Строительные материалы характеризуются химическим, минеральным и фазовым составами.

Химический состав строительных материалов определяет деление их на органические (древесные, битум, пластмассы и т.п.), минеральные (бетон, цемент, кирпич, природный камень и т.п.) и металлы (сталь, чугун, алюминий). Химический состав позволяет судить о других технических характеристиках (биостойкость, прочность и т.п.). Химический состав некоторых материалов (неорганические вяжущие, каменные материалы) часто выражают количеством содержащихся в них оксидов. Оксиды, химически связанные между собой, образуют минералы, которые определяют минеральный состав материала.

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве содержатся в материале. Этот состав непосредственно определяет свойства материала. Например, большее содержание в портландцементе такого минерала, как алит, ускоряет твердение, повышает прочность цементного камня.

Фазовый состав (по агрегатному состоянию) пористого материала характеризует количество твердого вещества (твердой фазы), образующего стенки пор («каркас» материала), и пор, заполненных воздухом (газовой фазой) и (или) водой (жидкой фазой). Соотношение между указанными фазами определяет баланс внутренних сил взаимодействия структурных элементов и во многом свойства материала.

 

9. Петрографический метод (световая микроскопия). Данный метод применяется для исследования цементного клинкера, цементного камня, бетонов, стекла, огнеупоров, шлаков, керамики и т.д. Метод световой микроскопии направлен на определение характерных для каждого минерала оптических свойств, которые определяются его внутренним строением. Главные оптические свойства минералов – показатели светопреломления, сила двойного преломления, оптический знак, соосность, цвет и т.д.

Разновидностями петрографического метода являются:

– поляризационная микроскопия – для изучения образцов в виде порошков в специальных иммерсионных аппаратах;

– микроскопия в проходящем свете – для изучения прозрачных шлифов материалов;

– микроскопия в отраженном свете – для изучения непрозрачных полированных шлифов материалов.

Рентгеновский анализ. Данный метод исследования строения и состава вещества производится путем экспериментального изучения дифракции рентгеновских лучей в этом веществе. Каждое кристаллическое вещество характеризуется набором определенных линий на рентгенограмме

С помощью рентгеновского метода можно проводить следующие исследования:

– качественный и количественный фазовый анализ состава материалов при различных температурах;

– определение структуры вещества, сингонии, параметров кристаллической решетки, размеров кристаллов и др.;

– исследование твердых растворов и полиморфных превращений;

– измерение внутренних напряжений, коэффициента линейного температурного расширения, плотности материалов и др.

– контроль качества сырья и готовой продукции;

– наблюдение за технологическими процессами;

– дефектоскопию материалов.

Дифференциально-термический анализ (ДТА) применяется для определения минерально-фазового состава материалов. Основа данного метода – фазовые превращения, сопровождающиеся тепловыми эффектами. Дифференциальная запись позволяет регистрировать термические реакции, протекающие в образце при соответствующих температурах. Получается она с помощью дифференциальной термопары, состоящей из двух термопар, которые соединены одноименнымиконцами проволоки и подключены к прибору, фиксирующему изменения в цепи электродвижущей силы, возникающей при нагревании спаев термопары.