Химическая стойкость и долговечность

Свойства, строение и состав строительных материалов / 30 Март 2011 / 17:32 / builder

Химическая стойкость — способность материала сопротивляться воздействию кислот, щелочей, растворов солей и газов. Наиболее часто подвергаются действию агрессивных жидкостей и газов санитарно-технические сооружения, канализационные трубы, животноводческие помещения, гидротехнические сооружения (находящиеся в морской воде, имеющей большое количество растворенных солей). Не способны сопротивляться действию) даже слабых кислот карбонатные природные каменные материалы — известняк, мрамор и доломит; не стоек к действию концентрированных растворов щелочей битум. Наиболее стойкими материалами по отношению к действию кислот и щелочей являются керамические материалы и изделия, а также многие изделия на основе пластмасс.

Долговечность — способность материала сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации. Такими факторами могут быть: изменение температуры и влажности, действие различных газов, находящихся в воздухе, или растворов солей, находящихся в воде, совместное действие воды и мороза, солнечных лучей. Потеря материалом механических свойств при этом может происходить в результате нарушения сплошности структуры (образования трещин), обменных реакций с веществами внешней среды, а также в результате изменения состояний вещества (изменения кристаллической решетки, перекристаллизации, перехода из аморфного в кристаллическое состояние). Процесс постепенного изменения (ухудшения) свойств материалов в эксплуатационных условиях иногда называют старением.

Долговечность и химическая стойкость материалов непосредственно связаны с величиной затрат на эксплуатацию зданий и сооружений. Повышение долговечности и химической стойкости строительных материалов является наиболее актуальной задачей в техническом и экономическом отношениях.

Коэффициент конструктивного качества: ККК=R/γ(прочность на относит. плотность), для 3-й стали ККК=51 МПа, для высокопрочной стали ККК=127 МПа, тяжёлого бетона ККК=12,6 МПа, древесины ККК=200 МПа.

Петрогра́фия (греч. πέτρος «камень» + γράφω «пишу») — наука, описывающая горные породы и составляющие их минералы. Основной метод исследования — оптическая микроскопия.

Электронная микроскопия Электронная микроскопияпозволяет с помощью электронного микроскопа исследовать микроструктуру тел при увеличениях до многих сотен тысяч раз (вплоть до атомно-молекулярного уровня), изучить их локальный состав и локализованные на поверхностях или в микрообъёмах тел электрические и магнитные поля (микрополя). Кроме этого, электронная микроскопия - это самостоятельное научное течение, направленное на: -усовершенствование и разработку новых электронных микроскопов и других корпускулярных микроскопов (например, протонного микроскопа) и приставок к ним; -разработку методик препарирования образцов, исследуемых в электронных микроскопах; -изучение механизмов формирования электроннооптических изображений; -разработку способов анализа разнообразной информации (не только изображений), получаемой с помощью электронных микроскопов. Рентгенострукту́рный ана́лиз (рентгенодифракционный анализ) — один из дифракционных методов исследования структуры вещества. В основе данного метода лежит явлениедифракции рентгеновских лучей на трехмерной кристаллической решётке. Метод позволяет определять атомную структуру вещества, включающую в себяпространственную группу элементарной ячейки, её размеры и форму, а также определить группу симметрии кристалла. Рентгеноструктурный анализ и по сей день является самым распространенным методом определения структуры вещества в силу его простоты и относительной дешевизны. Дифференциальный термический анализ (ДТА) — метод исследования, заключающийся в нагревании или охлаждении образца с определенной скоростью и записи временной зависимости разницы температур между исследуемым образцом и образцом сравнения (эталоном), не претерпевающим никаких изменений в рассматриваемом температурном интервале. Метод используется для регистрации фазовых превращений в образце и исследования их параметров. ДТА — один из вариантов термического анализа.

Прочность – это свойство твердых тел сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы под воздействием внешних сил. Поэтому увеличению прочности придают первостепенное значение, стремясь одновременно обеспечить и достаточную пластичность.

Техническая прочность металлов значительно меньше теоретической. Фактическая прочность уменьшается главным образом вследствие наличия в металле несовершенств.

К наиболее прогрессивным методам упрочнения относят легирование, термическую и термомеханическую обработки, деформационное упрочнение и др. Прочность металлов может быть повышена за счет создания бездефектных структур. После термической обработки (закалки) стали ее твердость увеличивается в 2,5-3 раза.

Повысить прочность металла – значит, продлить жизнь машин, оборудования, уменьшить их массу, улучшить надежность, повысить долговечность, экономичность и снизить металлоемкость.

Методы повышения прочности металлических материалов:

* Легирование;

* Термическая обработка;

* Химико-термическая обработка;

* Пластическое деформирование;

* Термомеханическая обработка;

* Композиционные и многослойные материалы;

* Порошковые и гранулированные материалы.

ударная прочность(вязкость)

Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процесседеформации и разрушения под действием ударной нагрузки.

Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгибявляется гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.

Обычно оценивается работа до разрушения или разрыва испытываемого образца при ударной нагрузке, отнесённой к площади его сечения в месте приложения нагрузки. Выражается в Дж/м² или в кДж/м²

[править]Методы испытаний

Существующие лабораторные методы отличаются по

· способу закрепления образца на испытательном стенде

· способу приложения нагрузки — падающая гиря, маятник, молот…

· наличию или отсутствию надреза в месте приложения удара

Для испытания «без надреза» выбирается лист материала с равной толщиной по всей площади. При проведении испытания «с надрезом» на поверхности листа проделывается канавка, как правило, на стороне обратной по отшению к месту удара, на всю ширину (длину) образца, глубиной на 1/2 толщины.

Ударная вязкость при испытании «без надреза» может превышать результат испытаний «с надрезом» более чем на порядок.

Среди распространенных методов испытаний на ударопрочность следует отметить:

· Испытания по Шарпи (англ.)

· Испытания по Гарднеру

· Испытания по Изоду (англ.)

…. Объёмный модуль упругости (K) характеризует способность вещества сопротивляться всестороннему сжатию. Эта величина определяет, какое нужно приложить внешнее давление для уменьшения объёма в 2 раза. Например, у воды объёмный модуль упругости составляет около 2000 МПа — это означает, что для уменьшения объёма воды на 1 % необходимо приложить внешнее давление 20 МПа. С другой стороны, при увеличении внешнего давления на 0,1 МПа объём воды уменьшается на 1/20000 часть. Единицей измерения объёмного модуля упругости является Паскаль (Па).^[1]

Объёмный модуль упругости K >0 может быть определён по формуле:

где P — давление, V — объём, ∂ P /∂ V — частная производная давления по объёму.

Величина, обратная объемному модулю упругости, называется коэффициентом объёмного сжатия.

разец.

Коэффициент Пуассона и модуль Юнга полностью характеризуют упругие свойства изотропного материала.

При приложении к телу растягивающего усилия оно начинает удлиняться (то есть продольная длина увеличивается), а поперечное сечение уменьшается. Коэффициент Пуассона показывает, во сколько раз поперечная деформация деформируемого тела больше продольной деформации, при его растяжении или сжатии. Для абсолютно хрупкого материала коэффициент Пуассона равен 0, для абсолютно несжимаемого — 0,5. Для большинства сталей этот коэффициент лежит в районе 0,3, для резины он примерно равен 0,5.

Безразмерен, но может быть указан в относительных единицах: мм/мм, м/м. ……

14 Генетическая классификация горных пород.

Вид горных пород
Изверженные породы	Осадочные породы	Метаморфические породы
А. Массивные 1. Глубинные (гранит, сиенит, диорит, габбро, лабрадорит) 2. Излившиеся (кварцевый порфир, трахит, порфирит, андезит, диабаз, базальт) Б.Обломочные (вулканические) 1.Рыхлые (вулканический пепел, песок, пемза) 2. Цементированные (вулканическая лава, туф, трассы)	А. Механические отложения (обломочные породы) 1. Рыхлые (щебень, гравий, песок, глины) 2. Цементированные (песчаник, конгломерат, брекчии) Б. Химические осадки (гипс, ангидрит, магнезит, доломит, некоторые известняки, оалитовые туфы) В. Органические отложения (мел, большинство известняков, ракушечник, диатомит, трепел)	А.Измененные изверженные горные породы (гнейсы) Б.Измененные осадочные породы (мрамор, кварцит, глинистые сланцы)

Минера́л (нем. Мinеrаl илифр. minéral, отпозднелат. (аеs) minerale —руда^[1]) — природное тело с определённым химическим составом и упорядоченной атомной структурой (кристаллической структурой), образующееся в результате природных физико-химических процессов и обладающее определёнными физическими свойствами. Является составной частьюземной коры, горных пород,руд, метеоритов. Изучением минералов занимается наука минералогия.

Минералы представляют собой природные физически и химически однородные тела, образовавшиеся в земной коре в результате совершающихся физико-химических процессов

Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Планеты земной группы и другие твёрдые космические объекты состоят из горных пород.

. Горные породы есть природные минеральные агрегаты, сложенные из одного или нескольких минералов