Физико-механические свойства материаловСтроительные материалы обладают рядом физико-механических и химических свойств, которыми определяется степень Их пригодности для сооружения того или иного устройства. В физике различают понятия плотности и объемной массы. Плотность — отношение массы материала к его объему (без учета пустот, пор и т. д.). Измеряется плотность в кг/м3. Объемной массой называют отношение массы материала к занимаемому объему в естественном состоянии, т. е. с учетом пустот, пор и т. п. Измеряется объемная масса в тех же единицах, что и плотность, — кг/м3. Для таких материалов, как металлы, стекло, смолы и некоторых других объемная масса равна плотности. Для строительных материалов значения плотности и объемной массы не совпадают.

Например, плотность гранитного щебня равна 3300 кг/м3, а его объемная масса — 1800- 1900 кг/м3 в зависимости от фракции (размера частиц, определяемого ситовым анализом). Объемные массы свежевзрыхленного и слежавшегося песка также будут различными. Таким образом, объемная масса для многих материалов — величина переменная.

Изменяется эта величина и в зависимости от влажности материала. Поэтому во избежание путаницы принято определять объемную массу любого материала в воздушно-сухом состоянии.

Пористость материала определяет степень заполнения его объема порами, пустотами и дополняет плотность до единицы. Плотность и пористость материалов влияют на прочность, водопоглощение, водонепроницаемость, теплопроводность, морозостойкость и ряд других свойств.

Водопоглощение характеризует способность материала впитывать и удерживать воду. Выражается в процентах, определяющих массу материала, предельно насыщенного водой, и того же образца материала в абсолютно сухом состоянии.

Водопоглощение обычного керамического кирпича в зависимости от степени обжига колеблется от 8 до 20 %. Прочность насыщенных водой материалов уменьшается, а объемная масса и теплопроводность — возрастают. Отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности сухого материала называется коэффициентом размягчения. Для стали и битума, например, этот коэффициент равен 1, поскольку эти материалы являются водостойкими.

Для кирпича-сырца и глино-песчаного раствора коэффициент равен 0; в воде эти материалы распадаются. Именно поэтому кирпич-сырец и глино-песчаный раствор не применяются при кладке фундамента в водонасыщенных Фунтах и кладке печных труб над крышей.

Прочность определяет способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок, температурных колебаний и других факторов. Каждый материал обладает пределом прочности, превышение которого вызывает разрушение.

Пластичность определяет способность материала изменять свою форму без признаков разрушения под действием нагрузки и полностью сохранять измененную форму после снятия нагрузки. Пластичность является одной из важнейших характеристик кладочного раствора. Огнестойкость определяется степенью возгораемости материала и характеризует его способность выдерживать без разрушения воздействие высоких температур в условиях пожара.

По степени возгораемости строительные материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы при воздействии огня не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются, хотя и могут деформироваться.

Сталь, например, деформируется в значительной степени, а гранит, мрамор, силикатный кирпич полностью разрушаются. Трудносгораемые материалы под воздействием огня воспламеняются с трудом, тлеют.

После удаления источника огня тление прекращается. Примером такого материала может служить строительный войлок, используемый в качестве тепло — и огнеизоляционного материала в печных устройствах.

При тлении войлока распространяется характерный сильный запах, сигнализирующий о возникновении очага горения. Сгораемые материалы под воздействием огня воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня. Огнеупорность определяет способность материала противостоять воздействию высоких температур в течение длительного времени, не разрушаясь и не размягчаясь.

По степени огнеупорности материалы разделяют на три группы огнеупорные, выдерживающие действие температуры 0т 1580 °С и выше (шамот, динас и др.); тугоплавкие, выдерживающие действие температуры 1350- 1580 °С (гжельский кирпич); легкоплавкие, размягчающиеся при температуре ниже 1350 °С (обыкновенный кирпич). Растворимость — способность материала растворяться в различных жидкостях.

Антикоррозионность — способность самостоятельно или в смеси со связующими веществами предохранять конструкции от разрушения коррозией. Антикоррозионными материалами для металлических футляров печей являются графит и печной лак. Биостойкость — способность материала сопротивляться разрушающему действию микроорганизмов, грибков и насекомых. Жизнедеятельность микроорганизмов активизируется во влажной среде, поэтому для повышения биостойкости материалы должны быть водостойкими. Неорганические теплоизоляционные материалы более долговечны, чем органические, малогигроскопичны, не гниют, как правило, огнестойки, не повреждаются грызунами. Поэтому их широко используют в строительстве для утепления зданий. К неорганическим теплоизоляционным материалам относятся: минеральная вата и изделия из нее (маты и мягкие плиты на синтетическом связующем, полужесткие плиты на синтетическом связующем, жесткие плиты на битумном и синтетическом связующем); стеклянная вата и изделия из нее (маты на формальдегидной смоле, маты прошивные, плиты на фенолформальдегидной смоле); перлит и изделия из него (стеклоперлит, гипсоперлит, перлитобетон) и другие материалы. Из теплоизоляционных материалов на основе органического сырья, в качестве которого используются отходы Деревообработки, торф и камыш, в строительстве применяют древесно-волокнистые, древесно-стружечные, торфяные и камышитовые плиты различных размеров и назначения, а также плиты страмит, костромит, арболит, фибролит, изготовляемые из соломы, костры льна и отходов деревообработки с присадкой огнезащитно-связующих составов, оклеенные тонким картоном или плотной бумагой. Теплоизоляционные материалы на основе пластических масс в массовом строительстве применяются сравнительно недавно. По структуре они делятся на три подгруппы: ячеистые и пенистые (пенопласты); пористые (поропласты), сотовые (сотопласты). Эти материалы обладают целым рядом достоинств, среди которых низкая объемная масса, прочность, высокие теплоизоляционные свойства, стойкость к воздействию влаги. Из отечественных пено-пластов широко применяются: пенополистирол марок ПС-1 и ПС-4, пенополивинилхлорид марок ПВХ и ПХА, пенополиуретан марки ПУ-101, пенопласты на основе фенолформальдегидных смол (пенофенопласты) марок ФФ, ФК и ФС; из поропластов — мипор, поропласт МФП на основе мочевиноформальдегидных смол; сотопласты, изготовленные без вспенивания путем склеивания гофрированных листов бумаги, фольги, хлопчатобумажной ткани, пропитанных полимерами, и имеющие ячейки шестигранной, ромбической, квадратной и других форм размером 11,1 мм. Для теплоизоляции бань лучше использовать материалы из неорганических веществ (минеральная и стеклянная вата), органических отходов (камышит, страмит и фибролит) и некоторые виды огнестойких пластмасс (пенополиуретан, сотопласты и пенопласты из фенолформальдегид-ных смол). Их применение в ограждающих конструкциях позволяет поддерживать желаемый микроклимат в парной и снижает массу всего строения. Для теплоизоляции пригодны жесткие и полужесткие маты и плиты из минеральной и стеклянной ваты, которые фиксируют в полости каркаса прижимными деревянными устройствами. Древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты в сочетании с другими утеплителями (минераловатными плитами и пенополистиролом) используют для внутренней облицовки раздевалки; в парной их нельзя применять из-за высокой гигроскопичности, а также воспламеняемости. Камышитовые, страмитовые и фибролитовые плиты можно применять для теплоизоляции бань в тех местах, где сравнительно тепло, так как они недороги и обладают прекрасными теплоизолирующими свойствами: каркасная стена с утеплителем из камышита толщиной 10 см не уступает по теплофизическим свойствам стене из сплошной кирпичной кладки толщиной в два кирпича (51 см). При обработке огнестойкими материалами стены становятся трудносгораемыми, а при надежной защите от увлажнения не заражаются грибками. Утеплители из пластмасс легки, имеют низкий коэффициент теплопроводности. Работать с ними нетрудно, они легко обрабатываются и склеиваются. Кроме перечисленных материалов могут быть использованы древесные щепа, стружка или опилки. Смоченные раствором цемента, извести или гипса, они могут использоваться для утепления стен и потолка бань.

Оставить комментарий

Последние публикации