Por ejemplo, necesita conocer las propiedades básicas y la calidad de los materiales de construcción, cómo se utilizan en el proceso de construcción, cuál es su costo y si es fácil obtenerlos. Después de todo, si algo no se toma en cuenta de antemano, en el futuro puede tener un efecto suficientemente fuerte en el sitio de construcción en sí. Y solo después de eso, puede comenzar a crear un proyecto de la estructura deseada, y en el futuro, ya la construcción en sí.
Los elementos están disponibles en forma de bloques huecos, bloques, y también bloques huecos con un inserto de poliestireno incrustado de forma asimétrica. Una pared más gruesa actúa en función de la acumulación. Las carcasas de masonería se pueden utilizar para su mampostería y también para el mortero tradicional, excepto que se aplica en dos tiras, dejando un centro vacío en el centro.
Este tipo de material, al igual que la competencia, también tiene una buena permeabilidad al vapor de agua, es ligero y fácil en la mampostería, lo que hace que la mampostería funcione rápidamente y también es muy fácil de maniobrar, por ejemplo, el hormigón celular. Los materiales de construcción más nuevos y más recientes utilizados son bloques de espuma de poliestireno. Son elementos grandes con una longitud de 1 a 2 metros y formas angulares, que se disponen como bloques huecos. Luego el refuerzo se vierte en el hormigón y se vierte. Esta tecnología le permite escalar las paredes de forma rápida e independiente, y gracias a una amplia gama de elementos le da mayor libertad en el diseño y la construcción.
Todo el proceso de construcción consiste en trabajos generales de construcción, instalación, reparación y acabado. Por lo tanto, todos aquellos materiales y productos hechos de ellos que se utilizan durante estos trabajos se conocen como materiales de construcción. En la sociedad moderna, los materiales de construcción a menudo dividen los siguientes tipos o tipos: estos son materiales naturales, materiales artificiales y productos terminados.
La principal desventaja de este sistema es la alta estanqueidad de la pared, que evita el flujo de vapor de agua. En casas construidas con esta tecnología, es necesario utilizar muy buena ventilación y frecuencia de ventilación de la habitación. Debido a la presencia de poliestireno directamente en el interior, representan un alto riesgo de incendio en forma de gases tóxicos. A pesar de sus defectos, estas paredes tienen buenas propiedades de aislamiento térmico y proporcionan una superficie lisa que es fácil de terminar, pero no proporcionan suficiente aislamiento acústico.
Materiales de construcción naturales
Este tipo incluye aquellos materiales de construcción que fueron creados sin intervención humana, por así decirlo, son de origen natural. La mayoría de ellos no requieren procesamiento industrial, y si lo hace, es mínimo.
Los materiales naturales son muy utilizados en la construcción. Los representantes más populares de esta categoría incluyen: suelo o tierra, arena, arcilla, piedra, varias rocas (mármol, granito, bálsamo), piedra triturada.
Todos los materiales anteriores se caracterizan por sus buenas propiedades de aislamiento térmico. Los productos de silicato frío y los bloques de concreto sólido son una excepción. Estos últimos están dedicados a los muros de la fundación. Sin embargo, los silicatos, como los cerámicos, se caracterizan por una alta capacidad calorífica, lo que no importa para el uso cómodo de las instalaciones. Mucha gente instala la calefacción central para que la estufa funcione de la tarde a la mañana, y durante el día, cuando los propietarios están lejos de sus casas, mantienen la temperatura.
La energía se consume de inmediato para calentar el aire de las habitaciones. Los elementos de plastilina y los insertos de poliestireno proporcionan una aceleración significativa y facilidad de operación, así como su propia ejecución. Para aprovechar al máximo los beneficios de nuestros materiales elegidos, es importante elegir las carpetas adecuadas y materiales de acabado. Hay en el mercado los llamados morteros calientes que, a diferencia del mortero de cemento tradicional, no calientan tan bien. Solución tradicional entre los mejores. bloques de ceramica Crea puentes térmicos y reduce los parámetros de toda la pared.
También los materiales naturales son madera, madera, musgo, remolque y más. En diferentes regiones, el precio de la construcción de arena, piedra, escombros y otros materiales varía según la dificultad de producción y entrega al sitio de construcción.
Tipos artificiales de materiales de construcción.
Sin embargo, todos los materiales enumerados anteriormente para la industria de la construcción también son interesantes porque son materias primas ya hechas para la producción de nuevos materiales de construcción. Por ejemplo, para hacer cualquier ladrillo, solo necesitas usar arcilla y arena, y para el cemento necesitas piedra caliza y piedra de yeso.
Al decorar paredes con materiales transpirables, también use un mortero de yeso transpirable. Cubrir las paredes con ladrillos o bolas de yeso de yeso conducirá a su compactación y al deterioro del intercambio de vapor de agua. Más típico en este caso es el tradicional yeso de cal y cemento.
Variedad de tecnologías y formas de construcción, diversas condiciones. el medio ambienteLa falta de conocimiento sobre las interacciones de los recubrimientos y los microorganismos hace imposible describir las condiciones inequívocas y obligatorias de un mayor riesgo de rugosidad de la superficie.
Pero no basta con mezclar diferentes materias primas en una mezcla, es necesario algún tipo de manipulación (secado, fusión, tostado, etc.), como resultado de lo cual su estructura y composición química cambian. Es decir, tales materiales de construcción se obtienen artificialmente - en el proceso de procesamiento de materiales naturales, por lo tanto, se llaman artificiales.
Sin embargo, el problema de la corrosión. materiales de construcción Conocido desde hace mucho tiempo. La dinámica de la corrosión de los materiales de construcción depende, en particular, de muchos factores. Sus propiedades físico-químicas, estructura, calidad y corrosividad del medio ambiente. Debido a las diversas condiciones en la práctica, es extremadamente difícil determinar el grado de participación de ciertos tipos de corrosión en el proceso de destrucción de materiales y estructuras.
Una explicación del mecanismo de destrucción de una sustancia material, incluidos los materiales de construcción, requiere, en particular. Conocimiento del proceso de procesos de corrosión. En la práctica, se definen los siguientes efectos de corrosión, definidos como el efecto acumulativo de los factores que ocurren en un ambiente corrosivo específico.
Los representantes más famosos de este tipo de materiales de construcción son el vidrio, el concreto reforzado, así como todos los morteros y mezclas (varias mezclas de cemento, soluciones concretas, masillas, mezclas y soluciones para yeso). Por materiales de construcción artificiales, que incluyen madera, son madera contrachapada, corcho natural, tablero de fibra.
Desastre climático causado por factores ambientales asociados con el clima. Efectos químicos causados por líquidos agresivos, soluciones ácidas, álcalis. Efecto electroquímico debido a corrientes parásitas. Exposición biótica causada por microorganismos y moho.
Tensión mecánica causada por estrés externo, fatiga, abrasión, golpes. El concepto de biodeterminación, es decir, corrosión biológica en la construcción, entendemos las diversas formas de destrucción de los elementos de construcción causados por la acción de los organismos vivos, las plagas biológicas. Estos son principalmente hongos caseros, hongos de moho, levadura unicelular, algas e insectos - plagas técnicas de la madera. La corrosión biológica se crea en estrecha conexión con otros factores de corrosión y, en particular, con el efecto destructivo de todos los tipos de agua y humedad, lo que conduce a condiciones propicias para el desarrollo de organismos vivos: plagas biológicas.
Productos terminados - usados en la construcción
Principal diferencia productos terminados a partir de materiales de construcción de origen natural y artificial, ya que no es necesario tratarlos antes de su uso: mezclar con agua, compactar, cortar y cortar.
Los materiales de construcción más comunes de este tipo son los productos de concreto reforzado, estructuras metálicas, varios fontanería. También incluye diversos productos de madera y madera. Cualquier techo (rollo, chapa, metal, teja) también es un producto terminado.
Todos los aspectos de la descomposición biológica de los materiales y, en consecuencia, la corrosión biológica, se consideran utilizando neurobiología, es decir, el departamento de biología, que abarca el estudio de los fenómenos biológicos en los materiales. Los procesos responsables de la formación de corrosión de materiales y estructuras se dividen en varios grupos: la asimilación química de la biodeterminación es la forma más común de este proceso y se produce cuando el material se degrada debido a su valor nutricional.
La biodeterminación de la dispersión química ocurre cuando los metabolitos microbianos dañan un material, causando corrosión, pigmentación o secreción de metabolitos tóxicos en el material. Los ejemplos incluyen corrosión microbiana de metales, concreto, ladrillos, albañilería Yeso y vidrio.
Información general
Para facilitar la navegación en la variedad de materiales y productos de construcción, se clasifican por propósito, en función de las condiciones de trabajo de los materiales en edificios, o sobre una base tecnológica, dado el tipo de materia prima de la que se obtiene el material y el método de fabricación.
Con cita previa, los materiales se pueden dividir en dos grupos: materiales de construcción y de propósito especial.
El crecimiento superficial de los materiales por parte de los organismos vivos, conocido en la literatura como "incrustación biológica", es una forma de biodeterminación que ocurre cuando la presencia o secreción del cuerpo es indeseable para el material y sus propiedades. Un ejemplo sería la congelación de cimientos o paredes enteras por un grupo diverso de organismos.
En algunos casos, podemos tratar con otra división que clasifica los efectos que encontramos durante la corrosión durante la construcción. Efectos higiénicos y sanitarios, incluido el deterioro de la salud humana y animal. Las áreas densamente pobladas se caracterizan por una alta humedad y un olor desagradable, y millones de esporas causadas por hongos se encuentran en el aire. Esto causa molestias y, en personas susceptibles, dolores de cabeza, somnolencia e incluso enfermedades respiratorias.
Materiales de construccion Usado principalmente para estructuras de soporte, distingue lo siguiente:
1) piedra natural;
2). Tejer;
3) piedra artificial, obtenida por: a) monolitos utilizando aglomerantes (hormigón, hormigón armado, morteros); b) sinterización (materiales cerámicos); c) por fusión (vidrio y vidrio);
Efectos técnicos, que consisten principalmente en reducir la resistencia de los componentes y estructuras, lo que puede llevar a su completa destrucción. El efecto estético es reducir las cualidades estéticas de los elementos afectados, el retroceso de la cáscara y el yeso, causados especialmente por hongos de moho.
Sin embargo, el ambiente agresivo más común en el que se produce esta corrosión es la atmósfera que nos rodea. Los efectos corrosivos de las atmósferas en los materiales y objetos de construcción dependen de factores naturales y antropogénicos, determinados por la cantidad y el tipo de contaminantes que entran al aire como resultado de la actividad humana. Componentes agresivamente activos de la atmósfera en condiciones naturales, cuando no hay impurezas antropogénicas en el aire, por ejemplo, oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua.
4) metales (acero, fundición, aluminio, aleaciones);
5) polímeros;
6) leñoso;
7) compuesto (cemento de amianto, polímero de hormigón, fibra de hormigón, fibra de vidrio, etc.).
Materiales de construcción especiales Necesario para proteger las estructuras de los efectos dañinos del medio ambiente o mejorar las propiedades de rendimiento y crear comodidad, lo siguiente:
El principal factor que influye en el curso de los procesos de corrosión es la cantidad de vapor de agua en el aire. Particularmente agresiva es la atmósfera con humedad alta y constante, por ejemplo, en los valles de los ríos, en las orillas de los estanques o en los pantanos. En este entorno, casi todos los procesos destructivos ocurren: físicos, biológicos y químicos. La presencia de agua en la atmósfera provoca la formación de células corrosivas, promueve el desarrollo de hongos que causan corrosión biológica y proporciona una reacción entre los materiales de construcción y los compuestos agresivos en el aire.
1) aislamiento térmico;
2) acústica;
3) impermeabilización, techado y sellado;
4) acabado;
5) anticorrosión;
6) refractario;
7) Materiales de protección contra los efectos de la radiación, etc.
Cada material tiene un complejo de varias propiedades que determinan el área de su uso racional y la posibilidad de combinar con otros materiales.
El vapor de agua condensado disuelve compuestos químicos como el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, vapores de amoniaco, dióxido de carbono, compuestos de flúor, hidrocarburos, ozono libre, formando soluciones acuosas en las superficies de los materiales de construcción. Como resultado de la difusión de vapor de agua, las soluciones químicas agresivas penetran profundamente en los materiales porosos, causando corrosión en su interior. La corrosión Estos sedimentos facilitan el proceso de corrosión, humedeciendo la superficie del material, aplicando contaminantes contaminantes al aire y eliminando los productos de corrosión.
Una propiedad es la capacidad de un material para reaccionar de cierta manera a un individuo o, más a menudo, a un factor externo o interno que actúa en conjunto con otros factores. La acción de uno u otro factor está determinada tanto por la composición y estructura del material, como por las condiciones de operación del material en la construcción de edificios y estructuras.
En condiciones menos favorables para los microorganismos, sus propiedades de superficie, rugosidad, adherencia y absorción de humedad son decisivas. Los cambios de temperatura son un factor importante que influye en la corrosión de los materiales y objetos de construcción. El fenómeno de alternar el calentamiento y enfriamiento de las paredes del edificio provoca la formación de tensiones térmicas, lo que provoca un debilitamiento de la estructura de los materiales, lo que conduce a una disminución de su resistencia. Las tensiones resultantes en las paredes de los edificios son grietas y grietas, que resultan en incendios corrosivos.
Para que un edificio o estructura cumpla su propósito y sea duradero, los constructores deben comprender claramente las condiciones operativas en las que funcionará cada estructura hecha por ellos. Al conocer estas condiciones, es posible establecer qué propiedades debe tener el material destinado a la fabricación de esta estructura.
En invierno, la congelación y descongelación del ciclón del agua contenida en los poros y huecos también tiene un efecto significativo sobre el deterioro, es decir, la destrucción y corrosión de los edificios. La espuma de agua aumenta su volumen, lo que conduce a la ruptura de las paredes de los poros. Los procesos corrosivos causados por las fluctuaciones de temperatura están asociados en gran medida con la luz solar.
La medida preventiva más importante es la prevención, que se utiliza adecuadamente para proteger los edificios, debe realizarse en fase. El diseño es la elección de soluciones técnicas y materiales que garantizan la máxima protección del objeto contra la humedad: los agentes impregnantes deben seleccionarse adecuadamente para cada elemento de la estructura. Eliminación inmediata de fuentes y exposición a agua húmeda, pluvial o subterránea: en caso de fallo, evite la humedad de las instalaciones con humedad interna, funcionamiento.
El principal requisito para los materiales de los cuales se hacen. estructuras de soporte, es su capacidad para resistir cambios en la forma y destrucción bajo la acción de las cargas, así como en algunos casos baja conductividad térmica y permeabilidad del sonido (por ejemplo, para encerrar estructuras). Los principales requisitos para algunos materiales son: resistencia al agua, baja conductividad eléctrica, resistencia a la radiación, etc.
Pero ningún material en la estructura trabaja aislado del medio ambiente. Si entra en contacto con el agua, se expone al agua y a las sustancias que contiene, si está en el aire: la acción del aire y el vapor de agua que contiene, y al aire libre también el efecto de las heladas, la lluvia, el sol, el viento, los cambios repentinos. temperatura, humedad, etc. Bajo la influencia del medio ambiente, los materiales en el edificio sufren deformaciones y se encuentran en un estado de estrés.
La humectación y secado desigual del material conduce a la aparición de tensiones internas debido a la diferencia en las deformaciones de las partes del material fuertemente humedecidas y ligeramente humedecidas. Las fluctuaciones de temperatura también conducen a un cambio en las distancias entre las partículas y, en consecuencia, a un cambio en el volumen del material. Si hay un cambio desigual en el tamaño y el volumen, entonces aparecen tensiones internas en el material, lo que puede llevar a su destrucción gradual.
Densidad, porosidad, resistencia: estas son las características principales de todos los materiales de construcción, que sirven para evaluar la calidad y las características del material, así como para diversos cálculos técnicos y económicos. Algunas propiedades son especiales e importantes a la hora de elegir un material solo para ciertas condiciones de operación (resistencia a los efectos de sales, ácidos, álcalis, resistencia a las heladas, conductividad térmica, etc.).
Las propiedades tecnológicas especiales caracterizan la capacidad del material a procesar. Por ejemplo, para materiales de piedra La capacidad de moler y pulir es importante. Cumplimiento de la formabilidad relativamente fácil de las arcillas y mezclas de concreto por produccion productos de construcción Es una característica tecnológica importante.
Por lo tanto, al elegir y justificar la conveniencia de utilizar un material de construcción para ciertas condiciones de su uso, deben tenerse en cuenta sus diversas propiedades.
Para varios signos, a menudo se distinguen cuatro grupos básicos de propiedades técnicas: físico, mecánico, químico y tecnológico.
Relación de composición, estructura y propiedades.
Las propiedades de los materiales de construcción están relacionadas en gran medida con las peculiaridades de su estructura y las propiedades de las sustancias de las que se compone este material. A su vez, la estructura del material depende: de los materiales naturales, de su origen y de las condiciones de formación, de los materiales artificiales, de la tecnología de producción y procesamiento del material. Por lo tanto, el constructor en el estudio del curso de materiales de construcción primero debe entender esta relación. Al mismo tiempo, la tecnología y el procesamiento de los materiales deben considerarse desde el punto de vista de su influencia en la estructura y las propiedades del material obtenido.
El material de construcción se caracteriza por composiciones químicas, minerales y de fase. Dependiendo de la composición química, todos los materiales de construcción se dividen en: orgánico (madera, betún, plásticos, etc.), mineral (concreto, cemento, ladrillo, piedra natural etc.) y metales (acero, fundición, aluminio).
Cada uno de estos grupos tiene sus propias características. Entonces, todos los materiales orgánicos son combustibles, y los materiales minerales son resistentes al fuego; Los metales conducen bien la electricidad y el calor. La composición química le permite juzgar a otros. especificaciones tecnicas (bioestabilidad, procpost, etc.). La composición química de algunos materiales (aglomerantes inorgánicos, materiales de piedra) a menudo se expresa por el número de óxidos que contienen.
Los óxidos, unidos químicamente, forman minerales que caracterizan la composición mineral del material. Conociendo los minerales y su cantidad en el material, uno puede juzgar las propiedades del material. Por ejemplo, la capacidad de los aglutinantes inorgánicos para endurecer y mantener la fuerza en el medio ambiente acuático, debido a la presencia de minerales silicatos, aluminatos, ferritas de calcio y, en un gran número de ellos, el proceso de endurecimiento se acelera y la resistencia de la piedra de cemento aumenta.
Al caracterizar la composición de fase del material, emiten: sólidos que forman las paredes de los poros (el "marco" del material) y los poros llenos de aire y agua. La composición de fase del material y las transiciones de fase del agua en sus poros afectan todas las propiedades y el comportamiento del material durante la operación.
La macro y microestructura y la estructura interna de las sustancias que componen el material a nivel de ión molecular no tienen menos influencia en las propiedades del material.
Macroestructura de materiales - Estructura visible a simple vista o con un ligero aumento. Microestructura del material. - Estructura visible al microscopio. Se cuelga la estructura interna mediante análisis de rayos X, microscopía electrónica, etc.
En muchos sentidos, las propiedades del material determinan la cantidad, el tamaño y el carácter de los poros. Por ejemplo, el vidrio poroso (vidrio de espuma), a diferencia del vidrio ordinario, es opaco y muy ligero.
La forma y el tamaño de las partículas sólidas también afectan las propiedades del material. Por lo tanto, si extrae fibras delgadas de una fusión de vidrio ordinario, obtendrá lana de vidrio liviana y suave.
Dependiendo de la forma y el tamaño de las partículas y de su estructura, la macroestructura de los materiales de construcción sólidos puede ser granular (grano suelto o conglomerado), celular (finamente poroso), fibroso y en capas.
Los materiales de grano suelto consisten en granos separados, no relacionados (arena, grava, materiales en polvo para masilla, aislamiento térmico y relleno, etc.).
La estructura del conglomerado, cuando los granos están firmemente interconectados, es característica de diferentes tipos Concreto, algunos tipos de naturales y materiales cerámicos y otros
La estructura celular (finamente porosa) se caracteriza por la presencia de macro y microporos característicos del hormigón de gas y espuma, plásticos celulares y algunos materiales cerámicos.
Materiales fibrosos y en capas. , en el que las fibras (capas) son paralelas entre sí, tienen diferentes propiedades a lo largo y ancho de las fibras (capas). Este fenómeno se denomina anisotropía y los materiales con tales propiedades son anisotrópicos. La estructura fibrosa es inherente a la madera, a los productos hechos de lana mineral, y a los materiales laminados, laminados, en placas con relleno en capas (bumoplasto, textolita, etc.).
Por la disposición mutua de átomos y moléculas, los materiales pueden ser cristalinos y amorfos. La estructura desigual de las sustancias cristalinas y amorfas determina las diferencias en sus propiedades. Las sustancias amorfas, que poseen energía de cristalización interna no gastada, son químicamente más activas que las cristalinas de la misma composición (por ejemplo, formas amorfas de sílice: piedra pómez, toba, trípoli, diatomita y cuarzo cristalino).
Diferencia significativa entre sustancias amorfas y cristalinas. consiste en el hecho de que las sustancias cristalinas tienen un cierto punto de fusión cuando se calientan (a presión constante), mientras que las amorfas se suavizan y gradualmente se vuelven líquidas.
La resistencia de las sustancias amorfas, por regla general, es inferior a la cristalina, por lo tanto, para obtener materiales de mayor resistencia, la cristalización se lleva a cabo especialmente, por ejemplo, los vidrios, en la preparación de materiales cristalinos, tales como la cerámica de vidrio y los metales de vidrio de escoria.
Se pueden observar diferentes propiedades en materiales cristalinos de la misma composición, si se forman en diferentes formas cristalinas, llamadas modificaciones (el fenómeno del polimorfismo). Por ejemplo, las transformaciones polimórficas de cuarzo están acompañadas por un cambio en el volumen. Los cambios en las propiedades del material al cambiar la red cristalina se utilizan durante el tratamiento térmico de los metales (temple o revenido).
Estandarización de propiedades. Grados de materiales
Las propiedades de los materiales se evalúan cuantitativamente, es decir, mediante indicadores numéricos establecidos mediante pruebas utilizando métodos especiales prescritos por estándares estatales o condiciones técnicas.
Nuestro país cuenta con un sistema de normalización estatal (GSS).Dependiendo del alcance de los estándares, se dividen en las siguientes categorías: estado (GOST); industria (OST); Republicano (PCT); Normas de empresas y asociaciones (TST). Junto con los estándares, las condiciones técnicas (TU) están vigentes, que establecen un conjunto de requisitos para tipos específicos, marcas y números de productos.
Las normas estatales para materiales de construcción, que son obligatorias para todos los departamentos y empresas, especifican una clara definición y clasificación de las variedades de este material, método de fabricación u origen, indicadores digitales específicos de propiedades técnicas y métodos para su determinación, la información necesaria sobre las normas de etiquetado, embalaje, almacenamiento y transporte. .
Disposiciones principales diseño de edificiosproducción trabajos de construcción y los requisitos para los materiales y productos de construcción se rigen por los códigos y regulaciones de construcción (SNiP), vinculantes para todas las organizaciones y empresas. Los SNiP están diseñados para satisfacer el desarrollo de la industria de la construcción, la introducción de tecnología avanzada en la construcción, el uso máximo en la construcción de productos y estructuras hechos en fábrica.
La base metodológica para la estandarización de dimensiones en el diseño, fabricación de productos de construcción y construcción de estructuras es la coordinación modular de dimensiones en construcción (MKRS), que es un conjunto de reglas para coordinar las dimensiones de elementos de edificios y estructuras, productos de construcción y equipos basados en el módulo básico de 100 mm. ).
El uso de MKRS permite unificar y reducir la cantidad de tamaños de productos de construcción de diferentes materiales o diseños diferentes. MKRS también incluye módulos derivados, que se obtienen al multiplicar el módulo principal por un entero o coeficientes fraccionarios. Cuando se multiplican por coeficientes enteros, se forman módulos ampliados (de 2M a 60M), y cuando se multiplican por factores menores que uno, se forman módulos fraccionarios (de 1 / 2M a I / 100M).
En los estándares y los requisitos SNiP para las propiedades de los materiales se expresan en forma de grados y clases para estos materiales. El signo de dividirse en marcas suele ser un indicador de la propiedad básica de un material, debido a las condiciones de uso del material en estructuras y estructuras.
La división en grados por fuerza es esencial para los materiales y productos a partir de los cuales se hacen las estructuras de soporte.. SNiP establece una escala única de grados para la resistencia a la compresión (MPa): 0.4; 0.7; 1.0; 1.5; 2.5; 3.5; 5; ...; 100. Para los materiales de aislamiento térmico, el signo principal de la división en marcas es la densidad (kg / m3): 10; 15; 25; ...; 600. Para una serie de materiales, el marcado se proporciona en términos de resistencia a las heladas: el número de ciclos que un material debe soportar sin signos de destrucción permisibles: F10, F25, etc.
Algunos materiales y productos (materiales de acabado, materiales forestales, etc.) se dividen en clases según la presencia de defectos externos.La definición de indicadores de propiedades técnicas se asocia con mediciones, es decir, con una comparación con otro valor homogéneo adoptado como una unidad. Un conjunto de unidades formadas de acuerdo con un cierto principio se llama un sistema de unidades. En nuestro país adoptó el "Sistema Internacional de Unidades" (SI). Junto con SI, también se utilizan sistemas anteriores - GHS e IKGSS
Propiedades fisicas
La condición física de los materiales de construcción se caracteriza por la densidad y porosidad media y verdadera.
Densidad de material Es una característica necesaria al calcular la resistencia de una estructura, teniendo en cuenta su propio peso, para determinar el método y el costo de transporte de material, para calcular almacenes y equipos de manejo de materiales. La densidad se juzga indirectamente sobre algunas otras propiedades del material. Por ejemplo, para los materiales de piedra existe una relación aproximada entre la densidad y la conductividad térmica, y para la madera y algunos materiales de piedra (piedra caliza), entre resistencia y densidad.
La mayoría de los materiales de construcción tienen poros, por lo que su verdadera densidad siempre está por encima del promedio. Sólo en materiales densos (acero, vidrio, betún, etc.) las densidades reales y medias son casi iguales, ya que el volumen de los poros internos es insignificante.
El método experimental (directo) para determinar la porosidad se basa en reemplazar el espacio poroso en un material con helio licuado y se ha descrito anteriormente.
Los poros son células que no están rellenas de material estructural. En magnitud, pueden ir desde ppm hasta varios milímetros.
Poros más grandes, por ejemplo, entre los granos de materiales a granel, o cavidades, están presentes en algunos productos (ladrillo hueco, paneles de concreto reforzado) se llaman vacíos. Los poros suelen estar llenos de aire o agua; En los vacíos, especialmente en banda ancha, el agua no puede detenerse y fluye.
Porosidad de los materiales de construcción. fluctúa en un amplio rango: de 0.2 ... 0.8% en granito y mármol a 75 ... 85% en ladrillos aislantes del calor y en concreto celular y más del 90% en espumas y lana mineral.
Las propiedades más importantes del material: densidad, resistencia, durabilidad, conductividad térmica, absorción de agua, estanqueidad, etc., dependen del tamaño de la porosidad y su naturaleza (tamaño y forma de los poros, uniformidad de la distribución de poros sobre el volumen del material, su estructura). Por ejemplo, abierto Los poros aumentan la permeabilidad y la absorción de agua del material y perjudican su resistencia a las heladas. Sin embargo, en los materiales que absorben el sonido, los poros abiertos son deseables, ya que absorben la energía del sonido. El aumento de la porosidad cerrada debido a la apertura aumenta la durabilidad del material y reduce su conductividad térmica.
La información sobre la porosidad del material nos permite determinar las áreas apropiadas de su aplicación.
Entre los procesos físicos, los efectos del agua y el medio ambiente de vapor, los efectos térmicos, la propagación de ondas de sonido, la corriente eléctrica, la radiación nuclear, etc. tienen el mayor valor en la práctica. La relación entre el material y los efectos estáticos o cíclicos del agua o el vapor se caracteriza por sus propiedades hidrofísicas (higroscopicidad, aspiración capilar, -Absorción, resistencia al agua, permeabilidad al agua, permeabilidad al vapor, deformación por humedad, resistencia a las heladas).
Higroscopicidad - la capacidad del material para absorber y condensar el vapor de agua del aire. La higroscopicidad es causada por la absorción, que es un proceso físico-químico de absorción de vapor de agua del aire, tanto como resultado de su adsorción en la superficie interna del material, como de la condensación capilar. La condensación capilar solo es posible en capilares con un radio pequeño (menos de 10 ~ 7 m), ya que la diferencia de presión entre el vapor de agua saturado sobre la superficie cóncava del menisco y la superficie plana en capilares con un radio grande no es significativa.
La higroscopicidad depende tanto de las propiedades del material (el tamaño y la naturaleza de la porosidad) como de las condiciones ambiente externo- temperatura y humedad relativa, y para materiales a granel también a partir de su solubilidad en agua y dispersión y una disminución de la temperatura del aire. Este proceso es reversible. La higroscopicidad se caracteriza por la relación de la masa de humedad absorbida por el material, a una humedad relativa del 100% y una temperatura de 20 ° C, respecto a la masa del material seco, expresada como porcentaje.
Succión capilar (subida) de agua porosa porosa. Ocurre en los poros capilares, cuando parte de la estructura entra en contacto con el agua. Por ejemplo agua subterránea puede elevarse a través de los capilares y humedecer la parte inferior de la pared del edificio. Los poros capilares se llaman con tales radios condicionales en los cuales su potencial capilar (la energía potencial del campo de fuerzas capilares referida a una unidad de masa de fluido) es mucho mayor que el potencial del campo de gravedad.
La absorción capilar se caracteriza por la altura del aumento del nivel del agua en los capilares del material, la cantidad de agua absorbida y la intensidad de la absorción.
Más precisamente, dada la forma irregular de los poros en el material y su sección transversal variable, la altura de la ingesta de agua se determina experimentalmente mediante el método de "átomos marcados" o midiendo la conductividad eléctrica del material.
Para el control operativo del contenido de humedad de materiales principalmente a granel (por ejemplo, agregados para concreto - arena, escombros), se utilizan métodos dieléctricos y de neutrones. El método de medición dieléctrica se basa en la relación entre la humedad y la constante dieléctrica del material. El método de neutrones utiliza la relación de humedad y el grado de desaceleración de los neutrones rápidos que pasan a través de un material.
Cuando un material está saturado con agua, sus propiedades cambian significativamente: la densidad y la conductividad térmica aumentan, se producen algunos cambios estructurales en el material, lo que provoca la aparición de tensiones internas en el mismo, lo que, por regla general, conduce a una disminución de la resistencia del material.
Deformaciones de la humedad - Cambie el tamaño y volumen del material al cambiar su humedad. La reducción del tamaño y el volumen del material durante su secado se denomina contracción (encogimiento), y un aumento en el tamaño y el volumen durante la humectación hasta que el material está completamente saturado con agua se está hinchando (hinchándose). La contracción se produce y aumenta como resultado de una disminución en el espesor de las capas de agua que rodean las partículas del material y la acción de las fuerzas capilares internas, que tienden a unir las partículas del material. La hinchazón se debe al hecho de que las moléculas de agua polares, que penetran entre las partículas o fibras que forman el material, las encierran, mientras que las capas de hidratación alrededor de las partículas se espesan dentro del menisco y, con ellas, las fuerzas capilares. Los materiales de estructura altamente porosa y fibrosa, capaces de absorber una gran cantidad de agua, se caracterizan por una alta contracción (madera a través de las fibras 30 ... 100 mm / m; hormigón celular 1 ... 3 mm / m; ladrillo cerámico 0.03 ... 0.1 mm / m; hormigón pesado 0.3 ... 0.7 mm / m; granito 0,02 ... 0,06 mm / m).
Resistencia al agua: la capacidad de un material para retener su resistencia cuando se humedece.
La resistencia al aire es la capacidad de un material para resistir los efectos cíclicos de humedecer y secar sin deformaciones notables y pérdida de resistencia mecánica.
La humectación y el secado higroscópicos repetidos causan tensiones alternas en el material y, con el tiempo, conducen a su pérdida. capacidad de carga.
La eficiencia de la humedad es una propiedad que caracteriza la velocidad de secado del material, si existen condiciones adecuadas en el ambiente (baja humedad, calor, movimiento del aire). La recuperación de humedad generalmente se caracteriza por la cantidad de agua que un material pierde por día a una humedad relativa del 60% y una temperatura de 20 ° C. En condiciones naturales, debido a la recuperación de la humedad, algún tiempo después de la construcción, se establece un equilibrio entre la humedad de las estructuras del edificio y el medio ambiente. Este estado de equilibrio se denomina estado de secado al aire (aire húmedo).
Permeabilidad - La capacidad del material para pasar el agua a presión. La característica de la permeabilidad al agua es la cantidad de agua que ha pasado durante 1 s a 1 m 2 de la superficie del material a una presión de agua determinada. Para determinar la permeabilidad utilizada. varios dispositivos, permitiéndole crear la presión de agua unidireccional deseada en la superficie del material. El método de determinación depende del propósito y el tipo de material. El puente permeable depende de la densidad y estructura del material. Cuantos más poros haya en el material y más grandes sean estos poros, mayor será su permeabilidad al agua.
Al elegir materiales de construcción para fines especiales ( materiales para techos, hormigón para estructuras hidráulicas, tuberías, etc.) más a menudo no evalúan la permeabilidad del agua, sino la resistencia al agua caracterizada por un período de tiempo, después del cual hay signos de filtración de agua bajo una cierta presión a través de una muestra del material de prueba (materiales del techo) o el valor límite de la presión del agua (Pa) en el que el agua no pasa a través de la muestra (por ejemplo, concreto).
Permeabilidad al vapor y permeabilidad al gas. - la capacidad de un material para pasar vapor de agua o gases (aire) a través de su espesor. La permeabilidad al vapor se caracteriza por un coeficiente de permeabilidad al vapor que es numéricamente igual a la cantidad de vapor de agua que penetra a través de una capa de material con un espesor de 1 m, un área de 1 m2 durante 1 s, y una diferencia en las presiones de vapor parciales de 133.3 Pa. Se estima un coeficiente similar y la permeabilidad al gas (transpirabilidad). Estas características están determinadas para una evaluación integral de las propiedades físicas de un material de construcción o para su propósito especial. Los materiales para las paredes de los edificios residenciales deben tener una cierta permeabilidad (la pared debe "respirar"), es decir, la ventilación natural se produce a través de las paredes exteriores. Por el contrario, las paredes y los revestimientos de las habitaciones húmedas deben protegerse desde el interior de la penetración del vapor de agua en ellas, especialmente en invierno, cuando el contenido de vapor dentro de la habitación es mucho más alto que el exterior, y el vapor, que penetra en la zona fría de esgrima, se condensa y aumenta considerablemente la humedad en estos lugares. . En algunos casos, se requiere una estanqueidad de gas casi completa (tanques de almacenamiento de gas, etc.).
Resistencia a las heladas - la propiedad de un material saturado con agua, para soportar la congelación y descongelación alternas repetidas sin signos significativos de destrucción y disminución de la resistencia. La durabilidad de los materiales utilizados en las zonas exteriores de las estructuras de varios edificios y estructuras depende principalmente de la resistencia a las heladas. La destrucción del material bajo tales efectos cíclicos se debe a la aparición de tensiones causadas por la presión unilateral de los cristales de hielo en crecimiento en los poros del material y la presión hidrostática general del agua causada por un aumento en la formación de hielo de aproximadamente el 9% "(la densidad del agua es 1, y - 0.917). Al mismo tiempo, la presión sobre las paredes de los poros puede alcanzar, bajo ciertas condiciones, cientos de MPa.
Es obvio que con el llenado completo de todos los poros y capilares de un material poroso con agua, la destrucción puede ocurrir incluso con una sola congelación. Sin embargo, en muchos materiales porosos, el agua no puede llenar todo el volumen de poros accesibles, por lo tanto, el hielo formado durante la congelación del agua tiene espacio libre para la expansión. Cuando un material poroso está saturado en agua, los macrocapilares se llenan principalmente de agua, mientras que los microcapilares están parcialmente llenos de agua y sirven como poros de reserva donde el agua se comprime durante el proceso de congelación.
Durante la operación de un material poroso en condiciones atmosféricas (estructuras de suelo), los microcapilares se llenan principalmente de agua debido a la absorción del vapor de agua del aire circundante; Los poros grandes y los macrocapilares están reservados. Por lo tanto, la resistencia a las heladas de los materiales porosos está determinada por el tamaño y la naturaleza de la porosidad y las condiciones de operación de las estructuras hechas de ellos. Es más alto, menos absorción de agua y más resistencia del material bajo tensión. Teniendo en cuenta la heterogeneidad de la estructura del material y la distribución desigual del agua, se puede esperar una resistencia a las heladas satisfactoria para materiales porosos que tienen una absorción volumétrica de agua de no más del 80% del volumen de poros. La destrucción del material ocurre solo después de una congelación y descongelación alternas repetidas.
La resistencia a las heladas se caracteriza por el número de ciclos de congelación alterna a -15, -17 ° C y descongelación en agua a una temperatura de aproximadamente 20 ° C. La elección de la temperatura de congelación no superior a -15, -17 CC se debe al hecho de que a una temperatura más alta, el agua, que se encuentra en pequeños poros y capilares, no se puede congelar. La cantidad de ciclos (marca) que debe soportar el material depende de las condiciones de su servicio futuro en el edificio, las condiciones climáticas y se indica en los Estándares de Materiales de Construcción y Materiales y en las Normas Estatales.
Se considera que el material ha superado la prueba si, después de un número específico de ciclos de congelación y descongelación, la pérdida de peso de las muestras como resultado del astillado y la delaminación no excede el 5% y la resistencia disminuye en no más del 15% (para algunos materiales en un 25%).
Para determinar la resistencia a las heladas, a veces se usa un método acelerado, por ejemplo, el uso de sulfato de sodio. La cristalización de esta sal en vapores saturados, cuando se seca en los poros de las muestras, reproduce el efecto mecánico del agua de congelación, pero en un grado mayor, ya que los cristales formados son más grandes (un aumento significativo en el volumen). Un ciclo de tales pruebas equivale a 5 ... 10 e incluso 20 ciclos de pruebas directas por congelación. Con alguna aproximación, la resistencia a las heladas puede ser juzgada indirectamente por la magnitud del coeficiente de ablandamiento. Una gran disminución de la resistencia debida al ablandamiento del material (más del 10%) indica que el material contiene arcilla u otras partículas de remojo, lo que afecta negativamente a la resistencia a las heladas del material.
La relación de un material a un efecto térmico constante o variable se caracteriza por su conductividad térmica, capacidad térmica, resistencia térmica, resistencia al fuego, resistencia al fuego.
Conductividad termica - la propiedad de los materiales de construcción para transferir calor a través del espesor de una superficie a otra. La conductividad térmica K [W / (m- ° C)] se caracteriza por la cantidad de calor (J) que pasa a través de un material de 1 m de grosor, 1 m2 de área por 1 s, con una diferencia de temperatura en las superficies opuestas del material 1 ° С.
La conductividad térmica de un material depende de su composición y estructura química, el grado y la naturaleza de la porosidad, la humedad y la temperatura en que se produce el proceso de transferencia de calor. Los materiales de una estructura en capas o fibrosa tienen diferentes conductividades térmicas dependiendo de la dirección del flujo de calor con respecto a las fibras. Por ejemplo, la madera tiene una conductividad térmica a lo largo de las fibras 2 veces más que a través de las fibras.
El material de la estructura cristalina es más conductor de calor que el material de la misma composición, pero es una estructura amorfa.
En gran medida, la conductividad térmica depende del tamaño de la porosidad, el tamaño y la naturaleza de los poros. En los materiales porosos, el flujo de calor pasa a través de un "marco" sólido del material y las celdas de aire. La conductividad térmica del aire es muy baja, 0.023 W / (m - ° C), y las sustancias que forman el marco sólido del material tienen una conductividad térmica significativamente mayor. Los materiales de poros pequeños y de poros cerrados tienen una conductividad térmica menor que los materiales de poros grandes y los materiales con poros interconectados. Esto se debe al hecho de que en los poros grandes e interconectados aumenta la transferencia de calor por convección, lo que aumenta la conductividad térmica total.
Con un aumento en el contenido de humedad del material, la conductividad térmica aumenta, ya que el agua tiene una conductividad térmica que es 25 veces más que el aire. La conductividad térmica de la materia prima aumenta aún más con una disminución de su temperatura, especialmente cuando el agua se congela en los poros, ya que la conductividad térmica del hielo es de 2,3 W / (m - ° C), es decir, 4 veces más que la del agua.
La conductividad térmica de la mayoría de los materiales de construcción aumenta al aumentar la temperatura. Es necesario saber al elegir los materiales para el aislamiento térmico de las tuberías de calor, plantas de calderas, etc.
La conductividad térmica de los materiales se tiene en cuenta en los cálculos de ingeniería térmica del espesor de paredes y pisos de edificios con calefacción, así como en la determinación del espesor requerido de aislamiento térmico de superficies calientes y refrigeradores.
El grosor de las paredes externas y el consumo de combustible para calentar edificios dependen de la resistencia térmica. En la pestaña. 1.2 muestra los valores de conductividad térmica de algunos materiales de construcción en condiciones de secado al aire.
Capacidad de calor - La propiedad del material para acumular calor cuando se calienta. Los materiales con alta capacidad calorífica pueden producir más calor durante el enfriamiento posterior. Por lo tanto, cuando se utilizan materiales con alta capacidad calorífica para paredes, pisos, particiones y otras partes de las habitaciones, la temperatura en las habitaciones se puede mantener estable durante mucho tiempo. La capacidad de calor se estima por el coeficiente de capacidad de calor (capacidad de calor específica), es decir, la cantidad de calor necesaria para calentar 1 kg de material por 1 ° C.
Los materiales de construcción tienen un coeficiente de capacidad térmica inferior al del agua, que tiene la mayor capacidad calorífica. Por ejemplo, el coeficiente de capacidad calorífica de los materiales forestales es 2.39 ... 2.72 kJ / (kg- ° C), materiales de piedra natural y artificial - 0.75 ... 0.92 kJ / (kg- ° C), acero - 0.48 kJ / (kg- ° C). Por lo tanto, con la humectación de los materiales, aumenta su capacidad de calor, pero al mismo tiempo también aumenta la conductividad térmica.
El coeficiente de capacidad calorífica de los materiales utilizados en los cálculos de estabilidad térmica de las estructuras de cerramiento (paredes, techos), el calentamiento del material durante las obras de invierno (hormigón, piedra, etc.), así como en el cálculo de hornos. En algunos casos, es necesario calcular las dimensiones del horno utilizando la capacidad calorífica volumétrica específica, que es la cantidad de calor requerida para calentar 1 m 3 de material a 1 ° C.
Estabilidad termica - la capacidad de un material para soportar la alternancia (ciclos) de cambios térmicos abruptos. Esta propiedad depende en gran medida de la homogeneidad del material y del coeficiente de expansión térmica de sus sustancias constituyentes. El coeficiente de expansión térmica lineal caracteriza el alargamiento de 1 m del material cuando se calienta a 1 ° C, el coeficiente de expansión volumétrica caracteriza un aumento en el volumen de 1 m 3 de material cuando se calienta a 1 ° C.
Cuanto más pequeños sean estos coeficientes y mayor sea la homogeneidad del material, mayor será su estabilidad térmica, es decir, una gran cantidad de ciclos de cambios bruscos de temperatura que puede soportar. Así, materiales de piedra de monomineral. rocas (El mármol) es más resistente al calor que las rocas compuestas de varios minerales (por ejemplo, granito). Con la unión dura de materiales con diferentes coeficientes de expansión lineal, pueden producirse grandes tensiones en las estructuras y, como resultado, distorsión y agrietamiento del material. Para evitar esta construcción de costuras de gran longitud cortadas de deformación.
Resistencia al fuego - la propiedad del material para resistir la acción de altas temperaturas y el agua en condiciones de incendio sin una pérdida significativa de la capacidad de carga. Según el grado de resistencia al fuego, los materiales de construcción se dividen en ignífugos, de combustión lenta y combustibles. Los materiales ignífugos no están sujetos a ignición, combustión o combustión a altas temperaturas. Sin embargo, algunos materiales casi no están deformados (ladrillo, baldosas), otros pueden deformarse, fuertemente (acero) o agrietarse (granito).
Por lo tanto, las estructuras de acero a menudo necesitan ser protegidas con otros materiales más resistentes al fuego. Los materiales de combustión dura, bajo la influencia de altas temperaturas, apenas se encienden, se queman y se carbonizan, pero solo en presencia de fuego. Cuando se retira el fuego, cesa la combustión, la combustión y la carbonización (fibrolita, asfalto de hormigón, etc.). Los materiales combustibles bajo la influencia del fuego o alta temperatura se encienden y se queman o brillan, y después de eliminar la fuente de incendio (madera, fieltro, betún, alquitrán, etc.).
Resistencia al fuego - la propiedad de un material para soportar la exposición prolongada a altas temperaturas, sin deformarse ni fundirse. Los materiales que resisto con una temperatura de más de 1580 ° C se llaman refractarios, de 1;) T\u003e 0 a 1G\u003e 80 ° C - refractarios, por debajo de 1350 ° C - de bajo punto de fusión. Los materiales que pueden soportar temperaturas de hasta 1000 ° C durante mucho tiempo sin pérdida o con poca pérdida de resistencia se clasifican como resistentes al calor (concreto resistente al calor, ladrillos, etc.).
Q La resistencia a la radiación es la propiedad de un material para retener su estructura y características físico-mecánicas después de la exposición a la radiación ionizante. Los niveles de radiación alrededor de las fuentes modernas de radiación ionizante son tan altos que puede ocurrir un cambio profundo en la estructura del material (por ejemplo, ocurre la amorfización de la estructura de los minerales cristalinos, que se acompaña de cambios de volumen y la aparición de tensiones internas).
Para una evaluación comparativa de las propiedades protectoras del material utilizando el grosor de la capa de atenuación media, igual al grosor de la capa material protectorSe requiere atenuar la intensidad de la radiación 2 veces.
Las propiedades acústicas son propiedades asociadas con la interacción de material y sonido. El sonido (ondas de sonido) es una vibración mecánica que se propaga en medios sólidos, líquidos y gaseosos.
Los constructores están interesados en dos aspectos de la interacción del sonido y el material: la conductividad del sonido: la capacidad de un material para conducir el sonido a través de su espesor y su absorción, la capacidad de un material para absorber y reflejar el sonido que cae sobre él.
La conductividad del sonido depende de la masa del material y de su estructura. Si la masa del material es grande, entonces la energía de las ondas de sonido no es suficiente para pasar a través de él, ya que para esto es necesario llevar el material a la oscilación. Por lo tanto, cuanto mayor es la masa de material, menos conduce el sonido. Los materiales porosos y fibrosos conducen mal el sonido, ya que la energía del sonido es absorbida y disipada por la superficie desarrollada del material, pasando a la energía térmica.
La absorción del sonido depende de la naturaleza de la superficie y de la porosidad del material. Los materiales con una superficie suave reflejan una parte importante del sonido que cae sobre ellos (efecto espejo), por lo tanto, en una habitación con paredes suaves se crea un ruido constante debido a la reflexión repetida del sonido en ellos. Si la superficie del material tiene una porosidad abierta, las vibraciones del sonido que entran en los poros son absorbidas por el material y no se reflejan. Por lo tanto, los muebles tapizados, las alfombras, los apósitos especiales y los forros con pequeños poros abiertos son buenos para amortiguar el sonido.
Propiedades mecánicas de los materiales de construcción.
Las propiedades mecánicas reflejan la capacidad de un material para resistir la fuerza, el calor, la contracción u otras tensiones internas sin alterar la estructura de estado estable.
Las propiedades mecánicas de los materiales se estudian en detalle en el curso de la resistencia de los materiales. Los siguientes son solo conceptos generales sobre las deformaciones y la resistencia de los materiales necesarios para una evaluación exhaustiva de las propiedades de los materiales.
Las fuerzas externas que actúan sobre el material tienden a deformarlo (cambian la posición relativa de las partículas constituyentes) y llevan estas deformaciones al valor en el cual el material colapsará. Después de retirar la carga, el material, si no ha sido destruido, puede restaurar su tamaño y forma, o permanecer deformado.
Las deformaciones que desaparecen al finalizar la acción de un material sobre los factores que las causan se llaman reversibles. Las deformaciones reversibles se denominan elásticas si desaparecen instantáneamente después de eliminar los factores que las causaron, y elásticas si permanecen completamente reversibles y caen durante un período de tiempo más o menos largo. Las deformaciones irreversibles (residuales) o plásticas se acumulan durante el período del efecto de la fuerza, el calor y otros factores, bajo la influencia de los cuales han surgido, y persisten después de la terminación de estos factores.
Todo el tipos de deformaciones puede ocurrir con el mismo material de construcción, pero con cargas diferentes, o con materiales diferentes y con cargas iguales y mucho más diferentes. La naturaleza y la magnitud de la deformación también dependen de la velocidad de carga y la temperatura del material. La mayoría de las veces, con un aumento en la velocidad de carga (velocidad de deformación) y con una disminución en la temperatura del material, las deformaciones, por su naturaleza, se acercan a la de plástico elástico.
La deformación plástica, que aumenta lentamente sin aumentar las tensiones, caracteriza la fluidez del canal de material.
La deformación plástica, que aumenta lentamente durante mucho tiempo (meses y años), bajo cargas, menos que las que pueden causar una deformación residual durante los períodos normales de observación, se denomina deformación por fluencia, y el proceso de dicha deformación se denomina fluencia o fluencia. La fluencia debe considerarse al calcular y fabricar estructuras de edificios.
Relajación - la propiedad del material para reducir espontáneamente la tensión, siempre que su máscara de tensión inicial se fije mediante conexiones rígidas y permanezca sin cambios. Durante la relajación del estrés, la naturaleza de la deformación inicial puede cambiar, por ejemplo, de elástico gradualmente a irreversible "(plástico), mientras que no cambia el tamaño. Tal desaparición de los esfuerzos es posible debido a los movimientos intermoleculares y la reorientación de la estructura intramolecular.
El período durante el cual el valor inicial de la tensión disminuye en e -2.718 veces (e es la base de los logaritmos naturales) se denomina período de relajación. El período de relajación varía de 1 (Н0 с para materiales de consistencia líquida a 2-1010 с (decenas de años y más)) para materiales sólidos (cuanto más pequeño, más deformante es el material).
Elasticidad - propiedad del material a tomar después de retirar la carga, la forma y el tamaño originales. Cuantitativamente, la elasticidad se caracteriza por el límite de elasticidad, que es convencionalmente igual a la tensión a la que el material comienza a recibir deformaciones residuales de una magnitud muy pequeña, que se establece en condiciones tecnicas para este material.
Las características de resistencia anteriores son en gran medida condicionales:
1) no tienen en cuenta el factor tiempo, es decir, la duración de la tensión, que distorsiona el valor de la resistencia real del material;
2) el tamaño, la forma, el carácter de la superficie de las muestras de material, la velocidad de carga, las fresas de fijación y otros datos iniciales en los métodos aceptados son arbitrarios.
La resistencia final del mismo material puede variar en tamaño dependiendo del tamaño de la muestra, su forma, la velocidad de aplicación de la carga y el diseño del dispositivo en el que se analizaron las muestras. Sin embargo, para la mayoría de los materiales utilizados en la construcción, el período de relajación es muy largo en comparación con el tiempo de carga. Por lo tanto, los métodos condicionales que son ampliamente utilizados en la práctica de ingeniería son bastante aceptables para determinar las características de resistencia. Es importante cumplir estrictamente con todas las condiciones de prueba establecidas para el material en los estándares estatales pertinentes.
Junto con los métodos descritos para evaluar la resistencia de los materiales de construcción, en los cuales se fracturan muestras de materiales fabricados especialmente o productos terminados tomados de un lote, se utilizan métodos para controlar la resistencia sin fallas. Estos métodos pueden probar productos y estructuras durante su fabricación o después de la instalación en edificios y estructuras. Los métodos de prueba no destructivos más comunes recibieron acústica, en particular pulsada y resonante.
Al mismo tiempo, la evaluación de las propiedades de un material o un producto se realiza mediante indicadores indirectos: la velocidad de propagación del ultrasonido, así como la frecuencia natural del material y su característica de atenuación mediante el uso de la correlación de estos parámetros con la fuerza o el módulo de elasticidad dinámico, generalmente expresado por curvas de calibración o fórmulas empíricas. Sin determinar la resistencia, también es posible establecer el grado de homogeneidad del material en la estructura por la velocidad de propagación del ultrasonido en sus diversas partes. La uniformidad de la resistencia del material es el requisito técnico y económico más importante.
La resistencia a la tracción del material (a menudo bajo compresión) caracteriza su marca. . La resistencia a la tracción de los materiales de construcción en compresión varía ampliamente: 0.5 ... 1000 MPa o más. Para la mayoría de los materiales (excepto madera, acero, materiales poliméricos) la resistencia a la tracción y la resistencia a la flexión es significativamente menor que durante la compresión. Por lo tanto, los materiales de piedra bajo tensión pueden soportar una carga de menos de 10 ... 15 veces o más que bajo compresión, por lo que se utilizan principalmente en construcciones que funcionan en compresión.
Para los materiales de construcción que trabajan en estructuras, el voltaje efectivo debe ser menor que el valor de su límite de resistencia. Como resultado, se crea un margen de seguridad. La necesidad de crear un margen de seguridad se debe a varias razones: la heterogeneidad del material, la posibilidad de deformación significativa incluso antes de la resistencia a la tracción y la aparición de grietas, fatiga del material bajo cargas variables, "envejecimiento" del material bajo la influencia del medio ambiente, etc. y calidad del material, durabilidad y grado de construcción.
Para evaluar la eficiencia de resistencia de un material, a menudo se usa un coeficiente de calidad constructiva (porque es un kk). El valor de este coeficiente se determina dividiendo la resistencia a la compresión por la densidad relativa del material. Los más efectivos son los materiales que tienen la menor densidad y la mayor resistencia.
Al justificar la viabilidad técnica de utilizar el material para pisos de edificios industriales, pavimentos de caminos y aeródromos, aceras y en otros casos de prácticas de construcción (por ejemplo, elegir un método de procesamiento de materiales), especial propiedades mecánicas: resistencia al impacto (resistencia al impacto o dinámica), dureza, abrasión y resistencia al desgaste.
Dureza de impacto (impacto o fuerza dinámica)) - la propiedad del material para resistir cargas de choque. Las pruebas se realizan en dispositivos - coprah. La característica de esta propiedad es el trabajo realizado en la destrucción de una muestra estándar (J), referida a la unidad de su volumen (m 3) o área (m 2). La relación de la fuerza dinámica a la estática se llama coeficiente dinámico.
Dureza - la propiedad del material para resistir la penetración de otro material más sólido. Para determinar la dureza de los materiales según su tipo y propósito, existen varios métodos. La dureza de los materiales de piedra homogénea está determinada por la escala de Mohs, que se compone de 10 minerales con un índice de dureza convencional de 1 a 10 (el talco más suave es 1, el más duro es el diamante 10). La prueba de dureza del material de prueba se encuentra entre la dureza de dos minerales adyacentes, uno de los cuales raya el material de prueba y el otro deja una línea en la muestra de material.
La dureza del metal, el concreto y los plásticos se determina mediante la indentación de una bola de acero estándar en una muestra de prueba bajo una cierta carga y durante un cierto tiempo. En este caso, la relación entre la carga y el área de impresión se toma como característica de la dureza. Los valores de dureza obtenidos por diferentes métodos no pueden compararse entre sí. La alta resistencia de un material no siempre indica su dureza (por ejemplo, la madera en resistencia a la compresión es equivalente al concreto y su dureza es mucho menor que la del concreto). Para algunos materiales (por ejemplo, para metales) hay una conexión definida entre dureza y resistencia, para otros materiales (materiales de piedra homogénea) - entre dureza y abrasión.
Abrasion - Propiedad del material para resistir los efectos abrasivos. El impacto simultáneo de la abrasión y el impacto caracterizan la resistencia al desgaste del material. Ambas propiedades están determinadas por varios métodos convencionales: abrasión - en círculos especiales de abrasión y desgaste - con la ayuda de tambores giratorios, donde, junto con la muestra del material, a menudo se carga una cierta cantidad de bolas metálicas que mejoran el efecto de pulido. La característica de la abrasión es la pérdida de masa o volumen del material, referida a 1 cm 2 del área de abrasión, y la característica de desgaste es la pérdida relativa de masa de la muestra como porcentaje de la muestra de material.
Propiedades químicas y tecnológicas de los materiales de construcción. Propiedades químicas y físico-químicas.
Las propiedades químicas caracterizan la capacidad de un material para entrar en interacción química con las sustancias del entorno externo en el que se encuentra, o para mantener su composición y estructura en un entorno inerte. Esto último se debe al hecho de que, debido al equilibrio inestable de los enlaces químicos internos, algunos materiales son propensos a cambios estructurales espontáneos ("envejecimiento"). Ambos fenómenos pueden cambiar las propiedades básicas iniciales del material, a veces mejorando (por ejemplo, la interacción de los ligantes con el agua) y, en la mayoría de los casos, empeorando las propiedades, lo que conduce a una disminución en la vida útil normal de las estructuras o estructuras (por ejemplo, la destrucción). estructuras de concreto Líquidos y gases agresivos, envejecimiento de plásticos.
Algunas de estas propiedades (solubilidad, cristalización) son conocidas por los estudiantes del curso de química, otras (endurecimiento, envejecimiento, contracción, resistencia a la descomposición, inflamabilidad, temperatura de reblandecimiento, tasa de curado) se describirán en las secciones relevantes del libro. Aquí nos limitamos a una descripción breve de la dispersión, adhesión, propiedades reológicas y resistencia química de los materiales.
Dispersión - Caracterización del tamaño de partículas sólidas y gotitas líquidas. Muchos materiales de construcción (aglutinantes de yeso, cemento, arcillas, pigmentos, etc.) se encuentran en un estado finamente dividido (disperso) y tienen una gran superficie total de partículas. El valor que caracteriza el grado de fragmentación del material y el desarrollo de su superficie se denomina sistema de superficie específica: la superficie de una unidad de volumen (cm 2 / cm 3) o masa (cm 2 / g) del material.
Las propiedades fisicoquímicas de la capa superficial de partículas dispersas son muy diferentes de las propiedades de la misma sustancia "a granel". La razón de esto es que los átomos (moléculas) de la sustancia dentro del material están equilibrados por la acción de los átomos circundantes (moléculas), mientras que los átomos (moléculas) en la superficie de la sustancia están en un estado desequilibrado y tienen una cantidad especial de energía. Con un aumento en la superficie específica de una sustancia, su actividad química aumenta (por ejemplo, el cemento con una superficie específica de 3000 ... 3500 cm 2 / g después de 1 día de endurecimiento aglutina el 10 ... 13% de agua, y con una superficie específica de 4500 ... 5000 cm 2 / g - alrededor del 18%).
Adherencia - La propiedad de un material para adherirse a la superficie de otro. Adherencia de dos varios materiales depende de la naturaleza del material, la forma y el estado de la superficie, las condiciones de contacto, etc. Aparece y se desarrolla como resultado de fenómenos complejos de la superficie que ocurren en la interfaz, y se caracteriza por la resistencia de adhesión cuando un material se desprende de otro. Las propiedades de adhesión son importantes en la obtención de materiales y productos compuestos (hormigón diferentes tipos, productos y diseños encolados, materiales de acabado).
Muchos materiales de construcción en el proceso de su fabricación y uso pasan la etapa de estado plástico viscoso (yeso, cemento, masa de arcilla, mortero recién preparado y mezclas de hormigón, masillas, materiales moldeables de polímeros, etc.). Según sus propiedades físicas, los cuerpos de plástico viscoso ocupan una posición intermedia entre los cuerpos líquidos y sólidos. Entonces, la masa se puede cortar con un cuchillo (que no se puede hacer con un líquido), pero al mismo tiempo la misma masa toma la forma del recipiente en el que se coloca, es decir, se comporta como un líquido. Las mezclas de plástico viscoso se caracterizan por indicadores reológicos: resistencia estructural, viscosidad y tixotropía.
Resistencia estructural - La fuerza de los enlaces internos entre las partículas del material. Se evalúa por la tensión de corte final correspondiente a la tensión en el material en el que comienza a fluir como un líquido (desde). Esto sucede cuando los enlaces internos entre sus partículas se rompen en el material, su estructura se destruye.
Viscosidad - la capacidad del material para absorber energía mecánica durante la deformación de las muestras. Cuando un material dúctil comienza a fluir, las tensiones en el material dependen de la velocidad de su deformación. El coeficiente de proporcionalidad, que relaciona la velocidad de deformación y el esfuerzo requerido para esto, se denomina viscosidad μ (Pa-s).
Material elastoplástico-viscoso modelo. se puede imaginar como un sistema de elementos conectados en serie: resortes (caracterizan las propiedades elásticas del material), la carga que se encuentra en el plano (propiedades plásticas) y el pistón que se mueve en el cilindro con aceite (viscosidad). Si comienza a jalar el resorte con una fuerza creciente F, entonces el resorte primero se estira y los elementos restantes permanecen en reposo (si se elimina la fuerza, el sistema volverá a su estado original). Cuando la fuerza F sea igual a la fuerza de fricción Fo, entonces todo el sistema comenzará a moverse. Al mismo tiempo, para aumentar la velocidad de movimiento, es necesario superar la resistencia creciente del aceite en el pistón, es decir, aumentar la fuerza F.
Tixotropía - la capacidad de las mezclas de plástico viscoso para restaurar de forma reversible su estructura, destruida por efectos mecánicos. La base física de la tixotropía es la destrucción de los enlaces estructurales dentro de un material viscoso de plástico, mientras que el material pierde su resistencia estructural y se convierte en un fluido viscoso, y una vez que el efecto mecánico cesa, el material adquiere resistencia estructural. Pintar composiciones con una espátula o un pincel, etc., para causar su destrucción (corrosión) .El grado de destrucción depende de muchos factores y, sobre todo, de la composición del material. su densidad. La resistencia a la corrosión se evaluó mediante análisis químico.
Con un pequeño módulo de basicidad, cuando la sílice predomina en el material inorgánico, se observa una alta resistencia a los ácidos. Cuando los óxidos básicos predominan en la composición del material inorgánico y el módulo de basicidad es suficientemente alto, este material generalmente no es resistente a los ácidos, pero no es destruido por los álcalis. Los materiales orgánicos (madera, betunes, plásticos) a temperaturas ordinarias son relativamente resistentes a la acción de ácidos débiles y ambientes alcalinos. Sin embargo, una parte importante de los materiales de construcción no posee suficiente resistencia a la acción de un ambiente agresivo y requiere una protección especial contra la corrosión.
Propiedades tecnológicas de los materiales de construcción.
Las propiedades tecnológicas caracterizan la capacidad de un material para percibir algunas operaciones tecnológicas que cambian el estado de un material, la estructura de su superficie, dando la forma y el tamaño deseados, etc. Las propiedades tecnológicas tales como la capacidad de trituración, el aserrado, el esmerilado, la capacidad de corcho, etc. Valor práctico, porque dependen de la calidad y el costo de los productos y diseños terminados. Para evaluar las propiedades tecnológicas de algunos materiales, se han desarrollado indicadores numéricos y métodos para su determinación (por ejemplo, la capacidad de trituración de los materiales de piedra, la movilidad y la manejabilidad de las mezclas de concreto, el poder de ocultación de las composiciones de pintura, etc.). Para la mayoría de los materiales, solo características de calidad Propiedades tecnológicas.
