МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО Навчальний посібник (для студентів напрямку 1201 „Архітектура”)


НазваМАТЕРІАЛОЗНАВСТВО Навчальний посібник (для студентів напрямку 1201 „Архітектура”)
Сторінка2/19
Дата05.05.2013
Розмір2.31 Mb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Географія > Документи
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

1. Взаємозв'язок архітектури з її матеріально-технічною базою



Тісний взаємозв’язок архітектури з її матеріально-технічною базою визначає основні напрямки розвитку промисловості будівельних матеріалів та будівельної індустрії. Промисловість будівельних матеріалів є комплексною галуззю народного господарства, що об'єднує понад 15 великих самостійних галузей промисловості, до яких належать:

  • цементна;

  • вапняних, гіпсових та інших місцевих в'яжучих матеріалів та виробів з них;

  • скляних матеріалів;

  • бетонних та залізобетонних виробів;

  • азбестоцементна;

  • рулонних покрівельних та гідроізоляційних матеріалів;

  • нерудних будівельних матеріалів (керамічна тощо);

  • полімерних будівельних матеріалів;

  • з випуску металоконструкцій.

Будівельні матеріали багато в чому визначають можливості сучасної архітектури, її перспективи, передбачають палітру нових матеріалів, за допомогою якої архітектор реалізує свої проекти. Тому будівельні матеріали займають дуже важливе місце серед багатьох факторів, що визначають якість сучасного будівництва, архітектурну цінність будівель та споруд і їх техніко-економічні показники. Асортимент і якість виробів будівельної індустрії визначають безпосередній вплив на технічні, естетичні переваги об'єкта та його довговічність.

Проблема підвищення загального рівня якості будівництва та архітектури безпосередньо пов'язана з поліпшенням якості будівельних матеріалів, виробів та конструкцій, впровадженням широкого асортименту нових ефективних матеріалів, які в повній мірі відповідають архітектурно-будівельним вимогам. Від правильного вибору будівельних матеріалів та конструкцій залежить не тільки фізична, а й моральна довговічність будівлі або споруди. При цьому треба враховувати, що економічність проекту не завжди є доцільною. Неможна економити на матеріалах для високоякісного оздоблювання, коли від цього залежить довговічність та естетична виразність будівлі. Низька якість допоміжних матеріалів, які використовуються для захисних покриттів або обробки поверхні, може призвести до передчасного старіння або руйнування дорогих за вартістю конструктивних елементів, від яких залежить термін служби всієї будівлі.

Таким чином при вивченні курсу „Матеріалознавство” студент-архітектор повинен пам'ятати, що без будівельних матеріалів навіть найкращий проект залишиться тільки зображенням на папері, а зневага або незнання матеріальної палітри призведе не тільки до спотворення творчого замислу, але й до будівельних катастроф.

Вперше деякі положення матеріалознавства для архітекторів були розроблені наприкінці ХІХ ст.. М.К. Лахтіним. Великий внесок у розвиток архітектурно-будівельного матеріалознавства внесли вчені Ю.М. Баженов, П.І. Боженов, В.А. Волженський, В.А. Воробйов, Г.І. Горчаков, А.Г. Комар, Н.А. Попов, Б.Г. Скрамтаєв, А.Є. Шейкін, С.В. Шестоперов тощо.

Для того, щоб майбутній архітектор набув всебічні й глибокі знання з номенклатури, властивостей і раціонального використання будівельних матеріалів, він повинен навчитися користуватися довідково-інформаційною літературою (довідниками, каталогами, ДСТУ, ТУ та ін.), в якій наведені необхідні дані про сучасні конструкційні, оздоблювальні та інші матеріали, їх способи зберігання, використання, вартість, заводи-виробники тощо.

Відповідно до вимог діючих державних та галузевих стандартів всі види сучасної промислової продукції повинні виготовлятися відповідно до вимог, які погоджені із замовниками. Для регламентування якості промислової продукції діє державна система стандартизації (ДСТУ, ТУ). У цих нормативних документах дається визначення і призначення матеріалу (виробу), ставляться вимоги до показників його найважливіших властивостей, відповідність зовнішнього вигляду до еталону, методи випробувань, правила прийому й контролю якості, транспортування та зберігання. Нормативні вимоги до використання будівельних матеріалів, виробів та елементів конструкцій регламентуються Будівельними нормами та правилами (ДБН) й відповідними інструкціями.

Продукція промисловості будівельних матеріалів і будіндустрії дуже різноманітна, до неї належати тисячі найменувань, які кожен рік доповнюються десятками нових видів з широким діапазоном корисних властивостей. Для зручності вивчення багаточисленних видів будівельних матеріалів їх класифікують на групи за різними класифікаційними ознаками:

  • способом виробництва;

  • походженням;

  • призначенням тощо.

Класифікація будівельних матеріалів за призначенням найбільш зручна для використання архітекторами в їх творчій роботі, таку класифікацію називають архітектурно-будівельною. Вона наведена на рис. 1.1.



Рис. 1.1 - Архітектурно-будівельна класифікація будівельних матеріалів
2. ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ
Важливим показником, що визначає якість сучасної архітектури, є якість застосовуваних у масовому індустріальному будівництві конструкційних й оздоблювальних матеріалів і виробів.

Галузь науки, яка займається методами кількісної оцінки якості продукції, називається кваліметрією (від лат. qualis-яка за якістю і грец. metreo – вимірюю). Кількісна оцінка якості продукції, тобто встановлення чисельних значень показників якості застосовується в різних областях для вибору оптимального варіанта (з деякого числа порівнюваних), для вивчення динаміки вдосконалення якості, планування і атестації якості продукції і т.п. Якість - складна властивість, сукупність всіх функціональних й естетичних властивостей матеріалу (виробу), що спричиняє його здатність задовольняти певним вимогам відповідно до його призначення.

Властивості будівельних матеріалів і виробів за їх природою класифікують на три групи - фізичні, механічні й хімічні. Такий розподіл широко застосовується для вивчення методів оцінки властивостей, для виявлення закономірних зв'язків між будовою і властивістю речовин та інших дослідницьких і прикладних цілей.

До фізичних властивостей матеріалів належать:

  • характеристики структур і маси (густина, пористість, пустотність тощо);

  • властивості, що визначають відношення матеріалів до дії води, пари, газів (гігроскопічність, водопоглинання, водопроникність, вологостійкість, водостійкість, паропроникність, газопроникність та ін.);

  • відношення матеріалів до дії тепла, вогню, холоду, електричного струму, звукових хвиль, випромінювань та ін. (теплопровідність, термостійкість, вогнестійкість, вогнетривкість, холодостійкість, електропровідність, звукоізолююча й звукопоглинаюча здатність, радіаційна стійкість та ін.);

  • відношення до комплексної дії зовнішнього середовища, одночасної дії води й холоду (морозостійкість) тощо.

Деякі фізичні властивості будівельних матеріалів і виробів визначають їх важливу функціональну властивість - технологічність у застосуванні, що характеризує зручності роботи з матеріалом (рухливість, твердість, плівкоутворення фарб, еластичність, гнучкість рулонних оздоблювальних і покрівельних матеріалів, строки тужавлення гіпсового тіста).

Не менш важливі фізичні властивості матеріалів, що характеризують їх колір, блиск, фактуру, текстуру й т.д.

Під механічними властивостями матеріалів розуміють їх здатність чинити опір деформуванню і руйнуванню (відповідно до пружного й пластичного поводження) під дією зовнішніх сил. До них належать:

  • міцність (при стиску, розтяганні, вигині, ударі, зрізі, крутінні, і т.д.);

  • твердість;

  • пружність;

  • деформативність;

  • крихкість;

  • ударна в'язкість;

  • пластичність;

  • плинність;

  • повзучість;

  • витривалість (втома);

  • стиранність і т.д.

Хімічні властивості матеріалів характеризують їх здатність чинити опір дії хімічно агресивного середовища, що викликає в них обмінні реакції і приводять до руйнування матеріалів:

  • кислотостійкість;

  • лугостійкість;

  • стійкість до одночасної дії комплексу хімічно активних агентів та ін.

Біологічні властивості будівельних матеріалів і виробів характеризують їх стійкість до дії грибків, мікроорганізмів, комах та їхніх личинок та ін.

Санітарно-гігієнічні характеристики матеріалів в основному залежать від хімічного складу й оцінюються методами санітарно-хімічного аналізу. Виняток становить забрудненість, що визначається наявністю на поверхні матеріалу відкритих пор.

Функціональні фізичні (експлуатаційно-технічні й технологічні) властивості матеріалів:

Густина () - властивість матеріалу, що кількісно характеризує відношення його маси до об'єму (г/см3, кг/м3):

 = m/v, (2.1)

де m - маса матеріалу, г (кг);

V- об'єм матеріалу в природному стані, тобто разом з порами, см3( м3).

Для неоднорідних матеріалів, якими є більшість будівельних матеріалів, визначають середню густину о, під якою розуміють масу одиниці об'єму матеріалу в природному стані.

Густину сипучих матеріалів (цемент, пісок, вапно, гравій, щебінь та ін.) визначають разом з порожнечами між їхніми частинками й називають насипною густиною. Показники насипної густини збільшуються з підвищенням їх вологості.

Показники густини речовини й середньої густини побічно характеризують експлуатаційно-технічні параметри матеріалів. Від них залежать міцність і теплопровідність.

Пористість - властивість матеріалу, що характеризує ступінь заповнення його об'єму порами. Пористість визначається в безрозмірних одиницях як відношення об'єму пор у матеріалі Vпор до всього об'єму матеріалу Vо, а також у процентному вираженні:

П = Vпор/ Vо. (2.2)

Від структури пор значною мірою залежать акустичні й теплотехнічні властивості матеріалів, їх проникність для рідини й газів, а також зміна фізико-механічних властивостей (густини, теплопровідності, електропровідності, модуля пружності і т.д.).

Пустотність (для пухких і сипучих матеріалів) - це відношення об'єму порожнеч до загального об'єму матеріалу або виробу.

Гігроскопічність (від грец. - спостерігаю) - властивість матеріалів поглинати воду з повітря, обумовлена природою матеріалів, причому одні з них притягають своєю поверхнею молекули води (гідрофільні), інші - навпаки відштовхують (гідрофобні). Гігроскопічність матеріалів необхідно враховувати при їх сушінні (або зволоженні), тривалому зберіганні, перевезенні, особливо водним шляхом. При проектуванні слід мати на увазі, що гігроскопічність деяких пористих ізоляційних матеріалів може в певних експлуатаційних умовах привести до збільшення теплопровідності конструкцій, що обгороджують, будинків і споруд.

Вологість визначається вмістом у матеріалі вологи, віднесеної до маси матеріалу в сухому стані.

Властивість матеріалу віддавати вологу навколишньому середовищу називається вологовіддачею. У природних умовах вологовіддача відбувається повільно протягом тривалого часу з поступовим зменшенням інтенсивності виділення вологи до встановлення рівноважного стану між вологістю матеріалу й повітрям і називається повітряно-сухим станом. Вологовіддача - важлива характеристика багатьох конструкційних й оздоблювальних матеріалів і виробів (стінових панелей, блоків, плит перекриттів, штукатурки стін).

Водопоглинання - властивість матеріалу, що характеризує його здатність всмоктувати й утримувати в собі воду. Воно залежить від пористості, здатності до набрякання (збільшення об'єму внаслідок усмоктування води) і гідрофільності. Показник водопоглинання характеризується кількістю води, яку поглинає сухий матеріал, повністю занурений у воду.

Зволоження і насичення водою дуже впливають на багато важливих експлуатаційних характеристик будівельних матеріалів і виробів. У результаті насичення істотно змінюються їх вагові характеристики, тепло і електропровідність, лінійні розміри й об'єм, фізико-механічні показники. Зміна характеристик міцності будівельних матеріалів від дії вологи відбиває такі їхні фізичні властивості, як вологостійкість, водостійкість і морозостійкість.

Вологостійкість - властивість матеріалу довгостроково чинити опір руйнуючій дії вологи при періодичному зволоженні й висиханні. Вологостійкість матеріалу кількісно оцінюють як відношення межі міцності при стиску зразка, підданого зволоженню і висиханню, до первісної межі міцності. Вологостійкість - важлива експлуатаційна характеристика будівельних матеріалів, яка використаються в конструкціях і спорудах, що піддаються поперемінному зволоженню і висиханню (гідротехнічний бетон). Високою вологостійкістю відрізняються керамічні матеріали, природні кам'яні матеріали із щільною структурою (граніти, базальти), чорні й кольорові метали, їх сплави та ін. Висока гідрофобність і вологостійкість ряду природних і штучних матеріалів (бітуми, поліетиленова плівка) дозволяє широко використовувати їх як гідроізоляційні матеріали.

Водостійкість – це здатність матеріалу при насиченні водою зберігати основні фізико-механічні властивості. Вона пов'язана із щільністю і структурою пор. Водостійкість конструкційних будівельних матеріалів кількісно характеризується коефіцієнтом розм'якшення Кразм., що визначається як відношення межі міцності (при стиску) насиченого водою матеріалу до межі міцності сухого матеріалу. При проектуванні фундаментів, опор, мостів, гідротехнічних та інших споруд, в яких матеріали піддаються впливу води, необхідно передбачати застосування матеріалів з коефіцієнтом розм'якшення не нижче 0,8.

Морозостійкість - це здатність матеріалу в насиченому водою стані й при багаторазовій дії знакозмінних температур зберігати основні фізико-механічні властивості в заданих межах. Морозостійкість будівельних матеріалів значною мірою пов'язана з їх щільністю, пористістю і водостійкістю. Стінові, покрівельні та інші матеріали в конструкціях й оздоблюванні будинків і споруд, що піддаються в експлуатаційних умовах насиченню водою й заморожуванню, випробовують на гідростатичний тиск. Кількісно морозостійкість характеризують числом циклів поперемінного заморожування і відтавання, при цьому допускається зниження міцності на 25 % і втрата в масі на 5 %. За ступенем морозостійкості матеріали підрозділяються на марки (Мрз) 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200, 300 і вище.

За результатами лабораторних випробувань будівельних матеріалів на морозостійкість прогнозується термін служби в натурних умовах (один цикл заморожування в холодильній камері приблизно відповідає трьом рокам атмосферних впливів). Морозостійкість основних будівельних матеріалів 15-35, азбестоцементних покрівельних матеріалів 35-50, бетонів для несучих конструкцій будинків і гідротехнічних споруд і дорожніх покриттів 50-300.

Проникність - властивість матеріалу пропускати крізь себе гази або рідини. Проникність виражається кількістю флюїду (газу, рідини), що переходить в одиницю часу крізь одиницю поверхні зразка матеріалу певної товщини при заданому рівномірному перепаді тиску. Проникність будівельних матеріалів змінюється в широких межах; вона зростає зі збільшенням площі проникної поверхні, перепаду тиску, пористості, кількості й розміру пор, питомої кількості наскрізних пор (при незмінній загальній пористості), зі зменшенням товщини зразка матеріалу й в'язкості флюїду. Залежно від виду флюїду розрізняють газопроникність і водопроникність будівельних матеріалів.

Газопроникність - властивість матеріалу пропускати через свою товщину гази при наявності перепаду тиску. Ступінь газопроникності оцінюється коефіцієнтом газопроникності - кількістю газу (дм3), що проходить за 1 годину через стіну матеріалу товщиною 1м і площею 1м2 при перепаді тиску в 1 мм рт. ст. Газопроникність залежить також від вологості матеріалу огорожі. Знижують газопроникність шляхом застосування штукатурки, фарбування олійними фарбами, обклеювання полівінилхлоридною плівкою або шпалерами, що миються.

Водонепроникність - властивість матеріалу пропускати під тиском воду - одна з головних експлуатаційних характеристик гідроізоляційних і покрівельних матеріалів, вона зв'язана не тільки із щільністю матеріалу, але й з особливостями капілярно-порового простору, оскільки швидкість руху води в капілярах залежить головним чином від їхнього діаметра. Матеріали з мікрокапілярною структурою не пропускають воду навіть під значним тиском.

Теплопровідність - властивість матеріалу проводити тепловий потік через свою товщину від однієї поверхні до іншої, обумовлена наявністю в матеріалі градієнта потенціалу переносу. Теплопровідність пористих будівельних матеріалів залежить від виду речовинної сполуки матеріалу, показника пористості й характеру пор, вологості й температури, при якій протікає передача. Показник теплопровідності  прийнято називати коефіцієнтом теплопровідності (кількість теплоти Дж, що проходить за 1 годину через стіну товщиною 1 м і площею 1м2 при різниці температур на протилежних поверхнях в 1 оС). Іноді теплопровідність будівельних матеріалів характеризують величиною зворотною коефіцієнта теплопровідності - термічним опором (R = 1/).

Теплопровідність матеріалу залежить від його структури. У матеріалів з волокнистою і шаруватою будовою теплопровідність поперек і уздовж напрямку волокон (шарів) неоднакова.

Теплопровідність - одна з найважливіших експлуатаційно-технічних властивостей матеріалів, застосовуваних для зовнішніх стін, перекриттів і покриттів для ізоляції тепломереж, холодильників, котлів і т.п. Від застосування ефективних теплоізоляційних матеріалів у конструкціях, що обгороджують, житлових, громадських і промислових будинків залежать експлуатаційні витрати на їхнє опалення в холодну пору року.

Теплоємність - властивість матеріалу поглинати при нагріванні тепло, обумовлена кількістю теплоти, що поглинає матеріал при нескінченно малій зміні його температури, до цієї зміни. Відношення теплоємності до одиниці кількості матеріалу називають питомою теплоємністю С. Розрізняють питому теплоємність за масою (віднесену до одиниці маси) і за об'ємом (віднесену до одиниці об'єму). Теплоємність будівельних матеріалів ураховують при визначенні теплотривкості зовнішніх огорож опалювальних будинків, при розрахунку необхідного підігріву деяких матеріалів при роботі в зимовий час, при розрахунку опалювальних систем і т.п.

Термостійкість - властивість матеріалу зберігати свої основні фізико-механічні характеристики й не змінювати структуру при термічних впливах. Поняття термостійкості застосовують в основному до вогнетривких і крихких матеріалів. Термостійкість матеріалу залежить від його однорідності й коефіцієнта лінійного розширення. Чим однорідніший матеріал і нижче коефіцієнт лінійного розширення, тим вище його термічна стійкість. Термостійкість матеріалу визначається його здатністю чинити опір, не руйнуючись, термічним напруженням, що виникають при одно - і багаторазовому впливі високої температури, і характеризується граничною температурою, при нагріванні до якої і при наступному різкому охолодженні істотно змінюються механічні властивості (міцність) випробуваних циліндричних і призматичних зразків.

Властивість деяких гірських порід (глин, глинистих сланців, вулканічного скла та ін.) і мінералів при нагріванні різко збільшуватися в об'ємі називається спученістю.

Вогнестійкість - здатність матеріалів і виробів зберігати фізико-механічні властивості при впливі вогню і високих температур (до 1000 0С), що розвиваються в умовах пожежі. Вогнестійкість будівельних матеріалів характеризується межею вогнестійкості, тобто часом опору впливу вогню до втрати міцності.

При проектуванні несучих і конструкцій, що обгороджують, будинків і споруд різного призначення і виборі матеріалів для їхньої обробки необхідно строго враховувати ступінь їх вогнестійкості відповідно до вимог діючих нормативних документів.

Вогнетривкість - властивість матеріалу протистояти, не розплавляючись і не деформуючись, тривалому впливу високих температур. Показником вогнетривкості є температура (0С), під дією якої зразок випробуваного матеріалу у вигляді усіченої тригранної піраміди розм'якшується і деформується так, що його вершина торкається підставки. Матеріали й вироби, що мають вогнетривкість не нижче 1580 0С, називають вогнетривами, або вогнетривким матеріалом. У більшості вогнетривів, що являють собою багатокомпонентні системи, виготовлені переважно з мінеральної сировини, показник вогнетривкості не є тотожнім температурі плавлення.

Холодостійкість - властивість деяких матеріалів, переважно металів і пластмас, зберігати пластичність, в'язкість, пружність та інші експлуатаційні характеристики при зниженні температури. Оцінка холодостійкості конструкційних матеріалів (низьколегованих сталей, склопластиків) має істотне значення для забезпечення надійності будівельних конструкцій, експлуатованих у температурних умовах північних районів. Досліджується вона шляхом випробування на ударний вигин зразків з надрізом, визначаючи при цьому роботу деформації і руйнування. Холодостійкість характеризується критичними температурами крихкості, тобто переходу з пластичного стану в крихкий.

Схильність до переходу в крихкий стан під впливом низьких температур - властивість, протилежну холодостійкості, називають холодоламкістю. Вона залежить від хімічного складу й структури матеріалу, зміни його властивостей у процесі експлуатації (в тому числі старіння), характеру напружено- деформованого стану.

Звукоізолююча здатність - характеризує зниження рівня ударних, повітряних і структурних звукових хвиль при їх проникненні через конструкції, що обгороджують будинки. Звукоізолююча здатність огорож вимірюється в децибелах (дБ). Матеріали, призначені для ізоляції міжповерхових перекриттів, стін, перегородок від проникнення звуку, а також для ізоляції від структурного звуку й вібрації машин і устаткування, називають звукоізоляційними.

Звукопоглинаюча здатність - властивість матеріалу поглинати звукові хвилі, обумовлена його пористою структурою і наявністю великої кількості відкритих пор, що зв’язані між собою; загальна пористість повинна бути не менше 75 %, а максимальний розмір пор не повинен перевищувати 2 мм.

Кількісно звуковбирна здатність оцінюється коефіцієнтом звукопоглинання, що визначається як відношення поглиненої матеріалом енергії звукових хвиль до загальної кількості енергії, що потрапляє на нього.

Матеріали з високим коефіцієнтом звукопоглинання призначені для облицювання приміщень, експлуатаційний режим яких вимагає зниження рівня повітряного шуму або створення спеціальних акустичних умов (у залах для глядачів, аудиторіях, радіостудіях), називають звуковбирними.

Важливими експлуатаційно-технічними властивостями матеріалів і виробів, застосовуваних для світлових огорож будинків і споруд, є їхня світлопроникність і прозорість.

Світлопроникність - властивість матеріалу пропускати як пряме, так і розсіяне світло, кількісно обумовлене відношенням повного світлового потоку (прямого й непрямого), що виходить із шару матеріалу у всіх напрямках, до світлового потоку, що падає на матеріал. Цей показник називається коефіцієнтом світлопроникності.

Прозорість - властивість матеріалу пропускати світло, не змінюючи напрямок його поширення, кількісно обумовлене як відношення інтенсивності світла, що пройшло вихідну поверхню, до інтенсивності падаючі на протилежну поверхню матеріалу. Цей показник називають коефіцієнтом прозорості. Прозорість матеріалу залежить від його властивостей і будови, товщини шару, довжини світлової хвилі, кута падіння та ряду інших факторів. Шар матеріалу може бути непрозорим. Властивість матеріалу, що характеризує його непрозорість для світлових променів, називається оптичною щільністю.

Радіоційна стійкість – здатність матеріалу протистояти впливу інтенсивних потоків радіоактивного випромінювання, що змінює його структуру й властивості. Під впливом радіоактивного опромінення в металів помітно зростає межа текучості, у вуглецевих сталях і алюмінієвих сплавах зменшується пластичність; у керамічних матеріалів зменшується щільність і теплопровідність, проявляються ознаки аморфізації структури.

Механічні властивості.

Міцність - здатність матеріалу (виробу) опиратися руйнуванню або пластичному деформуванню (необоротній зміні форми) під дією зовнішніх навантажень. Від зовнішніх навантажень у матеріалі виникають внутрішні сили пружності. Фізична величина, що кількісно характеризує інтенсивність сил, які діють на одиницю площі перерізу F, називається напругою.

У зв'язку з тим, що будівельні матеріали неоднорідні за своєю структурою, а їх характеристики міцності можуть змінюватися під час експлуатації будинку під дією змінного навантаження, атмосферних факторів, агресивного середовища й т.п., при розрахунку будівельних конструкцій враховують коефіцієнт запасу міцності, величини якого встановлені нормами проектуванні.

Вид динамічної міцності матеріалу при короткочасному (порядку 10-3с) інтенсивному навантаженні ударного характеру називають ударною міцністю, а властивість, що характеризує опір матеріалу руйнуванню або деформуванню при ударі - ударною в'язкістю.

Кількісно ударна в'язкість матеріалу оцінюється показником питомої ударної в'язкості, що визначається як відношення роботи надрізаного зразка матеріалу при випробуванні ударним вигином на маятниковому копрі, до площі поперечного перерізу зразка. Опір удару важливий для матеріалів дорожніх покриттів, покриттів підлог, а також конструкцій, що піддаються при експлуатації динамічним (ударним) навантаженням.

Властивість твердих матеріалів змінювати форму (лінійні розміри) або об'єм під дією зовнішнього навантаження, а також власної маси, температури та інших факторів, називається деформативністю.

Пластичність - властивість твердих матеріалів змінювати без руйнування форму й розміри під впливом навантаження або внутрішніх напружень, стійко зберігаючи форму, що утворилася, після припинення цього впливу. Вона визначає як технологічність, так і здатність матеріалів протистояти експлуатаційним впливам. Пластичність металів використовується для виготовлення рельєфних архітектурних лицювальних елементів і художнього карбування (зі сплавів міді та інших металів). Полімерні матеріали під дією невеликих навантажень (навіть від власної маси) при експлуатаційній температурі здатні змінювати свою форму. Ця властивість називається повзучістю.

Пружність - властивість матеріалів відновлювати форму й об'єм (у твердих матеріалів) або тільки об'єм (у грузлих і рідких) після припинення дії деформуючих сил. Найбільше напруження, при якому ще не виявляється пластична (залишкова), деформація, називається межею пружності.

Характеристики твердості матеріалу широко використовують при вирішенні завдань опору матеріалів.

Твердість - здатність матеріалу опиратися проникненню в нього іншого більш твердого тіла. Ця властивість характеризує стійкість матеріалу до деформування або руйнування при місцевому силовому впливі. Твердість визначається структурою матеріалу. Кількісно показник твердості (число твердості НВ) оцінюють різними способами, наприклад, при випробуванні металів і пластмас за діаметром відбитка, що залишає спеціальний індикатор (кулька), яку вдавлюють у поверхню матеріалу. Число твердості є вторинним показником механічних характеристик, що залежать від первинних основних характеристик (модуля пружності, межі міцності та ін.), а також від способу випробування.

Характеристика твердості має значення при виборі матеріалів для покриттів підлог і дорожніх покриттів, при визначенні способу механічної обробки поверхні матеріалів, а також може бути використана для непрямої оцінки інших властивостей даного матеріалу (міцність, стиранність та ін.).

Стиранність - властивість матеріалу зменшуватися в об'ємі й масі внаслідок руйнування поверхневого шару під дією сил стирання (звичайно в умовах тертя із застосуванням абразиву). Кількісно стиранність оцінюється втратою маси зразка, віднесеної до площі стирання (в г/см2). Опір стиранності – властивість, зворотня стиранності, характеризує головний експлуатаційний показник матеріалів для підлог та інших покриттів, що піддають тертю.

Витривалість матеріалу характеризує його здатність опиратися руйнуванню втоми. Ця властивість оцінюється числом циклів повторно-змінних напружень до виникнення макротріщин або повного руйнування. Витривалість матеріалів необхідно враховувати при проектуванні конструкцій інженерних споруд і промислових будинків у період експлуатації яких постійно діють циклічні навантаження, що змінюються в часі.

Кислотостійкість і лугостійкість - властивості матеріалів, що характеризують їх здатність протистояти руйнуючій дії відповідно розчинів кислот або їх сумішей і водяних розчинів лугів. Ці властивості визначаються відношенням (в %) маси подрібненого матеріалу, обробленого певними розчинами кислот або лугів, до його маси до обробки.

Маслобензостійкість (паливостійкість) - здатність матеріалів протистояти дії рідких вуглеводних палив. Маслобензостійкість необхідно враховувати при виборі матеріалів для покриття підлог гаражів, станцій технічного обслуговування, деяких промислових будинків тощо. При виборі хімічно стійких матеріалів необхідно враховувати також властивості матеріалів протистояти дії розчинів солей, газів й одночасній дії декількох агентів у хімічно агресивних середовищах.

Корозійна стійкість - властивість матеріалу опиратися руйнівній дії зовнішнього агресивного середовища. Визначається корозійна стійкість складом і структурою матеріалу, наявністю механічних напружень, станом поверхні, умовами впливу агресивного середовища. Кількісно корозійна стійкість матеріалів оцінюється за 10-бальною шкалою, що характеризує однобічне зменшення товщини матеріалу (мм/рік).

Існує хімічна і біологічна корозія (вплив процесів життєдіяльності бактерій та інших живих організмів).

Біологічна стійкість - опір впливу біологічно активного середовища. Найважливішим з грибкових пороків є гнилизна деревини й грибкові забарвлення. Пошкодження деревини, заподіювані комахами, називається червоточиною. Біологічні властивості матеріалів можуть бути використані з метою запобігання небажаних наслідків.

Довговічність - здатність матеріалу зберігати необхідні властивості до граничного стану, заданого умовами експлуатації. За граничний стан приймають максимально припустиме значення показників властивостей, нижче яких матеріал (виріб) вже не може застосовуватися в заданому експлуатаційному режимі. Довговічність матеріалу залежить:

  • від складу, структури і якості (сукупності властивостей) самого матеріалу;

  • від сукупності умов експлуатації, що впливають на нього, факторів режиму й рівню навантажень, температури, вологості й агресивності середовища і т.п.

Для матеріалів несучих і конструкцій, що обгороджують, вона повинна бути не менше терміну служби будинку і споруди. Довговічність оздоблювальних матеріалів може бути нижче, оскільки вона коригується строками морального старіння матеріалу.

Надійність - одна з основних комплексних властивостей матеріалу, що визначає його здатність виконувати свої функції протягом заданого часу й за даних умов експлуатації, зберігаючи при цьому в певних межах установлені характеристики. Надійність матеріалу залежить від сукупності багатьох факторів, що визначають умови виробництва, транспортування, зберігання, обробки, застосування та експлуатації. Основні значення надійності полягають у відмові або раптовому погіршенні властивостей матеріалу нижче рівня бракувального показника, яким обумовлена його працездатність. Висока надійність важлива для конструкційних матеріалів, які працюють в екстремальних умовах (високі напруження, температура, агресивне середовище і т.п.) і при малих запасах міцності.

Показники довговічності й надійності будівельних матеріалів багато в чому визначають витрати на експлуатацію (насамперед на ремонт) будинків і споруд.

Сумісність – здатність різнорідних матеріалів, виробів або компонентів композиційних матеріалів, виробів і конструкцій утворювати міцні й надійні нероз'ємні з’єднання й стабільно виконувати при цьому необхідні функції протягом заданого часу.

Жароміцність характеризує комплексні властивості будівельних матеріалів, що відповідають за стійкість до одночасної дії високої температури, механічних сил, хімічно активного середовища, а також короткочасну й тривалу міцність, повзучість, тривалу пластичність.

На відміну від жароміцності інша комплексна властивість - жаростійкість характеризує здатність матеріалу протистояти при високій температурі хімічному руйнуванню. Такі властивості мають спеціальні жароміцні й жаростійкі метали й сплави, бетони й композиційні матеріали, що можуть експлуатуватися при температурі 750 0С і вище.

Теплостійкість - здатність матеріалу (виробу) зберігати експлуатаційні характеристики при одночасному механічному й хімічному впливі в умовах підвищеної температури (до 600 0С). Це необхідно застосовувати при проектуванні металургійних і хімічних заводів.
3. ПРИРОДНІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІЛАЛИ

3.1 Деревина
Деревина - найдревніший будівельний матеріал, такий же древній, як і саме будівельне мистецтво. Спочатку деревину застосовували «на корені», у вигляді труску й бурелому, а як будівельного матеріалу використання деревини стало можливим з винаходом ручного інструмента.

Ділова будівельна деревина – звільнена від кори, крони й коріння тканина волокон, що знаходиться у стовбурі дерева.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

Схожі:

Яцківський Л. Ю., Зеркалов Д. В. З57 Транспортне забезпечення виробництва. Навчальний посібник
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів напряму “Транспортні технології” вищих навчальних...
ББК Ш 141. 14 9
...
ЗАГАЛЬНИЙ КУРС Рекомендовано Міністерством освіти і науки України...
Маляренко В. А. Енергетичні установки. Загальний курс: Навчальний посібник. – Харків: ХНАМГ, 2007. – 287с з іл
ПРАКТИЧНИЙ КУРС АНГЛІЙСЬКОЇ МОВИ Навчальний посібник з практики усного...
Практичний курс англійської мови (англійською та українською мовами). Навчальний посібник з практики усного та письмового мовлення...
Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів Рекомендовано...
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів
Є. Тихомирова Зв’язки з громадськістю Рекомендовано Міністерством...
Посібник містить питання до самоконтролю та список літератури, що сприятиме глибшому засвоєнню матеріалу
Демський Е. Ф. Адміністративне процесуальне право: Навчальний посібник...

Цукровий діабет, класифікація, етіологія, патогенез, клініка, діагностика
НАВЧАЛЬНИЙ МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК ДЛЯ СТУДЕНТІВ 4 КУРСУ ЗА ПРОГРАМОЮ ВНУТРІШНЯ МЕДИЦИНА
№1: Сутність, роль та методологічні основи менеджменту 9
Навчальний посібник для студентів напрямів 100400 «Транспортні технології» і 050200 «Менеджмент організацій»
П. С. Дудик Комунікативно- стилістичні якості мовлення
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка