Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Специальные строительные материалы для тепловой и атомной энергетики

Содержание

Целью освоения курса «Специальные строительные материалы для тепловой и атомной энергетики» является подготовка магистров со знаниями видов, условий применения и изготовления специальных строительных материалов, используемых при строительстве и реконструкции объектов тепловой
Курс «Специальные строительные материалы для тепловой и атомной энергетики» Целью освоения курса «Специальные строительные материалы для Основными задачами курса «Специальные строительные материалы для тепловой и атомной энергетики являются:	1. 4. Изучение взаимосвязи между составом, микро-, макроструктурой и свойствами, как основы обеспечения 6. Ознакомление с несущими конструкциями зданий объектов тепловой и атомной энергетики, для 8. Ознакомление с конструкциями зданий объектов тепловой и атомной энергетики, требующими применения 10. Ознакомление с оборудованием, конструкциями и узлами зданий объектов тепловой и атомной 12. Ознакомление с конструкциями объектов атомной энергетики, требующими применения специальных материалы для 13. Ознакомление с конструкциями объектов атомной энергетики, требующими применения специальных материалы для 1. Микульский В. Г. [и др.]. Технология конструкционных материалов. изд. АСВ. 20112. 5. Дубровский В.Б., Лавданский П.А., Енговатов И.А., «Строительство атомных электростанций » М.: 8. Комаровский А. Н. Строительство ядерных установок. М.: Атомиздат, 1969.9. Дубровский В.Б., 11. Дубровский В.Б., Аблевич З. Строительные материалы и конструкции защит от ионизирующих «Введение в курс. Общие вопросы применения, классификации и особенностей специальных строительных материалов Основными зданиями и сооружениями тепловой энергетики, которые имеют свои особенности, являются:Главные корпуса Особенностью зданий и сооружений тепловой энергетики является:- наличие источников тепловой энергии при При проектировании и строительстве зданий тепловой энергетики необходимо учитывать следующие основные специфические Основными зданиями и сооружениями атомной энергетики, которые имеют свои особенности, являются:1. Главные Особенностью зданий и сооружений атомной энергетики является;- наличие источников ионизирующих излучений;- выделение При проектировании и строительстве зданий атомной энергетики необходимо учитывать следующие факторы: - По назначению материалы делятся на следующие группы:	- конструкционные; 	- теплоизоляционные;	- акустические – По назначению материалы делятся на следующие группы (продолжение):- отделочные;- радиационнозащитные (для радиационной По назначению материалы делятся на следующие группы (продолжение):- общего назначения – используемые По способу изготовления различают материалы:- получаемые с помощью тепловой обработки, а также Строительные материалы представляют собой поликристаллические, полиминеральные, поликомпонентные, полифазные конгломераты.	Поликристалличность заключается в том, Поликомпонентность заключается в том, что строительные материалы как правило состоят из нескольких Состав - это качественная и количественная характеристика веществ, входящих в состав материалов Вещественный состав – это данные о присутствии и/или количестве (обычно в % Химический состав – это в основном данные о присутствии и количестве (обычно Химический состав может включать аббревиатуру Химический составХимические составы и характеристики цементов и шлаковХимические составы и характеристики цементов и шлаков Минералогический или минеральный состав - это данные о присутствии и содержании в Фазовый состав – это данные о присутствии и содержании в % по Технологический состав - это содержанием компонентов, входящих в состав исходных смесей искусственных Гранулометрический состав, или гранулометрия – это данные о содержании в сыпучей смеси Сыпучую смесь характеризуют:	- наименьшей и наибольшей крупностью зерен;	- содержание отдельных фракций;	- графики Структура (строение) строительных материалов может характеризоваться на микроскопическом уровне (микроструктура) и макроскопическом Кристаллическая микроструктура формируется из пересыщенных растворов, расплавов и характеризуется дальним порядком в .Кристаллическая микроструктура Отличительной особенностью кристаллической структуры является анизотропия - неодинаковость физических свойств, т. е. Кристаллическую структуру имеют кристаллы минералов и их искусственных аналогов, входящих в состав Изоморфизм – это способность различных, но родственных по химическому составу веществ кристаллизоваться Полиморфизм - это способность некоторых веществ при изменении температуры и/или давления изменять Полиморфизм соединений SiO2 Разложение – это процесс, сопровождаемый при нагревании выделением газов или воды вследствие Дефекты микроструктуры образуются в реальных кристаллических структурах в результате влияния различных факторов Аморфная микроструктура отличается от кристаллической микроструктуры отсутствием дальнего порядка в расположении атомов Витроиды - это твердые тела в аморфном состоянии, имеющие стекловидную структуру.Аморфные материалы- витроидыВиды стеклообразных структур витроидов Дисперсные системы – системы из мельчайших частиц диспергированных твердых тел размером 10-5...10-7 Примером дисперсной системы в виде золи и геля может служить кремнезоль, Примерами мелкодисперсных горных пород из водосодержащего кремнезема и водосодержащих силикатов являются диатомит, По макроструктуре строение подразделяется следующим образом:- полнокристаллическая - сложенная только кристаллами;- стеклообразная .Классификация материалов по основным признакам макроструктуры Если рассматривать структуру материалов с учетом процесса ее формирования, то по академику Коагуляцонная структура - это структура твердого тела или среды, в образовании которой Конденсационная структура – это структура, которая формируется в результате непосредственного химического взаимодействия Кристаллизационная структура – структура, образующаяся из расплава или раствора в виде поликристаллов Смешанная структура – это структура, находящаяся в процессе формирования и не достигшая Текстура ( облик ) строительных материалов подразделяется следующим образом:- массивная - при Средняя плотность материала, называемая далее просто плотностью (ρm), - физическая величина, определяемая Для сыпучих материалов существует специальная характеристика – насыпная плотность ρнас, которая рассчитывается Пористость – степень заполнения объема материала порами, воздушными ячейками в веществе, из Плотность и пористость строительных материалов колеблется в пределах 0-98% (Таблица 1.3. )Основные Пустотность характеризуется наличием воздушных полостей в изделии (пустотелом кирпиче, панели с пустотами) Гидрофизическими называются свойства, связанные с воздействием на материалы воды.		Водопоглощение – свойство материала Величина весового водопоглощения Wв определяется по формуле:где m1 – масса материала в Если материал соприкасается с водой частью своей увлажняемой поверхности, то поверхностное водопоглощение Гигроскопичность – это свойство материала поглощать влагу из парогазовой смеси, в частности, Влажность – величина, показывающая, какое количество воды находится в материале по отношению Влагоотдача – способность строительных материалов в определенных условиях отдавать влагу окружающей среде. Влажностное равновесие, наступающее между влажностью окружающего воздуха и материала, характеризует материал как Водостойкость – способность материала сохранять свои эксплутационные свойства (например, прочностные) при временном Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. 	Водопроницаемость материала измеряется количеством Паропроницаемость – определяется коэффициентом паропроницаемости, показывающим, какое количество водяного пара проходит Деформации при увлажнении и высыхании материалов связаны с набуханием при насыщении материала Теплофизические свойства – это свойства, связанные с изменением температуры.		Теплопроводность – способность материала Теплопроводность материала зависит от его структуры, пористости, влажности и температуры. Чем меньше Тепловое расширение – свойство материала расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении; Основные теплофизические свойства Огнестойкость – способность материалов ограничивать распространение огня и выдерживать Основные теплофизические свойстваНесгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не горят Основные теплофизические свойстваТрудно сгораемые материалы под действием огня медленно воспламеняются и после Жаростойкость - способность материалов в условиях длительного воздействия высоких температур сохранять Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное замораживание и По морозостойкости материалы подразделяются на марки F10, F15, F25, F35, F50, F75, Атмосферостойкость – способность материала сохранять свои первоначальные свойства и структуру после продолжительного Долговечность – способность материала сопротивляться комплексному воздействию атмосферных и других факторов в Ядерно-физические и защитные от ионизирующих излучений свойства - это способность материалов Основными физико-механическими свойствами материалов являются:	- деформационные свойства;	- прочностные свойства;	- твердость;	- истираемость;	- сопротивление удару;	- износ.		Физико-механические свойства  Деформационные свойства материалов при механических воздействиях проявляются при воздействии на них механических Деформации - это нарушения взаимного расположения множества частиц материальной среды под действием Простейшими деформациями материалов являются линейные деформации растяжения (удлинения) и сжатия (укорочения) Рис. 6.1. Схема удлинения стержня под действием внешней растягивающей силы F.Показана деформация Деформацией сдвига называется изменение угла γ между элементарными волокнами, исходящими из одной В твердых телах деформации подразделяются на следующие виды:- упругие, если они исчезает Различают следующие виды поведения материалов под механической нагрузкой: - упругое – при В соответствии с этим материалы подразделяются на следующие:- хрупкие;- упругопластические (или упруго-пластичные);- Упругие деформации удлинения и укорочения (рис. 6.3), а также упругие деформации сдвига Рис. 6.3. Схема упругой деформации удлинения материалов под действие внешней нагрузки на Рис. 6.4. Схема упругой деформации сдвига материалов на атомарном уровне.а – ненапряженная Упругие деформации ε, γ и напряжения σ, τ связаны выражениями: Пластические деформации кристаллов связаны с перемещением путем скольжения вдоль некоторой плоскости одной Рис. 6.5. Схема образования пластической деформации сдвига   материалов под действие При достижении растягивающих усилий значений сил межатомного взаимодействия без перемещения при сдвиге Рис. 6.6. Схема упругой деформации и хрупкого разрушения материалов с отрывом под Рис. 6.7. Схема упругопластической деформации и пластического (вязкого) разрушения материала под действием Поведение хрупких, упругопластических и пластических материалов под нагрузкой существенно отличается. (рис. 6.8).	Хрупкие Рис. 6.8. Диаграммы деформации - напряжения для различных материалов.1 – упругопластические материалы Рис. 6.9. Диаграмма деформации – напряжения упругопластических материалов с преобладанием упругих деформаций Рис. 6.10. Диаграмма деформации – напряжения упруго-пластичных материалов с преобладанием пластических деформаций Деформационные свойства Прочность – способность материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям, возникающим под действием Предел прочности R (в кг/см2 или МПа) при сжатии или растяжении принимается Прочностные свойства Марка по прочности строительных материалов – принимается по среднему арифметическому значению пределов В общем случае среднее арифметическое значение пределов прочности бетона сжатию Класс по прочности принимается с учетом вариаций значений предела прочности образцов при Коэффициент вариации V	 определяется по формуле:где σ - среднее квадратичное отклонение прочности .Прочностные свойства .Прочностные свойства Прочностные свойства Для бетонов в большинстве случаев α = 1,64 и V=0,135 поэтому В Предел прочности при сжатии большинства строительных материалов колеблется в широких пределах: от Прочностные свойства Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого материала. Ее определяют Истираемость – разрушение материала при трении о поверхность другого материала. Показателем истираемости Сопротивление удару – способность материала сопротивляться ударным воздействиям; характеризуется работой, затрачиваемой на Значения всех свойств материалов увеличиваются с ростом значений свойств слагающих их компонентов Рис. 6.11. Зависимость свойств материалов от значений свойств слагающих их составляющих (кристаллов, Рис. 6.12. Зависимость свойств материалов от пористости.	Взаимосвязь между составом, микро-, макроструктурой и физическими свойствами строительных материалов. Рис. 6.13. Зависимость свойств поликристаллических материалов от крупности зерен.	Взаимосвязь между составом, микро-, Рис. 6.14. Зависимость свойств материалов от количества дефектов микроструктуры в единице объема	Взаимосвязь Физико-химические свойства – это свойства материалов, определяющие протекание в материалах физико-химических процессов.К Дисперсность – характеристика размеров твердых частиц и капель жидкостей строительных материалов, находящихся Удельная поверхность Sуд единицы объема дисперсного материала в зависимости от размера d Поверхностный слой материала по своему состоянию отличается от этого же вещества «в Гидрофильность – способность материалов смачиваться водой.Гидрофильными материалами являются материалы, хорошо смачиваемые водой. Гидрофобность – особенность материалов не смачиваться водой.	Гидрофобными материалами называют материалы, не смачивающиеся Адгезия (прилипание) – это наличие сил связи (прилипания) между различными материалами. Это Величина адгезии определяется различными методами. Однако в общем случае адгезия характеризуется величиной Коррозия – самопроизвольное разрушение материалов, которое вызывается химическими и электрохимическими процессами, протекающими Основными агрессивными веществами, вызывающими коррозию строительных материалов зданий и сооружений при химических Особый вид коррозии – биокоррозия – разрушение материалов под действием живых организмов Химическая активность материалов характеризует их реакционную способность (активное химическое взаимодействие) при соединении Технологические свойства материалов – это свойства, характеризующие его восприимчивость к выполнению определенных Основными технологическим свойствам строительных материалов являются:- восприимчивость исходного материала (горной породы) к Пластичность, реология и укрывистость являются очень важными при работе с готовыми При большой дисперсности твердых частиц (например, в цементном, гипсовом тесте) вода играет Итак, пластичность зависит от двух факторов: дисперсности (удельной поверхности) твердых частиц и Реология (реологические свойства материала) – способность материалов к деформации и течению под В соответствии с реологическими свойствами все вязкие материальные системы могут относиться: - Суспензии могут вести себя как ньютоновские жидкости лишь при очень низкой концентрации Особый интерес для готовых к применению смесей строительных материаловпредставляет явление тиксотропии, которое При этом различают:- прочностную тиксотропию, связанную с изменением, разрушением и восстановление относительно Явление тиксотропии используют при виброуплотнении бетонных и растворных смесей и при нанесении Дилатантное течение готовых к употреблению смесей строительных материалов характерно для очень концентрированных Структурная прочность – это напряжение, которое нужно затратить, чтобы нарушить внутренние связи Укрывистость (кроющая способность) – способность пигмента, диспергированного в полимерном составе, создавать при Для минеральных вяжущих, кроме таких показателей, как плотность, тонкость помола, влажность, определяющих Удельная поверхность дисперсных материалов увеличивается с уменьшением размеров частиц и с увеличением Восприимчивость исходных материалов (горных пород) к выполнению операций с целью изменения размеров Равномерность распределения компонентов в сухих смесях, строительных растворах улучшается с увеличением окатанности Реологические свойства и структурная прочность зависят от дисперсности частиц, смачиваемости их поверхности,
Слайды презентации

Слайд 2 Целью освоения курса

Целью освоения курса «Специальные строительные материалы для тепловой

«Специальные строительные материалы для тепловой и атомной энергетики» является

подготовка магистров со знаниями видов, условий применения и изготовления специальных строительных материалов, используемых при строительстве и реконструкции объектов тепловой и атомной энергетики, а также требований, предъявляемых к этим материалам и путей обеспечения этих требований при выборе разновидностей этих материалов, их составляющих и технологии изготовления.


Цель и задачи курса


Слайд 3 Основными задачами курса «Специальные строительные материалы для тепловой

Основными задачами курса «Специальные строительные материалы для тепловой и атомной энергетики

и атомной энергетики являются:
1. Ознакомление с особенностями основных здания

и сооружения объектов тепловой и атомной энергетики, особыми условиями эксплуатации строительных материалов и необходимостью использования специальные строительные материалы;
2. Изучение классификации специальных строительных материалов по различным признакам, характеристик состава и структуры специальных строительных материалов;
3. Изучение физических, физико-механических, физико-химических и технологических свойств специальных строительных материалов, методов их определения;



Основные задачи курса


Слайд 4 4. Изучение взаимосвязи между составом, микро-, макроструктурой и

4. Изучение взаимосвязи между составом, микро-, макроструктурой и свойствами, как основы

свойствами, как основы обеспечения требуемых значений физических, физико-механических, физико-химических

и технологических свойств специальных строительных материалов;
5. Изучение основных видов вяжущих веществ, материалов заполнителей, микронаполнителей, минеральных и химических добавок, используемых для изготовления специальных строительных материалов, а также классификации, составов, структуры, свойств, условий применения, преимуществ и недостатков этих материалов, требований к ним нормативных документов;

Основные задачи курса


Слайд 5 6. Ознакомление с несущими конструкциями зданий объектов тепловой

6. Ознакомление с несущими конструкциями зданий объектов тепловой и атомной энергетики,

и атомной энергетики, для которых необходимо применять специальные бетоны

и с требованиями к бетонам этих конструкций, а также с составами и свойствами используемых бетонов;
7. Изучение основных требований к материалам экранов радиационной защиты и путей их обеспечения, а также специальных защитных бетонов, их составов, свойств, условий применения, преимуществ и недостатков;

Основные задачи курса


Слайд 6 8. Ознакомление с конструкциями зданий объектов тепловой и

8. Ознакомление с конструкциями зданий объектов тепловой и атомной энергетики, требующими

атомной энергетики, требующими применения жаростойких, радиационно-стойких и химически стойких

бетонов и с предъявляемыми к ним требованиями, а также с путями повышения жаростойкости, радиационной стойкости и химической стойкости бетонов.
9. Изучение составов, свойств, преимуществ и недостатков различных жаростойких, радиационно-стойких и химически стойких бетонов;
 


Основные задачи курса


Слайд 7 10. Ознакомление с оборудованием, конструкциями и узлами зданий

10. Ознакомление с оборудованием, конструкциями и узлами зданий объектов тепловой и

объектов тепловой и атомной энергетики, требующими устройства теплоизоляций;
11. Изучение

основных видов теплоизоляционных материалов, используемых в зданиях объектов тепловой и атомной энергетики, их составов, структуры, свойства преимуществ и недостатков;
 


Основные задачи курса


Слайд 8 12. Ознакомление с конструкциями объектов атомной энергетики, требующими

12. Ознакомление с конструкциями объектов атомной энергетики, требующими применения специальных материалы

применения специальных материалы для снижения наведенной радиоактивности и радиационного

загрязнения, а также со способами снижения наведенной радиоактивности и радиационного загрязнения материалов и требованиями к материалам конструкций и отделочным материалам зданий объектов атомной энергетики;


Основные задачи курса


Слайд 9 13. Ознакомление с конструкциями объектов атомной энергетики, требующими

13. Ознакомление с конструкциями объектов атомной энергетики, требующими применения специальных материалы

применения специальных материалы для снижения наведенной радиоактивности и радиационного

загрязнения, а также со способами снижения наведенной радиоактивности и радиационного загрязнения материалов и требованиями к материалам конструкций и отделочным материалам зданий объектов атомной энергетики;
14. Изучение составов, преимуществ и недостатки мало активируемых бетонов, а также важнейших специальных отделочных материалы, их преимуществ и недостатков.


Основные задачи курса


Слайд 10 1. Микульский В. Г. [и др.]. Технология конструкционных

1. Микульский В. Г. [и др.]. Технология конструкционных материалов. изд. АСВ.

материалов. изд. АСВ. 2011
2. Баженов Ю.М. Технология бетона. Изд.АСВ.2002.
3.

Денисов А. В., Дубровский В. Б., Соловьев В. Н. Радиационная стойкость минеральных и полимерных строительных материалов. Справочное пособие. Москва: Издательский дом МЭИ, 2012.
4. Пергаменщик Б.К., Теличенко В.И., Темишев Р.Р. Возведение специальных защитных конструкций. Москва: Издательский дом МЭИ, 2011.



Основная литература


Слайд 11 5. Дубровский В.Б., Лавданский П.А., Енговатов И.А., «Строительство

5. Дубровский В.Б., Лавданский П.А., Енговатов И.А., «Строительство атомных электростанций »

атомных электростанций » М.: АСВ, 2010
6. Поспелов В.П., Миренков

А. Ф., Покровский С. Г. Бетоны радиационной защиты атомных электростанций. (Разработка, исследования, внедрение) –М.: ООО «Август Борг», 2006 – 652 с.
7. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М., Строительные материалы, М., Стройиздат, 1986.



Основная литература


Слайд 12 8. Комаровский А. Н. Строительство ядерных установок. М.:

8. Комаровский А. Н. Строительство ядерных установок. М.: Атомиздат, 1969.9. Дубровский

Атомиздат, 1969.
9. Дубровский В.Б., Аблевич З. Строительные материалы и

конструкции защит от ионизирующих излучений: Совм. cов. пол. изд. Под. ред. В.Б. Дубровского. М., Стройиздат,1983.
10. Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур. СНиП 2.03.04-84, М.: Стройиздат, 1985.




Основная литература


Слайд 13 11. Дубровский В.Б., Аблевич З. Строительные материалы и

11. Дубровский В.Б., Аблевич З. Строительные материалы и конструкции защит от

конструкции защит от ионизирующих излучений: Совм. cов. пол. изд.

Под. ред. В.Б. Дубровского. / М.: Стройиздат,1983.
12. Ю. М. Баженов, В. Ф. Коровяков, Г. А. Денисов. Технология сухих строительных смесей. Изд. АСВ. 2003
13. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. М. : Стройиздат, 1990




Основная литература


Слайд 14
«Введение в курс. Общие вопросы применения, классификации и

«Введение в курс. Общие вопросы применения, классификации и особенностей специальных строительных

особенностей специальных строительных материалов объектов тепловой и атомной энергетики.

Свойства специальных строительных материалов и основы их обеспечения»

Раздел 1


Слайд 15 Основными зданиями и сооружениями тепловой энергетики, которые имеют

Основными зданиями и сооружениями тепловой энергетики, которые имеют свои особенности, являются:Главные

свои особенности, являются:
Главные корпуса ТЭС и Теплоэлектроцентралей;
Дымовые трубы
Градирни
Бассейны охлаждения
Насосные

станции

Основные здания тепловой энергетики, имеющие особенности


Слайд 16 Особенностью зданий и сооружений тепловой энергетики является:
- наличие

Особенностью зданий и сооружений тепловой энергетики является:- наличие источников тепловой энергии

источников тепловой энергии при сжигании топлива;
- выделение влаги и

накопление продуктов сгорания топлива различной степени токсичности;
- воздействие тепла на материалы конструкций;
- наличие выбросов продуктов горения в атмосферу.

Особенности зданий тепловой энергетики


Слайд 17 При проектировании и строительстве зданий тепловой энергетики необходимо

При проектировании и строительстве зданий тепловой энергетики необходимо учитывать следующие основные

учитывать следующие основные специфические факторы:
- воздействие повышенных и высоких

температур на некоторые строительные конструкции и необходимость использования в них специальных теплоизоляционных и жаростойких материалов;
- воздействие повышенной влажности и агрессивных факторов на некоторые конструкции и необходимость использования в них стойких к этим воздействиям материалов.

Особенности зданий тепловой энергетики


Слайд 18 Основными зданиями и сооружениями атомной энергетики, которые имеют

Основными зданиями и сооружениями атомной энергетики, которые имеют свои особенности, являются:1.

свои особенности, являются:
1. Главные корпуса атомных стаций;
2. Хранилища жидких

и твердых радиоактивных отходов
3. Здания производств, обеспечивающих атомную энергетику:
- заводы по производству ядерного топлива;
- радиохимические и материаловедческие лаборатории
- исследовательские и экспериментальные ядерные реакторы;
- ускорители заряженных частиц.

Основные здания атомной энергетики, имеющие особенности


Слайд 19 Особенностью зданий и сооружений атомной энергетики является;
- наличие

Особенностью зданий и сооружений атомной энергетики является;- наличие источников ионизирующих излучений;-

источников ионизирующих излучений;
- выделение и накопление продуктов ядерных реакций;
-

образование наведенной радиоактивности;
- возможное радиоактивное загрязнение помещений, материалов, окружающей среды;
- наличие источников тепловой энергии за счет деления ядерного топлива в ядерных реакторах, взаимодействия ионизирующих излучений с материалами.

Особенности зданий атомной энергетики


Слайд 20 При проектировании и строительстве зданий атомной энергетики необходимо

При проектировании и строительстве зданий атомной энергетики необходимо учитывать следующие факторы:

учитывать следующие факторы:
- воздействие повышенных и высоких температур

на строительные материалы;
- воздействие ионизирующих излучений на строительные материалы;
- возможное радиоактивное загрязнение помещений и материалов за счет сорбции материалами радиоактивных загрязнений, а также радиоактивное загрязнение окружающей среды;
- необходимость использования специальные жаростойкие и радиационностойкие материалы;
- необходимость обеспечения защиты персонала этих объектов, а также населения и окружающей среды от облучения ионизирующими излучениями им радиоактивного загрязнения.

Особенности зданий атомной энергетики


Слайд 21 По назначению материалы делятся на следующие группы:
- конструкционные;

По назначению материалы делятся на следующие группы:	- конструкционные; 	- теплоизоляционные;	- акустические


- теплоизоляционные;
- акустические – звукопоглощающие и звукоизоляционные;
- гидроизоляционные и

кровельные;
- гидрозащитные;
- герметизирующие;

Классификация специальных строительных материалов


Слайд 22 По назначению материалы делятся на следующие группы (продолжение):
-

По назначению материалы делятся на следующие группы (продолжение):- отделочные;- радиационнозащитные (для

отделочные;
- радиационнозащитные (для радиационной защиты);
-специального назначения – для придания

требуемых эксплуатационных характеристик зданиям, сооружениям, конструкциям, предназначенным для работы в особых условиях: огнеупорные, коррозионностойкие, химически стойкие, атмосферостойкие, и т.д.

Классификация специальных строительных материалов


Слайд 23 По назначению материалы делятся на следующие группы (продолжение):
-

По назначению материалы делятся на следующие группы (продолжение):- общего назначения –

общего назначения – используемые в качестве сырья для многих

строительных материалов и изделий (цемент, известь и пр.)
По происхождению материалы подразделяются на следующие:
- природные (древесина, природный камень), подвергаемые только механической обработке;
- искусственные, получаемые в результате различной обработки переработки сырья.

Классификация специальных строительных материалов


Слайд 24 По способу изготовления различают материалы:
- получаемые с помощью

По способу изготовления различают материалы:- получаемые с помощью тепловой обработки, а

тепловой обработки, а также обжигом и спеканием (керамика, минеральные

вяжущие вещества);
- получаемые плавлением (стекло, металлы);
- получаемые с применением вяжущих веществ путем омоноличивания (растворы, бетоны и другие композиционные материалы);
- получаемые в результате специальной переработки органического сырья (полимеры различной природы, растворители, битум и т.д., а также строительные пластмассы, кровельные и гидроизоляционные материалы).

Классификация специальных строительных материалов


Слайд 25 Строительные материалы представляют собой поликристаллические, полиминеральные, поликомпонентные, полифазные

Строительные материалы представляют собой поликристаллические, полиминеральные, поликомпонентные, полифазные конгломераты.	Поликристалличность заключается в

конгломераты.
Поликристалличность заключается в том, что строительные материалы состоят из

отдельных, связанных между собой кристаллов.
Полиминеральность заключается в том, что строительные материалы как правило состоят из нескольких минералов.

Состав строительных материалов


Слайд 26 Поликомпонентность заключается в том, что строительные материалы как

Поликомпонентность заключается в том, что строительные материалы как правило состоят из

правило состоят из нескольких компонентов. Например, бетон состоит из

щебня, песка и цементного камня.
Полифазность заключается в том, что строительные материалы как правило состоят из нескольких фаз. Например, могут включать кристаллическую и аморфную фазу, твердую, жидкую и газообразную фазу.

Состав строительных материалов


Слайд 27 Состав - это качественная и количественная характеристика веществ,

Состав - это качественная и количественная характеристика веществ, входящих в состав

входящих в состав материалов или сырьевых материалов при их

изготовлении. Различают несколько видов составов:
- элементный, или вещественный;
- химический;
- минералогический или минеральный;
- фазовый состав;
- технологический состав;
- гранулометрический состав.

Состав строительных материалов


Слайд 28 Вещественный состав – это данные о присутствии и/или

Вещественный состав – это данные о присутствии и/или количестве (обычно в

количестве (обычно в % по массе) химических элементов в

составе материалов.
Например, битум состоит из углерода (70... 87%), водорода (11... 15%), кислорода (0... 10%), серы (до 1,5%) и небольшого количества азота (N); каменные материалы состоят в основном из кремния (Si), алюминия (А1), кальция (Са), магния (Mg), железа (Fe), кислорода (О) и других компонентов.

Вещественный состав


Слайд 29 Химический состав – это в основном данные о

Химический состав – это в основном данные о присутствии и количестве

присутствии и количестве (обычно в % по массе) оксидов

химических элементов в составе материалов .
Например состав шлака:
Si02 -45...80%, А1203 - 8...30%, Fe203 - 2... 15%, СаО - 0,5...2,5%, MgO -0...4%, R20 - 0,3...5%.
Другой пример состав портландцементного клинкера:
Si02 - 21... 25%, А1203 - 4... 8%, СаО - 63.. .68%, Fe203 - 2...4%.

Химический состав


Слайд 30 Химический состав может включать аббревиатуру "ппп" (потери при

Химический состав может включать аббревиатуру

прокаливании), которая показывает, что при воздействии на материал высоких

температур теряется (выделяется) летучая составляющая вследствие разложения некоторых компонентов материала с образованием газов или удаления химически связанной воды.

Химический состав


Слайд 31 Химический состав
Химические составы и характеристики цементов и шлаков

Химические

Химический составХимические составы и характеристики цементов и шлаковХимические составы и характеристики цементов и шлаков

составы и характеристики цементов и шлаков


Слайд 32 Минералогический или минеральный состав - это данные о

Минералогический или минеральный состав - это данные о присутствии и содержании

присутствии и содержании в % по объему природных (минералов)

или искусственных химических соединений (искусственных аналогов минералов) в составе материалов .
Например минеральный состав гранита:
кварц-24%; калиевый полевой шпат – 48%; плагиоклаз – 22%; роговая обманка – 3%; слюда-биотит-3%.

Минералогический или минеральный состав


Слайд 33 Фазовый состав – это данные о присутствии и

Фазовый состав – это данные о присутствии и содержании в %

содержании в % по объему различных фаз в составе

материалов.
Фазами называют принципиально отличающиеся структурой, составом и свойствами гомогенные (т.е. однородные) части материала.
В строительных материалах обычно выделяют кристаллическую и стеклообразную (аморфную), а также твердую, жидкую и газообразную фазы.
Например, фазовый состав шамота: кристаллическая фаса – 80%; стеклообразная фаза – 20%.

Фазовый состав


Слайд 34 Технологический состав - это содержанием компонентов, входящих в

Технологический состав - это содержанием компонентов, входящих в состав исходных смесей

состав исходных смесей искусственных материалов или самого материала. Например,

содержанием щебня, песка, цемента, воды, добавок в смеси при изготовлении бетонов, содержанием щебня, песка, добавки и цементного камня в бетоне.
Например, технологический состав бетонной смеси:
Цемент Ц=300 кг/м3; Вода 150 кг/м3; Щебень Щ=1000 кг/м3;Песок П=950 кг/м3. Всего 2400 кг/м3 – плотность бетонной смеси. Плотность бетона после твердения и испарения около 50 кг/м3 2350 кг/м3

Технологический состав


Слайд 35 Гранулометрический состав, или гранулометрия – это данные о

Гранулометрический состав, или гранулометрия – это данные о содержании в сыпучей

содержании в сыпучей смеси зерен разной крупности, которые определяются

просеиванием сыпучей смеси через стандартные сита и представляются в виде графиков зернового состава.
Набор стандартных сит включает сита с размерами отверстий 0,16; 0,315; 0,63; 1,25; 2,5; 5; 10; 20; 40; 70 мм, определяющие границы фракций.

Гранулометрический состав


Слайд 36 Сыпучую смесь характеризуют:
- наименьшей и наибольшей крупностью зерен;
-

Сыпучую смесь характеризуют:	- наименьшей и наибольшей крупностью зерен;	- содержание отдельных фракций;	-

содержание отдельных фракций;
- графики зернового состава;
- форма зерен (рваная

или окатанная);
- пустотность (объемная доля пустот сыпучей смеси зерен).
Пустотность заполнителя при смешении различных его фракций, как правило, уменьшается, так как относительно мелкие зерна могут разместиться в промежутках между более крупными и, таким образом, более компактно заполнить объем.

Гранулометрический состав


Слайд 37 Структура (строение) строительных материалов может характеризоваться на микроскопическом

Структура (строение) строительных материалов может характеризоваться на микроскопическом уровне (микроструктура) и

уровне (микроструктура) и макроскопическом уровне (макроструктуре).
По микроструктуре строение подразделяется

следующим образом:
- кристаллическая;
- аморфная.

Структура строительных материалов


Слайд 38 Кристаллическая микроструктура формируется из пересыщенных растворов, расплавов и

Кристаллическая микроструктура формируется из пересыщенных растворов, расплавов и характеризуется дальним порядком

характеризуется дальним порядком в расположении атомов, основным признаком которого

является симметрия и закономерность в расположении атомов, повторяющаяся на любом расстоянии от данного атома.
В зависимости от степени симметрии структуры подразделяют семь типов (сингоний) кристаллических решеток, характеризуемых соотношениями между линейными параметрами периодичности структуры a, b и с и углами между ними α, β и γ.

Кристаллическая микроструктура


Слайд 39 .
Кристаллическая микроструктура

.Кристаллическая микроструктура

Слайд 40 Отличительной особенностью кристаллической структуры является анизотропия - неодинаковость

Отличительной особенностью кристаллической структуры является анизотропия - неодинаковость физических свойств, т.

физических свойств, т. е. зависимость большинства ее свойств от

рассматриваемого направления (осей). Такая зависимость характерна для свойств, причиной проявления которых являются колебания кристаллической решетки и ее формы (теплового расширения, теплопроводности, упругости, оптических свойств, т.е. таких свойств, природа которых имеет волновой характер). Такие свойства как теплоемкость, плотность не имеют этой зависимости.
Симметрия и анизотропия свойств кристаллической решетки минералов определяет и форму, и анизотропию свойств кристаллов, соответствующих соединений.


Кристаллическая микроструктура


Слайд 41 Кристаллическую структуру имеют кристаллы минералов и их искусственных

Кристаллическую структуру имеют кристаллы минералов и их искусственных аналогов, входящих в

аналогов, входящих в состав природных и искусственных строительных материалов.
Для

некоторых кристаллических структур этих соединений, как и некоторых других соединений характерны:
- изоморфизм;
- полиморфизм при нагревании;
- разложение при нагревании;
- дефекты микроструктуры.

Кристаллическая микроструктура


Слайд 42 Изоморфизм – это способность различных, но родственных по

Изоморфизм – это способность различных, но родственных по химическому составу веществ

химическому составу веществ кристаллизоваться в одинаковые струк­туры, с одним

типом связей и при этом образовывать кристаллы переменного состава в результате взаимного замещения атомов или атом­ных групп, т. е. образовывать смешанные кристаллы или изоморфные смеси, представляющие собой твердые растворы замещения. Многие минералы строительных материалов, например, плагиоклазы, оливины, доломиты представляют такие твердые растворы.

Изоморфизм кристаллической микроструктуры


Слайд 43 Полиморфизм - это способность некоторых веществ при изменении

Полиморфизм - это способность некоторых веществ при изменении температуры и/или давления

температуры и/или давления изменять свою кристаллическую форму при сохранении

химической природы, т.е. химического состава и молекулярного строения.
Это явление наблюдается как у элементов (например, углерода, серы, кремния, железа и т. д.), так и у соединений (например, льда, кремнезема, рутила, углекислого кальция и т. д.).

Полиморфизм кристаллической микроструктуры


Слайд 44
Полиморфизм соединений SiO2

Полиморфизм соединений SiO2

Слайд 45 Разложение – это процесс, сопровождаемый при нагревании выделением

Разложение – это процесс, сопровождаемый при нагревании выделением газов или воды

газов или воды вследствие диссоциации вещества. Например, при температурах

от 330 до 800 оС (в зависимости от состава карбоната) происходит разложение карбонатов с выделением углекислого газа и образованием оксидов CaO, MgO и FeO. При 500 – 600 оС происходит выделение воды из серпентинитов с образование оливина.

Разложение кристаллической микроструктуры


Слайд 46 Дефекты микроструктуры образуются в реальных кристаллических структурах в

Дефекты микроструктуры образуются в реальных кристаллических структурах в результате влияния различных

результате влияния различных факторов на формирование структуры и структуру

после образования и нарушают порядок в расположении атомов. Дефекты микроструктуры подразделяются на следующие:
- точечные дефекты в виде вакантных (пустых) узлов, межузельных атомов, замещенных атомов;
-линейные дефекты в виде дислокаций (линий искажения расположения атомов).

Дефекты кристаллической микроструктуры


Слайд 47 Аморфная микроструктура отличается от кристаллической микроструктуры отсутствием дальнего

Аморфная микроструктура отличается от кристаллической микроструктуры отсутствием дальнего порядка в расположении

порядка в расположении атомов и поэтому представляет собой неупорядоченную

систему.
Аморфная микроструктура образуется в результате диспергации устойчивых (кристаллических) структур в результате плавления или химико-механического воздействия.
Все аморфные материалы условно можно подразделить на следующие типы:
- витроиды (стекла);
- дисперсные системы;
- полимеры

Аморфная микроструктура


Слайд 48 Витроиды - это твердые тела в аморфном состоянии,

Витроиды - это твердые тела в аморфном состоянии, имеющие стекловидную структуру.Аморфные материалы- витроидыВиды стеклообразных структур витроидов

имеющие стекловидную структуру.

Аморфные материалы- витроиды
Виды стеклообразных структур витроидов


Слайд 49 Дисперсные системы – системы из мельчайших частиц диспергированных

Дисперсные системы – системы из мельчайших частиц диспергированных твердых тел размером

твердых тел размером 10-5...10-7 см. К ним относятся:
- коллоиды,

золи (органозоли, гидрозоли), гели;
- мелкодисперсные горные породы из водосодержащего кремнезема и водосодержащих силикатов;
- мелкодисперсный активный кремнезем, получаемый искусственно;
- пасты, клеи, мастики, краски, латексы (водные дисперсии полимеров) и пр.

Аморфные материалы- дисперсные системы


Слайд 50
Примером дисперсной системы в виде золи и

Примером дисперсной системы в виде золи и геля может служить

геля может служить кремнезоль, или золь кремнекислоты. При обезвоживании

золь превращается в гель:
≡Si — OH + HO — Si≡ → ≡ Si — О —Si≡ + H20.
золь (раствор вяжущего) гель

Аморфные материалы- дисперсные системы


Слайд 51 Примерами мелкодисперсных горных пород из водосодержащего кремнезема и

Примерами мелкодисперсных горных пород из водосодержащего кремнезема и водосодержащих силикатов являются

водосодержащих силикатов являются диатомит, трепел, опока, имеющие общую формулу

Si02-nH20, а также глины, каолины, аллофаны, стеатиты, сепиолиты.
Искусственный мелкодисперсный активный кремнезем получают в результате разрыва химических связей из алюмосиликатов или из других соединений, а также, а путем обезвоживания водного кремнезема при высоких температурах.

Аморфные материалы- дисперсные системы


Слайд 52 По макроструктуре строение подразделяется следующим образом:
- полнокристаллическая -

По макроструктуре строение подразделяется следующим образом:- полнокристаллическая - сложенная только кристаллами;-

сложенная только кристаллами;
- стеклообразная – сложенная стеклом;
- полукристаллическая -

сложенная и кристаллами и стеклом;
- дисперсная – сложенная дисперсными частицами;
- крупнозернистая - при размере кристаллов более 3 мм;
- среднезернистая - при размере кристаллов 1 - 3 мм;
- мелкозернистая - при размере кристаллов 0,3 - 1 мм;
- тонкозернистая - при размере кристаллов менее 0,3 мм;
- порфировая - неравномерно зернистая;
- обломочная цементированная - состоящая из обломков, сцементированных цементом.


Макруструктура строительных материалов


Слайд 53 .
Классификация материалов по основным признакам макроструктуры

.Классификация материалов по основным признакам макроструктуры

Слайд 54 Если рассматривать структуру материалов с учетом процесса ее

Если рассматривать структуру материалов с учетом процесса ее формирования, то по

формирования, то по академику Ребиндеру П.А. на уровне взаимодействия

мельчайших частиц вещества, (т.е. межмоле­кулярного взаимодействия) или на уровне образования систем благодаря действию различного рода химических связей структура материалов может подразделяться на следующие разновидности:
- коагуляционную;
- конденсационную;
- кристаллизационную;
- смешанную.

Структура материалов с учетом процесса ее формирования


Слайд 55 Коагуляцонная структура - это структура твердого тела или

Коагуляцонная структура - это структура твердого тела или среды, в образовании

среды, в образовании которой участвуют силы межмолекулярного взаимодействия (ван-дер-ваальсовые),

действующие через прослойку жидкости.
Такие структуры могут уплотняться при сушке и набухать при увлажнении, т.е. представляют собой неустойчивые системы, способные при соответствующих условиях либо диспергироваться, превращаясь в жидкость, либо конденсироваться, превращаясь в твердое тело.
В основном такие структуры характеризуют глиняное, цементное, гипсовое тесто, растворные и бетонные смеси, а также различные пасты, мастики, смеси и т.д.

Структура материалов с учетом процесса ее формирования


Слайд 56 Конденсационная структура – это структура, которая формируется в

Конденсационная структура – это структура, которая формируется в результате непосредственного химического

результате непосредственного химического взаимодействия частиц в зависимости от состава

и типа образующихся химических связей. Вещества и материалы с конденсационной структурой характеризуются достаточно высокой жесткостью, хрупкостью и необратимо разрушаются под действием механических и термических напряжений. К ним можно отнести вещества со сложной химической связью, а также молекулярные кристаллы и материалы типа термореактивных полимеров.

Структура материалов с учетом процесса ее формирования


Слайд 57 Кристаллизационная структура – структура, образующаяся из расплава или

Кристаллизационная структура – структура, образующаяся из расплава или раствора в виде

раствора в виде поликристаллов и/или аморфной фазы.
К такому

классу материалов можно отнести все плавленые и обжиговые материалы, такие, как керамика, огнеупоры, природные каменные материалы, цемент, известь, гипс и др., т.е. материалы со сложной ионно-ковалентной связью;

Структура материалов с учетом процесса ее формирования


Слайд 58
Смешанная структура – это структура, находящаяся в процессе

Смешанная структура – это структура, находящаяся в процессе формирования и не

формирования и не достигшая условного равновесия, т.е. находящаяся на

определенной стадии коагуляции, конденсации или кристаллизации и имеющая признаки первого, второго или третьего вида структуры.
 

Структура материалов с учетом процесса ее формирования


Слайд 59
Текстура ( облик ) строительных материалов подразделяется следующим

Текстура ( облик ) строительных материалов подразделяется следующим образом:- массивная -

образом:
- массивная - при пористости близкой к нулю;
- пористая

- при пористости более 0;
- слоистая и сланцевая - состоящая из слоев.

Текстура строительных материалов


Слайд 60 Средняя плотность материала, называемая далее просто плотностью (ρm),

Средняя плотность материала, называемая далее просто плотностью (ρm), - физическая величина,

- физическая величина, определяемая отношением массы m (кг) материала

ко всему занимаемому им объему V (м3), включая имеющиеся в нем пустоты и поры:

, кг/м3

Основные физические свойства специальных строительных материалов, характеризующие их плотность и пустотность.



Слайд 61 Для сыпучих материалов существует специальная характеристика – насыпная

Для сыпучих материалов существует специальная характеристика – насыпная плотность ρнас, которая

плотность ρнас, которая рассчитывается по той же формуле и

поэтому учитывает объем пустот между его зернами.
Истинная плотность материала ρтв характеризуется массой единицы объема Vтв материала по твердому веществу, без учета объема пор и пустот. Иными словами, истинная плотность – это плотность вещества, из которого состоит материал. У непористых материалов (гранит, стекло, сталь и т.п.) средняя плотность практически равна истинной.

Основные физические свойства специальных строительных материалов, характеризующие их плотность и пустотность.


Слайд 62 Пористость – степень заполнения объема материала порами, воздушными

Пористость – степень заполнения объема материала порами, воздушными ячейками в веществе,

ячейками в веществе, из которого состоит материал. Пористость определяется

по формуле:


где V – объем материала, м3;
Vтв – объем твердого вещества, из которого состоит материал, м3.


Основные физические свойства специальных строительных материалов, характеризующие их плотность и пустотность.



Слайд 63 Плотность и пористость строительных материалов колеблется в пределах

Плотность и пористость строительных материалов колеблется в пределах 0-98% (Таблица 1.3.

0-98% (Таблица 1.3. )



Основные физические свойства специальных строительных материалов,

характеризующие их плотность и пустотность.


Таблица 1.3


Слайд 64 Пустотность характеризуется наличием воздушных полостей в изделии (пустотелом

Пустотность характеризуется наличием воздушных полостей в изделии (пустотелом кирпиче, панели с

кирпиче, панели с пустотами) или между зернами в зернистом

несвязанном материале. Пустотность определяется как отношение суммарного объема пустот в материале ко всему объему, занимаемому этим материалом, %. Например, пустотность щебня и песка составляет (35-40)%, кирпича пустотелого (15-50)%.

Основные физические свойства специальных строительных материалов, характеризующие их плотность и пустотность.


Слайд 65 Гидрофизическими называются свойства, связанные с воздействием на материалы

Гидрофизическими называются свойства, связанные с воздействием на материалы воды.		Водопоглощение – свойство

воды.
Водопоглощение – свойство материала впитывать и удерживать влагу при

непосредственном соприкосновении его с жидкостью. Оно связано с пористостью материала.
Величиной, характеризующей весовое водопоглощение материала, является максимальное его насыщение, равное отношению количества впитанной материалом влаги к массе сухого материала (весовое, или массовое водопоглощение).
Отношение объема поглощенной воды к объему пор называют коэффициентом объемного водопоглощение.

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 66 Величина весового водопоглощения Wв определяется по формуле:

где m1

Величина весового водопоглощения Wв определяется по формуле:где m1 – масса материала

– масса материала в сухом состоянии, кг;

m2 – масса материала в насыщенном водой состоянии, кг;
m2 - m1 – масса поглощенной материалом влаги, кг.
Величина объемного водопоглощения определяется по формуле:
, кг/м3,
где V - объем образца в естественном состоянии.

Гидрофизические свойства строительных материалов




Слайд 67 Если материал соприкасается с водой частью своей увлажняемой

Если материал соприкасается с водой частью своей увлажняемой поверхности, то поверхностное

поверхности, то поверхностное водопоглощение Wп можно определить как:

, кг/м2,
где S – величина поверхности, соприкасаемой с водой, м2.

Гидрофизические свойства строительных материалов



Слайд 68 Гигроскопичность – это свойство материала поглощать влагу из

Гигроскопичность – это свойство материала поглощать влагу из парогазовой смеси, в

парогазовой смеси, в частности, из влажного воздуха.
Величиной, характеризующей игроскопичность

материала, является отношение массы влаги, поглощенной материалом из воздуха, к массе сухого материала. Обычно этот показатель выражается в процентах.

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 69 Влажность – величина, показывающая, какое количество воды находится

Влажность – величина, показывающая, какое количество воды находится в материале по

в материале по отношению к его сухой массе (иногда

по отношению к объему материала). Влажность материала выражается в процентах и может изменяться от 0% (абсолютно сухой материал) до значения полного водопоглощения. Влажность материала зависит как от его свойств (пористости, гигроскопичности), так и от окружающей его среды (влажность воздуха, наличие контакта с водой).

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 70 Влагоотдача – способность строительных материалов в определенных условиях

Влагоотдача – способность строительных материалов в определенных условиях отдавать влагу окружающей

отдавать влагу окружающей среде. При омывании влажного материала газами

(воздухом), ненасыщенными водяными парами, влага из материала диффундирует к поверхности и испаряется через открытые поверхностные поры капилляров и количество ее в материале уменьшается.

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 71 Влажностное равновесие, наступающее между влажностью окружающего воздуха и

Влажностное равновесие, наступающее между влажностью окружающего воздуха и материала, характеризует материал

материала, характеризует материал как воздушно-сухой.
Влагоотдачу материала необходимо учитывать, например,

при сушке оштукатуренных гипсовыми растворными смесями поверхностей или при организации твердения бетона. В первом случае желательна относительно быстрая влагоотдача, во втором – наоборот, создание требуемых тепло-влажностных условий.

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 72 Водостойкость – способность материала сохранять свои эксплутационные свойства

Водостойкость – способность материала сохранять свои эксплутационные свойства (например, прочностные) при

(например, прочностные) при временном или постоянном увлажнении водой или

водяным паром. Критерием водостойкости материалов для оценки прочностных характеристик служит коэффициент размягчения:
  , %,
т.е. отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой (Rb) к прочности сухого материала (Rc).

Гидрофизические свойства строительных материалов



Слайд 73 Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением.

Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. 	Водопроницаемость материала измеряется


Водопроницаемость материала измеряется количеством воды, прошедшей через единицу поверхности

материала (1м2) в течение 1 ч при постоянном давлении 1н/м2. Соответственно, водонепроницаемость материала может характеризоваться как его способность не пропускать через единицу поверхности воду под определенным давлением в течение установленного промежутка времени.

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 74 Паропроницаемость – определяется коэффициентом паропроницаемости, показывающим, какое

Паропроницаемость – определяется коэффициентом паропроницаемости, показывающим, какое количество водяного пара

количество водяного пара проходит через слой материала толщиной 1,0

м, площадью 1м2 в течение 1 ч при разности давлений пара по разные стороны материала, равном 1 Па (мг/м·ч·Па).

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 75 Деформации при увлажнении и высыхании материалов связаны с

Деформации при увлажнении и высыхании материалов связаны с набуханием при насыщении

набуханием при насыщении материала водой (глина, древесина), либо уменьшением

его в объеме при высыхании или схватывании (растворные смеси на минеральных вяжущих). Набухание сопровождается увеличением размеров материала, которые после высыхания материала обычно восстанавливаются. Уменьшение в объеме (усадка), сопровождающее процесс высыхания влажного материала (нанесенных растворных смесей), может явиться причиной растрескивания нанесенных покрытий.

Гидрофизические свойства строительных материалов


Слайд 76 Теплофизические свойства – это свойства, связанные с изменением

Теплофизические свойства – это свойства, связанные с изменением температуры.		Теплопроводность – способность

температуры.
Теплопроводность – способность материала передавать тепло от одной поверхности

к другой (по толщине) при наличии на этих поверхностях разности температур. Способность материала передавать тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности (λ) – количеством тепла (Дж), проходящего в единицу времени (c) через единицу толщины материала (1 м) при разности температур на поверхностях 1 К (10С) в направлении, перпендикулярном поверхности. Коэффициент теплопроводности измеряется в [Вт/м град].

Основные теплофизические свойства


Слайд 77 Теплопроводность материала зависит от его структуры, пористости, влажности

Теплопроводность материала зависит от его структуры, пористости, влажности и температуры. Чем

и температуры. Чем меньше объемная масса материала, т.е. чем

больше в нем пор и чем мельче воздушные поры, тем ниже коэффициент теплопроводности и лучше изолирующие свойства материала.
Влажные материалы имеют повышенную теплопроводность, т.к. теплопроводность воды значительно выше теплопроводности воздуха.

Основные теплофизические свойства


Слайд 78
Тепловое расширение – свойство материала расширяться при нагревании

Тепловое расширение – свойство материала расширяться при нагревании и сжиматься при

и сжиматься при охлаждении; характеризуется температурным коэффициентами линейного и

объемного расширения, показывающими, на какую долю первоначальной длины и объема увеличится размер материала в определенном направлении и объем при повышении температуры на 1К (10С).

Основные теплофизические свойства


Слайд 79

Основные теплофизические свойства
Огнестойкость – способность материалов ограничивать

Основные теплофизические свойства Огнестойкость – способность материалов ограничивать распространение огня и

распространение огня и выдерживать без горения и разрушения высокие

температуры в условиях пожара и воздействие воды при его тушении.
По степени огнестойкости различают:
- несгораемые материалы;
- трудно сгораемые материалы;
- сгораемые материалы.

Слайд 80

Основные теплофизические свойства
Несгораемые материалы под действием огня или

Основные теплофизические свойстваНесгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не

высокой температуры не горят и не обугливаются. К таким

материалам относятся бетон, кирпич, сталь и т.п. Однако даже несгораемые материалы в той или иной степени снижают физико-механические свойства, а конструкции из этих материалов под действием высоких температур могут терять прочность и деформироваться с потерей устойчивости.


Слайд 81

Основные теплофизические свойства
Трудно сгораемые материалы под действием огня

Основные теплофизические свойстваТрудно сгораемые материалы под действием огня медленно воспламеняются и

медленно воспламеняются и после удаления огня их горение и

тление прекращается. К таким материалам относятся пропитанная антипиреном древесина, асфальтобетон и другие материалы, защищенные оболочкой из несгораемых материалов, а также, конструкции включающие в себя некоторые сгораемые материалы и т.п.
Сгораемые материалы под действием огня или высокой температуры горят и продолжают гореть после удаления источника огня.


Слайд 82
Жаростойкость - способность материалов в условиях длительного

Жаростойкость - способность материалов в условиях длительного воздействия высоких температур

воздействия высоких температур сохранять в требуемых пределах свои физические

и механические свойства.

Основные теплофизические свойства


Слайд 83 Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии

Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное замораживание

выдерживать многократное замораживание и оттаивание без признаков разрушения.
Морозостойкость

характеризуется количеством циклов замораживания (при температуре не выше минус 170С) и последующего оттаивания (в воде), которые материал выдерживает без потери определенных, указанных в нормативном документе на этот материал, нормированных характеристик. Для строительных растворов и бетонов в общем случае потеря массы допускается не более 5%, а потеря прочности – не более 25%.

Основные физические свойства строительных материалов, характеризующие изменения материала при нахождении на открытом воздухе


Слайд 84 По морозостойкости материалы подразделяются на марки F10, F15,

По морозостойкости материалы подразделяются на марки F10, F15, F25, F35, F50,

F25, F35, F50, F75, F100 и выше, для специальных

сооружений. Марка по морозостойкости гидроизоляции F75 означает, что гидроизолирующее покрытие выдерживает 75 циклов «замораживания-оттаивания» без потерь массы, прочности и своих гидроизолирующих показателей.

Основные физические свойства строительных материалов, характеризующие изменения материала при нахождении на открытом воздухе


Слайд 85 Атмосферостойкость – способность материала сохранять свои первоначальные свойства

Атмосферостойкость – способность материала сохранять свои первоначальные свойства и структуру после

и структуру после продолжительного комплексного воздействия атмосферных факторов –

дождя, солнечного света, кислорода воздуха, колебаний температуры. Атмосферостойкость материалов определяют с помощью специальных камер искусственного климата.


Основные физические свойства строительных материалов, характеризующие изменения материала при нахождении на открытом воздухе


Слайд 86 Долговечность – способность материала сопротивляться комплексному воздействию атмосферных

Долговечность – способность материала сопротивляться комплексному воздействию атмосферных и других факторов

и других факторов в процессе эксплуатации (изменение температуры, попеременное

увлажнение и высыхание, замораживание и оттаивание, солнечная радиация, воздействие кислорода воздуха и других газов, соприкосновение с грунтовыми водами, растворами солей и т.п.). Долговечность является существенным свойством материалов, поскольку в результате обменных реакций с внешней средой, нарушения сплошности их структуры и т.п. могут значительно измениться эксплуатационные свойства материалов, в частности, снизиться механическая прочность, измениться цвет покрытия и т.д.



Основные физические свойства строительных материалов, характеризующие изменения материала при нахождении на открытом воздухе


Слайд 87 Ядерно-физические и защитные от ионизирующих излучений свойства

Ядерно-физические и защитные от ионизирующих излучений свойства - это способность

- это способность материалов взаимодействовать с ионизирующими излучениями и

ослаблять их.
Важнейшими защитными характеристиками материалов являются:
- линейный коэффициент ослабления гамма-излучения;
макроскопическое сечение выведения быстрых нейтронов;
коэффициенты накопления промежуточных и тепловых нейтронов, захватного излучения.
Радиационная стойкость - способность материалов в условиях воздействия ионизирующих излучений сохранять в требуемых пределах свои физические и механические свойства.




Ядерно-физические свойства




Слайд 88 Основными физико-механическими свойствами материалов являются:
- деформационные свойства;
- прочностные

Основными физико-механическими свойствами материалов являются:	- деформационные свойства;	- прочностные свойства;	- твердость;	- истираемость;	- сопротивление удару;	- износ.		Физико-механические свойства

свойства;
- твердость;
- истираемость;
- сопротивление удару;
- износ.




Физико-механические свойства


Слайд 89
 Деформационные свойства материалов при механических воздействиях проявляются при

 Деформационные свойства материалов при механических воздействиях проявляются при воздействии на них

воздействии на них механических нагрузок, в результате которых в

материале возникают различного рода деформации и напряжения. Причем при увеличении нагрузок деформации и напряжения могут достичь предельных величин и произойти разрушение материала.


Деформационные свойства



Слайд 90
Деформации - это нарушения взаимного расположения множества частиц

Деформации - это нарушения взаимного расположения множества частиц материальной среды под

материальной среды под действием внешних нагрузок, которые приводят к

изменениям формы и размеров тел, которые соответствуют возникающим при этом внутренним напряжениям.
Хотя внутренние напряжения возникают в результате деформаций по действие внешних сил, на практике деформации рассматривают в зависимости от внутренних напряжений, так как они определяются величинами внешних сил, уравновешивая их.

Деформационные свойства



Слайд 91 Простейшими деформациями материалов являются линейные деформации растяжения

Простейшими деформациями материалов являются линейные деформации растяжения (удлинения) и сжатия

(удлинения) и сжатия (укорочения) (рис. 6.1), а также деформации

сдвига (рис. 6.2).
Линейные деформации материалов могу быть представлены в виде:
- абсолютных значений удлинения +ΔL и укорочения -ΔL материалов до величины L1 относительно первоначальной длины L, определяемых по формуле: ΔL = L1 – L;
- относительных значений ε удлинения или укорочения, определяемых по формуле: ε = ΔL/L.

Деформационные свойства



Слайд 92




Рис. 6.1. Схема удлинения стержня под действием внешней

Рис. 6.1. Схема удлинения стержня под действием внешней растягивающей силы F.Показана

растягивающей силы F.
Показана деформация стержня длиной L до величины

L1 с удлинением ΔL, внутренние нормальные напряжения σ, результирующая которых N уравновешивает величину F, а также укорочение размеров сечения стержня b до b1 .

Деформационные свойства



Слайд 93 Деформацией сдвига называется изменение угла γ между элементарными

Деформацией сдвига называется изменение угла γ между элементарными волокнами, исходящими из

волокнами, исходящими из одной точки и образующими прямой угол

до деформации.





Рис. 6.2. Схема изменения угла γ и появления касательных напряжений τ под действием внешней сдвигающей силы.

Деформационные свойства



Слайд 94 В твердых телах деформации подразделяются на следующие виды:
-

В твердых телах деформации подразделяются на следующие виды:- упругие, если они

упругие, если они исчезает после снятия нагрузки;
- пластические, если

они после снятия нагрузки не исчезают;
- упругопластические если они исчезают не полностью;
- вязкоупругие, если они изменяется во времени и обратимы;
-деформации ползучести, если пластические деформации значимо изменяется во времени и необратимы.

Деформационные свойства



Слайд 95 Различают следующие виды поведения материалов под механической нагрузкой:

Различают следующие виды поведения материалов под механической нагрузкой: - упругое –

- упругое – при протекании в основном упругих деформаций

без значительных пластических деформаций;
- упругопластическое - при протекании кроме и упругих и пластических деформаций;
- пластическое - при протекании в основном пластических деформаций.

Деформационные свойства



Слайд 96 В соответствии с этим материалы подразделяются на следующие:
-

В соответствии с этим материалы подразделяются на следующие:- хрупкие;- упругопластические (или

хрупкие;
- упругопластические (или упруго-пластичные);
- пластические (или пластичные) .
В соответствии

с этим различают следующие виды разрушения материалов под нагрузкой:
- хрупкое – с преобладанием упругих деформаций;
- упругопластическое - с протеканием упругих и пластических деформаций;
- пластическое - с преобладанием пластических деформаций.

Деформационные свойства



Слайд 97
Упругие деформации удлинения и укорочения (рис. 6.3), а

Упругие деформации удлинения и укорочения (рис. 6.3), а также упругие деформации

также упругие деформации сдвига (рис. 6.4) материалов связаны с

деформациями атомов под действием внешних механических нагрузок, если они меньше сил межатомного взаимодействия, так как при снятии внешних механических нагрузок эти деформации исчезают.

Деформационные свойства



Слайд 98





Рис. 6.3. Схема упругой деформации удлинения материалов под

Рис. 6.3. Схема упругой деформации удлинения материалов под действие внешней нагрузки

действие внешней нагрузки на атомарном уровне.
а – ненапряженная кристаллическая

решетка;
б – упругое деформирование кристаллической решетки.

Деформационные свойства



Слайд 99





Рис. 6.4. Схема упругой деформации сдвига материалов на

Рис. 6.4. Схема упругой деформации сдвига материалов на атомарном уровне.а –

атомарном уровне.
а – ненапряженная кристаллическая решетка;
б – упругое

деформирование сдвига кристаллической решетки.

Деформационные свойства



Слайд 100 Упругие деформации ε, γ и напряжения σ, τ

Упругие деформации ε, γ и напряжения σ, τ связаны выражениями:

связаны выражениями:

σ = Eε
τ = Gγ,
где E – модуль упругости (модуль Юнга), МПа;
G – модуль сдвига, МПа.
Связь между поперечными εпоп и продольными εпрод относительными деформациями (по модулю) при растяжении и сжатии характеризуется коэффициентом Пуассона μ, определяемым выражением:
μ = εпоп/εпрод = 0,08÷0,45 ≈ 0,25.

Деформационные свойства



Слайд 101 Пластические деформации кристаллов связаны с перемещением путем скольжения

Пластические деформации кристаллов связаны с перемещением путем скольжения вдоль некоторой плоскости

вдоль некоторой плоскости одной части кристалла относительно другой при

сдвиге, так как при снятии внешних нагрузок исчезают только упругие деформации сдвига, а перемещения атомов остаются. Перемещение путем скольжения значительно облегчается при наличии линейных дефектов структуры - дислокаций, поэтому с увеличением концентрации дислокаций пластичность материалов в основном возрастает.
Необратимые деформации в материалах (хотя и не пластические в классическом понимании) могут происходить вследствие образования микротрещин, а также за счет наличия в их составе коагуляционных структур.

Деформационные свойства



Слайд 102



Рис. 6.5. Схема образования пластической деформации сдвига

Рис. 6.5. Схема образования пластической деформации сдвига  материалов под действие

материалов под действие внешней нагрузки на атомарном уровне.
а

– ненапряженная кристаллическая решетка;
б – упругое деформирование кристаллической решетки под нагрузкой;
в – упругое и пластическое (с перемещением атомов одной части кристалла относительно другой) деформирование кристаллической решетки под нагрузкой;
г – оставшиеся после снятия нагрузки пластические деформации кристаллической решетки вследствие перемещения атомов одной части кристалла относительно другой.

Деформационные свойства



Слайд 103 При достижении растягивающих усилий значений сил межатомного взаимодействия

При достижении растягивающих усилий значений сил межатомного взаимодействия без перемещения при

без перемещения при сдвиге происходит хрупкое разрушение материала путем

отрыва (рис. 6.6).
При наличии перемещения при сдвиге происходит упругопластическое или пластическое разрушение путем среза (рис. 6.7).

Деформационные свойства



Слайд 104




Рис. 6.6. Схема упругой деформации и хрупкого разрушения

Рис. 6.6. Схема упругой деформации и хрупкого разрушения материалов с отрывом

материалов с отрывом под действием внешних растягивающих сил.
а –

ненапряженная кристаллическая решетка;
б – упругое деформирование кристаллической решетки;
в и г – хрупкое разрушение в результате отрыва кристаллической решетки и образца материала.


Деформационные свойства


Слайд 105




Рис. 6.7. Схема упругопластической деформации и пластического (вязкого)

Рис. 6.7. Схема упругопластической деформации и пластического (вязкого) разрушения материала под

разрушения материала под действием внешних сил с образованием касательных

напряжений
а – ненапряженная кристаллическая решетка; б – упругое деформирование кристаллической решетки под нагрузкой; в – упругое и пластическое (с перемещением атомов одной части кристалла относительно другой) деформирование кристаллической решетки под нагрузкой; г – оставшиеся после снятия нагрузки пластические деформации кристаллической решетки вследствие перемещения атомов одной части кристалла относительно другой; д и е – пластическое (вязкое) разрушение в результате среза при перемещении атомов одной части кристалла относительно другой кристаллической решетки и образца материала.

Деформационные свойства


Слайд 106 Поведение хрупких, упругопластических и пластических материалов под нагрузкой

Поведение хрупких, упругопластических и пластических материалов под нагрузкой существенно отличается. (рис.

существенно отличается. (рис. 6.8).
Хрупкие материалы разрушаются при наименьших деформациях

и в большей части диаграммы наблюдается линейная связь между деформациями и напряжениями под углом α, тангенс которого равен модулю упругости материала Е.
Материалы с преобладанием пластических деформаций разрушаются при максимальных деформациях и линейная связь между деформациями и напряжениями наблюдается лишь на начальной части диаграммы.
Упругопластические (или упруго-пластичные) материалы разрушаются при средних величинах деформаций и линейная связь между деформациями и напряжениями наблюдается не только на большей части диаграммы, чем у материалов с преобладанием пластических деформаций.

Деформационные свойства



Слайд 107




Рис. 6.8. Диаграммы деформации - напряжения для различных

Рис. 6.8. Диаграммы деформации - напряжения для различных материалов.1 – упругопластические

материалов.
1 – упругопластические материалы с площадкой текучести на примере

строительных сталей (а — условная кривая; б — истинная кривая); 2 —хрупкие материалы (чугун, керамика, скальные горные породы); 3 – упругопластические материалы без площадки текучести (алюминиевых сплавы, высокоуглеродистые и легированные стали, бетоны, растворы); 4 — материалы с преобладанием пластических деформаций на примере полиэтилена.

Деформационные свойства



Слайд 108




Рис. 6.9. Диаграмма деформации – напряжения упругопластических материалов

Рис. 6.9. Диаграмма деформации – напряжения упругопластических материалов с преобладанием упругих

с преобладанием упругих деформаций (бетоны, растворы).
σпц – предел пропорциональности;

σпр – предельное (разрушающее) напряжение; εпр – предельная относительная деформация; εу – упругая относительная деформация; εпл – относительная пластическая деформация; α- угол, характеризующий начальный модуль упругости (tgα=E0); β - угол, характеризующий модуль деформации при предельных напряжений с учетом развития пластических деформаций (tgβ=E).

Деформационные свойства



Слайд 109



Рис. 6.10. Диаграмма деформации – напряжения упруго-пластичных материалов

Рис. 6.10. Диаграмма деформации – напряжения упруго-пластичных материалов с преобладанием пластических

с преобладанием пластических деформаций с четко выраженной площадкой текучести

– низкоуглеродистые стали (а) и без площадки текучести.- высокоуглеродистые и легированные стали (б). σпц – предел пропорциональности; σт – предел текучести; σ0,2 – условный предел текучести при σ, соответствующем остаточной деформации εос=0,2%; εR – предельная относительная деформация; σв – предельное (временное) напряжение; σR – предельное (разрушающее) напряжение без учета уменьшения сечения.
σпр – предельное (разрушающее) напряжение; εпр – предельная относительная деформация; εу – упругая относительная деформация; εпл – относительная пластическая деформация; α- угол, характеризующий модуль упругости; β - угол, характеризующий модуль деформации при предельных напряжений с учетом развития пластических деформаций.β - угол наклона диаграммы в области упругих деформаций, характеризующий модуль упругости (tgβ=E).


Деформационные свойства



Слайд 110
Деформационные свойства

Деформационные свойства

Слайд 111 Прочность – способность материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним

Прочность – способность материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям, возникающим под

напряжениям, возникающим под действием внешних нагрузок и иных факторов

(например, температурных).
Прочность материалов обычно характеризуется пределом прочности при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании, срезе и т.п.
Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, разрушающей образец испытываемого материала.

Прочностные свойства


Слайд 112 Предел прочности R (в кг/см2 или МПа) при

Предел прочности R (в кг/см2 или МПа) при сжатии или растяжении

сжатии или растяжении принимается равным разрушающему напряжению σразр, которое

вычисляется путем деления максимальной нагрузки, разрушившей образец материала (Р, в кг, т или МН) на площадь поперечного сечения (S, см2 или м2):

Основными регламентирующими характеристиками механических свойств материала является марка по прочности, класс по прочности, расчетное сопротивление (все на конкретное вид испытания – на сжатие, растяжение и т.д.).

Прочностные свойства






Слайд 113
Прочностные свойства


Прочностные свойства

Слайд 114 Марка по прочности строительных материалов – принимается по

Марка по прочности строительных материалов – принимается по среднему арифметическому значению

среднему арифметическому значению пределов прочности при испытаниях образцов

и принимается численно равной округленному в меньшую сторону значению среднего арифметического значения прочности в кг/см2 с буквой М.
Например, при = 312 кг/см2 марка принимается М300.

Прочностные свойства



Слайд 115 В общем случае среднее арифметическое значение пределов прочности

В общем случае среднее арифметическое значение пределов прочности бетона сжатию

бетона сжатию по результатам испытания партии стандартных

кубов определяется по формуле:

где Ri – предел прочности i-того образца;
п – число испытанных образцов в партии.

Прочностные свойства




Слайд 116 Класс по прочности принимается с учетом вариаций значений

Класс по прочности принимается с учетом вариаций значений предела прочности образцов

предела прочности образцов при испытаниях и гарантирует, что с

доверительной вероятностью 0,95 (в 95 случаях из 100) предел прочность не будет ниже прочности, соответствующей классу по прочности.
Значение В (в МПа) класса по прочности рассчитывается по величине среднеарифметического значения предела прочности σср (в МПа) и коэффициенту вариации прочности V по формуле:
В = (1-αV) в МПа
и округляется до ближайшего значения класса по СНиП и СП.


Прочностные свойства




Слайд 117 Коэффициент вариации V определяется по формуле:


где σ -

Коэффициент вариации V	 определяется по формуле:где σ - среднее квадратичное отклонение

среднее квадратичное отклонение прочности бетона в партии, характеризующее ее

изменчивость и определяемая по формуле :

Прочностные свойства








Слайд 118 .
Прочностные свойства






.Прочностные свойства

Слайд 119 .
Прочностные свойства






.Прочностные свойства

Слайд 120

Прочностные свойства

Прочностные свойства

Слайд 121 Для бетонов в большинстве случаев α = 1,64

Для бетонов в большинстве случаев α = 1,64 и V=0,135 поэтому

и V=0,135 поэтому В = (1-1,64х0,135) =

0,779
В = 0,0779М.
В таком случае М300 соответствует В=300х0,0779 = 23,4 ≈ В25.
Расчетное сопротивление (нормативное Rн и расчетное R) по прочности принимается по классу В с использованием понижающих коэффициентов пересчета. Для бетонов они принимаются по СНиП и СП по классу В и составляют на сжатие Rн ≈ 0,75В, R ≈ 0,58В.

Прочностные свойства



Слайд 122 Предел прочности при сжатии большинства строительных материалов колеблется

Предел прочности при сжатии большинства строительных материалов колеблется в широких пределах:

в широких пределах: от 0,5 МПа (торфоплиты) до 100

МПа и более (специальные стали, высокопрочные бетоны).
У большинства строительных материалов (за исключением древесины, полимерных материалов и стали) предел прочности при изгибе и особенно при растяжении значительно ниже, чем при сжатии.
Наиболее эффективными являются материалы, имеющие наименьшую объемную массу и наиболее высокую прочность.
Для сталей устанавливаются нормативные и расчетные сопротивления:
- по пределу текучести Ryn = σт; Ry = σт/γм
- по временному сопротивлению Run = σв; Ry = σа/γм


Прочностные свойства



Слайд 123
Прочностные свойства

Прочностные свойства

Слайд 124 Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него

Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого материала. Ее

другого материала. Ее определяют разными методами; например, твердость древесины,

стали, бетона, строительных растворов и пластмасс определяют путем вдавливания стального шарика при определенной нагрузке и времени погружения.

Физико-механические свойства



Слайд 125 Истираемость – разрушение материала при трении о поверхность

Истираемость – разрушение материала при трении о поверхность другого материала. Показателем

другого материала. Показателем истираемости служит потеря в массе, отнесенная

к площади образца после определенного воздействия истирающих усилий на специальных приборах – кругах истирания. Истираемость И (г/см2) может быть определена по формуле:
 

где m1 – масса образца материала до истирания, г;
m2 – масса образца после истирания, г;
S - площадь истирания, см2.

Физико-механические свойства




Слайд 126 Сопротивление удару – способность материала сопротивляться ударным воздействиям;

Сопротивление удару – способность материала сопротивляться ударным воздействиям; характеризуется работой, затрачиваемой

характеризуется работой, затрачиваемой на разрушение стандартного образца в Дж

и отнесенной к единице его объема в м3. Сопротивление удару имеет большое значение для многих конструкций (дорожные покрытия, система скрепленной внешней теплоизоляции и т.д.). Этот показатель определяется на специальных маятниковых копрах и выражается в Дж/м3. Существуют и другие, предусмотренные стандартом, методы испытания материала на сопротивление удару.
Износ – разрушение материала при одновременном воздействии истирания и удара. Показателем износа служит потеря массы (в процентах) образца материала после испытания на износ в стандартном полочном барабане.

Физико-механические свойства




Слайд 127 Значения всех свойств материалов увеличиваются с ростом значений

Значения всех свойств материалов увеличиваются с ростом значений свойств слагающих их

свойств слагающих их компонентов (кристаллов, минералов, фаз, компонентов ).

Однако характер зависимостей значений различных свойств материалов различен и обычно не линеен.
Значения прочности, модуля упругости, плотности, коэффициентов теплопроводности и температурного расширения, морозостойкость уменьшаются, а размеров и объема материалов возрастают с ростом величины пористости Р и трещиноватости Vтр.

Взаимосвязь между составом, микро-, макроструктурой и физическими свойствами строительных материалов.


Слайд 128





Рис. 6.11. Зависимость свойств материалов от значений свойств

Рис. 6.11. Зависимость свойств материалов от значений свойств слагающих их составляющих

слагающих их составляющих (кристаллов, минералов, фаз, компонентов).

Взаимосвязь между составом,

микро-, макроструктурой и физическими свойствами строительных материалов.

Слайд 129







Рис. 6.12. Зависимость свойств материалов от пористости.

Взаимосвязь между

Рис. 6.12. Зависимость свойств материалов от пористости.	Взаимосвязь между составом, микро-, макроструктурой и физическими свойствами строительных материалов.

составом, микро-, макроструктурой и физическими свойствами строительных материалов.


Слайд 130






Рис. 6.13. Зависимость свойств поликристаллических материалов от крупности

Рис. 6.13. Зависимость свойств поликристаллических материалов от крупности зерен.	Взаимосвязь между составом,

зерен.

Взаимосвязь между составом, микро-, макроструктурой и физическими свойствами строительных

материалов.

Слайд 131






Рис. 6.14. Зависимость свойств материалов от количества дефектов

Рис. 6.14. Зависимость свойств материалов от количества дефектов микроструктуры в единице

микроструктуры в единице объема

Взаимосвязь между составом, микро-, макроструктурой и

физическими свойствами строительных материалов.

Слайд 132 Физико-химические свойства – это свойства материалов, определяющие протекание

Физико-химические свойства – это свойства материалов, определяющие протекание в материалах физико-химических

в материалах физико-химических процессов.
К ним относятся:
- Дисперсность;
- Гидрофильность;
- Гидрофобность;
-

Химическая и коррозионная стойкость;
- Биостойкость;
- Химическая активность.

Физико-химические свойства


Слайд 133 Дисперсность – характеристика размеров твердых частиц и капель

Дисперсность – характеристика размеров твердых частиц и капель жидкостей строительных материалов,

жидкостей строительных материалов, находящихся в тонкоизмельченном (дисперсном) состоянии (цемент,

гипсовое вяжущее, пигменты, кварцевая и известняковая мука).
Такое состояние вещества характеризуется большой суммарной поверхностью частиц, так как при уменьшении размеров частиц удельная поверхность частиц материала возрастает обратно пропорционально размеру частиц.
В связи с этим обычно дисперсность характеризуется размерами частиц и удельной поверхностью.

Физико-химические свойства


Слайд 134 Удельная поверхность Sуд единицы объема дисперсного материала в

Удельная поверхность Sуд единицы объема дисперсного материала в зависимости от размера

зависимости от размера d и формы зерен определяется по

формулам:
Sуд = (1-Vпус) 6/d, см2/см3 - для частиц шаровой формы;
Sуд = (1-Vпус) 7,2/d, см2/см3 - для частиц кубической формы.
где Vпус – пустотность дисперсного материала, доли ед.;
Удельная поверхность Sуд единицы массы дисперсного материала в зависимости от размера d и формы зерен определяется по формулам:
Sуд = (1-Vпус) 6/(dρнас), см2/г - для частиц шаровой формы;
Sуд = (1-Vпус) 7,2/(dρнас), см2/г - для частиц кубической формы.
где ρнас – насыпная плотность дисперсного материала.

Физико-химические свойства


Слайд 135 Поверхностный слой материала по своему состоянию отличается от

Поверхностный слой материала по своему состоянию отличается от этого же вещества

этого же вещества «в массе». Причина подобного явления в

том, что атомы (молекулы) вещества, находящиеся внутри материала уравновешены действием окружающих атомов (молекул), в то время как атомы (молекулы) на поверхности вещества находятся в неуравновешенном состоянии и обладают особым запасом энергии. Таким образом, с возрастанием удельной поверхности вещества возрастает его физико-химическая активность. Например, кусок каменного угля трудно поджечь, в то же время пылеобразный уголь образует с воздухом взрывоопасные смеси. На этом же основано получение быстротвердеющих цементов путем увеличения тонкости его помола: обычный цемент имеет удельную поверхность (3000-3500) см2/г, а быстротвердеющий (4500-5000)см2/г.

Физико-химические свойства


Слайд 136 Гидрофильность – способность материалов смачиваться водой.
Гидрофильными материалами являются

Гидрофильность – способность материалов смачиваться водой.Гидрофильными материалами являются материалы, хорошо смачиваемые

материалы, хорошо смачиваемые водой. Капля воды, попавшая на поверхность

такого материала, растекается по нему. Это происходит потому, что сила взаимодействия молекул гидрофильного вещества с водой больше, чем между молекулами воды. Гидрофильность характерна для материалов, имеющих полярное строение молекул (каменные материалы, растворы, древесина, металлы и др.).

Физико-химические свойства


Слайд 137 Гидрофобность – особенность материалов не смачиваться водой.
Гидрофобными материалами

Гидрофобность – особенность материалов не смачиваться водой.	Гидрофобными материалами называют материалы, не

называют материалы, не смачивающиеся водой. Вода на их поверхности

не растекается, а собирается в виде капель. Сила взаимодействия молекул таких материалов с молекулами воды меньше, чем между молекулами воды. Гидрофобность характерна для многих органических веществ, имеющих неполярные молекулы или большие неполярные участки в молекулах. Пример гидрофобных веществ – масла, парафин, битум, многие полимерные материалы, кремнийорганические вещества. Для придания гидрофобности гидрофильным материалам их поверхность обрабатывают гидрофобизаторами. В строительстве для гидрофобизации часто используют кремнийорганические вещества.

Физико-химические свойства


Слайд 138 Адгезия (прилипание) – это наличие сил связи (прилипания)

Адгезия (прилипание) – это наличие сил связи (прилипания) между различными материалами.

между различными материалами. Это сопротивление, которое необходимо преодолеть при

разделении двух образцов материалов, находящихся в контакте, зависящее от природы материалов, формы и состояния поверхности, условий контакта и т.д.
Адгезия двух различных материалов, например, жидкости и твердого, развивается вследствие сложных поверхностных явлений, возникающих на границе раздела фаз (жидкость – твердое тело): смачиваемость, абсорбция (проникновение одного материала в другой), хемосорбция (проникновение с химическим взаимодействием) и др.

Физико-химические свойства


Слайд 139 Величина адгезии определяется различными методами. Однако в общем

Величина адгезии определяется различными методами. Однако в общем случае адгезия характеризуется

случае адгезия характеризуется величиной усилия, необходимого для разъединений склеенных

поверхностей тел (усилие разъединения F на единицу площади S либо на единицу длины поверхности установленной ширины).
Это усилие, или прочность склеивания определяется (в МПа либо кгс/м2) целым рядом факторов, из которых наиболее существенные - природа поверхности твердого тела и смачивающая способность, а также вязкость (консистенция) клеящего вещества. Гидрофилизация (смачиваемость) поверхности твердого тела и оптимальное снижение вязкости материала (растворной смеси) всегда способствуют повышению адгезии.

Физико-химические свойства


Слайд 140 Коррозия – самопроизвольное разрушение материалов, которое вызывается химическими

Коррозия – самопроизвольное разрушение материалов, которое вызывается химическими и электрохимическими процессами,

и электрохимическими процессами, протекающими в них при взаимодействии с

внешней средой. Коррозионному разрушению подвергаются не только металлы, но и каменные материалы, бетон, пластмассы.
Коррозия строительных материалов опасна не только из-за химических изменений в их структуре, но и связанными с ними отрицательными изменениями физико-химических свойств материалов.
Химическая и коррозионная стойкость – способность материала в эксплуатационных условиях противостоять действию кислот, щелочей, агрессивных газов без процессов коррозии.

Физико-химические свойства


Слайд 141 Основными агрессивными веществами, вызывающими коррозию строительных материалов зданий

Основными агрессивными веществами, вызывающими коррозию строительных материалов зданий и сооружений при

и сооружений при химических и электрохимических процессах являются пресная

и соленая вода, минерализованные почвенные воды, растворенные в дождевой воде газы, соли (SO2, SO3, NO2 и т.д.) – выбросы и отходы промышленных предприятий, неупорядоченных свалок, выхлопные газы автомашин и т.п.
На промышленных предприятиях коррозию строительных материалов и конструкций часто вызывают растворы кислот и щелочей, расплавленные материалы и горячие газы.

Физико-химические свойства


Слайд 142 Особый вид коррозии – биокоррозия – разрушение материалов

Особый вид коррозии – биокоррозия – разрушение материалов под действием живых

под действием живых организмов (грибков, бактерий и т.п.). Биокоррозия

- это не только гниение и разрушение органических материалов (древесины, битума, тепло- звукоизолирующей подосновы линолеума, других отделочных материалов из химических волокон и т.д.), но и разрушение камня, металла продуктами жизнедеятельности поселившихся и развивающихся в них микроорганизмов. Наиболее сильно биокоррозия проявляется в местах с жарким и влажным климатом, а также во влажной и мокрой среде.
Биостойкость – способность материалов сопротивляться влиянию биологических процессов, возникающих при эксплуатации материала в сооружении.

Физико-химические свойства


Слайд 143
Химическая активность материалов характеризует их реакционную способность (активное

Химическая активность материалов характеризует их реакционную способность (активное химическое взаимодействие) при

химическое взаимодействие) при соединении с другими материалами. Она зависит

от многих факторов. Например, химическая активность таких строительных материалов, как вяжущие вещества и активные минеральные и органические добавки, зависит как от состава и строения вещества (т.е. от активности составляющих его молекул), так и от тонкости его помола – дисперсности.

Физико-химические свойства


Слайд 144 Технологические свойства материалов – это свойства, характеризующие его

Технологические свойства материалов – это свойства, характеризующие его восприимчивость к выполнению

восприимчивость к выполнению определенных технологических операций по получению конечного

или промежуточного продукта, предназначенного для использования по назначению, дальнейшей переработки либо применения в составах других, более сложных материалов.
Технологические свойства материалов охватывают очень широкую область их применения, и требования к этим свойствам приобретают вполне определенный характер в зависимости от конкретного назначения той технологической операции, в которой участвует либо сам материал, либо один из продуктов его переработки.

Технологические свойства


Слайд 145 Основными технологическим свойствам строительных материалов являются:
- восприимчивость исходного

Основными технологическим свойствам строительных материалов являются:- восприимчивость исходного материала (горной породы)

материала (горной породы) к выполнению операций с целью изменения

размеров частиц (дробления и измельчения);
- качество поверхности при изготовлении изделий (для различных поделочных и облицовочных камней, блоков, плит и т.п.).
- равномерность распределения компонентов в сухих смесях, строительных растворах и водно-дисперсионных полимерных составах;
- пластичность, реология и укрываемость растворных смесей и готовых к применению водно-дисперсионных составов.

Технологические свойства


Слайд 146 Пластичность, реология и укрывистость являются очень важными

Пластичность, реология и укрывистость являются очень важными при работе с

при работе с готовыми для применения смесями строительных материалов

при их нанесении на поверхность (клеевые, штукатурные, шпаклевочные, гидроизоляционные растворные смеси, окрасочные составы и т.п.).
Пластичность (подвижность, удобоукладываемость, консистенция) растворной и бетонной смеси – показатель, характеризующий пластические свойства (вязкость) растворных и бетонной смесей.
Пластичность выражает способность к текучести растворных и бетонных смесей, заполнению пустот между строительными элементами, выравниванию поверхности, транспортированию растворонасосами и бетононасосами и т.п. В зарубежной литературе адекватным этому понятию является термин удобообрабатываемость.

Технологические свойства


Слайд 147 При большой дисперсности твердых частиц (например, в цементном,

При большой дисперсности твердых частиц (например, в цементном, гипсовом тесте) вода

гипсовом тесте) вода играет двоякую роль: придает такой смеси

структурную прочность и устойчивость (масса не расслаивается и не течет), и одновременно служит как бы смазкой, препятствуя прямому контакту твердых частиц между собой и облегчая деформацию массы под действием внешних сил (шпателя, валика). Хорошо иллюстрирует это явление пример с двумя стеклами, соприкасающимися смоченными водой поверхностями: вода удерживает соприкасающиеся стекла (их трудно разъединить) и в то же время облегчает их взаимное скольжение.

Технологические свойства


Слайд 148 Итак, пластичность зависит от двух факторов: дисперсности (удельной

Итак, пластичность зависит от двух факторов: дисперсности (удельной поверхности) твердых частиц

поверхности) твердых частиц и возможности образования на их поверхности

оболочек связанной воды. Последнее определяется степенью гидрофильности поверхности частиц. Эти же факторы определяют пластичность и неводных смесей, например, полимерных мастик.
Повысить пластичность смесей можно, увеличив в ней содержание тонкодисперсных частиц или улучшив смачиваемость их поверхности. Последнее достигается с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ) или пластификаторов.

Технологические свойства


Слайд 149 Реология (реологические свойства материала) – способность материалов к

Реология (реологические свойства материала) – способность материалов к деформации и течению

деформации и течению под влиянием механических воздействий, т. е.

особенность поведения растворной смеси (дисперсионного полимерного состава) при нанесении на поверхность. Реология – одна из важнейших технологических характеристик, основанных на вязкости материала и определяющих его перерабатываемость, – также существенной технологической характеристики.

Технологические свойства


Слайд 150 В соответствии с реологическими свойствами все вязкие материальные

В соответствии с реологическими свойствами все вязкие материальные системы могут относиться:

системы могут относиться:
- к ньютоновским – системам, вязкость

которых не зависит от напряжения сдвига (воздействия рабочего инструмента). Скорость их течения пропорциональна приложенному напряжению, поэтому течение таких систем называется пластическим.
- к псевдопластическим – системам, вязкость которых зависит от приложенного напряжения

Технологические свойства


Слайд 151 Суспензии могут вести себя как ньютоновские жидкости лишь

Суспензии могут вести себя как ньютоновские жидкости лишь при очень низкой

при очень низкой концентрации твердой фазы и отсутствии взаимодействия

между ее частичками.
Как правило, композиционные материалы (растворные смеси, дисперсионные составы) не являются ньютоновскими жидкостями.

Технологические свойства


Слайд 152 Особый интерес для готовых к применению смесей строительных

Особый интерес для готовых к применению смесей строительных материаловпредставляет явление тиксотропии,

материаловпредставляет явление тиксотропии, которое характеризуется тем, что при механическом

воздействии, например под воздействием рабочего инструмента, (при перемещении, встряхивании, нанесении материала) дисперсные системы разжижаются со снижением вязкости системы за счет уменьшения сил связи между частицами. По окончании механического воздействия связи восстанавливаются и возникают структуры, аналогичные разрушенным. Тиксотропия характеризуется периодом релаксации, т. е. временем, необходимым для восстановления структуры.

Технологические свойства


Слайд 153 При этом различают:
- прочностную тиксотропию, связанную с изменением,

При этом различают:- прочностную тиксотропию, связанную с изменением, разрушением и восстановление

разрушением и восстановление относительно прочных связей между частицами;
- вязкостную

тиксотропию, связанную с изменением только вязкости сил связи между частицами.
Прочностная тиксотропия характерна для высоконаполненных систем и обусловлена образованием молекулярных структур..
Вязкостная тиксотропия характерна для систем с низким наполнением и обусловлена образованием пространственных надмолекулярных структур.

Технологические свойства


Слайд 154 Явление тиксотропии используют при виброуплотнении бетонных и растворных

Явление тиксотропии используют при виброуплотнении бетонных и растворных смесей и при

смесей и при нанесении растворных и дисперсионных составов кистью

или шпателем. В последнем случае материал под действием шпателя (кисти) течет, равномерно распределяясь по поверхности, а когда инструмент прекращает свое действие, материал вновь обретает структурную прочность и, например, будучи нанесенным на вертикальную поверхность, не стекает с нее.

Технологические свойства


Слайд 155 Дилатантное течение готовых к употреблению смесей строительных материалов

Дилатантное течение готовых к употреблению смесей строительных материалов характерно для очень

характерно для очень концентрированных суспензий в том случае, когда

между частицами нет прочных связей и они сохраняют достаточно высокую подвижность под действием небольших сдвиговых усилий либо при малых скоростях сдвига. Для таких композиций с увеличением сдвиговых усилий или скорости сдвига начинают проявляться взаимные механические препятствия взаимному перемещению частиц относительно друг друга – вязкость возрастает.
Проявление суспензиями дилатантных свойств может привести к поломке перемешивающих устройств или выходу из строя насосов.

Технологические свойства


Слайд 156 Структурная прочность – это напряжение, которое нужно затратить,

Структурная прочность – это напряжение, которое нужно затратить, чтобы нарушить внутренние

чтобы нарушить внутренние связи пластично вязких растворов.
Пластично-вязкие растворные

смеси, мастики и т.п., в отличие от жидкостей, при малых нагрузках ведут себя как твердые тела. Если повышать нагрузку, то по достижении определенных напряжений в материале, называемых предельным напряжением сдвига, характеризующим структурную прочность, материал начинает течь подобно жидкости. Причина этого в том, что при указанных напряжениях в материале нарушаются внутренние связи между его частицами – разрушается его структура.

Технологические свойства


Слайд 157 Укрывистость (кроющая способность) – способность пигмента, диспергированного в

Укрывистость (кроющая способность) – способность пигмента, диспергированного в полимерном составе, создавать

полимерном составе, создавать при минимальном слое непрозрачное покрытие. Это

свойство, обусловленное отражением и поглощением света в поверхности покрытия, зависит от разности показателей этих характеристик – разности показателей преломления пигмента, образующего цвет покрытия, и пленкообразующего компонента состава этого покрытия. Чем больше разность, т.е. чем интенсивней действие цвета, тем выше укрывистость.


Технологические свойства


Слайд 158 Для минеральных вяжущих, кроме таких показателей, как плотность,

Для минеральных вяжущих, кроме таких показателей, как плотность, тонкость помола, влажность,

тонкость помола, влажность, определяющих технологичность переработки композиций, с этой

точки зрения очень существенны также водопотребность, сроки схватывания, рабочее время использования растворных смесей.
Важным показателем ряда модифицирующих добавок в композиционных материалах является водородный показатель рН, определяющий щелочную или кислотную природу композиции, поскольку он оказывает существенное влияние на стабильность (устойчивость характеристик) системы растворных смесей и водно-дисперсионных полимерных составов.

Технологические свойства


Слайд 159 Удельная поверхность дисперсных материалов увеличивается с уменьшением размеров

Удельная поверхность дисперсных материалов увеличивается с уменьшением размеров частиц и с

частиц и с увеличением угловатости частиц.
Химическая и коррозионная стойкость

– зависит от коррозионной активности среды, химического состава материалов, пористости, дисперсности.
Химическая активность строительных материалов зависит как от состава и строения вещества (т.е. от активности составляющих его молекул), так и от тонкости его помола – дисперсности.


Влияние различных факторов на физико-химические и технологические свойства материалов


Слайд 160 Восприимчивость исходных материалов (горных пород) к выполнению операций

Восприимчивость исходных материалов (горных пород) к выполнению операций с целью изменения

с целью изменения размеров частиц (дробления и измельчения) увеличивается

с ростом хрупкости материалов.
Качество поверхности при изготовлении изделий (для различных поделочных и облицовочных камней, блоков, плит и т.п.) улучшается с уменьшением размера зерен, прочности, хрупкости, пористости.







Влияние различных факторов на физико-химические и технологические свойства материалов


Слайд 161 Равномерность распределения компонентов в сухих смесях, строительных растворах

Равномерность распределения компонентов в сухих смесях, строительных растворах улучшается с увеличением

улучшается с увеличением окатанности частиц.
Равномерность распределения компонентов в водно-дисперсионных

полимерных составах улучшается с увеличением окатанности частиц, содержания жидкой фазы, при введении поверхностно-активных веществ (ПАВ) .
Пластичность смесей увеличивается с ростом дисперсности частиц, с повышением смачиваемости их поверхности, увеличением количества жидкой фазы при введении поверхностно-активных веществ (ПАВ) или пластификаторов.







Влияние различных факторов на физико-химические и технологические свойства материалов


  • Имя файла: spetsialnye-stroitelnye-materialy-dlya-teplovoy-i-atomnoy-energetiki.pptx
  • Количество просмотров: 93
  • Количество скачиваний: 0