Коэффициент конструктивного качества бетона

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Коэффициент — конструктивное качество

Коэффициент конструктивного качества характеризует возможность снижения веса зданий при сохранении или даже улучшении основных свойств материалов. Этот показатель наиболее высокий у пластмасс, так, коэффициент конструктивного качества кирпичной кладки равен 0 02; бетона ( марки 150) — 0 06; стали СтЗ — 0 5; сосны — 0 7; дюралюминия — 1 6; стеклопластиков — 2 2 [ 12, с. Увеличения коэффициента достигают за счет повышения прочности на единицу массы материала. [1]

Важной характеристикой материалов является коэффициент конструктивного качества . [2]

Таким образом, по коэффициенту конструктивного качества слоистые пластики являются непревзойденными до сих нор материалами, из них можно создавать самые прочные и самые легкие конструкции. [3]

Современная строительная наука выдвинула новое понятие — коэффициент конструктивного качества , который возрос теперь в десятки раз. [4]

Эффективность легких бетонов в данном случае особенно наглядна при сравнении их по коэффициентам конструктивного качества . Этот коэффициент, обозначенный ККК, равен отношению предела прочности бетона при сжатии к его средней плотности. [5]

Для конструктивных материалов, применяемых в строительстве, важнейшим показателем материала является его коэффициент конструктивного качества . Его определяют делением прочности материала на его плотность. Этот коэффициент обусловливает снижение веса сооружений без снижения их прочности. По коэффициенту конструктивного качества пластмассы занимают первое место среди других строительных материалов, поэтому из них можно создавать прочные и в то же время самые легкие конструкции. [6]

Характерной особенностью в развитии производства легких бетонов является постепенное снижение доли низкомарочных бетонов в общем их выпуске, расширение сырьевой базы для производства пористых заполнителей, повышение коэффициента конструктивного качества легкого бетона . [7]

Коэффициент конструктивного качества характеризует возможность снижения веса зданий при сохранении или даже улучшении основных свойств материалов. Этот показатель наиболее высокий у пластмасс, так, коэффициент конструктивного качества кирпичной кладки равен 0 02; бетона ( марки 150) — 0 06; стали СтЗ — 0 5; сосны — 0 7; дюралюминия — 1 6; стеклопластиков — 2 2 [ 12, с. Увеличения коэффициента достигают за счет повышения прочности на единицу массы материала. [8]

В композиционных материалах — композитах, разнородные компоненты создают синергетический эффект — новое качество материала, отличное от свойств исходных компонентов. В конструкционных композитах главное — это высокая удельная прочность ( коэффициент конструктивного качества ), превышающая аналогичную характеристику стали примерно в 15 раз. [9]

В композиционных материалах — композитах разнородные компоненты создают синергетический эффект — новое качество материала, отличное от свойств исходных компонентов, т.е. когда целое больше, чем сумма составных частей. В конструкционных композитах главное — это достижение высокой удельной прочности ( коэффициента конструктивного качества ), высокой коррозионной стойкости, эксплуатационной надежности и долговечности. [10]

Однако при этом, как правило, увеличивается средний диаметр пор, снижается коэффициент конструктивного качества материала , поэтому введение в шихту газообразователя в количестве более 3 — 5 % ( по массе) не рекомендуется. [11]

Для конструктивных материалов, применяемых в строительстве, важнейшим показателем материала является его коэффициент конструктивного качества. Его определяют делением прочности материала на его плотность. Этот коэффициент обусловливает снижение веса сооружений без снижения их прочности. По коэффициенту конструктивного качества пластмассы занимают первое место среди других строительных материалов, поэтому из них можно создавать прочные и в то же время самые легкие конструкции. [12]

Бетон для ограждающих конструкций

Для теплоизоляционных и некоторых видов конструктивно-теплоизоляционных бетонов используют и органические заполнители из древесины (арболит), отходов сельскохозяйственных культур, а также из вспученных пластмасс (стиропорбетон).

Неорганические пористые заполнители отличаются большим разнообразием, и в любом экономическом районе страны можно изготовлять наиболее выгодный по технико-экономическим показателям вид заполнителя.

Природные пористые заполнители получают путем дробления и фракционирования пористых горных пород (пемзы, вулканического и известкового туфов и т. п.). Это самые дешевые заполнители, получаемые без участия термической обработки. Шлаковая пемза тоже недорога, получают ее путем вспучивания доменных шлаков.

Искусственные пористые заполнители изготовляют путем обжига вспучивающихся горных пород (керамзит, вспученный перлит, вермикулит). Для аглопорита используют разнообразное минеральное сырье (глинистые и лёссовые породы, золы, топливные шлаки и др.), которое обжигают с добавкой 8-10% измельченного каменного угля в агломерационных установках.

Легкие бетоны из всех видов бетонов отличаются своей универсальностью. Применяя различные виды пористых заполнителей и используя технологические приемы, получают бетоны различного назначения: теплоизоляционные — объемной массой 500 кг/м 3 и менее; конструктивно-теплоизоляционные, предназначенные для ограждающих конструкций — стен и покрытий зданий, имеющие объемную массу до 1400 кг/м 3 , марки по прочности при сжатии 35-100; конструктивные объемной массой от 1400 до 1800 кг/м 3 , с марками по прочности 150-500 и высокой морозостойкостью (Мрз 100-300).

Качество легкого бетона определяется показателями двух самых важных его свойств: проектной маркой по прочности на сжатие и величиной объемной массы. Например, марка легкого бетона 75/1000 обозначает марку по прочности 75 при объемной массе 1000 кг/м 3 .

Объемная масса легкого бетона слитного (плотного) строения зависит, главным образом, от объемной массы пористого заполнителя. Наивыгоднейшее сочетание показателей объемной массы, теплопроводности и расхода цемента достигается при наибольшем насыщении бетона пористым заполнителем. При этом снижается расход цемента и уменьшается содержание цементного камня, яв­ляющегося самой тяжелой составной частью легкого бетона.

Установлены следующие марки конструктивно-теплоизоляционных бетонов по объемной массе в стандартном состоянии (после высушивания при 105°С до постоянной массы): 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400. Объемная масса характеризует пористость бетона. Ее увеличение означает снижение пористости бетона, при этом возрастает прочность, но вместе с этим увеличивается тепло­проводность.

Прочность легкого бетона подчиняется общей зависимости прочности искусственного каменного материала от Ц/В и марки цемента, представленной на рисунке 1.


Рисунок 1. Зависимость прочности бетонов от Ц/В при разных марках цемента.

Исследования Н.А.Попова доказали, что на легкие бетоны распространяется зависимость вида Rл.бл Rц(Ц/Б=b) , где Rл.б — прочность легкого бетона при сжатии; Rц— активность вяжущего; Ал и b — опытные параметры, различные для разных видов заполнителя.

В дальнейшем Н.А.Попов упростил формулу и представил ее в следующем виде: Rл.б=kRц(Ц-Цо), где Ц — расход цемента, кг/м 3 ; k и Цо — опытные коэффициенты.

Численные значения опытных коэффициентов, входящих в формулу, изменяются в широких пределах в зависимости от вида применяемых заполнителей. Поэтому рекомендуется пользоваться для определения состава легкого бетона опытным графиком, выражающим приведенную выше зависимость от Ц/В или Ц, применительно к данным материалам.

Установлены следующие проектные марки легкого бетона по прочности на сжатие: 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400 и 500. Легкобетонные камни для стен обычно имеют марку 25 и 35. Крупные стеновые панели и блоки изготовляют из легкого бетона марок 50, 75 и 100.

Конструктивные легкие бетоны марок 150-500 получают, применяя портландцемент марок 400-600. Крупным заполнителем служит керамзитовый гравий, аглопоритовый щебень или шлако­вая пемза. Заполнитель берут более прочный и, следовательно, более плотный с объемной насыпной массой 600-800 кг/м 3 . В качестве мелкого заполнителя зачастую применяют кварцевый песок. Расход портландцемента назначается в зависимости от марки по прочности и поэтому колеблется в довольно широких пределах от 250 до 600 кг/м 3 . Объемная масса конструктивных легких бетонов с кварцевым песком доходит до 1700-1800 кг/м 3 , но все же она на 600-700 кг/м 3 меньше, чем у тяжелого бетона. Поэтому коэффициент конструктивного качества, равный отношению прочности к объемной массе, у легкого бетона выше примерно в 1,4 (при одинаковой прочности). В силу этого конструктивный легкий бетон особенно выгодно применять взамен тяжелого бетона в железобетоных конструкциях больших пролетов (фермы, пролетное строение мостов и т. п.), где особенно эффективно снижение собственной массы конструкции. Уменьшение нагрузок от собственной массы позволяет сократить расход арматурной стали на 15-30%.

Читайте также  Минимальная толщина бетонного перекрытия

Деформативные свойства легких и тяжелых бетонов сильно различаются. Легкие бетоны на пористых заполнителях более трещиностойки, так как их предельная растяжимость в 2-4 раза выше, чем равнопрочного тяжелого бетона. Однако следует учитывать и такие особенности легких бетонов, как большие усадка и ползучесть по сравнению с тяжелым бетоном.

Теплопроводность легкого бетона зависит в основном от объемной массы и влажности. В таблице 1 приведены средние значения коэффициентов теплопроводности бетонов с сорбционной влажностью.

Увеличение влажности бетона на 1% повышает коэффициент теплопроводности на 0,01-0,03 Вт/(м*К). В зависимости от объемной массы и коэффициента теплопроводности толщина наружной стены из легкого бетона может быть от 22 до 50 см.

Долговечность бетона зависит от его морозостойкости. Для ограждающих конструкций обычно применяют легкие бетоны, выдерживающие 15-35 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Таблица 1. Коэффициенты теплопроводности легких бетонов

Однако для стен влажных промышленных помещений, в особенности в районах с суровым климатом, требуются более морозостойкие легкие бетоны. Требования по морозостойкости еще более повышаются, если конструктивный легкий бетон предназначен для гидротехнических сооружений, мостовых и других конструкций. В этих случаях нужен легкий бетон с марками по морозостойкости Мрз50, Мрз100 и Мрз200.

Для морозостойкого легкого бетона рекомендуется применять портландцемент марок 500 и 600, изготовленный на основе клинкера с умеренным содержанием трехкальциевого алюмината (не более 7%). В качестве крупного заполнителя предпочтителен керамзитовый гравий. Его важной характеристикой являются «резервные» поры, не заполняемые водой при обычных условиях. Чем больше объем резервных пор, тем выше морозостойкость керамзита. Вода, насыщающая зерна керамзита, при замерзании расширяется и отжимается в резервные (свободные от воды) поры, не причиняя вреда самому материалу. Объем резервных пор определяется по разности между водопоглощением керамзита под вакуумом и при нормальном давлении. Морозостойкость легкого бетона сильно повышается, если вместо мелкого заполнителя, полученного дроблением керамзитового гравия, применяют обжиговый керамзитовый песок.

Морозостойкость зависит не только от качества цемента и заполнителей, но и от строения бетона. Оно должно» быть слитным, при этом цементного теста должно хватить на образование вокруг зерен пористого заполнителя оболочек, которые уменьшают водопоглощение пористого заполнителя в бетоне и увеличивают стойкость бетона. Поэтому для повышения морозостойкости легкого бетона надо принимать расход портландцемента, пользуясь рекомендациями таблицы 2.

Легкий бетон из данных материалов имеет наибольшую морозостойкость при таком оптимальном количестве воды затворения,

Таблица 2. Минимальные расходы цемента (на 1 м 3 бетона) для приготовления морозостойких легких бетонов

при котором применяемый способ уплотнения обеспечивает наиболее компактное размещение зерен твердых составляющих, что отвечает признаку минимального коэффициента выхода. Созданию оптимальной структуры и повышению морозостойкости легкого бетона способствует подбор оптимального расхода воды, а также применение гидрофобизующих добавок. При замене 5-10% воды затворения битумной эмульсией повышается удобоукладываемость бетонной смеси, уменьшается водоотделение и капиллярное всасывание. Морозостойкость возрастает при введении в бетонную смесь добавки кремнийорганических жидкостей (0,1-0,2% от массы цемента). Применяют также воздухововлекающие добавки: абиетат натрия (0,01%) и канифольное мыло (0,02-0,04%).

Опытные данные показали возможность получения легких бетонов на пористых заполнителях, которые выдерживают 400, 600 и 800 циклов попеременного замораживания и оттаивания, при снижении прочности не более чем на 25%. Возможность получения легких бетонов с высокой морозостойкостью и малой водопроницаемостью значительно расширяет области их применения. Бетоны на пористых заполнителях уже успешно используют в мостостроении, в гидротехническом строительстве .и даже в судостроении.

В слабоагрессивных и среднеагрессивных средах легкобетонные конструкции можно применять без специальной защиты при условии, если показатель проницаемости легкого бетона не отличается от соответствующей характеристики тяжелого бетона, эксплуатируемого в данной агрессивной среде. Применение же легких бетонов в сильноагрессивной среде разрешается лишь после опытной проверки.

Легкий бетон для несущих армированных конструкций должен быть плотным, т.е. иметь слитную структуру, при которой межзерновые пустоты крупного заполнителя были бы полностью заполнены цементным раствором. В таком плотном легком бетоне защита арматуры от коррозии не нужна. Вид цемента и добавок для легкого бетона выбирают согласно рекомендациям, принятым для тяжелых бетонов, эксплуатируемых в данных условиях. При этом необходимо нормировать минимальный расход цемента (который несколько выше, чем у тяжелых бетонов) и устанавливать оптимальную дозировку добавок, применяемых для повышения стойкости легкого бетона.

Если плотность защитного слоя легкого бетона недостаточна и он не препятствует прониканию влаги и агрессивных агентов к арматуре, принимают специальные меры по защите арматуры. Закладные металлические детали в конструкциях из легких бетонов защищают от коррозии, например, путем оцинкования.

Водостойкость плотных легких бетонов на цементе существенно не отличается от водостойкости тяжелых бетонов. Обычно уменьшение прочности легких бетонов от их кратковременного насыщения водой не превышает 15%. В воде легкие бетоны набухают больше, чем равнопрочные тяжелые бетоны.

Водонепроницаемость конструктивных легких бетонов высокая. Керамзитобетон с расходом цемента 300-350 кг/м 3 не пропускает воду даже при давлении 2МПа. Малая водопроницаемость легких бетонов подтверждается долголетней эксплуатацией гидротехнических сооружений в Армении и Грузии, а также испытанием напорных труб. Характерно, что со временем водонепроницаемость легких бетонов повышается.

§ 2. Прочность

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению1 под действием внутренних напряжений, вызванных внешними сила» ми или другими факторами (стесненная усадка, неравномерное нагревание и т. п.).

Прочность материала оценивают пределом прочности (временным сопротивлением) R, определенным при данном виде деформации. Для хрупких материалов (природных каменных материалов, бетонов, строительных растворов, кирпича и др.) основной прочностной характеристикой является предел прочности при сжатии. Поскольку строительные материалы неоднородны, то предел прочности определяют как средний результат испытания серии образцов (обычно не менее трех образцов). Форма и размеры образцов состояние их опорных поверхностей, существенно влияют на результаты испытания. Например, у кубиков малых размеров предел прочности при сжатии оказывается выше, чем у кубиков больших

размеров из того же материала. Призмы показывают меньшее сопротивление сжатию, чем кубы одинакового поперечного сечения. Это объясняется тем, что при сжатии образца возникает его поперечное расширение. Силы трения, возникающие между опорными гранями образца и плитами пресса, удерживают части образца, прилегающие к плитам, от поперечного расширения и, следовательно, от разрушения. Средние же части образца, испытывая поперечное расширение, разрушаются в первую очередь. Поэтому при испытании кубов из хрупких материалов (бетона, раствора, камня и др.) получается характерная форма разрушения: образуются две усеченные пирамидки, сложенные вершинами (рис. 11).

Если же хорошо смазать опорные грани куба (например, парафином) и тем самым уменьшить силы трения, то под нагрузкой куб вследствие свободного поперечного расширения распадается на ряд слоев, разделенных вертикальными трещинами. При смазке прочность куба при сжатии составляет лишь около 50% прочности того же образца с несмазанными опорными поверхностями.

На результаты испытания влияет скорость нагружения образца. Если нагрузка возрастает быстрее, чем установлено стандартом, то результат испытания получается завышенным, так как не успевают развиться пластические деформации. Приведенные примеры говорят о том, что показатели прочности строительного материала, используемые в качестве характеристик его качества, являются условными величинами, получаемыми по стандартным методикам, единым для всей страны.

Читайте также  Как снять слой бетона с пола?

В зависимости от прочности строительные материалы разделяются на марки. Марка материала по прочности является важнейшим показателем его качества. В нормативных документах марка указывается в кгс/см2; например, марки портландцемента М400, М500, М550 и М600. Чем выше марка, тем выше качество конструкционного строительного материала. Единая шкала марок охватывает все строительные материалы.

Предел прочности при осевом сжатии Rcm (МПа) равен частному от деления разрушающей силы Рра3р на первоначальную площадь поперечного сечения образца (куба, цилиндра, призмы):

В табл. 5 систематизированы характерные образцы, применяемые для определения предела прочности строительных материалов при сжатии.

Таблица 5 Схема стандартных методов определения прочности при сжатии

Предел прочности при изгибе Rva (МПа) определяют путем испытания образца материала в виде балочек на двух опорах. Их нагружают одной или двумя сосредоточенными силами до разрушения. Предел прочности условно вычисляют по той же формуле сопротивления материалов, что и напряжение при изгибе:

где М — изгибающий момент; W — момент сопротивления.

Таблица 6 Схема стандартных методов определения прочности при изгибе и растяжении

В табл. 6 приведены схемы испытания и соответствующие им расчетные формулы. Эти формулы, строго говоря, справедливы в пределах упругой работы материала и при одинаковом его сопротивлении сжатию и растяжению. Эти условия не выполняются в стадии разрушения материала. При испытании на изгиб кирпича, бетонных балочек разрушение начинается в нижней растянутой зоне, так как эти материалы имеют значительно меньшую прочность при растяжении, чем при сжатии. Поэтому по формулам вычисляют условное значение предела прочности при изгибе, являющееся стандартной прочностной характеристикой кирпича, строительного гипса, цемента, дорожного бетона.

Динамической (или ударной) прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Она характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца, отнесенной к единице объема (Дж/см3) или площади поперечного сечения образца (Дж/м2). Сопротивление удару важно для материалов, используемых при устройстве фундаментов машин, полов промышленных зданий, дорожных покрытий и т. п.

Коэффициент конструктивного качества (к. к. к.) материала равен отношению показателя прочности R (МПа) к относительной объемной массе у (безразмерная величина):

Следовательно, это прочность, отнесенная к единице объемной массы. Лучшие конструкционные материалы имеют высокую прочность при малой собственной объемной массе.

Для некоторых материалов значения к. к. к. (Rply) приведены ниже: для стеклопластика — 450 : 2 = 225 МПа, древесины (без пороков) — 100 : 0,5 = 200 МПа, стали высокопрочной — 1000 : 7,85 = = 127 МПа, стали — 390 : 7,85 = 51 МПа.

Для каменных материалов значения к.к.к. (Rcmly) составляют: для легкого конструкционного бетона — 40 : 1,8=22,2 МПа, тяжелого бетона — 40 : 2,4= 16,6 МПа, легкого бетона — 10 : 0,8= 12,5 МПа, кирпича — 10: 1,8 = 5,56 МПа.

Повышения к. к. к. можно добиться снижением объемной массы материала или увеличением его прочности.

Теоретическая прочность однородного материала характеризуется напряжением, необходимым для разделения двух примыкающих друг к другу слоев атомов. Теоретическую прочность получают из условия, что в момент разрушения вся энергия упругой деформации, накопленная в объеме между двумя слоями атомов, переходит в поверхностную энергию двух вновь образовавшихся при разрушении поверхностей. Согласно уравнению Орована — Келли

где Е — модуль упругости; Э — поверхностная энергия твердого тела на 1 см2; а — межатомное расстояние (в среднем 2-10-8 см).

Следовательно, теоретическая прочность материала тем выше, чем больше его модуль упругости и поверхностная энергия и чем меньше межатомное расстояние.

Согласно приведенному выражению прочность твердого тела должна находиться между значениями Ejb и £/10. Например, теоретическая прочность стали 30 000 МПа, в то время как прочность обычной стали около 400 МПа, а специальной проволоки — 3000 МПа. Теоретическая прочность стекла при комнатной температуре — 14 000 МПа, прочность на растяжение тонких стеклянных волокон (толщиной 3 — 5 мкм) — 3500 — 5000 МПа, а обыкновенного стекла — только 70 — 350 МПа. Следовательно, используется сравнительно небольшая доля потенциальной прочности материала: прочность понижается благодаря наличию пор, трещин и дефектов структуры материала.

Строительные материалы .ру

Категории

  • Акустические материалы и изделия
    • Звукоизоляциооные материалы и изделия
    • Звукопоглощающие материалы и изделия
  • Без рубрики
  • Бетоны и изделия из них
    • Вода. Добавки к бетону
    • Заполнители
    • Легкие и ячеистые бетоны
    • Применение бетона в сборных и монолитных конструкциях
    • Свойства бетонной смеси
    • Специальные бетоны
    • Тяжелый бетон
      • Производство и твердение
      • Свойства бетона
      • Структура затвердевшего бетона
  • Битумные и дегтевые вяжущие и материалы на их основе
    • Битумные и дегтевые вяжущие
      • Битумы
      • Дегти
    • Материалы на основе битумов и дегтей
      • Асфальтовые и дегтевые бетоны и растворы
      • Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие матер.
  • Искусственные каменные безобжиговые материалы и изделия
    • Асбестоцементные материалы и изделия
      • Виды асбестоцементных изделий
      • Сырье и производство асбестоцементных материалов
    • Гипсовые и гипсобетонные изделия
    • Силикатные материалы и изделия
  • Керамические материалы и изделия
    • Керамические материалы и изделия различного назначения
    • Облицовочные материалы и изделия
    • Общая схема производства керамических изделий
    • Сырье для производства керамических материалов и издели
  • Лакокрасочные материалы
    • Красочные составы
    • Пигменты и наполнители
    • Связующие вещества, растворители и разбавители
  • Материалы и изделия из древесины
    • Виды материалов и изделий из древесины
    • Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и воз
    • Основные породы древесины, применяемые в строительстве
    • Пороки древесины
    • Строение, состав и свойства древесины
  • Материалы и изделия из пластмасс
    • Виды строительных материалов и изделий из пластмасс
      • Гидроизоляционные материалы и герметики
      • Конструкционно-отделочные и отделочные материалы
      • Материалы для полов
      • Теплоизоляционные материалы
    • Основные компоненты пластмасс. Полимеры
    • Основные свойства строительных пластмасс
  • Материалы и изделия из силикатных расплавов
    • Стекло и изделия из стекла
      • Разновидности стекла,применяемые в строительстве
  • Металлические материалы и изделия
    • Коррозия металлов и способы защиты от нее
    • Механические испытания металлов
    • Основы термической обработки стали
      • Виды термической обработки стали
        • Наклеп, возврат и старение стали
        • Химико-термическая обработка стали
    • Основы технологии черных металлов
      • Обработка металлов
      • Производство стали
    • Применение металлов в строительстве
      • Применение стали в строительстве.
      • Цветные металлы и сплавы.
      • Чугуны
    • Сварка металлов
    • Строение металлов
      • Структура
  • Неорганические вяжущие вещества
    • Воздушные вяжущие вещества
    • Гидравлические вяжущие вещества
      • Глиноземистый цемент
      • Портландцемент
        • Коррозионные процессы
        • Разновидности портландцемента
        • Свойства портландцемента
        • Состав портландцементного клинкера
        • Сырье и производство
        • Твердение портландцемента
    • Сырьевые материалы и основы технологии
  • Основные свойства строительных материалов
    • Механические свойства строительных материалов
    • Особенности физического состояния материалов
    • Отношение материалов к различным физическим процессам
    • Химические и технологические свойства стройматериалов
      • Технологические свойства
      • Химические и физико-химические свойства
  • Природные каменные стройматериалы
    • Магматические породы
      • Виды магматических пород и их строительные свойства
      • Химический и минеральный составы магматических пород
    • Материалы и изделия из природного камня
    • Метаморфические породы
    • Осадочные горные породы
      • Виды строительных пород и их строительные свойства
      • Химический и минеральный составы осадочных пород
  • Строительные растворы
    • Основные свойства строительных растворов
    • Применение растворов различных видов
  • Строительство видео
  • Теплоизоляционные материалы и изделия
    • Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия
    • Органические теплоизоляционные материалы и изделия
    • Строение и свойства
Читайте также  Как правильно сверлить бетон?

Свежие записи

  • 10 советов владельцу недвижимости
  • Строительство Burj в Дубае ( самое высокое сооружение )
  • Водоразбавляемые краски на основе неорганических вяжущих веществ и клеев
  • Полимерцементные краски
  • Эмульсионные (латексные) краски
  • Спиртовые лаки и политуры, летуче-смоляные краски
  • Смоляные лаки,масляно-смоляные лаки,битумные(асфальтовые) лаки
  • Масляные краски
  • Растворители и разбавители
  • Клеи животные
  • Полимерные связующие в красках и лаках
  • Олифы искусственные(синтетические)
  • Полунатуральные олифы
  • Натуральные олифы
  • Общие сведения о связующих веществах

Коэффициент конструктивного качества

Для оценки прочностной эффективности материала часто используют коэффициент конструктивного качества (к. к. к.). Величина этого коэффициента определяется делением предела прочности при сжатии на относительную плотность материала. Наиболее эффективными являются материалы, имеющие наименьшую плотность и наиболее высокую прочность.
При обосновании технической целесообразности применения материала для устройства полов промышленных зданий, дорожных и аэродромных покрытий, тротуаров и в других случаях строительной практики (например, выборе способа обработки материала) важное значение имеют специальные механические свойства: ударная вязкость (ударная или динамическая прочность), твердость, истираемость и износостойкость.

Другие интересные статьи:

Коэффициент конструктивного качества.

(К.К.К.) – условный коэффициент эффективности материла, равный отношению показателей прочности Rсж (Мпа) к относительной плотности материала (безразмерная величина)

Где d – относительная плотность равная ρо (кг/м 3 )

Чем выше К.К.К. материала, тем эффективнее материал, так имеет высокую прочность при малой средней плотности.

Повышения К.К.К. можно добиться снижением плотности материала и увеличением его прочности.

ТВЕРДОСТЬ – Способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела; ее определяют различными методами. При определении твердости по методу Бринелля в поверхность испытуемого образца вдавливают при заданной нагрузке шарик определенного диаметра из закаленной хромистой стали. По диаметру отпечатка вычисляют число твердости НВ

НВ=Р/F=(1.31.)

Где Р – нагрузка на шарик, кгс, Н; F – площадь поверхности отпечатка, мм 2 ; D – диаметр шарика, мм; d – диаметр отпечатка, мм.

Твердость хрупких материалов, например природных каменных материалов, определяют по шкале твердости /шкала Мооса/, состоящей из 10 специально подобранных материалов /расположенных по возрастающей твердости:

1 — тальк; 2 — гипс; 3 — кальцит; 4 — флюорит; 5- апатит; 6- ортоклаз; 7- кварц; 8- топаз; 9- корунд;

Испытуемый материал имеет число твердости между двумя минералами по шкале Мооса, из которых один чертит данные материалы, а другой сам чертится испытуемым материалом.

динамическая (удаорная) прочность – способность материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Она характеризуется работой Дж/м 3 /количеством работы/, затраченной на разрушение образца, отнесенной к единице объема материала/. Испытание проводят на специальном приборе – копре

Истираемость – способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий, истирание определяют на специальных машинах /круги истирания, пескоструйные машины и др./ и выражают потерей массы образца, отнесенной к площади истирания

где mo,mи– масса образца до и после испытания, г;F– площадь истирания, см 2

Механический износ – способность уменьшаться в массе и объеме под действием ударных и истирающих усилий. Ииз = [(mo— mиз)/ mo] * 100, % (1.33.)

Где: mo, mиз – масса образца до и после испытания, г.

1.6. Деформативные свойства.

Под влиянием внешних факторов материалы могут изменять свои размеры и форму, т.е. деформироваться.

При приложении к материалу /образцу/ внешних сил изменяются расстояния между атомами, происходит изменение линейных размеров деформируемого тела на значение ∆ℓ в направлении действия сил /при растяжении – удлинение, при сжатии – укорочение/

Мерой деформации является относительная деформация ε, равная отношению абсолютной деформации ∆ℓ к первоначальному значению линейного размера образца ℓо

где: ℓо– первоначальная рабочая длина образца, мм; ℓк– конечная длина после разрыва, м ε – относительная деформация

∆ℓ — абсолютная деформация

Различают деформации: I.упругие– исчезающие после снятия нагрузи. 2.пластические или остаточные– не исчезающие после снятия нагрузки.

Механические свойства того или иного материала характеризуются диаграммой растяжения (или сжатия), представляющей собой график зависимости между растягивающей силой, Р и удлинением образца ∆ℓ, или диаграммой деформаций, у которой на оси абсцисс отложены относительные удлинения — ∆ℓ/ℓ, а на оси ординат – напряжения .

На рис. 1 представлены диаграммы деформаций для стекла «а», стали «б», бетона «в», эластомера «г». По виду диаграмм деформации стекло, и бетон относятся к хрупким материалам, а сталь и эластомер к пластичным.

Хрупкие материалы под действием возрастающей статической нагрузки разрушаются /мгновенно/ в результате образования быстрого роста одной или нескольких трещин, т.е. хрупкие материалы не деформируются перед разрушением. (рис. 1,»а» и «в»).

К хрупким материалам относятся все виды природных и искусственных каменных материалов, керамические материалы, стекло и др. Пластичные материалы в этих же условиях под действием возрастающей статической нагрузки значительно деформируются, заметно изменяя свою форму и объем, и только затем разрушаются (рис. 1 б,г) металлы, металлические сплавы, ряд пластмасс, глины, резины и др.

А

В

Е Е Е Е

Рис.1.1. схемы диаграмм деформаций Е от напряжения .

а/стекла; б/стали; в/бетона; г/эластомера;

А-В – площадь текучести

УПРУГОСТЬ– способность материала самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешних сил

модуль упругости– характеризует жесткость материала. Чем выше модуль упругости, тем менее пластичен материал.

модуль упругости Е /модуль Юнга/ связывает упругую относительную деформацию ε и одноосное напряжениесоотношением, выражающим закон Гука:

ε=/Е (1.35.)

ХРУПКОСТЬ — свойства материала под действием нагрузки разрушаться без заметной пластической деформации

пластичность– способность материала изменять форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь и сохранять их после снятия нагрузки.

ползучесть– способность материала деформироваться при длительном постоянном действии внешних сил.

релаксация– самопроизвольное снижение первоначальных напряжений в материале за счет внутренней перегруппировки атомов и переориентации внутримолекулярной структуры.

предельная растяжимость– деформация материала в момент разрушения при центральном растяжении.