Массовое водопоглощение

может превышать 100% (для пористых и очень легких материалов (торфяных теплоизоляционных плит))

колеблется

W_m =8—20% для глиняного обыкновенного кирпича

W_m не более 2% для керамических плиток

W_m около 3% для тяжелого бетона средней плотностью до 2500 кг/м³

W_m = 0,5—0,7% для гранита

Свойства насыщенного материала сильно изменяются: увеличиваются теплопроводность и средняя плотность, а у некоторых материалов (например, у дерева) и объем, уменьшается прочность (вследствие ослабления связей между части­цами).

Водостойкость строительных материалов.

Водостойкость — способность материала сохранять в той или иной мере свои прочностные свойства при увлажнении. Оценивается по коэффициенту размягчения (К_разм)

К_разм = R_сж.в/R_сж.с = 0…1 (0-кирпич-сырец 1-Ме,стекло, ситалл)

R_сж.в – предел прочно­сти при сжатии материала в насыщенном водой состоянии, МПа

R_сж.с – предел прочности при сжатии в сухом состоянии, МПа

Во­достойкие строительные материалы: К_разм > 0,8 (гранит, бетон, мрамор, асбесто­цемент)

Эти материалы можно применять в сырых местах без специальных мер по защите их от увлажнения. На стабильность структуры и свойств материала заметное влияние оказывает попере­менное увлажнение и просыхание. Некоторые материалы принято проверять на водостойкость путем циклического насыщения образ­цов водой и их высушивания.

Неводостойкие строительные материалы: К_разм < 0,8(гипс К_разм=0,42…0,45)

Гидрофизические свойства строительных материалов.

Отражают отношение материала к действию воды и отрицательных температур

Водостойкость см.6

Водопоглощение см.4

Влагооотдача – свойство материала выде­лять воду при наличии соответствующих условий в окружающей среде (понижение влажности, нагревание, движение воздуха). Влагоотдачу принято выражать скоростью высыхания материалов, т. е. количеством воды (в процентах массы или объема стандартного образца материала), теряемым в сутки при относительной влажности окружающего воз­духа 60% и температуре 20°.

Водопроницаемость – способность мате­риала пропускать воду через свою толщу под давлением. Степень водопроницаемости материалов зависит от их плотности и строения. Особо плотные ма­териалы (например, стекло, битумы, сталь) водонепроницаемы, ма­териалы же с замкнутыми мелкими пора­ми практически также водонепроницае­мы. Водопроницаемость выражают коли­чеством воды в граммах, прошедшей за 1 ч через 1 см² поверхности материала при постоянном давлении. Стеновые,гидроизоляционные и кровельные материалы должны обладать низкой водонепроницае­мостью. Водонепроницаемыми считаются материалы, которые при испытании под определенным давлением столба воды не пропускают ее.

В2 В4 В5 … В12 (атм) W0,2 W0,4 … W1,6 (МПа)

Морозостойкость см.8

Влажность (%)

Абсолютная влажность – вычисляется по отношению к массе высушенного образца (m=const)

Относительная влажность- определяется по отношению к массе образца, содержащего влагу

Увлажнение материала увеличивает среднюю плотность, уменьшает водостойкость, морозостойкость, ККК, прочность. Хранить стройматериалы необходимо в сухих условиях, а в процессе эксплуатации принять меры по гидроизоляции.

Гигроскопичность – способность материала поглощать водяные пары из окружающего воздуха. Это отрицательное свойство, т.к. вызывает набухание материала и значительную усадку при высыхании (древесина)

Газо-, паропроницаемость -способность строитель­ных материалов пропускать через свою толщу пар (газ). Газо-, паропроницаемость может усилиться под влиянием разности давлений между внешней средой и внутренней. Влияют на газо-, паропроницаемость и различные температуры паров (газов), ветровые нагрузки и т. п. Чем меньше плотность пара (газа), тем выше газо-, паропроницаемость. Чем поры крупнее и лучше сообщаются между собой, тем газо-, паропроницаемость больше.

Химическая или коррозионная стой­кость - способность материалов сопротивляться дей­ствию кислот, щелочей, растворенных в воде газов и солей. В конструкциях строительные материалы очень часто подвергаются действию агрессивных жидкостей и газов. Так, проходящие по канализационным системам сточные жидкости могут содержать свободные кислоты и щелочи, разрушающие поверхность Ме и ж/б труб. Растворенные соли, находя­щиеся в морской воде в большом количестве, могут разрушающе дей­ствовать на бетонные сооружения.

Капиллярное всасываниеводы пористым материалом происходит, когда часть конструкции находится в воде. Грунтовые воды могут подниматься по капиллярам и увлажнять нижнюю часть здания (нужен гидроизоляционный слой, отделяющий фундаментную часть конструкции от ее наземной части). Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощенной воды и интенсивностью всасывания.

 

 

6. Морозостойкость и способы ее оценки.

Морозостойкость.

Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попере­менное замораживание и оттаивание без видимых признаков разру­шения и без значительного понижения прочности.

(цикл) – 1замораживание и 1оттаивание

Некоторые строительные материалы, соприкасающиеся с водой и наружным воздухом (например, в гидросооружениях, а также кро­вельные, стеновые), постепенно разрушаются. Разрушение вызывается тем, что материал полностью насыщается водой, которая при температуре ниже нуля замерзает в порах, увеличиваясь в объеме примерно на 9%. Материалы испытывают на морозостойкость в холодильных камерах. Испытание заключается в многократном (от 10 до 200 раз в зависимости от условий работы сооружений) замораживании образца, насыщен­ного водой, с оттаиванием его в воде комнатной t° после каждого замораживания. t° замораживания должна быть ниже -17°, так как в тончайших порах, имеющихся в некоторых строительных материалах, вода замерзает только при указанной тем­пературе. Морозостойкими считают те материалы, которые после установлен­ного для них числа циклов замораживания и оттаивания не имеют тре­щин, расслаивания и теряют не более 5% массы. Прочность образцов, подвергнутых испытанию на морозостойкость, по сравнению с прочностью контрольных образцов, не подвергнутых испытанию, может понижаться не более чем на 25%. Марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200.

Долговечность бетонных и железо­бетонных конструкций, подвергающихся в условиях эксплуатации совместному действию воды и мороза, зависит от морозостойкости бе­тона. Высокая морозостойкость – одно из главных требова­ний, предъявляемых к бетону гидротехнических сооружений, до­рожных покрытий, опор мостов и т. п. Морозостойкость бетона характеризуется наибольшим числом цик­лов попеременного замораживания и оттаивания, которые могут вы­держивать образцы 28-суточного возраста. ГОСТ на тяжелый бетон, в том числе и на гидротехнический, по морозостойкости, устанавливает семь марок: F6О, F100, F150, F200, F300, F400, F500. Марку бетона по морозостойкости выбирают в зависи­мости от климатических условий, числа перемен уровня воды на омы­ваемой поверхности бетона или числа смен замораживания и оттаи­вания за зимний период. Морозостойкими являются бетоны высокой плотности.

 

7. Механические свойства (прочность, твердость, истираемость, пластичность, хрупкость).

Истираемость строительных материалов.

Истираемость – способность материала умень­шаться в массе и объеме под действием истирающих усилий.

Истирае­мость имеет большое значение для тех материалов, которые в условиях службы в строительных конструкциях подвергаются истирающему воздействию (например, материалы для полов, лестниц, угольных и других бункеров).

Истираемость материалов в лабораторных условиях определяют на специальных машинах — кругах истирания. Главная часть ма­шины—чугунный вращающийся круг, к которому под опре­деленным давлением прижимают кубики или цилиндры из испыты­ваемого материала. На движущийся круг подсыпают истирающий материал (абразив) в определенном количестве.

И = (m₁-m₂)/S г/см²

m₁ – масса образца до испытания

m₂ – масса образца после испытания

S – площадь поверхности образца, которая подвергается истирающим усилиям

 

Гранит 0,1-0,5

Кварцит 0,06-0,12

Керамические плитки для полов 0,25-0,3

Известняк 0,3-0,8

Твёрдость строительных материалов.

Твердость - свойство материала сопротивляться прониканию в него постороннего более твердого тела. Это свойство находится не в прямой зависимости от прочности: материалы с разными значениями предела прочности (например, стали разных марок) могут обладать примерно одинаковой твердостью.

Шкала Мооса

1.Тальк или мел (легко царапается ногтем)

2.Каменная соль или гипс(царапается ногтем)

3.Кальцит или ангидрит (легко царапается стальным ножом)

4.Плавиковый шпат (царапается стальным ножом под небольшим нажимом)

5.Апатит (царапается ножом под сильным нажимом)

6.Ортоклаз

7.Кварц легко царапают стекло,

применяются в качестве абразивных

8.Топаз(истирающих и шлифующих

материалов)

9.Корунд

10.Алмаз

При испытании числовой показатель твердости образца может ока­заться между показателями двух соседних минералов, взятых по шкале твердости. Например, если испытываемый материал чертится ортоклазом, но сам не чертит апатит, то его твердость принимают рав­ной 5,5. Шкала Мооса применяется для природных каменных материалов.

Метод Бринеля

Для определения твердости древесины, стали и бетона в образцы вдавливают стальной шарик (или твердый наконечник в виде конуса или пирамиды) под нагрузкой и измеряют глубину вдавливания. По диаметру лунки определяют твердость.

НВ=P/F. F – площадь поверхности отпечатка.

Твердость материалов имеет значение для тех из них, которые при­меняют в конструкциях, подвергаемых действию сильно сосредото­ченных нагрузок (например, полы промышленных зданий).

Чем выше твердость, тем меньше истираемость.

Прочность строительных материалов на сжатие, изгиб и растяжение.

Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами и другими факторами (стесненная усадка, неравномерное нагревание)

Прочность оценивают пределом прочности (временным сопротивлением) R, определенным при данном виде деформации.

Предел прочности при сжатии R_сж

Характеризуется разрушающей нагрузкой, соответствующей началу разрушения образца

R_сж = P/F (МПа)

P – разрушающая нагрузка, (Н)

F – площадь сечения образца, (м²)

Предел прочности при растяжении R_раст

R_раст = P/F (МПа)

R_раст > R_сж волокнистые – древесина

R_раст < R_сж хрупкие – бетон, кирпич, природные камни

R_раст ≈ R_сж сталь

Предел прочности при изгибе R_изг

R_изг = M/W (МПа)

M – изгибающий момент (Н*м)

W – момент сопротивления (м³)

R_изг = 3Pl/2bh²

Марка по прочности определяется по пределу прочности на сжатие R_сжс учетомпределапрочности на изгибR_изг

Чем выше марка, тем выше качество стройматериала. Единая шкала марок охватывает все строительные материалы.

Марки по прочности:

М400, М500, М550, М600 (кгс/см²) для портландцемента

Г2, Г3, Г4, Г5, Г6, Г7, Г10, Г13, Г16, Г19, Г22, Г25 для гипса

 

8. Долговечность, химическая стойкость и биостойкость.

 

9. Природные каменные материалы. Какие строительные материалы и изделия получают из горных пород и их применение в строительстве?

Природные каменные материалы, применяемые в строительстве.

Их получают механическим путем из горных пород с помощью соответствующей каменной обработки: раскалывание, распиливание, фрезерование, шлифование, полирование.

Бутовый камень — это крупные куски неправильной формы раз­мером 150—500 мм, массой 20—40 кг, получаемые при разработке известняков, доломитов и песчаников (реже), гранитов и других из­верженных пород. Камень, получаемый при взрывных работах, называется рваным. Для кладки лучшим считается бутовый камень в виде плит непра­вильной формы – плитняк или постелистый бут. Его получают выколкой из осадочных и метаморфических пород, имеющих слоистое или сланцевое строение. Бу­товый камень широко применяют для возведения прочных, водостойких и морозостойких сооружений (кладка фундаментов, подземных стен и стен неотапливаемых зданий, подпор­ных стен, ледорезов, отстойников и резервуаров, плотин, мелкие куски перерабатывают на щебень, используемый в качестве заполнителя в бетоне, для щебеночной подготовки под бетонные фун­даменты в санитарно-технических сооружениях и в качестве фильтру­ющего материала).

Валунный камень — крупные обломки (более 300 мм) горных пород ледникового происхождения, характеризующиеся окатанной, часто сильно выветрившейся поверхностью. Его используют для получения булыж­ного камня и щебня.

Булыжный камень — зерна горной породы размером до 300 мм, применяют для покрытий мостовых, дворов и откосов, для каменной наброски при строительстве дамб. Крупный булыжный камень можно применять как бут, мелкий камень перерабатывают на щебень.

Гравий — рыхлое скопление различно обкатанных обломков горных пород, Размер отдельных зерен 5—70 мм. В зависимости линейного размера частиц гравий подразделяют на фракции 5—10, 10—20, 20—40 и 40—70 мм. Добывают гравий открытым способом экскаваторами. Гравий используют в строительстве в качестве крупного заполнителя в цементах и асфальтовых бетонах, а так­же как фильтрующий мате­риал в водопроводных соору­жениях.

Песок – рыхлая горная порода, состоящая из зерен минералов и пород размером 0,14 -5 мм. В зависимости от минералогического состава различают пески кварцевые,

полевошпатные и карбонатные.

Щебень представляет собой смесь угловатых обломков камня различной конфигурации размером 5—150 мм. Изготовляют щебень из различных горных пород, что определяет его марку. Качество щебня устанавливают по пределу прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии, а также по его истираемости и сопротивлению удару.

 

 

10. Защита природного камня от разрушения в конструкциях зданий и сооружений. (флюатирование).

 

 

11. Керамические изделия и материалы. Классификация. Свойства (пористость, прочность, морозостойкость, теплопроводность, паропроницаемость), применение керамических изделий.

Керамические плитки для внутренней отделки стен здания

ГОСТ 6141-76

Керамические материалы для внутренней облицовки помещений не подвергаются действию отрицательных температур и резких пере­мен погоды, поэтому к ним предъявляют иные требования, чем к мате­риалам для внешней облицовки зданий. Точность размеров, правиль­ность формы и одинаковая окраска, внешний вид приобретают здесь особо важное значение.