Химические и технологические свойства строительных материалов

Химические свойства характеризуют способность материала вступать в химическое взаимодействие с веществами внешней среды, в которой он находится, или сохранять свой состав и структуру в условиях инертной окружающей среды. Последнее связано с тем, что некоторые материалы за счет неустановившегося равновесия внутренних химических связей склонны к самопроизвольным структурным изменениям («старению»). Оба явления могут изменить первоначальные основные свойства материала, иногда улучшая (например, взаимодействие вяжущих веществ с водой), а в большинстве случаев ухудшая показатели свойств, что приводит к уменьшению срока нормальной службы конструкций или сооружений (например, разрушение бетонных конструкций агрессивными жидкостями и газами, старение пластмасс). Механические свойства отражают способность материала сопротивляться силовым, тепловым, усадочным или другим внутренним напряжениям без нарушения установившейся структуры.

Внешние силы, действующие на материал, стремятся деформировать его (изменить взаимное расположение составляющих частиц) и довести эти деформации до величины, при которой материал разрушится. После снятия нагрузки материал, если он не был разрушен, может восстанавливать размеры и форму или оставаться в деформированном виде. Деформации, исчезающие при прекращении действия на материал факторов, их вызвавших, называют обратимыми. Обратимые деформации называют упругими, если они исчезают мгновенно после снятия факторов, их вызвавших, и эластическими, если они, оставаясь полностью обратимыми, спадают в течение более или менее длительного периода времени. Необратимые (остаточные) или пластические деформации накапливаются за период действия силовых, тепловых и других факторов, под влиянием которых они возникли, и сохраняются после прекращения действия этих факторов.

 

Задачи:

74. Масса сухого образца камня (неправильной формы) на воздухе равна 80 г. После нанесения на поверхность камня слоя парафина, масса образца в воде стала 37 г. Определить среднюю плотность камня, если на парафинирование образца израсходовано 0,75 г парафина с плотностью 0,9 г/см3 (плотность воды принять 1 г/см3).

Решение:

1) Рассчитаем объем парафина Vп, см³, затраченного на покрытие образца

, где

m – масса сухого образца, г;

m1 – масса образца, покрытого парафином на воздухе, г;

ρп – плотность парафина, г/ см³.

2) Рассчитаем объем образца с парафином V1, см³

, где

m1 – масса образца, покрытого парафином, на воздухе, г;

m2 – масса образца, покрытого парафином в воде, г;

ρв – плотность воды, равная 1 г/см3.

3) На основании полученных результатов рассчитываем среднюю плотность образца ρ0, г/см³

Ответ: Средняя плотность камня 1,83 г/см³

 

93. Рассчитать, какой толщины должна быть стена площадью 10 м² из

керамзитобетона, если сквозь нее при разности температур 30°С за 5 ч должно проходить не более 1570 Вт тепла. Коэффициент теплопроводности

керамзитобетона принять 0,31 Вт/(м·°С).

Решение:

Количество тепла, проходящее через стену, Вт:

, где

λ - теплопроводность, Вт/ (м·ч·°С);

t1 и t2 - температура на внутренней и внешней стороне стены соответственно, °С;

δ – толщина стены, м;

S – ее площадь, м²;

τ – время прохождения теплового потока, ч.

Находим из этой формулы толщину стены δ, м²

 

Ответ: Толщина стены должна быть 30 см.