Строительные материалы (стр. 2 )

Несгораемые – материалы под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К этим материалам относят природные каменные материалы, кирпич, бетон, сталь.

Трудносгораемые материалы под действием огня с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются. Древесно-цементный мат-л, фибролит и асфальтовый бетон.

Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня. К этим материалам в первую очередь следует отнести дерево, войлок, толь – (кровельный картон, покрытый пропиткой каменноугольных или дегтевых продуктов с посыпкой или без посыпки из минеральной крошки) и рубероид.

Огнеупорностью называют свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.

Огнеупорные материалы способны выдерживать продолжительное воздействие температуры свыше 1580 єС. Их применяют для внутренней облицовки промышленных печей (шамотный (обожженная глина -  для огнеупорности) кирпич.

Тугоплавкие материалы выдерживают температуру  от 1350 до 1580 єС (гжельский кирпич для кладки печей).

Легкоплавкие материалы размягчаются при темп-ре ниже 1350 єС. (обыкновенный глиняный кирпич).

Паро - и газопроницаемость – свойство материала пропускать через свою толщу под давлением водяной пар или газы (воздух). Все пористые материалы при наличии незамкнутых пор способны пропускать пар или газ.

Теплопроводность, л, Вт/(м·єС) – свойство материала передавать через толщу теплоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал.

Теплоекмкость, с, Дж/(кг·єС) – свойство материала поглощать при нагревании определенное кол-во теплоты и выделять ее при охлаждении.

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. К механическим свойствам относят прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость, износ.

Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок. Под воздействием различных нагрузок материалы в зданиях и сооружениях испытывают различные внутренние напряжения (сжатие, растяжение, изгиб, срез и др.). Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжатии, изгибе и растяжении). Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала. Предел прочности при сжатии Rсж или растяжении Rраст вычисляют по формуле

где Р – разрушающая нагрузка, Н;

       F – площадь поперечного сечения образца, мм2

Предел прочности при изгибе Rизг:

При одном сосредоточенном грузе и образце-балке прямоугольного сечения

при двух равных грузах, расположенных симметрично оси балки

где Р - разрушающая нагрузка, Н; l – пролет между опорами, мм; а – расстояние между грузами, мм; b и h – ширина и высота поперечного сечения балки, мм2

Упругость – свойство материала деформироваться под нагрузкой и принимать после снятия нагрузки первоначальные форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости.

Пластичность – способность 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. Примером пластичного материала служат свинец, глиняное тесто, нагретый битум.

Хрупкость – свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без предварительной деформации. Природные камни, керамические материалы, стекло, чугун, бетон и т. п.

Твердость – свойство материала сопротивляться прониканию в него другого материала, более твердого. Это свойство имеет большое значение для материалов, используемых в полах и дорожных покрытиях. Твердость материала влияет на трудоемкость его обработки.

Истираемость – свойство материала изменяться в объеме и массе под воздействием истираующих усилий. От истираемости зависит возможность применения материала для устройства полов, ступеней, лестниц, тротуаров, дорог.

Износом – называют разрушение материала при совместном действии истирания и удара.  Подобное воздействие на мат-л происходит при эксплуатации дорожных покрытий, полов, бункеров и т. п.

Химические свойства материалов.

Химические свойства характеризуют способность материала к химическим превращениям под воздействием веществ, с которым он находится в соприкосновении. Химические свойства материала весьма разнообразны, основные из них – химическая и коррозионная стойкость.

Химическая стойкость – способность материалов противостоять разрушающему влиянию щелочей, кислот, растворенных в воде солей и газов.

Коррозионная стойкость – свойство материала сопротивляться коррозионному воздействию среды.

Рекомендуемая литература

, , Оценка качества строительных материалов. М.: Ассоциация строительных вузов, 1999. – 240 с. Под ред. , Строительные материалы. Учебно-справочное пособие. Феникс, Ростов-на-Дону: 2004 г. , , и др. Под ред. Общий курс строительных материалов. М.: Высшая школа. 1987. –584 с. , Справочник по строительным материалам и изделиям. Киев: Будивельник, 1990. преп. и др. Методические указания к лабораторной работе для студентов строительных специальностей, 2007.

Контрольные задания для СРС (тема 1) [1-14,38-56]

Стойкость строительных материалов агрессивной среде. Определение теплопроводности материала. Виды прочностных свойств. Долговечность и надежность строительных материалов. Химический состав строительных материалов из органических и неорганических веществ. Понятие о кристаллических и аморфных телах. Понятие о конгломератах и композитах.

Раздел 2 Природные каменные материалы и сырье для производства строительных материалов из горных пород. (1 час).

Тема 1 Основные виды и месторождения природных материалов Казахстана. Горные породы, применяемые для получения природных каменных материалов и изделий (общие сведения).

План лекции

1. Генетическая классификация горных пород. Связь условий образования, характера строения, состава и свойств пород. Основные виды, особенности строения, свойства и области применения материалов из осадочных, магматических пород и метаморфических пород.

2. Понятие о разработке месторождений, добыче и обработке каменных материалов.

3. Требования к каменным материалам при различных условиях применения. Технико-экономическая эффективность использования местных каменных  материалов.

Природными каменными материалами называют строительные материалы, получаемые из горных пород, за счет применения лишь механической обработки (дробления, раскалывания, распиливания, шлифования, полирования и др.).

Горной породой называют крупное скопление, сложенное из одно­го или нескольких минералов и характеризующееся достаточно постоянным составом, строением и свойствами. Процентное содержание минера­лов в горной породе определяет ее минеральный состав. Форма, раз­мер и взаимное расположение минералов, наличие пор и т. п. обусловливают ее структуру. Минеральный состав и структура опре­деляют свойства горной породы.

Минерал (от лат. minera — руда) — природное тело, однородное по химическому составу, строению и свойствам, образующееся в ре­зультате физико-химических процессов на поверхности и в глубинах земли. Минералы в подавляющем большинстве — твердые тела: кри­сталлические и аморфные.

Твердость — способность материалов сопротивляться проникновению в них других материалов. Твердость — величина относитель­ная, так как твердость одного материала оценивается по отношению к другому.

Твердость — наиболее характерное свойство минералов. Сущест­вует много методов определения твердости, простейший из них — метод оценки относительной твердости по десятибалльной шкале, предложенной немецким геологом Ф. Моосом (1811).

Характерным признаком большинства минералов, имеющих кри­сталлическое строение, является спайность — способность минерала раскалываться по строго определенным плоскостям. Так, слюда име­ет весьма совершенную спайность в одной плоскости; совершенная спайность у кальцита — он практически всегда раскалывается по трем плоскостям, образуя косые параллелепипеды. Спайность отсутствует, например, у кварца, кристаллы которого при ударе раскалываются на неправильные куски, имеющие раковистый излом.

Спайность — свойство с точки зрения строителя отрицательное, так как уменьшает стойкость и прочность соответствующей горной породы и ухудшает ее обрабатываемость (шлифовку, полировку).

По происхождению горные породы разделяют на три группы - магматические (изверженные), осадочные и метаморфические. Магматические горные породы образовались в результате остывания огненно-жидкой массы — магмы, которая разрывала земную кору и разливалась на ее поверхности или остывала в земной коре, не достигнув ее поверхности. В зависимости от условий остывания магмы изверженные горные породы делят на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные).

Глубинные горные породы (граниты, сиениты, диориты и др.) образовались в результате медленного остывания магмы в толще земной коры под значительным давлением верхних слоев. В таких условиях горные породы обрели равномерную кристаллическую структуру в результате того, что крупные зерна различных минералов прочно срослись между собой.

Излившиеся горные породы (базальты, андезиты, диабазы и др.) образовались при быстром остывании магмы на поверхности земли.