ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ: ФИЗИЧЕСКИЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ
Эти свойства характеризуют его строение или отношение к физическим процессам окружающей среды. К ним относят массу, истинную и среднюю плотность, пористость, водопоглощение и водоотдачу, влажность, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость, воздухо-, газо- и паропроницаемость, теплопроводность и теплоемкость, огнестойкость и огнеупорность.
Масса - это совокупность материальных частиц (атомов, молекул, ионов), содержащихся в данном теле. Масса обладает определенным объемом, т.е. занимает часть пространства. Она постоянна для данного вещества и не зависит от скорости его движения и положения в пространстве. Тела одинакового объема, состоящие из различных веществ, имеют неодинаковую массу. Для характеристики различий в массе веществ, имеющих одинаковый объем, введено понятие плотности. Последняя подразделяется на истинную и среднюю.
Истинная плотность - отношение массы к объему материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот. Чтобы определить истинную плотность r (кг/м 3 , г/см 3), необходимо массу материала (образца) m (кг, г) разделить на абсолютный объем V (м 3 , см 3), занимаемый самим материалом (без пор):
Зачастую истинную плотность материала относят к истинной плотности воды при 4 о С, которая равна 1г/см 3 , тогда определяемая истинная плотность становится как бы безразмерной величиной.
Однако большинство материалов имеют поры, поэтому у них средняя плотность всегда ниже истинной плотности:
Лишь у плотных материалов (стали, стекла, битума и некоторых других) истинная и средняя плотности равны, т.к. объем внутренних пор у них весьма мал.
Средняя плотность - это физическая величина, определяемая отношением массы образца материала ко всему, занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты. Среднюю плотность r (кг/м 3 , г/см 3) вычисляют по формуле:
где m - масса материала в естественном состоянии; V - объем материала в естественном состоянии.
Средняя плотность не является величиной постоянной - она изменяется в зависимости от пористости материала. Например, искусственные материалы можно получит с различной пористостью (тяжелый бетон имеет плотность до 2900 кг/м 3 , а легкий - до 1800 кг/м 3). На плотность оказывает влияние влажность материала.
Для сыпучих материалов важной характеристикой является насыпная плотность - сюда включается не только пористость самого материала, но и пустоты между зернами или кусками материала.
Пористость материала - это степень заполнения его порами. Пористость дополняет плотность до 1 или до 100%. Пористость различных материалов:
· стекло, металл 0%;
· тяжелый бетон 5 - 10%;
· кирпич 25 - 35%;
· газобетон 55 - 85%;
· пенопласт 95%,
т.е. она колеблется в значительных пределах.
На свойства материала оказывают влияние также величина пор и их характер (мелкие или крупные, замкнутые или сообщающиеся).
Плотность и пористость прямо влияют на такие характеристики материалов как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.
Водопоглощение - способность материала впитывать воду и удерживать ее. Величина водопоглощения определяется разностью массы образца в насыщенном водой и в абсолютно сухом состоянии. Различают объемное водопоглощение, когда разность относят к объему образца и массовое водопоглощение - при отнесении разности к массе сухого образца. Массовое водопоглощение для некоторых материалов:
· гранит 0,5 - 0,8%
· тяжелый бетон 2 - 3%
· керамический кирпич 8 - 20%
· пористые теплоизоляционные материалы, например, торфоплиты >100%.
Насыщение материалов водой отрицательно влияет на их основные свойства: увеличивает плотность и теплопроводность, снижает прочность.
Влажность - содержание влаги, отнесенное к массе материала в сухом состоянии. Влажность материала зависит как от свойств впитывать влагу самого материала, так и от среды, в которой находится материал.
Влагоотдача - свойство материала отдавать влагу окружающей атмосфере. Определяется по количеству воды (в процентах по массе или объему стандартного образца), теряемой материалом в сутки при влажности окружающего воздуха 60% и температуре 20 0 С. Вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью материала и влажностью окружающего воздуха.
Гигроскопичность - свойство материалов поглощать определенное количество воды при повышении влажности окружающего воздуха. Это свойство характерно, например, для древесины - чтобы избежать этого, применяют защитные покрытия.
Водопроницаемость - свойство материала пропускать воду под давлением. Характеризуется количеством воды, прошедшей в 1 час через 1 см 2 площади испытуемого материала при постоянном давлении. Водонепроницаемыми являются особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).
Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.
Вода, замерзая, увеличивается в объеме на 9%, при этом, если она заполнила полностью поры - лед разрушит стенки пор, но обычно поры заполняются не полностью, поэтому разрушение может произойти при многократном замораживании и размораживании.
Плотные материалы, не имеющие пор, или материалы с незначительной открытой пористостью, водопоглощение которых не превышает 0,5%, обладают высокой морозостойкостью. Морозостойкость имеет большое значение для стеновых, фундаментных и кровельных материалов, систематически подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию.
Материалы на морозостойкость испытывают в морозильных камерах. Насыщенные водой образцы охлаждают до температуры - 15-17 0 С и, после чего, их оттаивают при температуре +20 0 С. Материал считается морозостойким если после заданного числа циклов потеря в массе образцов в результате выкрашивания и расслоения не превышает 5%, а прочность снижается не более чем на 25%. По числу выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяют на марки М мрз 10, 15 ,25 , 35, 50, 100, 150, 200 и более.
Если образцы в процессе испытаний не имеют следов разрушения, то степень морозостойкости устанавливается определением коэффициента морозостойкости:
К мрз = R мрз / R нас,
где R мрз - предел прочности при сжатии материала после испытания на морозостойкость, МПа; R нас - предел прочности при сжатии насыщенного водой материала, МПа. Для морозостойких материалов К мрз должен быть не менее 0,75.
Паро- и газопроницаемость - свойство материала пропускать через свою толщу под давлением водяной пар или газы, в том числе воздух. Все пористые материалы при наличии незамкнутых пор способны пропускать пар или газ.
Паро- и газопроницаемость характеризуется коэффициентом, который определяется количеством пара или газа в литрах, проходящего через слой материала толщиной 1м и площадью в 1 м 2 в течение одного часа при разности парциальных давлений на противоположных стенках 133,3 Па.
Теплопроводность - свойство материала передавать через толщу теплоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. теплопроводность материала оценивается количеством теплоты, проходящей через стену из испытываемого материала толщиной 1 м, площадью 1 м 2 за 1 час при разности температур противоположных поверхностей стены 1 0 С. Теплопроводность измеряется в Вт/(м·К).
Теплопроводность материала зависит от многих факторов: природы материала, его строения, пористости, влажности, от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Материал кристаллического строения обычно более теплопроводен, чем материал аморфного строения. Если материал имеет слоистое или волокнистое строение, то теплопроводность его зависти от направления потока теплоты по отношению к волокнам, например, теплопроводность древесины вдоль волокон в два раза больше, чем поперек волокон.
Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые, даже если их пористость одинакова. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами.
Теплопроводность однородного материала зависит от величины его средней плотности. Так, с уменьшением плотности материала теплопроводность уменьшается и наоборот.
На теплопроводность материала значительное влияние оказывает его влажность: влажные материалы более теплопроводны, чем сухие, так как теплопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха.
При повышении температуры теплопроводность увеличивается.
Теплоемкость - свойство материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты и выделять ее при охлаждении. Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, равная количеству теплоты (Дж), необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 0 С.
Удельная теплоемкость, КДж/(кг· 0 С):
· искусственные каменные материалы 0,75 - 0,92;
· древесина 2,4 - 2,7;
· сталь 0,48;
· вода 4,187.
Теплоемкость учитывается при расчетах теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при расчете печей.
Огнестойкость - способность материала противостоять действию высоких температур и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости материалы делят на: несгораемые, трудно сгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (сталь, бетон, кирпич).
Трудно сгораемые материалы под действием огня с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются (древесно-цементный материал фибролит, асфальтовый бетон, некоторые виды полимерных материалов).
Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня (дерево, войлок, толь, рубероид).
Огнеупорность - свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные (длительное время выдерживают температуру свыше 1580 0 С), тугоплавкие (1350 - 1580 0 С) и легкоплавкие, размягчающиеся при температуре ниже 1350 0 С (к ним относят и обыкновенный глиняный кирпич).
Физические свойства материалов
Основные свойства материалов
Чтобы правильно выбрать материал, спроектировать и построить сооружение, нужно хорошо знать свойства применяемых материалов. Выделяют основные свойства, важные для всех строительных материалов.
Классификация базовых свойств. Учитывая зависимость отхарактера работы материала в конструкциях и его взаимодействия с окружающей средой различают: а) физические свойства (удельные и структурные характеристики, гидрофизические, теплофизические, акустические, электрические); б) механические свойства (деформативные и прочностные); в) химические свойства; г) биологические свойства; д) интегральные свойства – долговечность и надежность. Свойства материала всегда оценивают числовыми показателями, которые устанавливают путем испытаний.
Удельные и структурные характеристики - ϶ᴛᴏ истинная, средняя и насыпная плотность материала, а также различные виды пористости.
Истинная плотность r (г/см 3) – масса т единицы объёма V а материала в абсолютно плотном состоянии без пор и пустот:
Средняя плотность r о (кг/м 3) – масса т единицы объёма V о материала в естественном состоянии вместе с порами и пустотами:
Истинная плотность в отличие от средней плотности является достаточно постоянной характеристикой, которая не должна быть изменена, как средняя плотность материала, до изменения его химического состава или молекулярной структуры. Большинство строительных материалов имеют поры, в связи с этим у них истинная плотность всегда больше средней. Лишь у плотных материалов (стали, стекла, битума) истинная и средняя плотность равны, так как объёмы пор очень малы.
Часто среднюю плотность материала относят к плотности воды, при 4 °С равной 1 г/см 3 , и тогда определяемая плотность становится безразмерной величиной, которую называют относительной плотностью.
Насыпная плотность r н (кг/м 3) – отношение массы материала в насыпном состоянии к его объёму. Насыпную плотность определяют для сыпучих материалов (песка, щебня, цемента и т. п.). В ее значении отражается влияние не только пор в каждом зерне, но и межзерновых пустот в рыхлонасыпанном объёме материала.
Значения средней и насыпной плотности материалов являются необходимыми характеристиками при расчете прочности сооружения с учетом собственной массы, для определения объёмов, способа и стоимости перевозки материалов и т. д.
Во многом свойства материала определяют количество, размер и характер пор.
Размещено на реф.рф
Пористость
– относительная величина (обычно в процентах), показывающая, какая часть объёма материала занята внутренними порами или пустотами (пустотность). Поры представляют из себяячейки, не заполненные твердым веществом (по величине до нескольких миллиметров). Более крупные поры, к примеру, между зернами сыпучих материалов, или полости, имеющиеся в некоторых изделиях (пустотелый кирпич, панели из железобетона), называют пустотами.
Различают общую, открытую и закрытую пористость. Общая пористость вычисляется по формуле
.
Открытая пористость П о определяется по водопоглощению (см. ниже). Закрытая пористость П з равна разности П и П о.
Общая пористость колеблется в широких пределах: от 0,2-0,8 % – у гранита и мрамора, до 75-85 % – у теплоизоляционного кирпича и ячеистого бетона и свыше 90 % – у пенопластов и минеральной ваты.
Гидрофизическиесвойства - ϶ᴛᴏ свойства строительных материаловпо отношению к действию воды (гигроскопичность, влажность, водопоглощение, влажностные деформации, водопроницаемость, водостойкость, а также морозостойкость – при одновременном действии воды и мороза).
Гигроскопичностью называют свойство пористого материала поглощать водяной пар из воздуха.
Влажность характеризует относительное содержание воды в материале в процентах.
Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать воду при непосредственном контакте с ней. Величина водопоглощения зависит от структуры материала, и прежде всего от открытой (капиллярной) пористости. Различают водопоглощение по массе В м (%),
,
и водопоглощение по объёму В о (%),
,
где m нас – масса образца, насыщенного водой, г; m сух – масса сухого образца, г; V о – объём образца, см 3 ; r в – плотность воды, 1 г/см 3 .
Водопоглощение по массе изменяется в широких пределах, к примеру, для гранита оно равно 0,02-0,7 %, тяжелого бетона – 2-4 %, кирпича – 8-15 %, для теплоизоляционного материала должна быть более 100 %. Водопоглощение по объёму характеризует в основном открытую пористость материала. Зная водопоглощение по массе В м и плотность ρ о, можно рассчитать водопоглощение по объёму:
Влажностные деформации - ϶ᴛᴏ усадка и набухание. Усадка (усушка) – уменьшение объёма и размеров материала при его высыхании. Оно вызывается уменьшением толщины слоев воды, окружающих частицы материала, и действием капиллярных сил, стремящихся их сблизить. Набухание (разбухание) – увеличение объёма и размеров материала при его увлажнении. Оно происходит вследствие расклинивающего действия воды и уменьшения капиллярных сил.
Водопроницаемость – способность материала пропускать воду через свою толщу. Характеризуется величиной коэффициента фильтрации К ф (м 2 /ч), который определяется количеством воды, прошедшим через 1 м 2 площади в течение 1 ч при постоянном давлении.
Водонепроницаемость – способность материала не пропускать воду, и она связана с коэффициентом фильтрации обратной зависимостью. Для бетона водонепроницаемость характеризуется марками W 2, W 4, … W 20, обозначающими избыточное давление (0,2; 0,4; …2,0 МПа), при котором образец не пропускает воду при стандартном испытании (метод ʼʼмокрого пятнаʼʼ). Водонепроницаемость повышается при уплотнении материала и уменьшении капиллярных пор.
Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения К р, который вычисляется по формуле
где R нас – предел прочности на сжатие в насыщенном водой состоянии, МПа; R сух – предел прочности на сжатие в сухом состоянии, МПа.
К неводостойким материалам относят материалы с К р менее 0,6, к ограниченно водостойким – материалы с К р не ниже 0,6, а к водостойким – материалы с К р не ниже 0,7 (0,8 – для гидротехнических сооружений и фундаментов).
Морозостойкость – способность материала выдерживать многократное и попеременное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии. Разрушение материала при его замораживании в насыщенном водой состоянии связано с образованием в порах льда, объём которого примерно на 9 % больше объёма воды. Морозостойкость количественно оценивается маркой по морозостойкости. За марку по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ выдерживают образцы материала без видимых признаков разрушения и определенного снижения прочности и потери массы. Установлены марки по морозостойкости: тяжелого бетона – F 25- F 1000, керамического и силикатного кирпича – F 15- F 50 и т.д.
Теплофизические свойства характеризуют отношение материала к действию тепла.
Теплопроводность – способность материала передавать тепло от тела с большей температурой к менее теплому. Характеризуется коэффициентом теплопроводности l (Вт/(м × °С), который равен
,
где Q – количество тепла, Дж; d – толщина материала, м; А – площадь сечения, м 2 ; (t 1 _ t 2) – разность температур, °С; Т – продолжительность прохождения тепла, с.
Теплопроводность зависит от структуры материала, его влажности и температуры. Существует эмпирическая формула Некрасова для определения теплопроводности материала по его средней плотности
где d – относительная плотность материала (плотность материала по отношению к плотности воды – 1 г/см 3), безразмерная величина.
Теплопроводность зависит от влажности материала, так как вода обладает большей теплопроводностью (в 25 раз) по сравнению с теплопроводностью воздуха.
Термическое сопротивление R ,(м 2 × °С)/Вт, конструкции толщиной d равно
Теплоемкость определяется количеством теплоты, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ крайне важно сообщить 1 кг данного материала, чтобы повысить его температуру на 1 °С. С повышением влажности материалов их теплоемкость возрастает, так как вода имеет теплоемкость 4,19 кДж/(кг × °С).
Огнеупорность – способность материала выдерживать долгое влияние высоких температур под нагрузкой.
Огнестойкость – способность материала выдерживать кратковременное воздействие открытого огня. Различают материалы: несгораемые , ᴛ.ᴇ. которые не горят и не поддерживают горение (бетон, металл, керамика); трудносгораемые , ᴛ.ᴇ. которые при воздействии огня горят (тлеют), а при удалении огня прекращают горение (асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина); сгораемые (древесина, полимерные материалы).
Физические свойства материалов - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Физические свойства материалов" 2014, 2015.
Основные свойства материалов
Физические свойства материалов – характеризуют физическое состояние материалов или отношения данного материала к протеканию, каких либо физических процессов. 1. Истинная плотность материала – отношение массы материала к его объему в абсолютно плотном состоянии, без пор.2. Средняя плотность – величина определяемая отношением массы к объему материала в естественном состоянии.
Например: берем условно кирпич - - - 
Для пористых материалов истинная плотность всегда больше чем средняя. Для плотных материалов истинная и средняя плотность будет равна ρ=ρ
СР Истинная плотность является величиной постоянной, а средняя плотность величиной переменной и она зависит от внешних факторов, от пористости материала, от характера пор, водопоглощения и т. д.
3. Пористость – степень заполнения объема материала порами. П – пористость 
Важно знать не количественный показатель пористости, но и характер пор, т. е. крупные поры или мелкие, открытые или замкнутые сообщающиеся или нет.
4. Гигроскопичность – способность материала впитывать водяные пары из воздуха.
Материалы, притягивающие пары из воздуха называются гидрофильные. А отталкивающие называются гидрофобные. Гигроскопичность материала зависит от пористости и от характера пор, от внешних условий, зависит от природы вещества (например: древесина, пенопласт). 5. Морозостойкость – свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Материал считается морозостойким если его потеря в массе составила не более 5%, а потеря прочности не менее 25%. К РАЗМ – коэффициент размягчения. Если К РАЗМ >75% то материал считается морозостойким. Наиболее морозостойкими являются плотные материалы. Характеристикой морозостойкости является марка, которая показывает количество выдержанных циклов замораживания и оттаивания. 6. Водопоглащение – способность материала впитывать и удерживать воду. Материалы с не сообщающимися порами будет минимальным. Рассчитывают водопоглащение по массе и объему. По массе: 
m – масса насыщенного водой материала m 1 – масса сухого материала По объему:
V – объем в естественном состоянии. Водопоглащение зависит от количественного показателя пористости, от размера пор, от того закрыты они или открыты, сообщаются или нет. 7. Теплопроводность – способность материала пропускать тепло через свою толщину. Основным показателем является коэффициент теплопроводности, который численно равен количеству тепла, проходящему через материал толщиной в один метр, площадью в один метр квадратный при разности температур t 2 и t 1 на параллельных плоскостях в 1° и время в один час. λ – лямбда Q – количество тепла f - площадь b – толщина t 1 и t 2 – разность температур Z – время 
Плотные материалы имеют большую теплопроводность. Коэффициент теплопроводности, так же как и коэффициент теплоемкости необходимы при проведении теплотехнических расчетов ограждающих конструкций. 8. Теплоемкость – способность материала поглощать при нагревании тепло и выделять при его охлаждении. Механические свойства
– характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему действию или деформации внешних сил. 1. Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений возникающих от внешних сил. 
В конструкциях под действием внешних сил возникают внутренние напряжения (σ – сигма). При расчете строительных конструкции используется такой показатель, как предел прочности (R – эр). Предел прочности соответствует внутренним напряжениям, которые возникают в конструкции при действии разрушающей силы. (Р – действие разрушающей силы). В конструкциях на случай непредвиденных нагрузок создается запас прочности. Показателем прочности для разных материалов, как правило, является марка по прочности, которая численно равна приделу прочности этого материала на сжатие. (Марка равна пределу прочности) 2. Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала. Для материалов из пластмасс твердость определяется методом вдавливания металлического шарика (твердость по Бриннелю). Для природных каменных материалов твердость определяется по шкале твердости Мооса. Упругопластические свойства.
Упругость – способность материала деформироваться под нагрузкой и восстанавливать свою форму и размеры после ее снятия. Пластичность – способность материала деформироваться под нагрузкой без разрыва и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после снятия нагрузки. Хрупкость – свойство материала мгновенно разрушатся под действием силы внешних сил, без предварительной видимой деформации. Истираемость – свойство материала изменятся в объеме и масс под действием внешних истирающих усилий. Химические свойства
– характеризуют способность материала сопротивляться воздействию кислот, солей, газов и т. д. Они характеризуются химически-коррозиционной стойкостью материалов.
Лесные материалы
Истинная плотность для всех пород 1,55гр/м 3 . Средняя плотность будет колебаться от 0,37 – 0,7гр/м 3 . Основное свойство древесины это влажность. Влажность – это массовое количество воды, содержащиеся в данный момент в древесине. По степени влажности древесину можно разделить на три группы:
- мокрая или свежесрубленная древесина с влажностью ≥35%. воздушно-сухая древесина с влажностью ≥15…20% комнатно-сухая ≥8…12%.
Стандартная влажность 12%.
Для древесины гигроскопичность очень высокая. Зависит от породы древесины и от внешних условий. Высокая гигроскопичность и водопоглащение древесины приводят к усушке или разбуханию. Сопротивление древесины механическим воздействиям неодинаково, в зависимости от направления волокон. (это называется анизотропия). Хорошо воспринимает сжатие, вдоль волокон и изгиб. Защита древесины от разрушения и возгорания.
Разрушение.
Две группы мер:
1. конструктивные меры.
А) организационный отвод воды, от деревянных конструкций
Б) обшивка дома
В) окраска
2. химические меры.
Пропитка антисептиками.
Антисептики – это вещества, которые предохраняют древесину от разрушения, они должны быть безвредны для людей и животных, не должны иметь цвета и запаха. Они делятся на три группы: 1. водорастворимые 2. масляные 3. пасты Возгорание. Две группы мер: 1. конструктивные меры Удаление деревянных конструкций от источников возгорания. Защита деревянных конструкций металлическими или асбестоцементными листами. Покраска красками на основе жидкого стекла. 2. химические меры. Пропитка антипиренами. Антипирены – это вещества препятствующие горению и древесина, пропитанная этими составами, в очаге огня не горит, а тлеет.
Применение древесины.
Древесина широко применяется в строительстве, для внутренней и наружной отделки. А так же для строительства домов, бань и т.д.
Горные породы
Природными каменными материалами называются строительные материалы, получаемые из горных пород путем механической обработки. Минералами называются тела являющиеся продуктами природных реакций и обладающие в каждом участке своей массы, определенным химическим составом и характерными химическими свойствами.
Применение горных пород
Глина – керамика
Ракушечник – для блоков
Пенза – для утепления
Известняк – для добавок в растворы
Керамические материалы
Керамическими материалами называются искусственные каменные материалы, получаемые из глиняных масс путем формования и последующего обжига.
Свойства и строение керамических изделий.
Керамические изделия отличаются высокой прочностью (при правильном изготовлении), долговечностью, стойкостью к агрессивным средам и стойкостью против истирания. Технические свойства керамических изделий находятся в полной зависимости от состава и строения керамического черепка, т.е. от свойств того материала из которого состоят изделия. По водопоглощаемости изделий можно судить о характере пористости их черепка. Все керамические материалы в зависимости от пористости делятся на две группы:
- плотные – с водопоглощением меньше 5% пористые – с водопоглощением больше 5%
изделия могут быть глазурованные и неглазурованные
Сырье для производства керамики .
Делится на два вида, пластичные и непластичные материалы. Пластичные – глина, каолин. Чтобы снизить пластичность высокопластичных глин к ним добавляют малопластичные глины или отощатели (зола, известь, древесные опилки, металлургические шлаки). Чтобы повысить пластичность глин добавляют высокопластичные глины, органические пластифицирующие добавки, так же применяют пропаривание и воакумирование. Производство керамических изделий.
1. добыча сырьевых материалов
2. составление керамической массы и подготовка ее для формования. Подготовка керамической массы в зависимости от свойств исходного сырья и вида изготавливаемой продукции осуществляют следующими способами:
А) полусухой способ (влажность сырья 8…12%)
Б) пластический способ (влажность сырья 20…25%)
В) мокрый или шлинерный способ (влажность сырья до 68%)
3. формование изделий одним из следующих способов.
Пластическое и сухое прессование, литье в холодном или горячем прессовании.
4. сушка полуфабриката + дополнительная отделка.
5. глазурование изделия
Применение керамических изделий
Кирпич – стеновой материал
Плитка – отделка
Сантехнический фаянс
Черепица – крыша
Керамзит утепление
Стеновые материалы.
Кирпич глиняный обыкновенный. Выпускается в соответствии с ГОСТ
250/120/65 – красный обыкновенный
250/120/88 – модульный
При правильном изготовлении кирпич характеризуется пористым строением, значительной прочностью и долговечностью. При нарушении технологии изготовления кирпича может получаться, недожженные или пережженные изделия.
Кирпич выпускают следующих марок по прочности: 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300. Изготавливают кирпич двумя способами: пластическим и полусухим.
Металлы.
Металлы – это простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами. (высокой прочностью, электропроводностью, свариваемостью и т. д.) Сплавы – твердые или жидкие системы, образованные сплавлением двух и более металлов.
Черные металлы – это сплав железа с углеродом.
Чугун – сплав железа с углеродом. Где содержание углерода колеблется от 2…4,3%, а в специальных чугунах - ферросплавов 5 и более %. В чугуне присутствуют такие элементы, как кремний, фосфор и др. которые влияют на свойства чугуна. Сера и фосфор являются вредными примесями (повышают хрупкость). В зависимости от формы, в которой углерод содержится в чугуне, различают серые (литейные) и белые (предельные) чугуны. В строительстве применяют серые чугуны (трубы, ванны, опоры, башмаки колонн – (хорошо работает на сжатие)). Сталь – сплав железа с углеродом, где углерода содержится до 2%. В отличии от чугуна (хрупкого металла), стали пластичны, упруги и обладают высокими технологическими свойствами.
Они классифицируются: