(ПГС02 2016) Строительные материалы. Нормативная база Материаловедение
 Скачать 1.71 Mb.
|
|
2.5. Механические свойства Механические свойства отражают способность материала сопротивляться силовым, тепловым, усадочным или другим внутренним напряжениям. При приложении внешних сил материал деформируется. Деформации могут быть обратимыми и необратимыми, в свою очередь обратимые деформации могут быть упругими и эластичными. Характер и величина деформаций зависит от величины нагрузки, скорости нагружения и температуры материала. Упругость – свойства материала при воздействии нагрузки изменять свои размеры и форму и полностью восстанавливать их после снятия нагрузки. Пластичность – способность материала деформироваться под действием нагрузки не разрушаясь и сохранять остаточную деформацию после её снятия. Пластическая деформация необратима. Примерами пластичного материала служат битумы (при положительных температурах), некоторые виды пластмасс, сталь, бетонные и растворные смеси. Хрупкость – свойство материала разрушаться без заметных пластических деформаций. К материалам, имеющим хрупкий характер разрушения, относятся стекло, бетон, кирпич. Под действием окружающей среды, при изменении влажности материала могут возникать деформации усадки. Усадка(мм/м) – уменьшение размеров материала в течение времени, чаще всего, при уменьшении влажности. Ползучесть(мм/м) – увеличение деформации материала под действием постоянной статической нагрузки в течение времени. Показателем ползучести служит мера ползучести или удельная относительная деформация ползучести. Прочность – свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям, которые возникают при действии внешних нагрузок. Материал в сооружении подвергается тем или иным нагрузкам и воздействиям, которые вызывают напряженное состояние (сжатие, растяжение, изгиб, кручение, сдвиг, скалывание и др). Для осевого растяжения/сжатия формула для вычисления напряжения имеет вид:  где: σ – напряжение, кН/см2 (1 кН/см2 ≈ 10МПа ≈100 кгс/см2); Р – нагрузка, кН; F – площадь поперечного сечения образца до испытания, см2. Величина напряжения зависит от величины нагрузки. Максимального значения, при котором наступает разрушение материала, напряжения достигают при разрушающей нагрузке. Прочность характеризуется пределом прочности. Предел прочности при сжатии определяется на образцах правильной геометрической формы: кубы, призмы, цилиндры. Разрушающая нагрузка, как правило, определяется на гидравлическом прессе:  Прочность различных материалов на сжатие варьируется в широких пределах от 0,5 МПа до 1000 МПа и выше. У некоторых материалов прочность на сжатие характеризует их марки или классы, т.е. качество. Предел прочности на растяжение определяется на образцах стержнях, призмах или «восьмерках», которые имеют переменное сечение. Разрушающая нагрузка определяется на разрывных машинах:  Возможно также определение прочности на растяжение методом раскалывания на кубах или цилиндрах. Предел прочности на изгиб определяется на образцах призмах. При трёхточечном изгибе предел прочности вычисляют по формуле:  где: Рразр – разрушающаяся нагрузка, кН; l – расстояние между опорами, см; b – ширина поперечного сечения образца, см; h – высота поперечного сечения образца, см. В последнее время широкое распространение получили различные неразрушающие методы испытания строительных материалов на прочность. Для проведения таких испытаний может применяться, например, такой прибор, как молоток Шмидта. Ударная вязкость – свойство материала сопротивляться ударным нагрузкам. Твердость – свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала. Твердость строительных материалов может оцениваться по разным шкалам. Так, например, твердость минералов оценивается по шкале Мооса, в которой 10 эталонных минералов расположены в порядке возрастания твердости. Твердость строительных материалов оценивают, в основном, по Бринеллю. В качестве индентора используется стальной шарик, а твердость по Бринеллю определяют по формуле:  где: P – нагрузка, с которой вдавливается стальной шарик в образец материала, Н; D – диаметр стального шарика, м; d –диаметр отпечатка, м. Твердость металлов может также определяться по Роквеллу (в условных единицах), либо по Виккерсу (в МПа). Истираемость – свойство материала сопротивляться истирающим воздействиям. Истираемость вычисляют по формуле:  где: m1 – масса образца до испытания, г; m2 – масса образца после испытания на истирание, г; F – площадь истирания, см2.
2.6. Физико-химические и акустические свойства Для строительных материалов важно, чтобы они обладали способностью сохранять свой химический состав и структуру при воздействии окружающей среды. Химическая стойкость – способность материала сопротивляться воздействию агрессивных сред: кислот (кислотостойкость), щелочей (щелочестойкость), растворенных в воде солей (солестойкость) и газов. Изменение состава и строения материалов под воздействием внешней агрессивной среды называется коррозией. Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться коррозии. Химическая и коррозионная стойкость оценивается по оценке снижения прочностных показателей и других свойств. Для строительных материалов, которые получаются после смешивания твёрдых компонентов с водой (цементное тесто, штукатурные и кладочные растворы, бетоны и др.), важное значение имеют адгезия, тиксотропия. Адгезия (МПа) – прочность прилипания жидкой фазы или пластично-вязких смесей (раствора, мастики, краски и др.) к поверхности твёрдого основания (или подложки). Адгезия, наносимого на поверхность основания (или подложки) материала, зависит от их природы, формы и состояния поверхности, условий контакта и др. Адгезия характеризуется силой, необходимой для разделения поверхностей. Прочность сцепления (МПа) – прочность контакта затвердевшего нанесённого слоя раствора или др. твёрдого тела с поверхностью твёрдого основания (подложки). Тиксотропия – способность пластично-вязких смесей (бетона, раствора) обратимо разжижаться от механического воздействия и восстанавливать прежнее состояние в состоянии покоя. Это свойство имеет большое значение для проведения кладочных, штукатурных, бетонных работ на строительной площадке, а также на заводах по производству сборных железобетонных изделий. Звукопоглощение – 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. Сравнительные показатели коэффициента звукопоглощения строительных материалов показаны в таблице 2.6. Таблица 2.6 Сравнительные показатели коэффициента звукопоглощения строительных материалов
Звукопроницаемость– 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. Звукопроводность–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). Звукоизоляция– 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 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. Звукоизоляция строительных материалов и конструкций зависит от пористости материала, его толщины, наличия в материале или конструкциях отверстий и примыканий к другим конструкциям.
|