Характеристика важнейших свойств строительных материалов

№ п/п	Наименование свойства или коэффициента	Определение	Формула	Размерность	Пояснения
	Истинная плотность	Масса единицы объема в абсолютно плотном состоянии		г/см3, кг/м3	m – масса образца материала, г; Va - объем в абсолютно плотном состоянии (без пор), см3
	Средняя плотность	Масса единицы объема в естественном состоянии (вместе с порами)		г/см3, кг/м3	Vе - объем в естественном состоянии (с порами), см3
	Относительная плотность	Отношение плотности материала к плотности воды		безразмерная величина	г/см3 - плотность воды
	Пористость	Степень заполнения объема материала порами		%	П=Vп/Vе=(Vе-Vа)/Vе=1-Vа/Vе, где Vп – объем пор. Величина пор: от нескольких ангстрем (1 А= 10-10 м) до нескольких мм.
	Коэффициент плотности	Степень заполнения объема материала твердым веществом	Кпл	% или безразмерная величина	П+К пл = 100 % (или 1)
	Влажность	Содержание влаги в материале в данный момент по отношению к массе сухого материала	Wm=|(m1-m2)/m2|.100%	%	m1 – масса материала в состоянии естественной влажности, г; m2 – масса материала, высушенного до постоянной массы, г
	Гигроскопичность	Способность капиллярно--пористого материала поглощать водяной пар из воздуха			Процесс носит обратимый характер Высокая гигроскопичность у материалов с развитой внутренней поверхностью: древесина, теплоизоляционные, стеновые материалы
	Водопоглощение	Свойство материала поглощать и удерживать воду при непосредственном контакте с ней		%	Wm- водопоглощение по массе, %; mн - масса насыщенного водой материала, г; mс - масса сухого материала, г; Wо - водопоглощение по объему, %
	Коэффициент насыщения пор водой	Отношение водопоглощения по объему к пористости	Кн	безразмерная величина	Кн = 0...1; Кн = 0 – поры отсутствуют или все поры замкнутые; Кн = 1 - все поры открытые, сообщающиеся. Кн косвенно характеризует морозостойкость материала
	Водостойкость	Способность материала сохранять прочность в водонасыщенном состоянии	Кр	безразмерная величина	Кр - коэффициент размягчения; Rc и Rв- соответственно пределы прочности материала в сухом и водонасыщенном состоянии, МПа; Кр = 0...1. При Кр, равном 0,8 и более материал считается водостойким
	Водопроницаемость	Способность материала пропускать воду под давлением	Кф	м/с	Кф - коэффициент фильтрации; Vb - объем воды, м3; t - время, с; S - площадь, м2; а - толщина слоя материала, м; (Р1 - Р2) - давление, м водного столба
11а	Водонепрони-цаемость	Способность материала не пропускать воду под давлением	W2,... W12	кгс/см2, атм	W2, W4 и т.д. - марки материала по водонепроницаемости; 2,...12 - величина одностороннего гидростатического давления, которое выдерживает образец бетона
	Паро- и газопроницаемость	Способность материала пропускать через свою толщу водяной пар или газ (например, воздух)	Кп	кг/(м.с.Па)	Кг - коэффициент паропроницаемости; а - толщина слоя, м; V - объем пара, м3; r - плотность пара, кг/м3; t - время, с; S - площадь, м2; Dр– разность давлений, Па
	Морозостойкость	Cвойство материала в насыщенном водой состоянии не разрушаться под действием многократного попеременного замораживания и оттаивания	F50, F100 и т.д.	циклы	F50, F100 - марки материала по морозостойкости 1 цикл: 1 замораживание при минус 15...20оС + 1 оттаивание в воде комнатной температуры. Материал выдержал испытания, если потеря прочности R 5-25% (для разных материалов), m 5%.
	Теплопроводность	Свойство материала передавать тепло через свою толщу от одной поверхности к другой		Bт/(м.0С)	Q - количества тепла, Дж; а - толщина слоя, м; t - время, с; S - площадь, м2; Dt - разность температур, 0С
	Теплоемкость	Свойство материала аккумулировать тепло при нагревании		кДж/(кг. 0С)	m - масса материала, кг
	Огнеупорность	Способность материала выдерживать действие высоких температур (свыше 1580 0С)		0С	Материалы, выдерживающие t> 1580 0С – огнеупорные, 1350-15800С – тугоплавкие, менее 13500С – легкоплавкие.
	Огнестойкость	Свойство материала сопротивляться действию огня в условиях пожара в течение определенного времени		единицы времени	По степени огнестойкости: - несгораемые, - трудносгораемые, - сгораемые
	Тепловое расширение	Свойство материала деформироваться при изменении температуры: расширяться при нагревании, сжиматься при охлаждении	Т ТКЛР, ТКОР	1/оС	ТКЛР (ТКОР) – температурный коэффициент линейного (объемного) расширения
	Прочность	Способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними воздействиями	R cж = , R изг=	кН/см2, кгс/см2, МПа	Rсж - предел прочности при сжатии; P - разрушающее усилие, кН; F - площадь поперечного сечения стандартного образца, см2; Rизг -предел прочности при изгибе; l - расстояние между опорами, см; b и h - размеры поперечного сечения образца, см.
	Упругость	Свойство материала самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешних сил		% или безразмерная величина	- относительная деформация; l - первоначальный линейный размер образца; Dl - абсолютная деформация; s - одноосное напряжение, МПа; Е - модуль упругости (модуль Юнга), МПа. Упругая деформация – обратимая.
	Пластичность	Свойство материала изменять форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь, и сохранять эти изменения после снятия нагрузки			Пластическая, остаточная деформация – необратимая.
	Хрупкость	Свойство материала под действием нагрузки разрушаться без заметной пластической деформации (“внезапное” разрушение)			Для хрупких материалов R cж/Rp = 10...15 и более, Rp - предел прочности при растяжении
	Удельная прочность (коэффициент конструктивного качества)	Отношение прочности материала к его относительной плотности	Rуд=Ккк=	МПа	Примеры: Сталь: Rуд МПа; Стеклопластик: Rуд МПа. Является характеристикой прочностной эффективности материала.
	Истираемость	Способность материала сопротивляться истираю-щим воздействиям	И =	г/ см2; кг/ м2	m1 - масса образца до истирания, г; m2 - масса после истирания, г; F - площадь образца, см2
	Твердость	Способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого	HB =	МПа, кгс/мм2	Р - нагрузка, кН, кгс; F - площадь отпечатка, мм2 Твердость каменных материалов оценивают по шкале твердости Мооса в баллах от 1 до 10: самый мягкий – тальк (1), самый твердый – алмаз (10).
	Износ	Способность материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и удара	uзн=	%	m1 и m2- массы образца соответственно до и после испытания, г

Вопросы для самоконтроля к разделу 1

1. Как классифицируются строительные материалы по условиям их работы в сооружении?

2. Какой методический подход рекомендуется при изучении строительных материалов?

3. Какие технологии применяются для получения строительных материалов? Их краткая характеристика.

4. Назовите основные источники сырья для промышленности строительных материалов.

5. Какие виды промышленных отходов используются для производства строительных материалов и в чем заключается эффективность их применения?

6. Как можно выразить состав материала? Как состав материала влияет на его свойства?

7. Что такое композиты?

8. В чем заключается взаимосвязь строения и свойств материала? Уровни изучения строения материала.

9. На какие основные группы делятся свойства строительных материалов? Дайте характеристику основных групп.

10. Назовите и охарактеризуйте параметры состояния и структурные характеристики материалов, приведите их определения, формулы, размерности.

11. Назовите основные гидрофизические (теплофизические, механические) свойства материалов, приведите их определения, формулы, размерности.