Свойства, связанные со строением материала. Единицы измерения. Численные значения.

Свойства, связанные со строением материала. Единицы измерения. Численные значения.

Плотность кг/м^3(вода-1000), все св-ва связанные с водой и огнём (водопоглощение %, водонасыщение%, влажность%, гигроскопичность, водонепроницаемость, водостойкость, морозостойкость (циклы? ).

(Теплопроводность (ккал/м*ч*градус, вода-0, 51), термостойкость, теплоёмкость(кДЖ/кг*градус вода=1), огнеупорность(градусы), огнестойкость(градусы)

Объясните различие между средней плотностью материала и его истинной плотностью. На какую структурную характеристику это влияет? Примеры для различных материалов.

Средняя плотность – плотность материала с учётом пор и пустот. Истинная плотность- плотность материала без учёта пустот и пор.

Плотностью влияет на прочность (если в структуре материала много пор и пустот будет происходить разрушение материала) Пример - Сталь и пенопласт

Влияние свойств, связанных со строением материала на другие физические и механические свойства. Плотность определяет: прочность, теплопроводность, водонепроницаемость. Структура вещества определяет: пористость, гигроскопичность, водопоглощение/насыщение.

Перечислите физические свойства материала. Примеры для различных материалов.

Плотность(средняя истинная относительная), водонасыщение/поглощение, гигроскопичность, влажность, морозостойкость, теплопроводность, теплоёмкость, огнестойкость, огнеупорность.

Гранит средняя плотность = 2, 5…2, 7 истинная = 2, 65…2, 8 (г/CM^3); Водопоглощение 0, 02-0, 7%; теплопроводность 2, 5.

Кирпич обыкновенный сред плотн = 1, 6…1, 9 истинная = 2, 5…2, 7(г/CM^3); Водопоглощение 8-15%; теплопроводность 0, 75.

Назовите свойства, связанные с отношением материала к воде. От чего они зависят? Как влияют на другие свойства? Примеры для различных материалов.

Водопоглощение%, водонасыщение%, влажность%, гигроскопичность, усадка, (мм/м) водонепроницаемость, водостойкость, морозостойкость(циклы? ). Зависят от физических свойств вещества(плотность пористость структура). Влияют на механический св-ва например: прочность, деформацию.

Сталь более водонепроницаема нежели древесина, сталь имеет меньшую гигроскопичность в отличие от дерева, у стали нет усадки у дерева есть.

Водопоглощение и водонасыщение. Как определяются? От чего зависят? Как влияют на свойства материала? Примеры для различных материалов.

Водопоглощение - это способность материала поглощать и удерживать в себе воду.

Для определения водопоглощения щебня (гравия) отбирают пять образцов произвольной формы размером от 40 до 70(80) мм, очищают металлической щеткой от рыхлых частиц и пыли, промывают и высушивают до постоянной массы т_ь

Образцы укладывают в сосуд с водой комнатной температуры так, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха образцов не менее чем на 20 мм. В таком положении образцы выдерживают в течение 48 ч, после чего их вынимают из сосуда, удаляют влагу с поверхности отжатой влажной мягкой тканью и каждый образец взвешивают, при этом масса воды, вытекающей из щебня (гравия) на чашку весов, должна включаться в массу пробы т₂.

Водонасыщение определяется количеством воды, %, которое может поглотить материал при вакууме или повышенном давлении. Образцы, подготовленные так же как и при определении водо-поглощения, взвешивают {т_1} г) и помещают в сосуд с водой с температурой 20±2 °С. Уровень воды над образцами должен быть не менее 3 см. Сосуд с водой устанавливают в вакуумную установку (рис. 1.10), где создают и поддерживают давление не более 2000 Па (15 мм рт. ст.) в течение, например, для асфальтобетонных образцов-1ч.Затем давление доводят до атмосферного и образцы выдерживают в том же сосуде с водой с температурой 20±2 °С в течение 30 мин. После этого образцы извлекают из сосуда и взвешивают {т_2> г).Водонасыщение W^ac, %, вычисляют по той же формуле.

Водонасыщение/поглощение зависят от структуры материала и его физических свойств.

Примеры – вопрос 4

Назовите свойства, связанные с отношением материала к нагреванию. Единицы измерения. Численные значения. Примеры для различных материалов.

Теплопроводность(ккал/м*ч*градус, вода0, 51), термостойкость, теплоёмкость(кДЖ/кг*градус вода=1), огнеупорность(градусы), огнестойкость(градусы). Теплопроводность сталь 50. теплоёмкость сталь – 0, 48

Объясните различие между огнестойкостью, огнеупорностью и теплостойкостью. Примеры.

Огнестойкость-способность материала не гореть. Огнеупорность-способность материала выдерживать длительное время действие высоких температур без деформации(без плавления). Термостойкость – способность материала сохранять эксплуатационные свойства при повышенных температурах: не деформируясь сохранять прочность.

Назовите механические и деформативные свойства материалов. Методы их определения.

Механические свойства отражают способность материала противостоять механическим воздействиям (нагрузкам) при эксплуатации. Нагрузки могут быть постоянными и временными. Св-ва: прочность твёрдость, стойкость при ударе, стойкость при истирании, износостойкость, упругопластические и деформативные св-ва.

Релаксация — свойство материала самопроизвольно снижать напряжения при условии, что начальная ее личина деформации зафиксирована жесткими связями и остается неизменной. При релаксации напряжений может измениться характер начальной деформации, например из упругой постепенно перейти в необратимую '(пластическую), при этом изменения размеров не происходит. Такое исчезновение напряжений возможно за счет межмолекулярных перемещений и переориентации внутримолекулярной структуры. Время, в течение которого первоначальная величина напряжения снижается в е —2, 718 раза (е — основание натуральных логарифмов), называют периодом релаксации. Период релаксации меняется от 1(Н0 с у материалов жидкой консистенции до 2-Ю10 с (десятки лет и более) — у твердых материалов (чем меньше, тем более деформативен материал).

Упругость — свойство материала принимать после снятия нагрузки первоначальную форму и размеры. Количественно упругость характеризуют пределом упругости, который условно приравнивают напряжению, при котором материал начинает получать остаточные деформации очень малой величины, устанавливаемой в технических условиях для данного материала.Вышеуказанные характеристики прочности в значительной степени являются условными: 1) они не учитывают фактора времени, т. е. продолжительности действия напряжений, что искажает величину истинной прочности материала; 2) размеры, форма, характер поверхности образцов материала, скорость нагружения, прикалывания боры и другие исходные данные в принятых методах условны. Предел прочности одного и того же материала может иметь различную величину в зависимости от размера образца, его формы, скорости приложения нагрузки и конструкции прибора, на котором испытывались образцы.

Твердость — свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала. Для определения твердости материалов в зависимости от их вида и назначения существует ряд методов. Твердость каменных материалов однородного строения определяют по шкале Мооса, которая составлена из 10 минералов с условным показателем твердости от 1 до 10 (самый мягкий тальк— 1, самый твердый алмаз— 10). Показатель твердости испытуемого материала находится между показателями твердости двух соседних минералов, из которых один царапает испытываемый материал, а другой оставляет черту на образце материала. Твердость металла, бетона, пластмасс определяют вдавливанием в испытуемый образец под определенной нагрузкой и в течение определенного времени стандартного стального шарика. За характеристику твердости в этом случае принимают отношение нагрузки к площади отпечатка. Показатели твердости, полученные разными способами, нельзя сравнивать друг с другом. Высокая прочность материала не всегда говорит о его твердости (например, древесина по прочности при сжатии равнозначна бетону, а ее твердость значительно меньше, чем у бетона).

Истираемость — свойство материала сопротивляться истирающим воздействиям. Одновременное воздействие истирания и удара характеризует износостойкость материала. Оба эти свойства определяют различными условными методами: истираемость — на специальных кругах истирания, а износ — с помощью вращающихся барабанов, куда вместе с пробой материала часто загружают определенное количество металлических шаров, усиливающих эффект измельчения. За характеристику истираемости принимают потерю массы или объема материала, отнесенных к 1 см2 площади истирания, а за характеристику износа — относительную потерю массы образца в процентах от пробы материала.

Твердость. Шкала твердости.

Твёрдость — свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела.

1Тальк (Mg3Si4O10(OH)2)1Царапается ногтем

2Гипс (CaSO4·2H2O)3Царапается ногтем

3Кальцит (CaCO3)9Царапается медной монетой

4Флюорит (CaF2)21Легко царапается ножом, оконным стеклом

5Апатит (Ca5(PO4)3(OH-, Cl-, F-))48С усилием царапается ножом, оконным стеклом

6Ортоклаз (KAlSi3O8)72Царапается напильником

7Кварц (SiO2)100Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло

8Топаз(Al2SiO4(OH-, F)2)200Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло

9Корунд(Al2O3)400Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло

10Алмаз (C)1600 Режет стекло

Упругость пластичность и хрупкость. Определения. Примеры.

Упругость — свойство материала принимать после снятия нагрузки первоначальную форму и размеры. Количественно упругость характеризуют пределом упругости, который условно приравнивают напряжению, при котором материал начинает получать остаточные деформации очень малой величины, устанавливаемой в технических условиях для данного материала. Вышеуказанные характеристики прочности в значительной степени являются условными: 1) они не учитывают фактора времени, т. е. продолжительности действия напряжений, что искажает величину истинной прочности материала; 2) размеры, форма, характер поверхности образцов материала, скорость нагружения, прикалывания боры и другие исходные данные в принятых методах условны. Предел прочности одного и того же материала может иметь различную величину в зависимости от размера образца, его формы, скорости приложения нагрузки и конструкции прибора, на котором испытывались образцы. Резина

Пластичность – это способность материала изменять под действием усилий свои размеры и форму без разрыва сплошности и сохранять эту новую форму после снятия нагрузки. Резина

Хрупкость – свойство материалов разрушаться под нагрузкой при очень незначительных деформациях. Например стелко