Материаловедение (стр. 2 из 6)

7.Теплофизич.св-ва. 1)Теплопров-ть-св-во м-ла передавать тепло от одной пов-ти к др. Это св-во явл-ся глав. как для бол.группы теплоизоляц.м-лов, так и для м-лов, применяемых для устр-ва наруж.стен и покрытий зданий. Теплов.поток проходит через каркас м-ла и его воздуш.ячейки. Теплопров-ть самого воздуха λ=0,023 Вт/м*°С явл. маленькой вел-ной по отн-ю к тв.м-лу, поэтому увелич-е пористости явл. основ.способом уменьшить теплопр-ть. Для этого стремятся создать как можно > закрытых пор. Для оценки теплопр-ти м-ла сущ-т ф-ла:

; λ-теплопр-ть, d-толщина м-ла. При повышении t теплопр-ть большинства стр.м-лов возрастает и лишь у некот. (мет-лы, магнезит.огнеупоры) она уменьшается. 2) Теплоем-ть-способн-ть к аккумулированию тепла при нагрев-и и отдавать тепло при остывании. Она опред-ся кол-вом тепла, α необходимо сообщить одному кг дан.м-ла, чтобы повысить его t на 1°С. Теплоем-ть стр.неорг.м-лов (камен.м-лы, бетоны) колеблется 0,75-0,92 кДж/кг*°С; орг.м-лов 2,39-2,75 кДж/кг*°С. Наибол.теплоем-тью обладает вода (4,19). 3) Огнеупорн-ть-св-во м-ла выдерживать длител.воздействие выс.t, не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупор.м-лы, α обладают выс.огнеуп-тью 1500-1600° и >, применяют для внутр.футеровки пром.печи. Тугоплавкие м-лы начинают размягчаться при 1350°. 4) Огнестойкость-св-во м-ла сопротивляться действию огня в течение опред.времени. Она засисит от сгораемости м-ла, т.е. от его способн-ти воспламеняться и гореть. М-лы делятся на несгор., трудносгор., сгораемые. Несгор.: бетон, м-лы на минерал.вяж-их (керам.кирпич), сталь, чугун, сплавы. Некот.м-лы под воздействием огня могут растрескиваться (гранит) и сильно деформироваться (мет-лы при t >600°), поэтому конст-ции из таких м-лов нередко приходится защищать более огнестойкими м-лами. Трудносгор.м-лы под воздействием огня или выс.t тлеют, но при прекращ-и действия огня их горение и тление прекращается (асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина (Al₂(SO₄)₃), фибролит). Сгор.: орг.м-лы, α горят открытым пламенем, поэтому такие м-лы необходимо защищать от возгорания (антипирен, конструктив.меры). 5) КТР-коэф-т термич.расширения м-ла. Во избежании растрескивания сооруж-й бол.протяжен-ти из разрезают деформац.швами. 6) Термич.сопр-е R, м²*°С /Вт слоя многослой.огражд.констр-ции, а также однослойной: R=δ/λ; δ-толщина слоя; λ-теплопр-ть слоя м-ла. От нее зависят толщина наруж.стен и расход топлива на отопление здания.

8.Мех.св-ва. 1) Упр-ть-св-во тв.тела самопроизвольно восстанавливать первоначал.форму и размеры после прекращ-я действия внеш силы. Ее принято назыв. обратимой деф-цией. 2) Пластичн-тью тв.тела назыв. его св-во изменять форму и размеры под действием внеш.сил, не разрушаясь, причем после прекращ-я действия силы тело не может самопроизвольно восстанавливать свою форму и размеры, и в теле остается некая деф-ция, называемая пластической. Пластич. или остаточ.деф-цию, неисчезающую после снятия нагрузки, назыв-т необратимой. 3) Хрупкость тв.тела-его св-во разрушаться под действием силы без образов-я остаточ.деф-ций. Основ.хар-ками деформатив.св-в стр.м-ла явл. модуль упр-ти, коэф-т Пуассона, модуль сдвига, объем.модуль упр-ти. Относит.деф-ция ε равна отн-ю изменения от первоначал.размера тела к первоначал.размеру. ε=Δl/l. Деф-ция происходит вследствие удаления или сближения атомов кристалл.решетки, причем эти смещ-я пропорциональны деф-ции тела. Напряж-е-мера внутр.сил, возникающих в деформируемом теле под воздействием внеш.сил. Выраж-т модулем Юнга (упр-ти) Е. З-н Гука: ε=σ/E. 4) Прочн-ть-св-во м-ла сопротивляться разрушению под действием внутр.напр-й, α м.б. вызваны внеш.силами или др.факторами (неравномер.нагревание). Прочн-ть м-ла оценивается пределом проч-ти, т.е. времен.сопр-нием, определенным при дан.виде деф-ции R. Для хруп.м-лов (природ.камен.м-лы, бетоны, стр.р-ры, кирпич и др.) основ. прочност. хар-кой явл. предел проч-ти при сжатии. Т.к. стр.м-лы неоднородны по своему составу, для испытаний опред-я проч-ти при сжатии использ-т несколько образцов (не <3). Обычно берут 5 образцов, получают 5 различ.результатов, отбрасывают самый меньший и большой. Из оставшихся 3 берут средний. Для испытаний бетона использ-т кубы с размерами 15х15х15 см. Результаты на кубиках 10х10х10 см и < завышены. В кач-ве оборудов-я обычно использ-т лаборатор.гидравлич.пресс (П-10, П-20, П-50, П-100, П-200). Чтобы опр-ть марку, надо приложить М=R/S. Кроме опред-я проч-ти на сжатие, некот.стр.м-лы подвергаются испытанию для опред-я предела проч-ти на изгиб. Предел проч-ти на изгиб опред-ся по стандарт.методикам, в кач-ве образцов использ-т балочки для цемента и гипса-40х40х160 мм. 5) Удар.вяз-ть (динамич. или удар.проч-ть)-св-во м-ла сопротивляться разрушению при удар.нагрузках. Сопр-е удару важно для м-лов, α использ-ся при устр-ве фундаментов машин, полов пром.зданий, дорож. и аэродром.покрытий.

9.Вяж-ие в-ва по составу делят на две бол. группы: 1) неорг. (известь, цемент, гипс.вяж-ие, жид.стекло и др.), α затворяют водой (реже вод.р-рами солей); 2) орг. (битумы, дегти, живот.клей, полимеры), α переводят в раб.состояние нагреванием, расплавлением и растворением в орг.жид-тях. Орг.вяж-ие м-лы, применяемые при устроительстве гидроизоляции, при изготовлении гидроизоляц.м-лов и изделий, а также гидроизоляционных и асфальтовых р-ров, асфальтобетонов, подразделяют на битумные, дёгтёвые, битумно-дёгтёвые. Они хорошо растворяются в орг.растворителях (бензине, керосине), обладают водонепроницаемостью, способны при нагревании переходить из твёрдого состояния в пластичное, а затем жидкое, имеют высокую прилипаемость и хорошее сцепление со стр.м-лами (бетоном, кирпичом, деревом).

10.11. Класс-ция неорг., гидравл.вяж-их. Неорг.вяж-ми в-вами назыв. порошкообраз.м-лы, α при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-хим.процессов. Переходя из тестообраз.состояния в камневид., вяж-ее в-во скрепляет м-ду собой камни, зерна песка, гравия, щебня. Это св-во вяж-го в-ва использ-т для изготов-я бетонов, силикат.кирпича, асбоцементных и др. необожжен. искусств. м-лов, стр.р-ров (штукатур., кладочных, специал.). Класс-ция: 1) Воздуш.вяж-ие способны затвердевать и длител.время сохр-ть прочн-ть только на воздухе. По хим.составу делятся: гипс.вяж-ие (основой явл. сернокислый кальций CaSО₄), магнезиал. вяж-ие (содержат каустич.магнезит MgO), жид.стекло (силикат Na или К в виде вод.р-ра), известковые вяж-ие (состоят в основном из оксида Ca). 2) Гидравлические вяж-ие твердеют и длител.время сохраняют проч-ть и даже повышают ее не только на воздухе, но и в воде. По хим.составу представляют собой слож.систему, состоящую в основном из 4 видов: CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃. Эти соед-я образуют 3 основ.группы гидр.вяж-их: силикат. цементы (состоят на 75% из силиката кальция CaO-SiO₂: портландцемент, его разновидности); алюминатные цем-ты (вяж-ей основой явл. алюминаты CaO- Al₂O₃: глиноземистый цем-т, его разновид-ти); гидравлич.известь, романцемент. 3) Вяж-ие автоклав.тверд-я – такие в-ва, α способны при автоклав.синтезе, происходящем в среде насыщ.пара, затвердевать с образованием плот., проч.камня. Этот процесс происходит при 185-190°, развивается давл-е 0,9-1,8 МПа. Относят известково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые вяж-ие, нефеленовый цем-т.

12. Гипс.вяж-ие-воздуш.вяж-ие, получаемые теплов.обработкой сырья и помола. Сырьем служит полувод.гипс CaSО₄*0,5Н₂О или ангидриты CaSО₄. Сырье для получ-я гипс.вяж-их-горная порода гипс, состоящая преимущественно из CaSО₄*2Н₂О, также использ-т отходы пром-ти (фосфогипс, борогипс), α в бол.кол-вах имеются на предприятиях по переработке природ.фосфатов. Г.вяж-ие подразделяются в завис-ти от t теплов.обработки на 2 группы: низкообжиговые, высокообжиговые. Низк-вые получ-т теплов.обработкой природ.гипса при 110-180°. Они состоят из полувод.гипса. CaSO₄*2H₂O→CaSO₄*0,5H₂O+1,5H₂O. Низк-ые: стр., формовоч., высокопроч.гипс. Стр.гипс обжигают в вароч.котлах или печах. В первом случае гипс.камень сначала размалывают (шаров.мельницы), обжигают в виде порошка. Имеются пром.установки, в α совмещены помол и обжиг. При обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой, вода из сырья удаляется в виде пара. Стр.гипс содержит в своем составе некот.кол-ва CaSO₄. Высокопроч.гипс получают термич.обработкой высокосортного гипс.камня в герметич.аппаратах в среде насыщ.пара при давлении выше атмосфер-го либо кипячением его в вод.р-рах некот.солей с последующей сушкой и размолом в тонкий порошок. Прочн-ть такого гипса лежит в пределах на сжатие 15-25 МПа. Если применить спец.обработку, можно получить прочн-ть до 60 МПа. Из него получ-т эл-ты стен и сборные перегородки, камни для стен. Формовоч.гипс состоит из модификаций полугидрата. Применяют в керамич. и фарфоро-фаянсовой пром-ти, для изготов-я форм из мет-ла. Высокообж-ые гипс.вяж-ие получ-т обжигом гипс.камня при 600-900°, поэтому они состоят преимущественно из ангидрита CaSO₄, α частично подвергается термич.диссоциации с образов-м CaO. Небол.кол-во CaO в составе вяж-го играет роль активизатора при взаимодействии с водой. Можно получить ангидрит.вяж-ее без обжига-помолом природ.ангидрита с активизаторами тверд-я: известью, обожжен.доломитом. В отличие от стр.гипса высокообж.гипс медленно схватывается и тверд-т, но его водостойкость и прочн-ть всегда лежит в пределах на сжатие 10-20 МПа. Его применяют для устройства безшов.полов в р-рах, для штукатурки и кладки, для изготов-я искусств.мрамора.