Гидрофизические свойства строительных материалов

 

Водопоглощение (В) — это способность материалов впитывать и удерживать воду при непосредственном контакте с ней.

Различают водопоглощение по массе и по объему.

.

где m2 — масса в водонасыщенном, m1 — в сухом состоянии, V — объём в естественном состоянии.

Водостойкость — способность материала сохранять свои физико-механические свойства (в том числе прочность при воздействии воды). Она характеризуется коэффициентом размягчения (). Коэффициент размягчения, который равен отношению пределов прочности при сжатии материалов в водонасыщенном и сухом состоянии:

Материал считается водостойким, если коэффициент размягчения больше или равен 0,8. Снижение прочности при увлажнении связанно с:

1) С наличием в некоторых материалах растворимых веществ (гипс CaSO₄ и пр.)

2) Из-за расклинивающего эффекта Ребиндера. Связанного с тем, что диполи воды, попадая в микротрещины материала, расширяют их, что приводит к падению прочности.

Влажность — это весовое содержание воды в материале, выраженное в процентах.

Водопроницаемость — это способность материалов пропускать воду под давлением. Она характеризуется количеством воды, прошедшим за 1 час через

1 поверхности, при заданном давлении, определяемым стандартом для каждого материала.

Водонепроницаемость — это способность материала не пропускать воду под давлением. Плотные материалы и с замкнутой пористостью воду практически не пропускают, чем больше открытых пор в материале, тем более он проницаем для воды. За марку материала по водонепроницаемости (W) принимают одностороннее гидростатическое давление в МПа, при котором образцы - цилиндры из испытуемого материала еще не пропускают воду. Обычно марки . Спец. Материалы имеют марки достигающие 2.

Морозостойкость — это способность материалов выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и значительного снижения прочности. Разрушение связанно с тем, что при замерзании вода увеличивается примерно на 9% и образующийся лёд оказывает давление на стенки пор, постепенно их разрушая. Марка материала по морозостойкости — это число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдерживают водонасыщенные образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15% и потери массы более 5%. Для всех материалов кроме бетона и кирпича марка по морозостойкости 10-300 циклов. Для бетона и кирпича обозначается буквой F 10-300. 1 цикл испытаний на морозостойкость представляет собой замораживание водонасыщенных образцов при -15 -17 градусов. В течении нескольких часов и последующее оттаивание при температуре выше +15 не менее 6 часов.

 

 

Механические свойства строительных материалов.

Прочность — способность материалов сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от внешних нагрузок.

На материал могут действовать нагрузки сжатия, растяжения, изгиба, кручения и среза.

На каждый из этих типов воздействий определяется предел прочности .

Предел прочности R – напряжение вызывающее разрушение материала.

Чаще всего строительные материалы испытывают нагрузки сжатия, изгиба и растяжения.

Предел прочности при сжатии — отношение разрушающей нагрузки к площади материала: Предел прочности при сжатии определяется на гидравлических прессах или в специальных машинах, типа МЦЦ-100.

Предел прочности при изгибе

Определяется на гидравлических прессах или в специальных машинах типа МЦЦ-100

Предел прочности при растяжении определяют для некоторых строительных материалов, например: для арматурных стяжек на разрывных машинах или для битумов на дуктилометрах.

Твёрдость — свойство материалов сопротивляться проникновению в них более твердых материалов.

Для природных каменных материалов твёрдость определяется по шкале Мооса, сотсоящей из 10 минералов от талька до алмаза с твёрдостью 1-10.

Твёрдость металлов, бетона, кирпича определяется вдавливанием в их поверхность твёрдых тел — инденторов и определяют твёрдость , как функцию обратно пропорциональную площади отпечатка А.

Для металлов используют 3 метода определения твёрдости:

1. По Брипелю определяют число твёрдости НВ, вдавливая стальной шарик.

2. По Ронвеллу определяют число твёрдости НR при вдавливании алмазного твёрдосплавного конуса с углом 120 градусов.

3. По Виккерсу определяют число твёрдости HV при вдавливании алмазной четырёхгранной пирамиды.

Истираемость (И) — характеризуется потерей массы, отнесённой к площади истирания: , где m1-масса образа до истирания, m2 — после истирания, А — площадь образца.

Пластичность — способность материала под влиянием внешних сил изменять свою форму и размеры, не разрушаясь. После прекращения воздействий первоначальная форма и размеры не восстанавливаются.

Упругость — свойство материала деформироваться под воздействием внешних сил и полностью восстанавливать свою форму и размеры после снятия внешних воздействий.