Параметры состояния (плотность, пористость). Их взаимосвязь и влияние на другие свойства материала.

Параметры состояния (плотность, пористость). Их взаимосвязь и влияние на другие свойства материала.

По величине средней плотности косвенно судят о некоторых других свойствах материала. Например, для каменных материалов существует приближенная зависимость между средней плотностью и теплопроводностью, а для древесины и некоторых каменных материалов (известняков) — между прочностью и плотностью.

От величины пористости и ее характера (размера и формы пор, равномерности распределения пор по объему материала, их структуры--сообщающиеся поры или замкнутые) зависят важнейшие свойства материала: плотность, прочность, долговечность, теплопроводность, водопоглощение, водонепроницаемость и др. Например, открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала и ухудшают его морозостойкость. Однако в звукопоглощающих материалах открытые поры желательны, так как они поглощают звуковую энергию. Увеличение закрытой пористости за счет открытой повышает долговечность материала и уменьшает его теплопроводность.

Гидрофизические свойства (водопоглощение, гигроскопичность, водонепоницаемость, морозостойкость и др.). Влияния на другие свойства материала.

Водопоглощение - способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение характеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры.

Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха. Поглощение влаги из воздуха объясняется адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. Этот процесс, называемый сорбцией, обратимый. Волокнистые материалы со значительной пористостью, например теплоизоляционные и стеновые, обладают развитой внутренней поверхностью пор и поэтому высокой сорбционной способностью.

Морозостойкость - способность материала в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании.
Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.

Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости зависит от плотности и строения материала.

Теплофизические свойства (теплопроводность, теплоемкость, термическое сопротивление, огнеупорность, огнестойкость). Связь с вещественным составом и структурой материала.

Теплопроводность - свойство материала проводить тепловой поток через толщу от одной поверхности до другой.

Теплоемкость - свойство материала поглощать тепло при нагревании. Определяется удельной теплоемкостью.

Термическое сопротивление — тепловое сопротивление, способность тела (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул.

Огнеупорностью - свойство материала противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. Огнеупорность материала определяют как температуру деформации образца — пироскопа определенных размеров при определенных условиях нагревания.

Огнестойкость – сво-во материала противостоять действию высоких температур и воды в условиях пожара без значительной потери несущей способности. По степени огнестойкости строительные материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Деформационные свойства материалов (упругость, пластичность, хрупкость, твердость и др.).

Упругость – свойство деформироваться под влиянием нагрузки и самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры.

Пластичность – свойство изменять форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь, причем после прекращения действия внешних сил тело не может самопроизвольно восстановиться.

Хрупкость – свойство твердых тел разрушаться при механических воздействиях без значительной пластической деформации.

Твердость – свойство материала сопротивляться местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого тела. Твердость минералов оценивают шкалой Мооса.

Горные породы и минералы (понятия). Их применения в строительстве.

Горные породы – это природные образование более или менее определенного состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологические тела.

Минералами - это однородные по химическому составу и физическим свойствам составные части горной пароды. Большинство минералов твердые тела, иногда встречаются жидкие (самородная ртуть).

Горные породы – главный источник получения строительных материалов. Горные породы используют в промышленности строительных материалов как сырье для изготовления керамики, стекла, теплоизоляционных и других изделий, а также для производства неорганических вяжущих веществ - цементов, извести, гипсовых.

Сотни миллионов кубометров песка, гравия и щебня применяют ежегодна в качестве заполнителей бетонов и растворов. Широко используются природные каменные материалы для облицовки зданий и сооружений, устройство полов, лестниц, мощения дорог.

Свойство глин. Виды и назначение добавок применяемых на производстве.

Пластичность – свойство во влажном состоянии принимать под влияние внешнего воздействия желаемую форму без образования разрывов и трещин и сохранять полученную форму при последующей сушке и обжиге.

Связующая способность глины проявляется в связывании зерен непластичных материалов (песка, шамота, и др.), а также в образовании при высыхании достаточно прочного изделия – сырца. Связующую способность глиняных строительных растворов используют при кладке печей, труб.

Усадка – это уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при его сушке и обжиге глин.

Спекаемостью глин называют их свойство уплотняться при обжиге и образовывать каменеподобный черепок.

Отощающие добавки вводятся в состав керамической массы для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. В качестве отощающих добавок используют шамот, дегидратированную глину, песок, залу ТЭС, гранулированный шлак.

Порообразующие добавки вводят в сырьевую массу для получение легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Для этого используют вещества, которые при обжиге диссоциируют с выделением газа, например CO₂(молотый мел, доломит), или выгорают.

Подготовка глины и формования изделий. Основные методы формования.

Карьерная глина в естественном состоянии обычно непригодна для получения керамических изделий. Поэтому проводится ее обработка с целью подготовки массы. Подготовку глин целесообразно вести сочетанием естественной и механической обработки. Естественная обработка подразумевает собой вылеживание предварительно добытой глины в течение 1-2 лет при периодическом увлажнении атмосферными осадками или искусственном замачивании и периодическом замораживании и оттаивании. Механическая обработка глин производится с целью дальнейшего разрушения их природной структуры, удаления или измельчения крупных включений, удаления вредных примесей, измельчения глин и добавок и перемешивания всех компонентов до получения однородной и удобоформуемой массы с использованием специализированных машин

Основные методы формования.

· Способ пластического формования

· Способ полусухого прессования

· Способ литья

По плотности

· Особо тяжелый более 2600 кг/м³ заполнители: стальные опилки или зерна железные руды или барит.

· Тяжелый 2100 – 2600 кг/м³, плотные заполнители: кварцевый песок, щебень или гравий из плотных каменных парод.

· Облегченный 1800 – 2000 кг/м³, (кирпичный щебень или крупнопористый).

· Легкий 1200 – 1800 кг/м³, (шлак, пемза, туф).

· Особо легкий менее 1200кг/м³, пенобетон, газобетон.

По виду вяжущих веществ: цементный, цементно – полимерный, силикатный, шлакощелочной и др.

В зависимости от применения: обычный, гидротехнический, для стен зданий, для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий, специального назначения.

Для обычных ЖБК должны иметь заданную прочность, для сооружений на открытом воздухе важна морозостойкость.

Для гидротехнических сооружений: высокая плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, прочность, малая усадка, малым выделением теплоты, стойкостью против выщелачивающего действия, стойкость к минерализованных вод.

Для стен отапливаемых зданий: небольшую плотность и теплопроводность, прочность в соответствии с расчетом.

Ко всем бетонам и бетонным смесям: до затвердения бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться и укладываться, не расслаиваться, бетон должен иметь определенную скорость твердения, расход цемента должен быть минемальным.

17. Основной закон прочности бетона формула Баломея – Скрамтаева.

Цемент при твердении химически связывает не более 20-25% воды от своей массы. Фактически же для обеспечения необходимой подвижности бетонной смеси берут 40-80% воды. Вода необходима также для смачивания поверхности песка и крупного заполнителя. Свободная, химически не связанная вода образует в бетоне поры. Чем больше пор, тем ниже будет прочность бетона.

На практике при подборе состава бетона пользуются линейной зависимостью:

R_б= А R_ц (Ц/В b) (формула И.Боломея-Б.Г.Скрамтаева),

где: R_б - прочность бетона, R_ц _-марка (активность) цемента, В/Ц - водоцементное отношение,

где А - коэффициент, учитывающий качество заполнителей (0, 65; 0, 6 и 0, 55), b - постоянный коэффициент (для Ц/В =1, 4-2, 5 b =-0, 5, а для Ц/В =2, 5-3, 3 b =+0, 5). Бетоны с высоким цементно-водным отношением относятся к высокопрочным бетонам.

Классификации ТИМ

· По структуре: волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.); зернистые (перлитовые, вермикулитовые); ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты, совелитовые и др.).

· По форме: штучные (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры, полуцилиндры; рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты); рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок и др.).

· По виду исходного сырья: неорганические; органические; композиционные.

· По плотности: на группы и марки; материалы, которые имеют промежуточные значения плотности, не совпадающие с указанными выше, относятся к ближайшей большей марке.

· По теплопроводности: класс А, класс Б, класс В

Структура ТИМ – основной признак всех теплоизоляционных материалов пористость или высокое содержания воздуха. Структура материала – аморфная, кристаллическая плохо подходит.

Неорганические материалы

Минеральная вата – рыхлый материал, состоящий из тончайших взаимно переплетающихся стекловидных волокон

Пеностекло – материал ячеистой структуры с равномерно распределенными замкнутыми порами размером 0, 1-5 мм. Его получают из смеси тонкоизмельченного стеклянного порошка (обычно используется стеклобой) с газообразователем.

Ячеистые бетоны – наиболее перспективный вид теплоизоляционных бетонов.

Акриловые герметики

Состав акрилового герметика примерно следующий: эмульсия акриловая; двуокись титана; карбонат кальция; специальные пластификаторы; различные добавки.

Достоинства акрилового герметика: простота применения; отличная адгезия с большинством поверхностей; допускается окрашивать готовый слой, а также оштукатуривать; в процессе эксплуатации не выделяет токсичных химических элементов; негорючий материал; относительно низкая стоимость

Недостатки: потеря эластичных свойств при низкой температуре; изделие малоэффективно в условиях постоянного контакта с водой; ограниченный срок службы; могут изменять оттенок при высыхании.

Полиуретановые герметики

Этот вид герметиков представляют собой эластичную, клеящую, уплотняющую массу, долго сохраняющую свою эластичность. Применяются для склеивания и герметизации любых материалов: металла, древесины, камня, лакированной жести, пластмассы, керамики, бетона. Имеют хорошую адгезию и обеспечивают прочное склеивание, выдерживающее даже сильные землетрясения (до 5 баллов). Имеют в своем составе вредные, едкие вещества - нельзя допускать их попадания на открытые участки кожи.

Достоинства: Высочайшая эластичность; Отличная адгезия к керамике, пластмассе, бетону, кирпичу и металлу; Высокая самоадгезия (прекрасно липнет сам к себе); Влагостойкость; Быстрое отвердение; Стойкость к УФ лучам (в отличие от пены); Морозостойкость до -60 градусов. А работать с ним можно до -10 градусов; Полностью отсутствует усадка; Не выделяет в воздух вредных веществ; Долговечность; Окрашиваемость.

Недостатки: боязнь высоких температур (выше 120 градусов)

Силиконовые герметики

Представляют собой низкомолекулярный полидиорганосилоксановый каучук с концевыми гидроксильными группами в качестве сшивающего агента. В состав композиции могут входить наполнители и специальные добавки для повышения термостойкости, огнестойкости, теплопроводности, электропроводности, адгезии к различным материалам. Процесс отвердения происходит при контакте герметика с влагой окружающей среды с образованием трехмерной сшитой структуры. В химической основе отвердения лежит реакция гидролиза и поликонденсации концевых органофункциональных групп каучука.

Отличная водостойкость; Эластичность (упругость); Хорошая адгезия к большинству материалов; Высокие термостойкость и морозостойкость (от − 60 до +300 °C); Стойкость к солнечному ультрафиолету; Стойкость к агрессивным средам; Долговечность.

Параметры состояния (плотность, пористость). Их взаимосвязь и влияние на другие свойства материала.

12 3 Следующая ⇒