Механические свойства строительных материалов кратко

Обновлено: 02.07.2024

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

Лебедки применяются для подъема и перемещения строительных грузов и машин. Реверсивная лебедка Зубчато-фрикционная лебедка Для подъема и перемещения…

При этом используются разные каналы привлечения и способы рекламы. Какие именно методы использовать – решает веб-мастер, в зависимости…

Машина — сочетание деталей, узлов и механизмов, обеспечивающее преобразование одной энергии в другую с последующей передачей на рабочий…

Материалы, которые чаще всего применяются во время строительства, ремонта зданий, сооружений, их реконструкций, как правило, подразделяются на две…

Общие сведения о строительных материалах

Механические свойства строительных материалов

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться различным силовым воздействиям. К этим свойствам относятся: прочность, твердость, пластичность, упругость, истираемость.

Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Прочность строительных материалов характеризуют пределом прочности. Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение материала

где F - разрушающая нагрузка, Н; А - площадь поперечного сечения образца до испытания, см2, м2.

Предел прочности при сжатии различных материалов колеблется от 0,5 до 1000 МПа и более. Прочность строительных материалов обычно характеризуется маркой или классом, значение которых соответствует величине предела прочности, полученного при испытании образцов стандартных размеров. Форма стандартных образцов и методика испытаний на соответствующий материал указываются в ГОСТах. Прочность материала зависит от структуры, плотности, влажности, формы, размера, направления приложения нагрузки. Приведем пределы прочности некоторых строительных материалов.

Материалы Предел прочности при сжатии, МПа

Известняк плотный 10-150

Кирпич керамический обыкновенный 7,5-30

Бетон легкий В 12,5 15

Сосна (вдоль волокон) 30-45

Дуб (вдоль волокон) 40-50

Сталь класса A-III 380-450

Твердость - способность материалов сопротивляться прониканию в него другого более твердого материала. Это свойство, например, у природных каменных материалов определяют по методу нанесения царапанием черты одним материалом на другом.

Твердость каменных материалов определяют по шкале твердости, в которой 10 специально подобранных минералов расположены так, что на каждом предыдущем все последующие могут оставлять при царапании черту.

Показатель твердости Минерал (Характеристика твердости)

1 Тальк или мел (Легко чертится ногтем)

2 Каменная соль или гипс (Чертится ногтем)

3 Кальцит или ангидрид (Легко чертится стальным ножом)

4 Плавиковый шпат (Чертится стальным ножом под небольшим давлением)

5 Апатит (Чертится стальным ножом под большим нажимом, стекло не чертит)

6 Ортоклаз (Слегка царапает стекло, стальным ножом не чертится)

7 Кварц (Легко чертят стекло, стальным ножом не чертится)

8 Топаз (Легко чертят стекло, стальным ножом не чертится)

9 Корунд (Легко чертят стекло, стальным ножом не чертится)

10 Алмаз (Легко чертят стекло, стальным ножом не чертится)

Численное значение твердости при испытании образца может оказаться между показателями двух соседних минералов, взятых по шкале твердости. Например, если испытываемый материал чертится топазом, но сам не чертит кварц, то его твердость принимают 7,5.

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 является глина, разогретый асфальт.

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

Истираемость - свойство материала уменьшаться в объеме и массе под действием истирающих усилий. На истираемость испытывают материалы, применяемые для устройства полов, лестничных ступеней, тротуаров. Истираемость материала (И, г/см2) можно рассчитать по формуле

где m и m1 - масса испытуемого образца до и после истирания, г; А - площадь истирания, см2.

Физические свойства строительных материалов

Физические свойства строительных материалов характеризуют его строение или отношение к физическим процессам окружающей среды. Важнейшим показателем материалов является плотность (истинная, средняя, насыпная). Для основных строительных материалов допускается рассматривать только среднюю плотность

Средняя плотность (р0) - отношение массы материала к его объему в естественном состоянии. Она измеряется в г/см3, кг/м3, т/м3 и определяется по формуле

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

От плотности материала в значительной мере зависят его физико-механические свойства, например прочность и теплопроводность. Значение плотности материала используют при определении его пористости, массы и размера строительных конструкций, расчетах транспорта и подъемно-транспортного оборудования.

Пористость (П) материала - это степень заполнения его объема порами. Рассчитать пористость материала можно по формуле

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

Поры - это мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом. Поры бывают открытые и закрытые, мелкие и крупные. Мелкие поры, заполненные воздухом, придают строительным материалам теплоизоляционные свойства. По величине пористости можно приближенно судить о других важнейших свойствах материала: плотности, прочности, водопоглощении, долговечности и др. Величина пористости строительных материалов колеблется от 0 (стекло и металл) до 95 % для пенопластов. Для конструкций, от которых требуется высокая прочность пли водонепроницаемость, применяют плотные материалы, а для стен зданий - материалы со значительной пористостью, обладающие хорошими теплоизоляционными свойствами.

Пустотность - воздушные ячейки, образующиеся между зернами рыхло насыпанного материала (песка, щебня), или полости, имеющиеся в некоторых изделиях, например в пустотелом кирпиче, панелях из железобетона. Пустотность песка и щебня составляет 35-45%, пустотелого кирпича - 15-50 %.

Гигроскопичность - свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их вследствие капиллярной конденсации. Она зависит от температуры воздуха, его относительной влажности, вида, количества и размера пор, а также от природы вещества. Материалы с одинаковой пористостью, но имеющие более мелкие поры, оказываются более гигроскопичными, чем крупнопористые материалы.

Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать воду. Характеризуется оно количеством воды, поглощаемой сухим материалом, погружаемым полностью в воду, и выражается в процентах от массы материала (водопоглощение по массе - wm) или в процентах от объема образца (объемное водопоглощение- wv).

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

Объемное водопоглощение всегда меньше 100 %, а водопоглощение по массе очень пористых материалов изменяется главным образом в зависимости от объема пор, их вида и размеров. В результате насыщения водой свойства материалов могут изменяться: увеличивается плотность и теплопроводность, а в некоторых материалах, например древесине и глине, увеличивается объем (они разбухают), вследствие чего понижается их прочность.

Влагоотдача - свойство материала отдавать влагу окружающей среде при соответствующих условиях (нагрев, движение воздуха). Скорость влагоотдачи (высушивания) зависит от разности между влажностью материала и относительной влажностью воздуха. На влагоотдачу влияют свойства материала и характер его пористости. В естественных условиях влагоотдача строительного материала характеризуется интенсивностью потери влаги при относительной влажности воздуха 60 % и температуре 20 °С.

Влажность - содержание воды в материале, выраженное в процентах от массы абсолютно сухого материала. Чем выше влажность, тем ниже прочность материала. Например, прочность насыщенного водой кирпича снижается почти на 25%. Примерно через год после постройки устанавливается равновесие между влажностью строительных конструкций и воздуха. Находящиеся в этих условиях материалы называют воздушно-сухими, влажность их различна (сосны- 15%, кирпича керамического - 0,5 %, штукатурки - 1 % ).

Воздухостойкость - способность материала длительно выдерживать многократное систематическое увлажнение и высушивание без значительных деформаций и потери механической прочности. Материалы по-разному ведут себя по отношению к действию переменной влажности. Например, бетон в таких условиях склонен к разрушению. Повысить воздухостойкость материалов можно путем введения гидрофобных добавок, придающих материалу водоотталкивающие свойства.

Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость характеризуется количеством воды, прошедшей в течение одного часа через 1 м2 площади испытуемого материала при давлении 1 МПа. Плотные материалы (сталь, стекло, битум, большинство пластмасс) водонепроницаемы.

Морозостойкость - способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Морозостойкость имеет важное значение для стеновых и кровельных материалов, подвергающихся в процессе эксплуатации зданий замораживанию в увлажненном состоянии. Вода, превращаясь в лед и расширяясь при этом (примерно до 9%), разрывает ячейки, в которых находится. Это приводит к снижению прочности, а затем и к полному разрушению конструкций.

Марка изделий по морозостойкости (Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более) определяется количеством циклов замораживаний и оттаиваний в насыщенном водой состоянии, которое выдерживает материал без видимых следов разрушения - трещин, отслоений.

Теплопроводность - свойство материала пропускать тепло через свою толщину. Теплопроводность материала оценивают количеством тепла, проходящим через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 час при разности температур на противоположных плоскопараллельных поверхностях образца в 1°С. Теплопроводность зависит от структуры материала, степени пористости, влажности и ряда других факторов.

Знание теплопроводности необходимо при расчете материалов, используемых в качестве стен и перекрытий отапливаемых зданий, для изоляции холодильников и различных тепловых агрегатов.

Теплоемкость - свойство материала поглощать при нагревании тепло. Теплоемкость характеризуется удельной теплоемкостью С, Дж/(кг-°С), которая определяется количеством теплоты, необходимой для нагревания 1 кг материала на 1 °С и определяется по формуле

где Q - количество тепла, затраченное на нагревание материала от температуры t1 до t2, Дж; т - масса материала, кг.

Теплоемкость материала имеет важное значение в тех случаях, когда учитывают аккумуляцию тепла, например при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, при расчете подогрева материала для зимних бетонных работ, при расчете печей.

Огнестойкость - способность материала выдерживать действие высокой температуры в условиях пожара без потери несущей способности (большого снижения прочности и значительных деформаций).

Строительные материалы по огнестойкости делят на: несгораемые-бетон, кирпич, металл; трудносгораемые - асфальт, фибролит и сгораемые - дерево, рубероид, пластмассы, краски.

Огнеупорность - свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. Материалы по степени огнеупорности подразделяют на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.

Проницаемость излучения ядерного распада. В атомной промышленности особую значимость приобретает свойство материалов задерживать гамма-лучи и потоки нейтронов, опасные для живых организмов. Поток радиоактивного излучения при встрече с конструкциями может поглощаться в разной степени в зависимости от толщины ограждения, вида излучения и природы вещества защиты.

Для защиты от нейтронного потока применяют материалы, содержащие в большом количестве связанную воду (гидратированные бетоны, лимонитовая руда), от гамма-излучений - материалы с большой плотностью (свинец, особо тяжелый бетон). Уменьшить интенсивность проникания нейтронного излучения через бетон можно за счет введения в него специальных добавок (бора, кадмия, лития).

Химическая стойкость - свойство материала сопротивляться действию кислот, щелочей, растворенных в воде солей и газов. Наиболее стойкими материалами по отношению к действию кислот и щелочей являются керамические материалы и изделия, а также многие изделия на основе пластмасс.

Долговечность - способность материала сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации. К. этим факторам можно отнести изменение температуры и влажности, действие различных газов или растворов солей, совместное действие воды и мороза, солнечных лучей. Долговечность материалов оказывает существенное влияние на величину эксплуатационных затрат на содержание зданий и сооружений.

Основные свойства строительных материалов

Для строительства зданий и сооружений применяются различные строительные материалы. Они разделяются на природные и искусственные. К природным относятся лесные - круглый лес, пиломатериалы; природные каменные материалы - естественный камень, гравий, песок, глина. К искусственным материалам относятся минеральные вяжущие вещества (цемент, известь), керамические материалы (кирпич, различная строительная керамика); бетоны и строительные растворы; металлические, теплоизоляционные, звукоизоляционные, акустические и гидроизоляционные материалы, пластмассы и лакокрасочные материалы. Строительные материалы характеризуются различными свойствами. Основные свойства строительных материалов подразделяются на несколько групп: физические свойства - плотность, пористость, пустотность, гигроскопичность, водопоглощение, влагоотдача, влажность, воздухостойкость, водопроницаемость, морозостойкость, теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, проницаемость излучения ядерного распада; механические свойства - прочность, твердость, износ, сопротивление удару, долговечность, химическая стойкость.

По своим прочностным данным выбранный для определенной конструкции материал должен значительно превосходить внутренние напряжения, возникающие в нем под влиянием реальных механических сил, тепловых факторов, усадочных явлений. Под их влиянием не должна нарушаться целостность или сплошность материала и приданная ему форма в конструкции. При проектировании и строительстве учитывают различное отношение материалов к характеру нагружения. Некоторые материалы (металлы, дерево, пластики) хорошо сопротивляются растягивающим усилиям, тогда как другие (бетон, кирпич) хорошо работают на сжатие. Эти свойства материалов оказывают значительное влияние при выборе материала для конструкции зданий и сооружений.

Кроме прочности материалы характеризуются определенной способностью к деформированию. Одни материалы способны к упругим и пластичным деформациям, другие, наоборот, не способны к ним. Деформационные показатели качества материалов имеют огромное теоретическое и практическое значение при решении вопросов устойчивости конструкций и сооружений.

Правильное использование строительных материалов в соответствии с их свойствами позволяет значительно повысить эффективность строительства и увеличить срок службы зданий и сооружений. Материал должен сохранять прочностные и деформационные характеристики в течение длительного периода работы. Влияние внешней среды оказывает отрицательные воздействия на строительные материалы. Так, например, в морских сооружениях высокопрочный и плотный бетон, изготовленный на обычном портландцементе, сравнительно быстро разрушается; деревянные сваи, забитые в грунт, недолговечны и подвержены загниванию; силикатный кирпич, уложенный в стены подвальных этажей, в печи и дымоходы, также не долговечен, так как грунтовая вода и высокие температуры в печах способствуют его разрушению. Многие материалы под влиянием влагопоглощения ярко проявляют повышенные пластические изменения. Многочисленные примеры показывают, что выбор технически целесообразного материала обосновывают не только его прочностными характеристиками, но и стойкостью (долговечностью) к воздействию внешней среды, в которой работает конструкция.

Каждый строительный материал должен удовлетворять определенным техническим требованиям. Эти требования регламентируются Государственными общесоюзными стандартами - ГОСТами.

В ГОСТе дается определение данному материалу, приводятся классификационные признаки и конкретные цифровые показатели технических свойств, указывается его происхождение или способ получения, обобщаются необходимые данные по маркировке и упаковке, правила хранения и транспортировки, конструктивные сведения о методах испытаний. Государственные стандарты устанавливают на все строительные материалы, имеющие важное значение для народного хозяйства. ГОСТ имеет силу закона, и соблюдение его является обязательным для всех предприятий, изготавливающих строительные материалы.

Кроме государственных существуют отраслевые стандарты, устанавливаемые министерствами в отношении сырья и материалов, имеющих ограниченное распространение. Существуют еще технические условия (ТУ) предприятий, утвержденные главным инженером совместно с организацией-потребителем. Они обязательны для данного предприятия при доставке продукции по договору. Государственные стандарты и технические условия периодически перерабатываются на основе новейших достижений отечественной и зарубежной науки и техники, поэтому необходимо обращаться к последним изданиям этих документов.

Применяемые в строительстве материалы, как правило, подвергаются технологической обработке. Способность поддаваться такой обработке является иногда решающим при выборе материала. Так, например, для облицовки цокольных этажей здания нередко используют только те горные породы, которые хорошо полируются с образованием зеркальной поверхности. При массовой заготовке щебня для бетонных работ учитывается способность горной породы дробиться в машинах без образования плоских щебенок (лещадки) и т. д.

Следовательно, при выборе материалов необходимо учитывать их способность реагировать на отдельные и взятые в совокупности факторы - механические, внешнюю среду, температуру и ее колебания, химические реагенты, технологические операции и др. Способность материала реагировать на указанные факторы называется его свойствами, которые подразделяются на физические и механические.

Время работы: пн-пт с 9:00 до 17:00 сб-вс с 10:00 до 15:00

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 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.

Читайте также: