🗊Презентация Строительное материаловедение

1. Контроль качества строительных материалов. Сумма свойств, определяющих пригодность материала и изделия для использования по назначению, называется качеством. Контроль качества материалов и изделий проводят по разработанным нормам, требованиям и правилам. В зависимости от контролируемого производственного этапа различают контроль: входной; технологический; приемочный.

Входной контроль включает проверку соответствия поступающих материалов и изделий установленным требованиям. Входной контроль включает проверку соответствия поступающих материалов и изделий установленным требованиям. Технологический контроль состоит в проверке соответствия установленным требованиям температуры, давления, времени выдерживания, тщательности перемешивания и других показателей технологического процесса. Приемочный контроль заключается в проверке соответствия готовых изделий требованиям стандартов или технических условий.

На каждый материал (изделие) и метод испытаний имеется техническое условие или стандарт, которые содержат номенклатуру изделий, показатели качества, определяемые стандартными методами, правила приемки, транспортирования и хранения. На каждый материал (изделие) и метод испытаний имеется техническое условие или стандарт, которые содержат номенклатуру изделий, показатели качества, определяемые стандартными методами, правила приемки, транспортирования и хранения. Стандарты могут быть как на конкретную продукцию, так и укрупненными, содержащими разделы по проектированию, технологии строительства и строительным материалам («Строительные нормы и правила»).

2. Классификация строительных материалов Все строительные материалы и изделия классифицируют: по назначению; по виду материла; по способу получения. По назначению на: конструкционные; отделочные; гидроизоляционные; теплоизоляционные; акустические; антикоррозионные; герметизирующие.

По виду материала: По виду материала: природные каменные; лесные; полимерные; металлические; керамические; стеклянные; искусственные каменные и т.д. По способу получения: природные; искусственные.

Природные строительные материалы добывают в местах их естественного образования, обычно в верхних слоях земной коры (горные породы), или роста (древесина). Их используют в строительстве, применяя преимущественно механическую переработку (дроб-ление, распиловку). Состав и свойства этих материалов в основном зависят от происхождения исходных пород и способа их обработки и переработки. Природные строительные материалы добывают в местах их естественного образования, обычно в верхних слоях земной коры (горные породы), или роста (древесина). Их используют в строительстве, применяя преимущественно механическую переработку (дроб-ление, распиловку). Состав и свойства этих материалов в основном зависят от происхождения исходных пород и способа их обработки и переработки. Искусственные строительные материалы изготовляют из природного минерального и органического сырья (глины, песка, известняка, нефти, газа и т.д.), промышленных отходов (шлака, золы) с использованием специальной отработанной технологии. Полученные искусственные материалы приобретают новые свойства, отличные от свойств исходного сырья.

3. Состав и структура Свойства любого материала можно регулировать в широких пределах путем изменения его состава и структуры. Состав материала: химический, минералогический, фазовый (твердый, жидкий, газообразный) зависит в большей степени от сырья, которое было использовано и в меньшей от технологии изготовления изделий. Структуру материала изучают на микроуровне при помощи микроскопов и на макроуровне — визуально.

В зависимости от состава микроструктура может быть: В зависимости от состава микроструктура может быть: нестабильной коагуляционной, оцениваемой по вязкости и пластичности (клей, лакокрасочные материалы, глиняное и цементное тесто); аморфной (стекло, шлаки), характеризуется однородностью и хаотичным расположением молекул; кристаллической (металлы, природный и искусственный камень), представляющая собой кристаллическую решетку со строго определенным расположением атомов.

Макроструктура материалов зависит от технологии получения материала и изделия. Макроструктура материалов зависит от технологии получения материала и изделия. Виды макроструктуры: плотная (стекло, металл); ячеистая (пеносиликат, газосиликат); мелкопористая (кирпич); волокнистая (древесина); слоистая (пластики); рыхлозернистая (песок). Состав и структура определяют свойства материалов, которые не остаются постоянными, а изменяются во времени в результате механических, физико-химических, иногда и биохимических воздействий среды, в которой эксплуатируется изделие или конструкция.

4. Основные свойства строительных материалов

Физические свойства

Свойства, характеризующие структуру материала. К ним относятся: истинная плотность; средняя плотность; пустотность; пористость.

Истинная плотность () — масса единицы объема вещества в абсолютно плотном состоянии, без пор, пустот и трещин. Истинная плотность () — масса единицы объема вещества в абсолютно плотном состоянии, без пор, пустот и трещин. Средняя плотность (ср) — масса единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии с пустотами и порами. Для сыпучих материалов (песок, цемент, щебень, гравий) определяют насыпную плотность. Насыпная плотность (н) — масса единицы объема сыпучих материалов в свободном (без уплотнения) насыпном состоянии. В единицу объема таких материалов входят не только зерна самого материала, но и пустоты между ними. Количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпного материала, выраженное в процентах по отношению ко всему занимаемому объему, называют пустотностью. По величине истинной и средней плотности рассчитывают общую пористость (Пп) материала, в %. Поры в материале могут иметь различную форму и размеры. Они могут быть: открытыми, сообщающимися с окружающей средой; замкнутыми, заполненными воздухом.

Гидрофизические свойства Проявляют материалы и изделия при контакте с водой. Наиболее важные из них: гигроскопичность; водопоглощение; водостойкость; водопроницаемость; морозостойкость; воздухостойкость.

Гигроскопичность — свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их на своей поверхности. Одни материалы притягивают к своей поверхности молекулы воды (острый угол смачивания) и называются гидрофильными — бетон, древесина, стекло, кирпич; другие, отталкивающие воду (тупой угол смачивания), — гидрофобными: битум, полимерные материалы. Характеристикой гигроскопичности служит отношение массы влаги, поглощенной материалом из воздуха, к массе сухого материала, выраженное в %. Гигроскопичность — свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их на своей поверхности. Одни материалы притягивают к своей поверхности молекулы воды (острый угол смачивания) и называются гидрофильными — бетон, древесина, стекло, кирпич; другие, отталкивающие воду (тупой угол смачивания), — гидрофобными: битум, полимерные материалы. Характеристикой гигроскопичности служит отношение массы влаги, поглощенной материалом из воздуха, к массе сухого материала, выраженное в %. Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать воду. Влагоотдача — способность материала отдавать влагу при снижении влажности воздуха. Водопроницаемость — свойство материала пропускать воду под давлением. Морозостойкость — способность материала сохранять свою прочность при многократном попеременном замораживании в водонасыщенном состоянии и оттаивании в воде. Воздухостойкость — способность материала длительно выдерживать многократное увлажнение и высушивание без деформаций и потери механической прочности.

Теплофизические свойства Свойства, оценивающие отношение материала к тепловым воздействиям. К ним относятся: теплопроводность; теплоемкость; термостойкость; жаростойкость; огнеупорность; огнестойкость.

Теплопроводность — способность материала пропускать тепловой поток при условии разных температур поверхности. Теплопроводность — способность материала пропускать тепловой поток при условии разных температур поверхности. Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании определенное количество тепла. Термостойкость — способность материала выдерживать без разрушений определенное количество резких колебаний температуры. Жаростойкость — способность материала выдерживать температуру эксплуатации до 1000°С без нарушения сплошности и потери прочности. Огнеупорность — способность материала выдерживать длительное воздействие высоких температур без деформаций и разрушения. По огнеупорности материалы подразделяются на: огнеупорные (t ≥ 1580°C); тугоплавкие (t = 1350 - 1580°C); легкоплавкие (t ≤ 1350°C). Огнестойкость — свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. По возгораемости строительные материалы подразделяют на : несгораемые; трудносгораемые; сгораемые.

Акустические свойства При действии звука на материал проявляются его акустические свойства. По назначению акустические материалы делят на четыре группы: звукопоглощающие; звукоизолирующие; виброизолирующие; вибропоглощающие. Звукопоглощающие материалы предназначены для поглощения шумового звука. Звукоизолирующие материалы применяют для ослабления ударного звука, передающегося через строительные конструкции здания из одного помещения в другое. Виброизолирующие и вибропоглощающие материалы предназначены для устранения передачи вибрации от машин и механизмов на строительные конструкции зданий.

Химические свойства Химические свойства характеризуют способность материала к химическим взаимодействиям с другими веществами. Химическая активность может быть положительной, если процесс взаимодействия приводит к упрочнению структуры (образование цементного, гипсового камня), и отрицательной, если протекающие реакции вызывают разрушение материала (коррозионное действие кислот, щелочей, солей). Адгезия – соединение твердых и жидких материалов по поверхности, обусловленное межмолекулярным взаимодействием. Растворимость – способность вещества образовывать с водой и органическими растворителями однородные системы – растворы. Кристаллизация – процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов при электролизе и химических реакциях, который сопровождается выделением тепла. Химическая или коррозионная стойкость — это свойство материалов противостоять разрушающему действию жидких и газообразных агрессивных сред.

Механические свойства Механические свойства характеризуют поведение материалов при действии нагрузок различного вида (растягивающей, сжимающей, изгибающей и т.д.). В зависимости от того, как материалы ведут себя под нагрузкой, их подразделяют на пластичные (изменяют форму под нагрузкой без появления трещин и сохраняют изменившуюся форму после снятия нагрузки) и хрупкие. Пластичные — это, как правило, материалы однородные, состоящие из крупных, способных смещаться относительно друг друга молекул (органические вещества) или состоящие из кристаллов с легло деформируемой кристаллической решеткой (металлы). Хрупкие материалы (бетон, природный камень, кирпич) хорошо сопротивляются сжатию и в 5 - 50 раз хуже растяжению, изгибу, удару (соответственно стекло, гранит).

Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности, под которым понимают напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение материала к единице площади. Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности, под которым понимают напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение материала к единице площади. Определяют: предел прочности на сжатие или растяжение; предел прочности на изгиб. Твердость — способность материала сопротивляться проникновению в его поверхность другого более твердого тела правильной формы. Истираемость характеризуется величиной потери первоначальной массы материала (г), отнесенной к единице площади (см2) истирания. Сопротивление удару или хрупкость имеет большое значение для материалов, применяемых для покрытия полов в цехах промышленных предприятий. Предел прочности материала при ударе характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение образца, отнесенной к единице объема. Испытание материалов проводят на специальном приборе-копре. Износ — разрушение материала при совместном действии истирающей и ударной нагрузок.

Технологические свойства Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться тому или иному виду обработки. Пластичность — способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы прекращается. Вязкостью или внутренним трением называют сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого. Ковкость - металлов (или других веществ) поддаваться изменению формы под воздействием ударов молота или прокатом, без разрушения. Свариваемость - способность металлов образовывать качественное свар­ное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.

Свойства строительных материалов