Твердость — способность материала сопротивляться проникновению в его поверхность другого более твердого тела правильной формы. Для определения твердости существуют несколько методов.
Твердость каменных материалов, стекла оценивают с помощью минералов шкалы твердости Мооса, состоящей из 10 минералов, расположенных по степени возрастания их твердости (1 — тальк или мел — 10 — алмаз).
Показатель твердости испытуемого материала находится между показателями двух соседних минералов, из которого один чертит, а другой сам чертится этим минералом.
Твердость металлов и пластмасс рассчитывают по диаметру отпечатка вдавливаемого стального шарика определенной массы и размера (метод Бринеля), по глубине погружения алмазного конуса под действием заданной нагрузки (метод Роквелла) или площади отпечатка алмазной пирамиды (метод Виккерса).
Твердость материалов определяет возможность их использования в конструкциях, подвергающихся истиранию и износу (полы, дорожные покрытия).
Огнеупорность — способность материала выдерживать длительное воздействие высоких температур без деформаций и разрушения.
По степени огнеупорности материалы подразделяют на огнеупорные, работающие без снижения свойств при температуре свыше 1580 °С, тугоплавкие 1580-1350 °С и легкоплавкие — ниже 1350 °С.
К этим материалам специального назначения относятся шамотные (обожженная глина), динасовые (состоящие в основном из оксида кремния) и высокоглиноземистые (содержащие преимущественно оксид алюминия), которые применяют в виде мелкоштучных кирпичей для внутренней футеровки промышленных тепловых агрегатов (доменные, сталеплавильные, стекловаренные печи, автоклавы и т.д.).
Огнестойкость — свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени.
Ко всем материалам, используемым в строительстве, и особенно к тем, из которых выполняют несущие конструкции: стены, колонны, перекрытия, предъявляют требования по огнестойкости, которые зависят от категории здания и сооружения по пожаробезопасности, определяемой СНиПом.
Для оценки огнестойкости введен показатель возгораемости, основанный на трех признаках предельного состояния: потере t несущей способности (снижение прочности и увеличение деформаций), теплоизолирующих свойств и сплошности.
По возгораемости строительные материалы подразделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
К несгораемым относят бетон, кирпич, сталь, природные каменные материалы.
Трудносгораемые — материалы, которые под действием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращается (фибролит, состоящий из стружек и цементного камня, асфальтобетон, некоторые полимерные материалы).
Сгораемые — материалы, которые при контакте с огнем, загораются и горят открытым пламенем даже в случае ликвидации источника огня (древесина, битум, полимерные материалы).
Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности, под которым понимают напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение материала.
Определение предела прочности на сжатие строительных материалов проводят согласно ГОСТов путем испытания образцов кубов на механических или гидравлических прессах.
Прочность зависит от структуры материала, вещественного состава, влажности, направления приложения нагрузки.
Связь между пределом прочности на сжатие и величиной средней плотности используют для оценки эффективности материала в конструкциях.
Также используется предел прочности на изгиб.
В расчете строительных материалов на прочность допускаемые напряжения должны составлять лишь часть их предела прочности. Создаваемый запас прочности, обусловлен неоднородностью строения большинства строительных материалов, недостаточной надежностью полученных результатов при определении предела прочности, отсутствием учета многократного переменного действия нагрузки и старения материалов и т.д.
Запас прочности и величину допускаемого напряжения определяют и устанавливают в соответствии с нормативными требованиями в зависимости от вида и качества материала, долговечности строящегося сооружения.
К механическим свойствам материалов относится их способность сопротивляться разрушению или деформации (изменению формы и размеров под действием внешних нагрузок). Такими свойствами являются прочность, упругость, растяжимость, пластичность, хрупкость, твердость и др.
Прочность - способность материала сопротивляться разрушению под действием внешних сил, вызывающих деформации и внутренние напряжения в материале. Количественной характеристикой прочности является предел прочности, т. е. наибольшее напряжение, соответствующее нагрузке, при которой материал разрушается. Чтобы рассчитать предел прочности при сжатии Rсжат, МПа, или растяжении Rраст, надо разрушающую силу Рмах Н, разделить на первоначальную площадь сечения образца Fо, см2.
Традиционные методы определения прочности материалов на сжатие связаны с изготовлением стандартных образцов (в виде кубов, иногда цилиндров, призм и половинок балочек), которые во время испытания доводят до разрушения. Однако в данном случае неизвестно, насколько прочность материала в образцах соответствует его прочности в реальной конструкции. Чтобы достоверно судить, например, о прочности бетона, из конструкции выбуривают большое количество кернов, что может ослабить конструкцию.
Небольшую часть сборных железобетонных конструкций подвергают испытанию до разрушения с целью проверки прочности, жесткости и трещиностойкости изделий. Но для сплошного контроля качества изделий так называемые разрушающие методы испытании непригодны.
Широкое распространение получают неразрушающие методы контроля, например импульсный ультразвуковой и др.
Предел прочности при растяжении определяют на разрывных машинах, испытывая образцы в виде лопаточек или восьмерок , а предел прочности при изгибе - на специальных установках, испытывая образцы-балочки.
Прочность конструкционных строительных материалов характеризуют маркой, которая, как правило, совпадает по значению с минимально допускаемым пределом прочности при сжатии.
Для испытания на изгиб образцы укладывают на опоры. Нагрузку на образец передают непрерывно и равномерно со скоростью, обеспечивающей его разрушение не ранее чем через 20 секунд после начала испытания.
Предел прочности при изгибе образца определяется в МПа.
Предел прочности при изгибе образцов в партии вычисляют с погрешностью до 0,1 МПа как среднее арифметическое результатов испытаний установленного количества образцов.
Предел прочности при изгибе асбестоцементных волнистых листов определяют на испытательном устройстве любой конструкции с ценой деления шкалы не более 1 % от верхнего его предела, погрешностью измерения 1 % и средней скоростью нагружения 50 Н/с. Для испытания образец укладывают на опоры лицевой стороной вверх.
Предел прочности при изгибе вычисляют с погрешностью до 0,1 МПа.
Упругость - способность материала изменять под действием нагрузки свою форму без признаков разрушения и восстанавливать ее в большей или меньшей степени после удаления нагрузки. Восстановление формы в зависимости от действующей силы может быть полным или неполным. Пример очень упругого материала резина. Упругими являются и такие материалы, как сталь, дерево.
Растяжимость оценивают максимальной длиной растяжения образца битума в сантиметрах, определяемой на приборе дуктилометре. Растяжимость вычисляют как среднее арифметическое трех определений, расхождение между которыми не должно превышать 10% среднего арифметического сравниваемых результатов. Например, растяжимость при 25 С битумно-резиновой мастики МБР-65 и МБР-75-4 см, МБР-90-3 см, МБР-100 2 см. Растяжимость полиизобутиленового каучука 100 см.
Пластичность - способность материала под действием нагрузки изменять без признаков разрушения свою форму и полностью сохранять эту измененную форму после снятия нагрузки. Высокой пластичностью отличается большинство растворных смесей.
Пластичным материалом является и легкоплавкий битум при положительной температуре.
Хрупкостью называется свойство материала разрушаться сразу под действием прилагаемых к нему усилий не обнаруживая сколько-нибудь значительных деформаций. Хрупкому материалу в отличие от пластичного нельзя придать при прессовании желаемую форму, так как такой материал при ударной нагрузке дробится на части или рассыпается. Очень хрупки стекло, чугун и многие каменные материалы.
Твердость - способность материала сопротивляться прониканию в него другого, более твердого материала. Твердость металлов, древесины, бетона и пластмасс (кроме пористых) определяют по глубине вдавливания в образец стального шарика, конуса или пирамиды или по диаметру полученного отпечатка. Твердость однородных (каменных) минералов определяют по десятибалльной шкале твердости.
Минералы в шкале расположены в порядке возрастающей твердости. Каждым последующим минералом можно прочертить линию на минерале, который ему предшествует. Если при определении твердости какого-нибудь материала окажется, что его образец оставляет черту на гипсе, а сам он чертится кальцитом, его твердость равна 2,5.
Гибкость - способность материала после удаления деформирующих усилий приобретать свою первоначальную форму без появления трещин и изломов.
Под трещиностойкостью гидроизоляционного слоя понимают его способность сохранять сплошность (однородность) при образовании и раскрытии трещин на по верхности основания. Трещиностойкость характеризуется коэффициентом трещиностойкости Ктр - отношением ширины перекрываемой трещины в основании к толщине покрытия без нарушения сплошности и состояния покрытия над ней.
ЗАО "Стройэкспоторг" Комплектование объектов строительства
Телефон: 8-903-569-6139
Адрес: г. Москва
Проспект Вернадского д.98 оф.7
E-mail: construc7@mail.ru