность материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, вызванных нагрузками.

б. Твердость: Твердость — это способность материала сопротивляться проникновению более твердого тела. Шкала Мооса используется для определения твердости материалов.

в. Эластичность: Эластичность – это способность материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки.

д. Пластичность: при приложении нагрузки к материалу он будет подвергаться остаточной деформации без образования трещин.

эл. Хрупкость

ф. Усталость

г. Ударная вязкость

ч. Истирание

я. Ползучесть

3. Химические свойства:

а. Химическая стойкость: способность строительного материала сопротивляться воздействию химических веществ, таких как кислоты, соли и щелочи.

б. Коррозионная стойкость: Способность строительных материалов сопротивляться образованию коррозии при воздействии на них атмосферы называется коррозионной стойкостью.

Микромеханические свойства строительных материалов

Наша цивилизация широко использовала строительство и строительные материалы, особенно для инфраструктурных проектов. Основное внимание уделялось традиционным цементным вяжущим, стеклу, керамике и пластмассам, а в последнее время также новым биоматериалам и материалам, имитирующим биотехнологии. Испытания этих материалов были сосредоточены на макромеханических аспектах с меньшим вниманием на микромеханических характеристиках, однако многие фундаментальные механизмы, такие как разрушение, ползучесть и заживление, еще предстоит хорошо понять.

Чтобы получить представление в этой области, в последние годы были разработаны инструменты для исследования микромеханических свойств сложных гетерогенных конструкций и строительных материалов. Достижения в этих экспериментальных методах могут исследовать механическое поведение в гораздо меньших масштабах, помогая тем самым раскрыть ключевые факторы, ответственные за наблюдаемое макромасштабное поведение. Микромеханические исследования могут выявить механизмы мелкомасштабных отказов, характеристики интерфейса, образование и распространение микротрещин, а также возможности самовосстановления.Поэтому исследование микромеханических свойств конструкций и строительных материалов необходимо для точной оценки макромеханических характеристик сложных систем, таких как бетон.

Целью этого специального выпуска является популяризация выдающихся исследований, касающихся микромеханических свойств конструкций и строительных материалов, с акцентом на современные достижения, разработки и новые тенденции. Оригинальные исследовательские и обзорные статьи приветствуются.

Возможные темы включают, но не ограничиваются следующим:

  • Образование и распространение микротрещин
  • Характеристика гетерогенных биоматериалов
  • Характеристики интерфейса между вяжущим и заполнителями
  • Характеристики вязкости/эластичности/пластичности строительных материалов
  • Сбой мелкомасштабного урожая
  • Возможности самовосстановления
  • Долговременная производительность и долговечность

Строительство и строительные материалы – современные материалы

Международный журнал, посвященный исследованиям и инновационному использованию материалов в строительстве и ремонте .

Строительство и строительные материалы представляет собой международный форум для распространения инновационных и оригинальных исследований и разработок в области строительства и строительных материалов и их применения в новых работах и ​​ремонтной практике. Журнал публикует широкий спектр инновационных исследований и прикладных статей, которые описывают лабораторные и в ограниченной степени численные исследования или отчеты о полномасштабных проектах. Многочастные работы не приветствуются.

Строительство и строительные материалы также публикует подробные тематические исследования и некоторые острые обзорные статьи, которые способствуют новому пониманию. Мы фокусируемся на документах по строительным материалам и исключаем документы по проектированию конструкций, геотехнике и несвязанным слоям шоссе. Строительные материалы и , охватываемые технологией , включают: цемент, арматуру бетона, кирпичи и строительные растворы, добавки, технологию коррозии, керамику, древесину, сталь, полимеры, стекловолокно, переработанные материалы, бамбук, утрамбованную землю, нетрадиционные строительные материалы. , битумные материалы и железнодорожные материалы.

Объем Строительство и строительные материалы включает, но не ограничивается, материалы, неразрушающий контроль и аспекты мониторинга новых работ, а также ремонт и техническое обслуживание следующего: мостов, высотных зданий, плотин, гражданских инженерных сооружений, бункеры, дорожное покрытие, туннели, водозащитные сооружения, канализация, кровля, жилье, береговая оборона и железные дороги .

В то время, когда все инженеры, архитекторы и подрядчики вынуждены оптимизировать использование новых материалов и современных технологий, Строительные материалы предоставляет важную информацию, которая поможет повысить эффективность, производительность и конкурентоспособность в мире. рынки.Поэтому это жизненно важное чтение для всех специалистов и ученых, занимающихся исследованиями или спецификацией строительных материалов.

Обязанности автора : Принятие рукописи к публикации в журнале подразумевает, что автор, по запросу, выполнит обязательство поделиться своим опытом при рецензировании чужих рукописей. Авторов также просят назвать пять независимых рецензентов вместе с институциональными адресами электронной почты .Названные возможные судьи не должны быть из их собственного учреждения.

Редакционная коллегия

Главный редактор

  • Майкл С. Форде
    Эдинбургский университет, Институт инфраструктуры и окружающей среды, Инженерная школа, Эдинбург, Великобритания

Старшие редакторы

7 Jose 7 Адам
Политехнический университет Валенсии, Валенсия, Испания

  • Кент Харрис
    Университет Питтсбурга, Питтсбург, Пенсильвания, Соединенные Штаты Америки
  • Masayasu Ohtsu 1duateo Kyoto School of Engineering, Japan
    Kyoto School of Engineering, Japan
  • Marios Soutsos
    Королевский университет Белфаста, Белфаст, Соединенное Королевство
  • Вивиан Тэм
    Университет Западного Сиднея, Школа искусственного интеллекта, Кингсвуд, Австралия
  • Университет штата Айова, Айова, Айова 6 904 of America
  • Главный редактор — Издательская этика

    • Kent Haries
    • Kent Haries
      Университет Питтсбурга, Питтсбург, Пенсильвания, США

    Управляющие редакторы

    • ELISA Bertolesi Phd ELISA Bertolesi Phd
      Brunel University London, Uxbridge, Великобритания
    • Branko Šavija
      Delft University Технологии, Делфт, Нидерланды

    редакторов

    • DIMITRIOS AGGELIS PHD
      ВУБ УНИВЕРСИТЕТ, Брюссель, Бельгия
    • Marco Corradi
      Университет Университета Ньюмбрией, Ньюкасл на Тайне, Великобритания
    • Keith Crews
      University of Technology Sydney, Sydney, NSW, Australia
    • Alejandro Duran-Herrera
      Autonomous University of Nuevo Leon, San Nicolas De Los Garza, Mexico
    • Pan Feng Ph. D.
      Юго-восточный университет, Нанкин, Китай
    • Elke Gruyaert
      KU Leuven Факультет инженерных технологий Гентский технологический кампус, Гент, Бельгия
    • Carlton L. Ho
      Университет Массачусетса, Амхерст, Амхерст, США of America
    • Long-Yuan Li BEng, MSc, PhD, FIStructE, CEng
      University of Plymouth School of Computing and Mathematics, Plymouth, United Kingdom
    • Hani Nassif
      Rutgers University Department of Civil and Environmental Engineering, Piscataway , Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки
    • Чи-Сан Пун
      Гонконгский политехнический университет Факультет гражданского и экологического строительства, Гонконг, Гонконг
    • Лили Пуликакос
      Empa Материаловедение и технология, Дюбендорф, Швейцария
    • Александра Радлинска
      Университет штата Пенсильвания, ООН Парк Мев, Пенсильвания, Соединенные Штаты Америки
    • Sylvie Rossignol Sylvie Rossignol
      Лиможский университет, Лимож, Франция
    • Antonella SaiSi
      Polytechnic of Milan, Milano, Италия
    • ERIK Schlangen
      Delft Университет Технологии, Делфт, Нидерланды
    • George Sergi
      Vector Corrosion Technologies UK, Cradley Heath, United Kingdom
    • Rafat Siddique PhD
      Thapar Institute of Engineering and Technology, Patiala, India
    • Kosmas Side ris 90 Engineering, Xanthi, Греция
    • KIM VAN TITTELBOOM
      Гентский университет, Гент, Бельгия
    • ELS Verstrynge Phd Ku Leuven Департамент гражданского строительства, Leuven, Бельгия
    • Yuhong Wang Phd
      Гонконг Политехнический университет , Гонконг, Гонконг
    • Feipeng Xiao
      Университет Тунцзи, Шанхай, Китай
    • Qingliang Yu
      Эйндховенский технологический университет, Эйндховен, Нидерланды

    Редакционный совет

    • G. Airey
      Университет Ноттингема, Ноттингем, Соединенное Королевство
    • I. L. Al-Qadi
      Университет Иллинойса Урбана-Шампейн, Шампейн, Иллинойс, Соединенные Штаты Америки
    • P.A.M. Basheer
      Университет Лидса, Лидс, Соединенное Королевство
    • A.J. Boyd
      Университет Макгилла, Монреаль, Квебек, Канада
    • J.H. Bungey
      University of Liverpool, Liverpool, United Kingdom
    • O.Buyukozturk
      Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, Соединенные Штаты Америки
    • D.M. Frangopol
      Lehigh University, Bethlehem, Pennsylvania, Соединенные Штаты Америки
    • O. Gunes
      Стамбульский технический университет, Стамбул, Турция
    • P.C. Hewlett
      Университет Данди, Данди, Великобритания
    • K.C. Hover
      Корнельский университет, Итака, Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки
    • C.К.Ю. Leung
      Гонконгский университет науки и технологии Факультет гражданского и экологического проектирования, Коулун, Гонконг, Китай
    • P. B. Lourenco
      University of Minho Department of Civil Engineering, Гимарайнш, Португалия
    • A. Mirmiran
      Международный университет Флориды, Майами, Флорида, Соединенные Штаты Америки
    • J. Mirza
      Технологический университет Малайзии, Скудай, Малайзия
    • А.S. Nowak
      Auburn University, Auburn, Alabama, United States of America
    • S. Rizkalla
      NC State University, Raleigh, North Carolina, United States of America
    • C. Shi
      Hunan University College of Civil Engineering, Чанша, Китай
    • NG Шрив
      Университет Калгари, Калгари, Альберта, Канада
    • С. Т. Смит
      Университет Аделаиды Факультет инженерных компьютерных и математических наук, Аделаида, Австралия
    • К.Sobolev
      University of Wisconsin-Milwaukee, Milwaukee, Wisconsin, United States of America
    • J. G. Teng
      Гонконгский политехнический университет Факультет гражданского и экологического строительства, Гонконг, Гонконг
    • İ. B. Topçu
      Университет Эскишехир Османгази, Эскишехир, Турция
    • D. Van Gemert
      Кафедра гражданского строительства KU Leuven, Левен, Бельгия

    Специальный выпуск: Исследование механических свойств строительных материалов

    Др.Патрик Розыло

    Электронная почта
    Веб-сайт

    Приглашенный редактор

    Факультет машиностроения и мехатроники, Люблинский технический университет, ул. Надбыстшицка 36, 20-618 Люблин, Польша
    Интересы: механика материалов; возникновение и развитие повреждений; анализ отказов; численное моделирование; исследование потери устойчивости и после потери устойчивости; метод конечных элементов; композитные материалы

    Проф. Хуберт Дебски

    Электронная почта
    Веб-сайт

    Приглашенный редактор

    Люблинский технический университет, кафедра машиностроения и мехатроники, ул. Надбыстжицкая, 36., 20-618 Люблин, Польша
    Интересы: механика материалов; возникновение и развитие повреждений; анализ отказов; численное моделирование; исследование потери устойчивости и после потери устойчивости; метод конечных элементов; композитные материалы

    Доктор Катажина Фалькович

    Электронная почта
    Веб-сайт

    Приглашенный редактор

    Факультет машиностроения и мехатроники, Люблинский технический университет, ул. Надбыстшицка 36, 20-618 Люблин, Польша
    Интересы: механика материалов; возникновение и развитие повреждений; анализ отказов; численное моделирование; исследование потери устойчивости и после потери устойчивости; метод конечных элементов; композитные материалы

    Уважаемые коллеги,

    Для меня большая честь объявить о выпуске специального выпуска журнала Materials (IF 3.057) «Исследование механических свойств строительных материалов». Спецвыпуск будет освещать все новейшие результаты и тенденции в исследованиях, моделировании и испытаниях современных строительных материалов. Приглашение опубликовать ценные статьи адресовано широкому кругу ученых и практиков, работающих в области изотропных материалов, композитов и других широко используемых материалов. Ниже вы найдете краткое изложение содержания вышеупомянутого Специального выпуска.

    Строительные материалы представляют собой широкий спектр инженерных материалов, используемых при возведении различных видов сооружений. Группа этих материалов состоит в основном из металлов и их сплавов, керамики, полимеров и композитов. Исследования по определению механических и прочностных свойств в случае конструкционных материалов, таких как изотропные или композиционные материалы, являются актуальной областью интересов ученых. Проведение экспериментальных научных исследований, позволяющих определить свойства материалов, дает возможность дальнейшей реализации полученных параметров в численных расчетах методом конечных элементов.Этот подход предоставляет дополнительные возможности для проведения экспериментального и численного анализа на основе предварительно заданных параметров материала. С учетом вышеизложенного возможность проведения исследований свойств материалов определяет в дальнейшем правильность проведения экспериментальных испытаний реальных конструкций, находящихся в различных, обычно сложных, состояниях внешних нагрузок. Обычно исследования строительных материалов предполагают анализ работы и поведения конструкции в конкретных условиях эксплуатации. Эксплуатационные требования в первую очередь определяют приспособление конструкции к безотказному выполнению поставленных задач, механическую прочность, устойчивость к износу или условиям окружающей среды, а также защиту от перегрузок. Обычно применяемые и эксплуатируемые изотропные или композитные конструкционные материалы (например, в виде тонкостенных конструкций) широко применяются в авиации, строительстве и автомобилестроении.

    В свете вышеизложенного любой прогресс в исследованиях механических свойств, конструирования, методов изготовления и испытаний имеет большое значение для дальнейшего расширения области применения строительных материалов.Я хотел бы призвать всех исследователей, работающих в этой области, присылать свои ценные статьи в этот специальный выпуск.

    Д-р Патрик Розило
    Проф. Хуберт Дебски
    Д-р Катажина Фалькович
    Приглашенные редакторы

    Информация о подаче рукописей

    Рукописи должны быть представлены онлайн на сайте www. mdpi.com путем регистрации и входа на этот сайт. После регистрации нажмите здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока.Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска. Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для планируемых статей в редакцию можно отправить название и краткую аннотацию (около 100 слов) для размещения на сайте.

    Представленные рукописи не должны быть опубликованы ранее или находиться на рассмотрении для публикации в другом месте (за исключением материалов конференции).Все рукописи проходят тщательную рецензирование в рамках единого процесса слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая необходимая информация для подачи рукописей доступны на странице Инструкции для авторов. Materials — международный рецензируемый журнал с открытым доступом, выходящий раз в полгода, издаваемый MDPI.

    Перед отправкой рукописи посетите страницу Инструкции для авторов.
    Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 2300 швейцарских франков (швейцарских франков).Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI
    Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время авторских правок.

    Механические свойства инженерных материалов

    Чтобы доработать материал для инженерного продукта или приложения, важно понимать механические свойства материала. Механические свойства материала — это те, которые влияют на механическую прочность и способность материала формоваться в подходящей форме.Некоторые из типичных механических свойств материала включают в себя:

    • прочность
    • прочность
    • твердость
    • Однестимость
    • Brittlenity
    • Malloability
    • Духоведение
    • ползучесть
    • Устойчивость
    • Усталость

    Прочность

    Это свойство материала, которое противостоит деформации или разрушению материала под действием внешних сил или нагрузки. Материалы, которые мы дорабатываем для нашей машиностроительной продукции, должны иметь достаточную механическую прочность, чтобы быть способными работать при различных механических усилиях или нагрузках.

    Прочность

    Способность материала поглощать энергию и пластически деформироваться без разрушения. Его числовое значение определяется количеством энергии в единице объема. Его единица измерения – Джоуль/м 3 . Значение ударной вязкости материала можно определить по напряженно-деформированным характеристикам материала. Для хорошей ударной вязкости материалы должны обладать хорошей прочностью, а также пластичностью.

    Например: хрупкие материалы, имеющие хорошую прочность, но ограниченную пластичность, недостаточно прочны.И наоборот, материалы, обладающие хорошей пластичностью, но низкой прочностью, также недостаточно прочны. Следовательно, чтобы быть прочным, материал должен выдерживать как высокие нагрузки, так и деформации.

    Твердость

    Это способность материала сопротивляться постоянному изменению формы из-за внешнего напряжения. Существуют различные меры твердости – твердость при царапании, твердость при вдавливании и твердость по отскоку.

    1. Твердость к царапанью
      Твердость к царапанью – это способность материалов противостоять царапинам на внешнем поверхностном слое под действием внешней силы.
    2. Твердость при вдавливании
      Это способность материалов сопротивляться вмятинам из-за ударов внешних твердых и острых предметов.
    3. Твердость по отскоку
      Твердость по отскоку также называется динамической твердостью. Он определяется высотой «отскока» молотка с алмазным наконечником, падающего с фиксированной высоты на материал.

    Прокаливаемость

    Это способность материала приобретать твердость путем термической обработки. Он определяется глубиной, до которой материал становится твердым.Единицей прокаливаемости в системе СИ является метр (по аналогии с длиной). Прокаливаемость материала обратно пропорциональна свариваемости материала.

    Хрупкость

    Хрупкость материала указывает на то, насколько легко он разрушается под действием силы или нагрузки. Когда хрупкий материал подвергается нагрузке, он потребляет очень мало энергии и разрушается без существенной деформации. Хрупкость обратна пластичности материала. Хрупкость материала зависит от температуры.Некоторые металлы, пластичные при нормальной температуре, становятся хрупкими при низкой температуре.

    Ковкость

    Ковкость – это свойство твердых материалов, которое показывает, насколько легко материал деформируется под действием напряжения сжатия. Ковкость часто классифицируют по способности материала формироваться в виде тонкого листа путем ковки или прокатки. Это механическое свойство является аспектом пластичности материала. Пластичность материала зависит от температуры. С повышением температуры пластичность материала увеличивается.

    Пластичность

    Пластичность – это свойство твердого материала, которое показывает, насколько легко материал деформируется под действием растягивающего напряжения. Пластичность часто классифицируют по способности материала растягиваться в проволоку при натяжении или волочении. Это механическое свойство также является аспектом пластичности материала и зависит от температуры. С повышением температуры пластичность материала увеличивается.

    Ползучесть и скольжение

    Ползучесть – это свойство материала, которое указывает на склонность материала к медленному перемещению и необратимой деформации под воздействием внешнего механического напряжения.Это происходит из-за длительного воздействия больших внешних механических нагрузок с пределом текучести. Ползучесть более выражена у материалов, подвергающихся длительному нагреву. Скольжение в материале представляет собой плоскость с высокой плотностью атомов.

    Упругость

    Упругость – это способность материала поглощать энергию при упругой деформации под действием напряжения и высвобождать энергию при снятии напряжения. Доказательная упругость определяется как максимальная энергия, которая может быть поглощена без остаточной деформации.Модуль упругости определяется как максимальная энергия, которая может быть поглощена единицей объема без остаточной деформации.

  • 1500