Свойства строительных материалов

Каждый материал, используемый в строительстве, имеет различные свойства, определяющие область его рационального применения и возможность сочетания с другими материалами. Под свойствами строительных материалов понимают их способность определенным образом реагировать на отдельные или совокупные внешние или внутренние воздействия – силовые, тепловые, усадочные, водной или иной среды и т.д.

Свойства разделяют на четыре группы: механические, физические, химические, технологические, иного выделяют еще физико-химические. В совокупности все свойства именуют как технические свойства строительных материалов. Числовые значения свойств получают при лабораторных или полевых испытаниях материалов с помощью соответствующих приборов и аппаратов. Испытания проводят с разрушением специально подготовленных образцов или отдельных элементов конструкции или без их разрушения, т.е. адеструктивными методами.

Механические свойства

- характеризуются способностью материала сопротивляться всем видам внешних воздействий связанных с приложением силы.

По совокупности признаков различают прочность материала: при сжатии, изгибе, ударе, кручении и т.д.

1. Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению, под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Прочность характеризуется пределом прочности.

2. Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела.

3. Истираемость – характеризуется величиной потери первоначальной массы, отнесенной к 1м² площади истирания. Сопротивление истиранию определяют для материалов, предназначенных для полов, дорожных покрытий и др.

4. Износ – разрушение материала при совместном действии истирания и удара.

5. Деформация – изменение размеров и формы материала под нагрузкой.

6. Упругость – свойство материала восстанавливать после снятия нагрузки свою первоначальную форму и размеры.

7. Пластичность – свойство материала изменять свою форму под нагрузкой, без появления трещин (без нарушения сплошности) и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Все материалы делятся на пластичные и хрупкие. К пластичным относятся: сталь, медь, глиняное тесто, нагретый битум и т.п. Хрупкие материалы разрушаются внезапно без значительной деформации, к ним относят каменные материалы. Хрупкие материалы хорошо сопротивляются только сжатию и плохо растяжению, изгибу и удару.

Химические свойства

Химические свойства выражают способности и степень активности материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды и, кроме того. Способность сохранять постоянным состав и структуру материала в условиях инертной окружающей среды. Большинство строительных материалов проявляют активность при взаимодействии с кислотами, щелочами, агрессивными газами и другими средами.

Химические свойства материала характеризуют его способность к химическим превращениям и изменению структуры под влиянием веществ, с которыми он находится в соприкосновении, а также некоторых физических (например, нагревание, облучение, электрический ток) и биологических (микроорганизмы, грибки и др.) воздействий. Из химических свойств материалов для строителя главные — коррозионная стойкость материалов в строительных конструкциях и их химическая активность. Последнее свойство важно для материалов, используемых как связующее (например, цемент, синтетические смолы).

Коррозия — разрушение твердых тел, которое вызывается химическими и электрохимическими процессами, протекающими в них при взаимодействии с внешней средой. Коррозионному разрушению подвергаются не только металлы, но и каменные материалы, бетон, пластмассы, древесина.

Основные агрессивные агенты, вызывающие коррозию строительных материалов, следующие: пресная и соленая вода, минерализованные почвенные воды, растворенные в дождевой воде газы (S0₂, S0₃, N0₂) от предприятий и автомашин. На промышленных предприятиях коррозию строительных материалов часто вызывают более сильные агенты: растворы кислот и щелочей, расплавленные материалы и горячие газы.

Особый вид коррозии — биокоррозия — разрушение материала под действием живых организмов (например, грибов, микробов). Биокоррозия — это не только гниение органических материалов (древесины, битума и др.), но и разрушение бетона и металла продуктами жизнедеятельности поселившихся на них микроорганизмов.

Изменение структуры и химического состава пластмасс под влиянием внешней среды называется старением. Наиболее вредные воздействия на пластмассы оказывают солнечное облучение, кислород воздуха и повышенные температуры.

Коррозия строительных материалов опасна не столько химическими изменениями в материале, сколько связанными с ними изменениями физико-механических характеристик материалов.