будмат 1-2

Лекція № 1

Класифікація основних властивостей БМ.

1.1. Загальна класифікація основних властивостей БМ

1.1.1. Будівельні матеріали і їх властивості

До будівельних матеріалів відносять різні за складом, структурою, формою та властивостями природні й штучні речовини, композиції і вироби з них, які застосовуються для будівництва будівель і споруд (пісок, глина тощо).

Будівельні вироби - це закінчені елементи, виготовлені з будівельних матеріалів (залізобетонна панель - цемент, пісок, щебінь, гравій, арматура).

Будівельні конструкції - це елементи будівель та споруд. Вони мають певну форму, розміри та властивості, виготовлені з будівельних матеріалів та виробів (ферми, об`ємні блоки, колони тощо).

Властивості будівельних матеріалів - це особливості, які характеризують їх стан або відношення до різних явищ. Сукупність властивостей, які визначають придатність матеріалів для використання, характеризує їх якість.

1.1.2. Класифікація основних властивостей БМ

Щоб полегшити вивчення різних видів будівельних матеріалів, їх основні властивості можна класифікувати за окремими групами:

Фізичні властивості можна поділити на такі підгрупи:

а) структурно-фізичні, що характеризують особливості фізичного стану матеріалу: істинна густина, маса, середня густина, насипна густина, пористість.

б) гідрофізичні, що зумовлюють реакцію матеріалу на дію вологи: гігроскопічність, капілярне всмоктування, водопоглинання, водостійкість, вологість, водопроникність, гідрофільність, гідрофобність, вологові деформації (набухання та усадка), морозостійкість.

в) теплофізичні, що визначають реакцію матеріалу на дію теплоти та вогню: теплопровідність, теплоємність, теплостійкість, термічна стійкість, вогнестійкість, вогнетривкість,жаростійкість.

Фізико-механічні властивості характеризують здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під дією різних механічних навантажень: міцність (при стиску, розтягу та вигині), твердість, стиранність, деформативні властивості (пружність, пластичність, крихкість, повзучість, утома).

Фізико-хімічні властивості характеризують взаємозв’язок фізичного та хімічного станів або хімічних процесів, які відбуваються в будівельних матеріалах: дисперсність, в’язкість, пластичність мінерального тіста, когезія, адгезія, здатність до твердіння та емульгування.

Хімічні властивості відбивають здатність матеріалу до хімічних перетворень при взаємодії з речовинами, що контактують із ними: стійкість щодо дії мінералізованих середовищ, кислото- та лугостійкість, токсичність тощо.

Технологічні властивості визначають здатність матеріалу піддаватися технологічній переробці під час виготовлення та наступній обробці: технологічність, полірувальність, подрібнюваність, гвоздимість, формівність, розшаровуваність, злежуваність тощо.

Спеціальні властивості: оптичні властивості (колір, блиск, прозорість), акустичні властивості (звукопоглинання, звукопроникність, звукоізоляція), електропровідність, радіаційна непроникність.

Експлуатаційні властивості характеризують здатність матеріалу чинити опір руйнівній дії зовнішніх факторів: атмосферо- та повітростійкість, біостійкість, старіння, надійність тощо.

1.2. Структурно-фізичні властивості

1.2.1. Істинна густина (щільність)

Істинна густина - це відношення маси матеріалу m до об’єму V_о без урахування наявних у ньому пустот, пор і порожнин: ( 1 )

Де - r - довідкова величина [ г/см³; кг/м³; т/м³] ( граніт - 2,65...2,8 г/см³; бетон - 2,6...2,7 г/см³; цегла керамічна 2,65...2,7 г/см³).

1.2.2. Середня густина

Середня густина (щільність) r_о - фізична величина, яка визначається відношенням маси тіла або речовини до всього зайнятого об’єму V_m, включаючи пори та пустоти: ( 2 )

Середня щільність деяких матеріалів: граніт 2,6...2,8 г/см³, важкий бетон 2,0...2,4 г/см³, керамічна цегла 1,6...1,8 г/см³.

1.2.3. Насипна густина

Насипна густина r_н це відношення маси пухко насипаного сипкого матеріалу m до його об’єму V_н, включаючи простір між частинками:

( 3 )

ЇЇ визначають для зернистих і порошкоподібних матеріалів.

1.2.4. Відносна густина

У ряді випадків використовують поняття відносної густини a, тобто відношення щільності матеріалу r_m до густини стандартної речовини (наприклад, води) r_в=1000 кг/м³ (г/см³). d = r_m / r_в, ( 4 )

де d - безрозмірна величина.

1.2.5. Пористість

Пористість П - це ступінь заповнення об’єму будівельного матеріалу порами розміром не більше 1...3 мм. Пористість обчислюють за формулою:

( 5 ), або ( 6 )

З пористістю пов’язана міцність, водопоглинання, морозостійкість, теплопровідність тощо.

Пори можуть бути закритими (недоступними для заповнення водою) і відкритими.

Відкриту пористість Пв можна визначити відносно сумарного об`єму всіх пор, що насичуються водою, до загального об`єму матеріалу:

, (7)

де m₂, m₁ - маса зразка відповідно в насиченому водою у сухому стані; V - об`єм матеріалу, см³; r_в = 1 г/см³ - густина води.

Закрита пористість Пз = П - Пв. (8)

Для сталі П = 0, цегла керамічна - 30...40 %; граніт - 0,2...0,8; важкий бетон 5...20 %.

1.2.6. Пустотність

Пустотність - характеризується наявністю порожнин (пустот) у будівельних виробах (порожниста цегла, панелі перекриття) або між зернами в сипких матеріалах (пісок, щебінь) і визначається в % від загального об`єму виробу чи матеріалу. Пустотність сприяє зниженню маси й поліпшенню теплозахисних властивостей. Приклади показника пустотності: порожниста цегла - 15...50 %, щебінь і пісок - 45...45 %.

1.3. Гідрофізичні властивості

1.3.1. Гігроскопічність

Гігроскопічність - це здатність матеріалу поглинати водяну пару з повітря. Гігроскопічну вологу можна поділити на адсорбційно зв`язану, яка утримується сорбційними силами на поверхні пор, і капілярну, яка перебуває в мікропорах матеріалу. Гігроскопічність визначають як відношення маси гігроскопічної вологи до маси сухого матеріалу.

1.3.2. Капілярне всмоктування

Капілярне всмоктування пористими матеріалами відбувається за рахунок піднімання вологи по капілярах, коли частина матеріалу (конструкції) перебуває у воді (приклад - ґрунтові води за відсутності гідроізоляції призводять до зволожування нижньої надземної частини будівель). Капілярне всмоктування характеризується висотою підняття води, об’ємом поглинутої води та інтенсивністю всмоктування.

1.3.3. Водопоглинання

Водопоглинання - здатність матеріалу всмоктувати й утримувати вологу при безпосередньому стиканні з водою.

Водопоглинання за масою W_M визначають як відношення кількості поглинутої матеріалом води до маси сухого матеріалу:

( 9 )

де т₂, т₁ - маси матеріалу відповідно в насиченому водою та сухому стані, г.

Водопоглинання за об’ємом W_o характеризується ступенем наповненості пор матеріалу водою при насиченні й виражається відношенням об’єму поглинутої води до загального об’єму матеріалу в природному стані:

( 10 )

де т, т₁ -маси відповідно сухого та вологого матеріалу, г; V - об’єм матеріалу, см³; = 1 г/см³.

Величини W_M, W_o характеризують граничний випадок, коли будівельний матеріал більше не може всмоктувати вологу за звичайних умов.

Візьмемо відношення:

( 11 )

Отже відношення водопоглинання за об’ємом і за масою чисельно дорівнює відносній густині будівельного матеріалу d.

Для керамічної цегли W_M= 8...20 %, важкого бетону - 2...6 %, граніту - 0,02 ...0,7 %.

При заповненні всіх відкритих пор водою (під тиском або при кип’ятінні) показник водопоглинання чисельно відбиває відкриту пористість матеріалу

W₀ = П_В (12)

1.3.4. Вологість

Вологість W визначається вмістом вологи у порах і на поверхні пор матеріалу за масою або об’ємом в %, причому цей вміст значно менший за показник водопоглинання: ( 13 )

де т, т₁ - маси відповідно сухого та вологого матеріалу, г.

1.3.5. Водостійкість

Водостійкість - це здатність матеріалу зберігати міцність при тимчасовому чи постійному зволоженні водою. Водостійкість характеризується коефіцієнтом розм`якшення (або водостійкості), який визначається відношенням міцності насиченого водою матеріалу R_н до його міцності в сухому стані R_c:

к_р = R_н/ R_c ( 14 )

Водостійким вважається матеріали з к_р 0,75...0,8. При к_р < 0,8 матеріали не можна застосовувати у місцях із підвищеною вологістю.

1.3.6. Вологовіддача

Вологовіддача - це здатність матеріалу віддавати воду із зміною температури та вологості навколишнього середовища. Ця здатність характеризується інтенсивністю втрат вологи за добу при відносній вологості навколишнього повітря 60 % і t = 20 С⁰.

1.3.7. Водопроникність

Водопроникність - це здатність матеріалу пропускати крізь себе воду при певному гідростатичному тиску. Вона характеризується коефіцієнтом фільтрації к_ф , який визначається за законом Дарсі:

( 15 )

де V - швидкість фільтрації, м/с; І - градієнт напору (падіння напору на одиницю довжини); V_в - об’єм води, який просочився через матеріал; - товщина матеріалу; F - площа; - час; р₁-р₂ -різниця гідростатичного тиску.

1.3.8. Паропроникність

Паропроникність - це здатність матеріалу пропускати водяну пару при наявності різниці тиску біля поверхні огороджень.

Паропроникність характеризується коефіцієнтом паро проникності к_п, г/(мсПа) і він визначається за формулою: . ( 16 )

Для важкого бетону - 1,2*10^-8; для керамічної цегли - 2,24*10^-8;

1.3.9. Гідрофільність

Гідрофільність - це здатність матеріалу зв’язувати воду і змочуватись водою. Мірою змочуваності є крайовий кут q, який утворюється краплею рідини на твердій поверхні. Для гідрофільних матеріалів кут q гострий: q £ 90 C⁰.

1.3.10. Гідрофобність

Гідрофобність - це здатність матеріалу не змочуватися водою (відштовхувати воду) q > 90 C⁰. До гідрофобних матеріалів належать парафін, жирові мастила, бітум. Процес надання поверхні гідрофільних матеріалів здатності відштовхувати воду (тобто гідрофобності) називається гідрофобізацією і здійснюється обробкою ПАР. Вона сприяє підвищенню водонепроникності, водо- та морозостійкості тощо.

1.3.11. Вологові деформації

Вологові деформації - це здатність матеріалу змінювати свій об’єм із зміною вологості, що може спричинитися до структурних напружень у матеріалі.

Властивості матеріалу при зволоженні (насиченні) водою збільшуватись в об’ємі називається набуханням (глина, деревина).

Із зменшенням вологості (із висиханням) деякі матеріали дають усадку, тобто зменшуються в об’ємі та розмірах, що може викликати тріщини (цегла - сирець ).

Ці властивості слід враховувати, вибираючи умови зберігання й використання у будівництві таких матеріалів.

1.3.12. Морозостійкість

Морозостійкість - це здатність матеріалу в насиченому водою стані витримувати багаторазове навперемінне заморожування й відтавання без зниження міцності при стиску й утрати маси в нормованих межах.

Марка за морозостійкістю характеризується оптимальним числом циклів заморожування-відтавання, які витримує випробуваний матеріал. Наприклад, цеглу керамічну випускають марок F15, F25, F35, F50 (цифри позначають число циклів).

Найбільш морозостійкими є щільні матеріали з низьким водопоглинанням, однорідні за структурою.

1.4. Теплофізичні властивості будівельних матеріалів

1.4. Теплофізичні властивості

1.4.1. Теплопровідність. Термічний опір

Теплопровідність - це здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої при наявності різниці температур на цих поверхнях. Така здатність характеризується коефіцієнтом теплопровідності l, Вт/(мК⁰):

( 1 )

де q - поверхнева густина теплового потоку, Вт/м²; d - товщина матеріалу, м ; DТ - різниця температур на ділянці завтовшки d, К⁰; Q - кількість теплоти, Дж; F - площа перерізу, м²; t - тривалість проходження теплового потоку.

З усіх природних і штучних речовин повітря має найменшу теплопровідність

Значення l залежить від ступеня пористості й характеру пор, структури, вологості, температури, а також від виду матеріалу. Найбільше на теплопровідність впливає пористість.

Будівельні матеріали з дрібними та закритими порами менше теплопровідні, тоді як матеріали з великими та сполученими порами характеризуються вищим l (виникає рух повітря, конвекція).

Для орієнтовного визначення теплопровідності l для матеріалів мінерального походження існує імперична формула В.П.Некрасова:

, ( 2 )

де d - відносна густина.

З теплопровідністю пов’язаний термічний опір R_б: , Rb = d ¤ l ( 3 )

де R_б - термічний опір одношарової огороджувальної конструкції,

d - товщина стінового матеріалу, м.

Від значення термічного опору залежить товщина зовнішніх стін і витрата палива на опалення будівель.

Для граніту l = 2,8…3,0 Вт/мК⁰, важкого бетону - 1,1...1,5; цегли керамічної 0,7...0,8.

1.4.2. Теплоємність

Теплоємність - це здатність матеріалу під час нагрівання поглинати теплоту. Вона характеризується питомою теплоємністю, тобто кількістю теплоти, необхідної для нагрівання одиниці маси на 1^о,

, ( 4 )

де Q - кількість теплоти, необхідної для нагрівання матеріалу, Дж; т - маса матеріалу, кг; t₂ і t₁ - відповідно кінцева й початкова температури нагрівання, К⁰.

Для житлових і опалювальних будівель вибирають матеріали з невеликим, але з вищою питомою теплоємкістю С.

Наприклад, питома теплоємність кам’яних природних і штучних матеріалів становить 0,76...0,92 , сухої деревини 2,7...3,0. Тому дерев’яні стіни акумулюють більше теплоти, ніж кам’яні, а згодом можуть віддавати її всередину приміщення.

1.4.3. Теплостійкість

Теплостійкість - це здатність матеріалу витримувати нагрівання до певної температури (нижчої за температуру плавлення) без переходу в пластичний стан. Так, наприклад, бітуми розм’якшуються при t = 45...90С⁰ скло - 750...900 С⁰.

Важливо знати значення теплостійкості потрібно для того, щоб визначити температурні режими експлуатації будівельних матеріалів.

1.4.4. Термічна стійкість

Термічна стійкість - це здатність матеріалу витримувати навперемінне нагрівання й охолодження ( певний цикл ) без руйнування.

Термічна стійкість залежить від ступеня однорідності матеріалу, його природи й значення температурного коефіцієнта розширення, причому чим останній менший, тим вища термічна стійкість матеріалу.

Термічно стійкі матеріали - шамот, базальт, клінкер; термічно нестійкі - кварц, граніт, скло.

1.4.5. Вогнестійкість

Вогнестійкість - це здатність матеріалу витримувати дію високих температур або вогню й води (під час пожеж), не руйнуючись. За ступенем вогнестійкості будівельні матеріали поділяють на три групи:

неспалимі - це матеріали, які під дією вогню чи високих температур не горять, не тліють і не обвуглюються (мінеральні вати);

важкоспалимі - це матеріали, які під дією вогню або високих температур злегка займаються, тліють та обвуглюються, а коли віддаляється джерело вогню, ці процеси припиняються (асфальтобетон);

спалимі - це матеріали, які під дією вогню або високої температури займаються або тліють. Ці явища тривають і тоді, коли усунуто джерело вогню ( деревина ).

Границя вогнестійкості характеризується проміжком часу від початку займання до виникнення в конструкції граничного стану ( несуча здатність, поява тріщин).

1.4.6. Вогнетривкість

Вогнетривкість - це здатність матеріалу витримувати тривалу дію високих температур, не деформуючись і не розплавляючись. Використовуються при спорудженні печей, труб, котельних.

Залежно від максимальної температури експлуатації ці матеріали поділяють на:

- вогнетривкі, що витримують t ³ 1580 С⁰ ( шамот );

- тугоплавкі, що працюють в інтервалі t = 1350 - 1580 С⁰;

- легкоплавкі, із вогнетривкістю менш як 1350 С⁰ ( цегла керамічна ).

1.4.7. Жаростійкість

Жаростійкість - це здатність матеріалу витримувати тривале нагрівання до температури 1000С⁰ без утрати або з частковою втратою міцності. До жаростійких матеріалів належать цегла, жаростійкий бетон, сталь.

Лекція 2. Фізико - механічні властивості

2.2.1. Міцність

Міцність - це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню від внутрішніх напружень, що виникають під дією різних зовнішніх навантажень (стиск, вигин, зріз, удар). Міцність залежить від хімічного та мінералогічного складу матеріалів, структури та будови.

Міцність матеріалів характеризується границею міцності, яка чисельно дорівнює напруженню в матеріалі, яке відповідає навантаженню, що привело до руйнування зразка (МПа). Розрізняють:

Границю міцності при осьовому стиску: ( 5 )

де Р - руйнівне навантаження (сила), МН; F - площа поперечного перерізу зразка до випробування, м².

Границю міцності при вигині: ; R_вигин=

3Pl2bh23Pl2bh2

( 6 )

Границю міцності при осьовому розтягу : ( 7 )

де F- площа перерізу зразка в найтоншому місці до випробування, м².

Ударна міцність R_уд – цеце здатність матеріалу протидіяти руйнуванню при короткочасному навантаженні ударного характеру. Природні й штучні матеріали які застосовують для влаштування доріг, підлог, що зазнають ударні впливи.

Ударна міцність R_уд Дж/м³,характеризується роботою, витраченою на руйнування зразка матеріалу й віднесеною до одиниці об’єму матеріалу, що обчислюється за формулою

R_уд =

nghVnghV

(8)

де n – кількість ударів; g – вага гирі, Н; h – висота падіння гирі, м; V – об’єм зразка м³.

При визначенні міцності крім руйнівних методів можуть бути застосовані також неруйнівні методи.

2.2.2. Твердість

Твердість - це здатність матеріалу чинити опір місцевим деформаціям, які виникають тоді, коли в нього проникають інші, твердіші тіла. При різній міцності твердість може бути однаковою. Твердість визначають, вдавлюючи в зразки з певним зусиллям сталеву кульку або наконечник (конус, піраміду). Ступінь твердості встановлюють за величиною відбитка. Число твердості за Брінеллем ( НВ ) визначають відношенням прикладеного навантаження Р до площі поверхні відбитка F, МПа: ( 9 )

Ступінь твердості мінералів визначають за шкалою порівняльної твердості Мооса, яка складається з 10 мінералів еталонів:

1 - тальк; 3 - кальцит; 5 - апатит; 7 - кварц; 9 - корунд;

2 - гіпс; 4 - плавиковий шпат; 6 - ортоклаз; 8 - топаз; 10 - алмаз.

2.2.3. Стиранність

Стиранність Ст - це здатність матеріалу зменшуватись за масою й об’ємом при спільній дії абразивного матеріалу та стиральних зусиль. Стиранність характеризується втратою маси на одиницю площі стираної поверхні матеріалу:

( 10 )

де m₁іm_{2 -}маси зразка відповідно до і після стирання, кг; F - площа стираної поверхні, м².

Наприклад, плитка для підлог Ст = 2,5...3,0; цементний розчин - 6...15.

2.2.4. Деформативні властивості

У будівельних конструкціях матеріали під дією зовнішніх сил зазнають деформацій. До основних деформативних властивостей належать пружність, пластичність, крихкість, повзучість, утома.

Пружність - це здатність твердого тіла деформуватися під дією зовнішніх сил і самочинно відновлювати початкову форму та об’єм, коли припиняється дія навантаження.

Деформація матеріалу e пропорційна діючій напрузі s ( закон Гука ):

s = Е e , ( 11 )

де Е - модуль пружності, МПа, характеризує жорсткість матеріалу, тобто здатність його деформуватися під дією зовнішніх сил. Чим вища енергія міжатомних зв’язків у матеріалі, тим менше схильний він до деформацій і тим вищий його модуль пружності: залізо Е = 21,1х10^-4 МПа, свинець 1,5х10^-4 МПа; каучук – 0,007х10^-4 МПа.

Пластичність - це здатність матеріалу під дією зовнішніх сил змінювати свою форму й розміри без руйнування та зберігати спотворену форму й тоді, коли навантаження знято. Такі пластичні деформації називаються необоротними. До пластичних матеріалів можна віднести, наприклад, бітуми, пластичність яких залежить від температури.

Крихкість - це здатність матеріалів під впливом зовнішніх навантажень руйнуватися без попередніх пластичних деформацій, тільки-но зусилля, що діють на них, досягають граничних (руйнівних) значень. До крихких матеріалів належать скло, чавун, бетон, камінь.

Повзучість - це здатність матеріалу при тривалому навантаженні виявляти не пружні деформації, які наростають.

Утома - це властивість матеріалу при тривалих змінних навантаженнях виявляти "утомленість" і руйнуватись при напруженнях, значно менших, ніж границя міцності.

2.3 Фізико-хімічні, хімічні, технологічні, спеціальні та експлуатаційні властивості будівельних матеріалів

2.3. Фізико-хімічні властивості

2.3.1. Дисперсність

Дисперсність характеризується ступенем тонкого подрібнення твердого тіла та оцінюється показником питомої поверхні, тобто відношенням сумарної поверхні всіх частинок до одиниці маси (м²/кг) або об’єму. Наприклад, для цементів питома поверхня 350...500 м²/кг (3500...5000 см²/г).

2.3.2. В’язкість

В’язкість зумовлюється внутрішнім тертям у рідині під час переміщення одного шару рідини відносно другого. В’язкість характеризується коефіцієнтом динамічної в’язкості h, Па с. Відношення h до істинної густини r називається коефіцієнтом кінематичної в’язкості g, м²/с .

2.3.3. Пластичність мінерального тіста

Пластичність мінерального тіста - це здатність тістоподібної маси деформуватися без порушення суцільності під впливом механічних дій. Мінеральним тістом називається висококонцентровані водяні суспензії глини, вапна, цементу та інших дисперсних мінеральних матеріалів.

2.3.4. Когезія

Когезія - це показник внутрішнього зчеплення матеріалу, зумовлений міжмолекулярними силами зчеплення (наприклад, у затверділому цементі).

2.3.5. Адгезія

Адгезія - це показник зовнішнього зчеплення один з одним на поверхні їх контакту (наприклад, у бетоні - це зчеплення між новоутвореннями цементного каменю й заповнювачами, арматурою; при склеюванні - зчеплення клею та склеюваних матеріалів).

2.3.6. Здатність до твердіння

Здатність до твердіння мінеральних в’яжучих - це здатність їх унаслідок змішування з водою утворювати в’язке тісто, яке з часом самочинно переходить до каменеподібного стану, тобто твердне, набуваючи при цьому певної міцності. В результаті дістають будівельний розчин, бетон, залізобетон.

2.3.7. Здатність до емульгування

Здатність до емульгування характеризується властивостями деяких матеріалів утворювати з рідиною рідкі дисперсії - емульсії. Емульсія - система з двох нерозчинних рідин. Для того щоб емульсія не розшаровувалася, до неї під час приготування вводять емульгатори - поверхнево-активні речовини (ПАР), які адсорбуються на поверхні поділу фаз, знижуючи її поверхневий натяг. Наприклад, емульсії на основі бітумів, масел.

2.4. Хімічні властивості

2.4.1. Стійкість щодо мінералізованих середовищ

Стійкість щодо мінералізованих середовищ (морські, ґрунтові та дренажні води з підвищеним умістом солей) характеризується здатністю матеріалу працювати в таких середовищах без або з частковим зниженням міцності та маси, що допускається відповідними нормами.

2.4.2. Кислотостійкість

Кислотостійкість - це здатність матеріалу чинити опір дії кислот, яка оцінюється втратою маси зразка матеріалу, витриманого в кислоті певної концентрації. Наприклад, кислотостійкість керамічних каналізаційних труб становить не менше як 92% (тобто втрати за масою - до 8%).

2.4.3. Лугостійкість

Лугостійкість - це здатність матеріалу чинити опір дії лугів практично без руйнування. Методика визначення лугостійкості така сама як і кислотостійкості.

Умовна оцінка стійкості матеріалів у кислих і лужних середовищах здійснюється за допомогою модуля основності М_о, %:

2.4.4. Токсичність

Токсичність - це здатність матеріалу в процесі виготовлення й особливо експлуатації за певних умов виділяти шкідливі для здоров’я людини (отруйні) речовини. Деякі будівельні матеріали не дозволяється використовувати, наприклад, у житлових приміщеннях, дитячих закладах тощо. Зокрема, це стосується ряду матеріалів, виготовлених на основі синтетичних матеріалів (полімерів).

2.5. Технологічні властивості

2.5.1. Технологічність

Технологічними вважаються будівельні матеріали, для виготовлення яких можна використовувати різноманітні технологічні прийоми (методи). До числа технологічних матеріалів можна віднести, наприклад, полімерні матеріали, деревину тощо.

2.5.2. Полірувальність

Полірувальність - це здатність матеріалу сприймати обробку тонкими абразивними матеріалами (полірування), при цьому створюється гладенька блискуча поверхня та яскраво виявляються декоративні властивості матеріалу. Найчастіше поліруванню піддають природні кам’яні матеріали (мармур, граніт, дерево).

2.5.3. Подрібнюваність

Подрібнюваність характеризує здатність матеріалу дрібнитися внаслідок механічної дії переважно ударних навантажень, утворюючи зернистий матеріал у вигляді щебеню та піску.

2.5.4. Гвоздимість

Гвоздимість виражає здатність матеріалу утримувати цвяхи й шурупи за певних умов висмикування. Гвоздимість - особливо важлива для стінових матеріалів, застосовуваних у житловому будівництві. Висока гвоздимість притаманна деревині.

2.5.5. Формівність

Формівність характеризує здатність матеріалу набирати (заданої) форми внаслідок різних механічних впливів (пресування, видавлювання, прокатування, вібрування).

2.5.6. Розшаровуваність

Розшаровуваність - це здатність пластично-в’язких матеріалів змінювати (погіршувати) однорідність будови при тривалому зберіганні (суспензії, емульсії), перевезенні (бетонна суміш), ущільненні та інших операціях.

2.5.7. Злежуваність

Злежуваність - характерна для зернистих матеріалів, особливо порошкоподібних, які під час тривалого зберігання схильні до грудкування, ущільнення, втрати сипкості (гіпс, цемент).

2.6. Спеціальні властивості будівельних матеріалів

2.6.1. Оптичні властивості

Для багатьох, особливо опоряджувальних, будівельних матеріалів, важливе значення мають оптичні (естетичні) властивості: колір, блиск, прозорість. Ці властивості зберігаються тривалий час у процесі експлуатації.

Колір матеріалів фізично можна пояснити вибірковим поглинанням видимої області спектра. Розрізняють ахроматичне (чорно-біле) і хроматичне (кольорове) забарвлення. У зв’язку з асоціативним сприйняттям кольорів розрізняють відтінки льоду (короткохвильові - голубі, сині, фіолетові) і вогню (довгохвильові - червоні, оранжеві, жовті).

Блиск - властивість матеріалів відбивати світло, що на них падає. Для надання блиску застосовують полірування до дзеркальної поверхні, нанесення глазурі (кераміка ), емалі (скло) і т.ін.

Прозорість - це здатність матеріалу пропускати світлові промені, яка забезпечує наскрізну видимість. До прозорих матеріалів належить віконне листове скло, світло пропускна здатність якого 84...87 %, деякі полімерні матеріали: оргскло, склопластики, плівки.

2.6.2. Акустичні властивості

Розрізняють такі акустичні властивості: звукопоглинання, звукоізоляція, звукопроникність.

Звукопоглинання - це здатність матеріалу поглинати звукові хвилі, що падають на нього, оцінюється коефіцієнтом звукопоглинання a:

Звукопоглинальні матеріали характеризуються великою пористістю.

Звукоізоляція - це здатність матеріалу чинити опір проходженню звукової хвилі.

Звукопроникність - це здатність матеріалу пропускати звукові хвилі.

2.6.3. Електропровідність і електричний опір

Електропровідність характеризує здатність матеріалу проводити електричний струм і оцінюється питомою електричною провідністю - відношенням густини струму до напруженості електричного поля (сименс на метр, См/м=Ом^-1м^-1).

Характерні тверді електропровідні матеріали: метали (10⁴...10⁶ Ом^-1см^-1) та їх сплави; електроізоляційні - кераміка, скло, слюда, азбест, фарфор

(<10^-10Ом^-1см^-1).

Властивістю оберненою до електропровідності є електричний опір.

2.6.4. Газопроникність

Переміщення газів крізь пори й тріщини матеріалу при різниці тисків або температур, називається газопроникністю. Газопроникність оцінюється коефіцієнтом газопроникності К_Г, кг/(), який визначається масою газу, що пройшов крізь 1 м² площі поверхні шару матеріалу товщиною 1 м за одиницю часу 1 с коли різниця тиску газу 1 МПа.

Газопроникність матеріалу залежить насамперед від кількості й характеру пор та вологості. Для керамічної цегли упопереку - , сосна (впоперек волокон) - .

2.6.5. Радіаційна непроникність

Радіаційна непроникність - це здатність будівельного матеріалу бути захистом від радіоактивних впливів (іонізуючого випромінювання). Іонізація діє на структуру матеріалів, що приводить до розриву хімічних зв’язків та іонізації молекул, зміщення атомів у кристалічній гратці

та її деформації. При цьому матеріал може нагріватись, обпалюватись й переходити з кристалічного стану в аморфний.

Хорошим поглиначем нейтронів і g-випромінювання є матеріали, що містять значну кількість хімічно-зв’язаної води і надважкі матеріали (гідратні бетони, магнетит, барит), а також свинець.

2.7. Експлуатаційні властивості

2.7.1. Атмосферостійкість і повітростійкість

Атмосферостійкість - це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під дією атмосферних факторів: нагрівання (вдень) і охолодження (уночі); змочування та висушування; дії пилу й ін.

Під повітростійкістю розуміють здатність матеріалу витримувати багаторазове гігроскопічне зволоження й висушування, при яких не спостерігається деформацій, втрати міцності, не знижується несуча здатність.

2.7.2. Біостійкість

Біостійкість - це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під впливом біологічних процесів, які можуть виникати під час експлуатації споруд (мох, лишайники, гниття деревини, грибкові організми).

2.7.3. Старіння

Старіння характеризується зміною в часі структури та якості будівельних матеріалів під дією різних факторів у процесі експлуатації. Супроводжується появою тріщин, підвищення крихкості, вицвітанням та іншими явищами, які знижують якість матеріалу.

2.7.4. Надійність

Надійність - узагальнена характеристика матеріалу, яка включає довговічність, безвідмовність, ремонтопридатність і схоронність.

Довговічність - це здатність матеріалу служити довгий час у конкретних кліматичних і виробничих умовах у встановленому режимі без утрати експлуатаційних якостей. Довговічність оцінюється допустимим строком служби. Наприклад, для залізобетонних виробів установлені три ступені довговічності : І - не менше 100 років; ІІ - не менше 50 років; ІІІ - не менше як 20 років.

Безвідмовність - характеризується властивістю матеріалу зберігати працездатність протягом певного часу без вимушених перерв на ремонт (за певних умов експлуатації)

Ремонтопридатність - це властивість виробу сприймати ремонт і налагодження, внаслідок яких відновлюється якість виробу.

Схоронність - здатність матеріалу не втрачати якісних показників протягом строку зберігання й транспортування, встановлених технічною документацією.