Основные свойства строительных материалов

Средняя плотностьr_о(г/см³, кг/м³) – это масса 1 см³ или 1 м³ материала в естественном состоянии, т.е. вместе с порами, пустотами. Среднюю плотность определяют делением массы материала m (г, кг) на весь занимаемый им объем вместе с имеющимися в нём порами и пустотами V (см³, м³):

(1)

Среднюю плотность сыпучих материалов – глины, песка, щебня, цемента и др. – называют насыпной плотностьюr_н(кг/м³).

Истинная плотностьr (г/см³, кг/м³) – это масса 1 см³ или 1 м³ материала в абсолютно плотном состоянии. Истинную плотность определяют делением массы материала m (г, кг) на абсолютный объем V _а (см³, м³), т.е. на объем, занимаемый только твердым веществом материала без пор:

(2)

Пористость П – это та часть объема материала, который занимают поры. Пористость в частях по объему вычисляют по формуле

, или после преобразования (3, 4)

Пористость в процентах вычисляют по формуле

(5)

Водопоглощение – это способность материала при непосредственном соприкосновении с водой поглощать и удерживать её в порах. Водопоглощение оценивают количеством воды, поглощаемой материалом за 48 часов выдерживания в воде.

Водопоглощение по массе В _м(%) – отношение массы поглощенной воды к массе сухого образца:

(6)

где m _н– масса насыщенного водой образца, г; m _с– масса сухого образца, г.

Водопоглощение по объему В _о [%] – отношение объёма поглощенной воды к объему образца. Если учесть, что 1г воды равен 1 см³, водопоглощение по объёму вычисляется по формуле:

, (7)

где V – объем образца, см³.

Морозостойкость – это способность насыщенного водой материала выдерживать многократное замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушений. Один цикл испытания (F) включает одно замораживание в холодильной камере при минус 15–20 °С и последующее оттаивание в воде при +20 °С. Материал считается выдержавшим заданное количество циклов испытаний (F10 – F1000), если он не имеет значительных внешних признаков разрушений (трещин, выкрашиваний, шелушений и т.д.) и (или), если не снизились сверх допустимых пределов его масса (обычно не более чем на 5 %) и прочность (обычно не более чем на 15–25 %). В стандартах на те или иные материалы приводятся конкретные требования по морозостойкости.

Теплопроводность – это способность материала передавать тепло через свою толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность материалов оценивают коэффициентом теплопроводности l,Вт/(м×°С), показывающим какое количество тепла, Дж, проходит через материал толщиной 1 м, площадью 1 м² в течение 1 секунды при разности температур на противоположных поверхностях в 1 °С.

Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению от внешних нагрузок. Прочность большинства строительных материалов оценивают пределами прочности при сжатии, изгибе и растяжении. Пределом прочности (R) называют напряжение (σ), которое возникает в материале в момент его разрушения. Для определения пределов прочности разрушают образцы материалов по схемам, показанным на рисунке 1.

1 – образец

Рисунок 1 – Схемы испытания прочности строительных материалов:

а – при сжатии; б – при растяжении; в – при изгибе

Пределы прочности вычисляют по формулам

, , (8, 9, 10)

где R _сж , R _р и R _изг– соответственно, пределы прочности при сжатии, растяжении и изгибе, МПа; Р – разрушающая нагрузка, Н; F – площадь поперечного сечения образца, мм²; b и h – ширина и высота поперечного сечения образца, мм; l – расстояние между опорами, мм.