Конспект лекций по курсу «Строительные материалы и изделия»

Физические свойства
3.1 Параметры состояния
Истинная плотность –
[г/см³ , кг/м³]
масса единицы объема абсолютно плотного материала.
Средняя плотность –

Масса единицы объема в естественном состоянии (объем определяется вместе с порами) для пористых материалов < (мягкий бетон).
Насыпная плотность –
- масса единицы объема рыхло-насыпанных зернистых или волокнистых материалов (цемент, песочек, щебень).

3.2 Структурные характеристики

Пористость – степень заполнения материала порами (в %).
;
Пористость измеряется от 0 до 98%.
Коэффициент плотности
;
Открытая пористость -

отношение суммарного объема всех пор, насыщенных водой, к объему материала.
m₁, m₂ – масса в сухом и насыщенном состояниях.
Открытые поры увеличивают водопоглощение материалов и проницаемость; уменьшают морозостойкость.
Закрытая пористость –

3.3 Гидрофизические свойства

Водопоглощение – способность материала поглощать влагу и удерживать в своих порах.
Характеризуется максимальным количеством воды, поглощенной материалом при выдерживании его в воде, отнесенной к массе сухого материала или к объему.
Водопоглощение по массе и по объему


Коэффициент насыщения:
1) - поры замкнуты
2) - поры открыты ( )
При уменьшении уменьшается открытая пористость, а морозостойкость увеличивается.
Водопоглощение отрицательно влияет:
- плотность увеличивается, материал набухает
- теплопроводность растет
- прочность и морозостойкость снижаются
Коэффициент размягчения – это отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности сухого материала

характеризует водостойкость материала.
изменяется от 0 до 1
= 0 – размокающие глины
= 1 – металлы
Природные и искусственные каменные материалы не применяют в строительных конструкциях, находящихся в воде, если < 0.8.
Водопроницаемость – свойство материала пропускать воду под давлением.
Коэффициент фильтрации характеризует водопроницаемость ( ) – это количество воды в м³, проходящей через стену плотностью 1 м², толщиной а = 1 м за время 1 час при разности гидростатического давления на границах стенки 1 м водного столба

Чем меньше коэффициент фильтрации, тем больше марка по водонепроницаемости материала.
Влагоотдача – способность материала терять находящуюся в его порах воду. Определяется количеством воды, испаряющейся и течение суток при t=20⁰C и относительной влажности 60%.
Влагоотдача учитывается при сушке стен здания и уходе за затвердевающим бетоном.
Гигроскопичность – свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха (древесина, гипс). Для уменьшения этого свойства их покрывают гидрофобными материалами.
Капиллярное всасывание происходит, когда часть конструкции находится в воде.
Газо- и паропроницаемость – возникновение у поверхностей ограждения разности давления газа, происходит его перемещение через поры и трещины материала.
Паронепроницаемые материалы должны располагаться со стороны ограждения, с которой содержание водяного пара в воздухе больше.
Влажностные деформации
Пористые материалы при изменении влажности изменяют свой объем и размер (бетон, древесина).
Усадка (усушка) – уменьшение размеров материала при его высыхании.
Набухание (разбухание) происходит при насыщении материала водой. Многократные деформации вызывают трещины и ускоряют разрушение.
Высокопористые материалы характеризуются большой усадкой
(древесина от 30 до 100 мм/1м; ячеистый бетон от 1 до 3мм/1м; строительные растворы от 0.5 до 1мм/1м; кирпич от 0.03 до 0.1 мм/1м).
Морозостойкость – свойство насыщаемого водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание.
Оценивается циклами и маркой по морозостойкости.
Марка по морозостойкости – количество циклов замораживания и оттаивания без снижения прочности на сжатие меньше 15%.От морозостойкости зависит долговечность.
Марки по морозостойкости:
F 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200.
Коэффициент морозостойкости



- предел прочности испытания по морозостойкости
- предел прочности водонасыщенного материала.
Для морозостойких материалов коэффициент > 0,75.
3.4 Теплофизические свойства
Теплопроводность – свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой, если температура этих поверхностей разная
= 0.023 Вт/(м∙С⁰)
Формула Некрасова:

Термическое сопротивление – величина, обратная теплопроводности
, где - толщина конструкции в (м).
Теплоемкость – способность материала поглощать при нагревании теплоту и выделять при остывании кДж/(кг∙С)
Определяется количеством тепла, которое необходимо сообщить одному килограмму данного материала, чтоб повысить его температуру на 1⁰С. Зависит от вида материала и массы конструкции.
Огнеупорность – свойство материала выдерживать длительное воздействие высоких температур не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы (температура от 1580⁰С): кирпич огнеупорный; тугоплавкие (размягчаются при t > 1350⁰С) ; легкоплавкие ( t < 1350)
Огнестойкость – свойство материала выдерживать действие огня и воды при пожаре без разрушения.
Делятся на:
- несгораемые (под воздействием огня и высоких температур не тлеют и не обугливаются) бетон, кирпич
- трудносгораемые (с трудом воспламеняются, тлеют, но после прекращения действия огня горение и тление прекращаются): асфальто-бетон, древесина пропитанная антипереном
- сгораемые (горят и тлеют, после прекращения огня продолжают гореть): все органические материалы