Механические свойства строительных материалов

метки: Материал, Свойство, Строительный, Механический, Смесь, Бетон, Бетонный, Прочность

Строительный гипс: получение, свойства и применение

2.1 Общая характеристика гипсовых вяжущих веществ

2.2 Строительный гипс

Свойства бетонной смеси

3.1 Общие физико-химические свойства бетонной смеси

3.2 Реологические характеристики бетонных смесей

Свойство — это качественная, отличительная характеристика вещества, материала или изделия. Совокупность различных свойств предопределяет назначение строительного материала и рациональные области его применения. Только при правильной оценке качества материалов возможно их грамотное использование, могут быть созданы экономичные, прочные и долговечные конструкции зданий и сооружений.

Все свойства строительных материалов можно объединить в группы:

• физические;
• механические;
• химические;
• технологические.

Количественно свойства определяются при испытании и, как правило, выражаются в физических величинах в соответствии с действующими стандартами.

Рассмотрим одно из свойств.

Механические свойства строительных материалов

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему воздействию внешних сил. Они делятся на прочностные и деформативные.

К прочностным относятся — прочность, твердость, истираемость, сопротивление удару, износ; к деформативным — упругость, пластичность, хрупкость, ползучесть, усадка.

При определении механических свойств строительных материалов используют следующие понятия и характеристики:

Напряжение., Деформация.

За характеристику деформации принимают относительное удлинение (или сужение) тела или его элемента, которое определяется в процентах.

усадку и расширение

Усадка строительного материала, т.е. уменьшение его объема, играет важную роль в технологии производства керамических изделий, а также бетонов на неорганических вяжущих.

Расширение строительного материала, т.е. увеличение его объема, проявляется при определенных физико-механических условиях, например, при взаимодействии воздушной извести или гипсового вяжущего с водой и их дальнейшем твердении.

Модуль упругости., Коэффициент Пуассона.

Наибольшее теоретическое значение = 0,5, однако коэффициент Пуассона реальных материалов значительно отличается от теоретических значений, например, для бетона = 0,17…0,2, для полиэтилена = 0,40.

Подготовка строительных площадок

... и пусковых комплексов. 1.1 Инженерная подготовка территории. Задачей инженерной подготовки территории является приведение ее в состояние, обеспечивающее производство строительных работ в наиболее благоприятных условиях. Состав процесса инженерной подготовки различен в зависимости от ...

1.1 Прочностные свойства, Прочность

Строительные материалы в зависимости от происхождения и структуры по-разному противостоят различным напряжениям. Так, материалы минерального происхождения (природные камни, кирпич, бетон и др.) хорошо сопротивляются сжатию, значительно хуже — срезу и еще хуже — растяжению, поэтому их используют главным образом в конструкциях, работающих на сжатие. Другие строительные материалы (металл, древесина) хорошо работают на сжатие, изгиб и растяжение и др., поэтому их с успехом применяют в различных конструкциях (балки, фермы и т.п.), работающих на изгиб.

Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжатии, изгибе и растяжении).

Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала.

Предел прочности материала определяют опытным путем, испытывая в лаборатории на гидравлических прессах или разрывных машинах специально изготовленные образцы. Для испытания материалов на сжатие образцы изготавливают в виде куба, призмы или цилиндра, на растяжение — в виде круглых стержней или полос, а на изгиб — в виде балочек. Форма и размеры образцов должны строго соответствовать требованиям стандартов на каждый вид материала. В таблице 1.1. приведены стандартные образцы, применяемые для определения предела прочности при сжатии наиболее распространенных строительных материалов, а также расчетные формулы.

Таблица 1.1 схемы стандартных методов определения прочности при сжатии

Образец	Эскиз	Расчетная формула	Материал	Размер стандартного образца, см
Куб		R=F/ a2	Бетон Раствор Природный камень	a= 15 a=7,07 а=5;10, 15, 20
Цилиндр		R=4 F/ рd2	Бетон Природный камень	d=h=5; 7; 10; 15; 20.
Призма		Rпр= F/ a2	Бетон Древесина	a=10; 15; 20; h=40; 60; 80 a=2; h=3
Составной из двух половинок кирпича		R= F/ А	Кирпич	а=12; b=12; h=14
Половина призмы из цементно- песчаного раствора		R= F/ А	Цемент	a=4; A=25см2

В таблице 1.2. приведены образцы и схемы стандартных методов определения предела прочности при изгибе и растяжении наиболее распространенных строительных материалов.

Таблица 1.2 схемы стандартных методов определения прочности при изгибе и при растяжении

Образец	Схема испытаний	Расчетная формула	Материал	Размер стандартного образца, см
Испытание на изгиб
Призма, кирпич		При изгибе Rи=3F l/ (2b h2)	Цемент Кирпич	4х4х16 25х12х6,5
Призма		Rи = F l/(b h2)	Бетон Древесина	15х15х60 2х2х30
Испытание на растяжение
Стержень «восьмерка», призма		При растяжении Rp=4 F/ (p d2) Rp= F /a2	Бетон Сталь	5х5х50 10х10х80 d0=1; l0=5; l?10d
Цилиндр		При растяжении Rp=2F/( рdl)	Бетон	d=15

В таблице 1.3. приведены пределы прочности некоторых строительных материалов при сжатии, изгибе и растяжении.

Часто для оценки эффективности конструкционных строительных материалов используют коэффициент конструктивного качества (К _кк ) (удельную прочность), определяемый путем деления предела прочности при сжатии на среднюю плотность материала. Наиболее эффективными являются строительные материалы, имеющие наименьшую среднюю плотность и наиболее высокую прочность.

Таблица 1.3 значения пределов прочности некоторых строительных материалов.

Материал	Предел прочности, МПа при
	сжатии	изгибе	растяжении
Гранит	150…250	—	3…5
Бетон тяжелый	10…60	2…8	1…4
Кирпич керамический	7,5…30	1,8…4,4	—
Стекло строительное	600…1000	—	12…20
Сталь	210…600	—	250…3000
Древесина (вдоль волокон)	40…60	70…110	65…160
Стеклопластик	90…150	130…250	60…120

Твердость

Существует несколько способов определения твердости материалов. Твердость древесины, бетона и других материалов оценивают по отпечатку при вдавливании в образцы стального шарика или по методу пластических деформаций путем удара. Твердость металлов определяют, вдавливая в него под определенной нагрузкой стальной шарик, алмазный или алмазную пирамидку. Твердость резины, кровельных материалов — по методу упругого отскока бойка с наконечником (метод Шора).

Твердость линолеума — вдавливанием стального стержня под небольшой нагрузкой.

Твердость природных каменных материалов определяют по шкале твердости (шкала Мооса), (таблица 1.4), в которой десять специально подобранных минералов расположены в такой последовательности, когда следующий по порядку минерал оставляет черту (царапину) на предыдущем, а сам им не прочерчивается. Например, если испытуемый материал чертится апатитом, а сам оставляет черту (царапину) на плавиковом шпате, то его твердость соответствует 4,5.

Таблица 1.4 шкала твердости минералов по Моосу

Показатель твердости	Минералы	Характеристика твердости
1	Тальк или мел	Легко чистится ногтем
2	Каменная соль или гипс	Ноготь оставляет черту
3	Кальцит или ангидрит	Легко чертится стальным ножом
4	Плавиковый шпат	Чертится стальным ножом под небольшим давлением
5	Апатит	Чертится стальным ножом при сильном нажиме, стекло не чертит
6	Ортоклаз (полевой шпат)	Слегка царапает стекло, стальной нож черты не оставляет
7	Кварц	Легко чертит стекло, стальной нож черты не оставляет
8	Топаз
9	Корунд
10	Алмаз

Истираемость

Истираемость строительных материалов определяют специальными приборами, конструкция которых зависит от вида материала. Так, полимерные материалы для полов испытывают на машине с помощью шлифовальной шкурки, а каменные материалы (бетоны, растворы, природный камень, керамическую плитку) на кругах истирания с использованием шлифовальных порошков или кварцевого песка.

Ударной вязкостью

1.1.5 Износом называют разрушение материала при совместном действии истирания и удара. Износ определяют на образцах материалов, которые испытывают во вращающемся барабане со стальными шарами или без них. Показателем износа служит потеря массы пробы материала (%) в результате проведенного испытания. Износу подвергаются материалы для дорожных покрытий, конструкции для транспортировки жидкостей, содержащих абразивные материалы, бункера и др.

1.2 Деформативные свойства

Основные деформационные свойства, возникающие под действием нагрузки: упругость, пластичность, хрупкость и ползучесть.

Упругостью, Пластичностью

В природе нет абсолютно упругих и абсолютно пластичных материалов. Любой материал проявляет в той или иной степени и упругие и пластические свойства.

Наиболее желательны для несущих конструкций являются материалы, которые наряду с большой упругостью перед разрушением обладают высокой пластичностью. Разрушение в подобных материалах не будет происходить внезапно.

Хрупкостью, Ползучесть

2. Строительный гипс: получение, свойства и применение

2.1 Общая характеристика гипсовых вяжущих веществ

Гипсовыми вяжущими веществами называют тонкоизмельчённые продукты термической обработки естественных или искусственных разновидностей CaSO4, которые способны после затворения водой схватываться, твердеть и превращаться в камень на воздухе.

Получение основано на способности двугидрата гипса CaSO4*2H2O в процессе нагревания частично или полностью дегидратироваться.

По условиям обжига, скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие вещества классифицируются на:

• низкообжиговые;
• высокообжиговые.

Низкообжиговое вяжущее вещество — это быстросхватываемое и быстротвердеющее вяжущее вещество, которое состоит из полугидрата CaSO4. Их получают обжигом гипсового камня при t от 120 до 160 єC, либо обработкой паром при давлении 0,13…0,70 МПа. К группе низкообжиговых вяжущих веществ относятся строительный гипс, медицинский и формовочный.

Высокообжиговые вяжущие — это медленносхватывающиеся и медленнотвердеющие вещества. В их состав входит преимущественно безводный сульфат кальция. К ним относятся: ангидритовый цемент марок 50, 100, 150 и 200, отделочный гипсовый цемент, высокообжиговый гипс. Высокообжиговые вяжущие вещества получают при обжиге гипсового камня при t 800…1000 єC. Марка высокообжигового — 100, 150 и 200.

К гипсовым вяжущим веществам также относятся смешанные композиции, основой которых является полуводный гипс, а дополнительные составляющие — известь, цемент, измельчённые гранулированные доменные шлаки и золы. В зависимости от вида дополнительных составляющих различают: гипсоизвестковые, гипсоцементные, гипсошлаковые, гипсоцементно-пуццолановые.

Для производства гипсовых вяжущих веществ сырьём являются природный гипс (камень)CaSO4*2H2O, безводный гипс — ангидрид, а также гипс-содержащие отходы химической промышленности (фосфогипс, борогипс).

Технологический процесс производства гипсовых вяжущих веществ состоит в измельчении гипсового камня до порошкообразного состояния и последующей обработке.

2.2 Строительный гипс

Строительный гипс — воздушное вяжущее вещество, он относится к низкообжиговым гипсовым вяжущим. Получают его путем термической обработки в варочных котлах, вращающихся и других печах. Производство строительного гипса в варочных котлах состоит из следующих операций: дробление природного гипса, совмещенный помол и сушка, термическая обработка гипса, совмещенный помол и сушка, термическая обработка гипса, в результате которой двуводный гипс (CaSO4*2H2O) переходит в полуводный (CaSO4*0,5H2O).

В строительном гипсе могут присутствовать примеси пережога, недожога и растворимый ангидрит. Основной составляющей является в — CaSO4*2H2O, также желательно присутствие б — CaSO4*2H2O, т.к. улучшаются свойства гипса. Примеси недожога и пережога нежелательны, т.к. ухудшают качество гипса. Исходными сырьевыми материалами являются природный гипсовый камень, строительные отходы и гипсосодержащие породы.

Твердение вяжущего начинается с момента добавления к нему воды и продолжается разное время от нескольких минут до нескольких лет в зависимости от вида вяжущего. При соединении с водой вяжущее образует пластично-вязкую систему, которая постепенно затвердевает и превращается в прочный камень.

Строительный гипс выпускают 12 марок: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г -7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

По срокам схватывания гипс бывает:

• быстротвердеющим — А (начало схватывания не ранее 2 мин., конец не позднее 15 мин.);
• нормальнотвердеющий — Б (начало схватывания не ранее 6 мин., конец не позднее 30 мин.);
• медленнотвердеющий — В (начало схватывания не ранее 20 мин., конец не нормируется).

Нормальная густота гипсового теста 50…70%. По степени помола различают 3 вида гипса:

• грубый помол — 1, остаток на сите 02 не более 23%;
• средний помол — 2 — не более 14%;
• тонкий помол — 3 не более 2%.

Гипсовые вяжущие применяют при производстве гипсовой штукатурки, перегородочных стеновых плит и панелей, вентиляционных коробов и других деталей в зданиях и сооружениях, работающих при относительной влажности воздуха не выше 65%. Изделия из них обладают небольшой плотностью, несгораемостью и рядом других ценных свойств, но при увлажнении прочность их снижается.

Для гипсовых строительных изделий всех видов рекомендуются марки Г-2. Г-7 всех сроков твердения и степеней помола; для тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей может использоваться гипс тех же марок, но только тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения. При штукатурных работах и заделке швов применяют марки Г-2. Г-25 нормального и медленного твердения. Гипс марок Г-5. Г-25 тонкого помола с нормальными сроками твердения служит для изготовления форм и моделей в керамической, машиностроительной промышленности, а также в медицине.

ГЦПВ (Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества) вследствие его повышенной водостойкости применяют для изготовления санитарно-технических кабин, ванных комнат, вентиляционных каналов. При использовании гипса строительного для изготовления растворов, к нему добавляют специальные замедлители схватывания, так как в противном случае раствор схватится и затвердеет раньше, чем его применят. Недостатком гипса строительного является потеря прочности при насыщении водой.

3. Свойства бетонной смеси

Бетон — это сегодня самый применяемый строительный материал. К бетону предъявляется ряд требований, выполнить которые зачастую невозможно без использования так называемых модификаторов и пластификаторов, т.е. химических добавок, позволяющих придать бетонной смеси свойства, обеспечивающие требования как проектировщиков, так исполнителей работ.

Идеал строителей — бетонные смеси, которые имеют высокую подвижность, замедленное схватывание и быстрый набор прочности, длительное время транспортировки с последующей легкой заливкой в формы, универсальность применения, получения конструкций, не требующих значительных затрат на гидроизоляционные работы. При этом не следует забывать, что основной задачей является обеспечение требуемой прочности и долговечности бетонной конструкции, т.е. возможностью длительное время противостоять механическим нагрузкам, химическим и физическим воздействиям окружающей среды. Поэтому применение добавок в современном строительстве не только рекомендуется, но и просто жизненно необходимо.

3.1 Общие физико-химические свойства бетонной смеси

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону. Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.

Независимо от вида бетона бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения и сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.

При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.

Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией.

1) Технические свойства бетонной смеси

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:

• подвижность бетонной смеси (П), являющуюся характеристикой структурной прочности смеси;
• жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси;
• связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Количество воды затворения является основным фактором, определяющим удобоукладываемость бетонной смеси. Вода затворения (В, кг/м ³ ) распределяется между цементным тестом (В_ц ) и заполнителем (В_зап ): В= В_ц + В_зап . Количество воды в цементном тесте определяют его реологические свойства: предельное напряжение сдвига и вязкость, а следовательно, и технические свойства бетонной смеси — подвижность и жесткость. Водопотребность заполнителя В_зап является его важной технологической характеристикой; она возрастает с увеличением суммарной поверхности зерен заполнителя и поэтому велика у мелких песков. Для обеспечения требуемой прочности бетона величина водоцементного отношения должна сохраняться постоянной, поэтому возрастание водопотребности вызывает перерасход цемента. При мелких песках он достигает 15-25%, поэтому мелкие пески следует применять после обогащения крупным природным или дробленым песком и с пластифицирующими добавками, снижающими водопотребность.

2) Деформативные свойства бетона

Под нагрузкой бетон ведет себя иначе, чем сталь и другие упругиe материалы. Конгломератная структура бетона определяет его поведение при возрастающей нагрузке осевого сжатия. Область условно упругой работы бетона — от начала нагружения до напряжения сжатия, при котором по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем образуются микротрещины. Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременном нагружения для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины.

Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости. При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру. Модуль упругости бетона при сжатии и растяжении принимают равными между собой:

Е _сж =Е_р =Е_б .

Ползучестью называют явление увеличения деформаций бетона во времени при действии постоянной статической нагрузки. Ползучесть зависит от вида цемента и заполнителей, состава бетона, его возраста, условий твердения и влажности. Меньшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя — щебня из изверженных горных пород. Пористый заполнитель усиливает ползучесть, поэтому легкие бетоны имеют большую ползучесть по сравнению с тяжелыми. Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести. Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, ползучесть бетона приводит к потере натяжения; в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

3) Усадка и набухание бетона

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Вследствие усадки бетона в железобетонных и бетонных конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длиной 30 м общая усадка составляет около 10 мм.

Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне. Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке. Поэтому усадка цементного раствора и бетона меньше, чем цементного камня.

4) Морозостойкость бетона

Морозостойкость — способность бетона выдерживать многократное замораживание и оттаивание. Перед испытаниями бетон насыщают водой. При замерзании вода в порах увеличивается в объеме на 9% и вызывает большие внутренние напряжения, которые постепенно разрушают его структуру: сначала образуются мелкие трещины и разрушаются поверхностные слои, а затем — и более глубокие.

Морозостойкость оценивается по числу циклов «замораживание-оттаивание», при которых масса образца изменится не более чем на 5%, а его прочность снизится не более чем на 15%. Высокая морозостойкость достигается применением жестких бетонных смесей, а также введением пластификаторов. Морзостойкость повышается при увеличении плотности бетона и снижении водоцементного соотношения В/Ц.

В настоящее время созданы бетоны с морозостойкостью 600…800 циклов (например, уплотненные прессованием бетоны на мелкозернистых заполнителях — песках), используемые в дорожных покрытиях.

5) Водонепроницаемость бетона

Водонепроницаемость-способность бетона сопротивляться давлению воды. Оценивается количеством воды, прошедшей через 1 см образца в течении 1 часа при постоянном давлении.

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки.

Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.).

Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

6) Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность — наиболее важная теплофизическая характеристика бетона, в особенности применяемого в ограждающих конструкциях зданий. Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии 1,2 Вт/(м.°С), т.е. она в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов (на пористых заполнителях и ячеистых).

Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона. Панели наружных стен из тяжелого бетона изготавливают с внутренним слоем утеплителя.

Во избежание растрескивания, сооружения большой протяженности разрезают температурно-усадочными швами. Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по-разному деформироваться при изменении температуры. Большие колебания температуры (более 80°С) смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Характерные трещины распространяются по поверхности заполнителя, некоторые из них образуются в растворе, а иногда и в слабых зернах заполнителя. Внутреннее растрескивание можно предотвратить, если позаботиться о подборе составляющих бетона с близкими коэффициентами температурного расширения.

3.2 Реологические характеристики бетонных смесей

Реология бетонных смесей, как и других структурированных материалов, связана с их структурой, изменяющейся в процессе твердения. В этой связи оценка реологических свойств смесей необходима в технологическом процессе производства строительных конструкций, особенно в процессе структурообразования.

Рассмотрим факторы, влияющие на реологические характеристики бетонных смесей. Среди них можно выделить концентрацию, гранулометрию и форму частиц заполнителя; характер динамического воздействия на смесь; режим движения частиц, степень проявления тиксотропных свойств; фактор времени и другие параметры.

Рассмотрим реологические характеристики, которыми предлагается характеризовать бетонную смесь. К ним относятся: когезия (во многом определяется когезией цементного теста), вязкость (в частности, при приложении вибрационных воздействий) и внутреннее трение. Величина когезии в основном определяется количеством воды. Внутреннее трение зависит от количества и геометрии заполнителей.

Таким образом, реологическое поведение бетонных смесей определяется тремя фундаментальными параметрами: когезией, трением и вязкостью. Указанные величины зависят от сил, действующих в бетонной смеси. Это силы трения, капиллярные силы, силы коагуляционного структурообразования и коллоидного взаимодействия. Относительная значимость этих сил определяется размерами зерен и расстоянием между ними. Указанные силы изменяются во времени по мере того, как частицы цемента реагируют с водой. Проведенный анализ показал, что для улучшения удобоукладываемости бетонной смеси необходимо уменьшать когезию, вязкость и трение в смеси. Однако чрезмерное уменьшение этих величин приводит к водоотделению и сегрегации в смеси, что влечет за собой резкое ухудшение эксплуатационных свойств бетона. Указанные недостатки могут быть частично устранены путем введения в смесь добавочного количества цемента. Однако, это может явиться причиной появления трещин в бетоне за счет повышенного тепловыделения.

Задача

Какой из строительных материалов обладает большей удельной прочностью: керамический кирпич с показателем прочности P ₁ и средней плотностью с _ср1 , или газобетон с соответствующими показателями P ₂ и с _ср2 ?

Дано:

R ₁ =15,0 М П а

с ср1 = 2050 кг/м і

R 2 =13,35 МПа

с ср2 =800 кг/м і

Найти и сравнить: удельная прочность R _уд керамического кирпича и удельная прочность R_уд газобетона.

Решение.

Удельную прочность R

??

d = с _?? / с _воды , где с _?? — средняя плотность

с _воды — плотность воды, с _воды = 1 г/см і =1000 кг/м і .

Для керамического кирпича:

d =800/1000=0,8;

• По выявленным показателям удельной прочности среди материалов, представленных в задаче, газобетон имеет большую удельную прочность и является наиболее эффективным конструкционным материалом.

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kontrolnaya/mehanicheskie-svoystva-stroitelnyih-materialov/

1. Горбунов Г.И. Основы строительного материаловедения. — М.: Изд. АСВ. 168с.

2. Попов Л.Н. Строительные материалы. — М.: ОАО «ЦПП». — 467 с.

3. ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости.

4. ГОСТ 10060.1-95 Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости

5. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.

6. ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний.

7. ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения прочности при изгибе и сжатии.

8. ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе.

9. ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытания на растяжение.

10. ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний.

11. ГОСТ 16483.3-84 Древесина. Метод определения предела прочности при статическом изгибе.

12. ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.

13. Волженский, А. В. Минеральные вяжущие вещества: технология и свойства / А. В. Волженский, Ю. С. Буров, В. С. Колокольников/ Научное издание -М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2006.-368с.

14. Гладков, Д. И. Вяжущие вещества и применение их в строительстве / Д. И. Гладков. -Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2004.-293с.