М. Н. Торгонский

Основы строительного дела

Торгонский М. Н. Основы строительного дела. М.—Л., ГОСЛЕСБУМИЗДАТ, 1961.

Раздел I

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ИЗДЕЛИЯ И ДЕТАЛИ

Глава I


ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

§ 1. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

с. 6 Для того чтобы правильно выбрать строительные материалы, необходимо знать их основные физико-механические свойства: удельный и объемный вес, плотность и пористость, водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, прочность, упругость, твердость.

Удельный вес. Удельным весом называется вес единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии. Удельный вес выражается в граммах в, кубическом сантиметре (г/см3). Удельный вес стали равен 7,85; древесины (независимо от породы) 1,53; каменных материалов 2,2—3,3.

Объемный вес. Объемным весом называется вес единицы объема материала в его естественном состоянии.

Объемный вес строительных материалов необходимо знать при расчете строительных конструкций зданий и сооружений и выборе грузоподъемных и транспортных средств. Объемный вес выражается в килограммах в кубическом метре (кг/м3).

Плотность и пористость. Плотностью называют степень заполнения всего объема, занимаемого телом, его веществом. Плотность удобнее выражать в процентах.

Пористость характеризуется отношением объема пор ко всему объему и измеряется в процентах. Пористость дополняет величину плотности до 100 %.

Водопоглощение и водопроницаемость. Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать воду. Ею определяется отношение (в процентах) разности веса образца материала в насыщенном водой и сухом состоянии к весу сухого образца (весовое) или отношение объема поглощаемой образцом воды к объему образца (объемное).

Водопроницаемость — это способность материала пропускать воду под давлением. Она зависит от плотности и строения с. 7 материала и давления воды. Водопроницаемость характеризуется количеством воды, прошедшей в единицу времени через 1 см2 поверхности материала при заданном давлении воды.

Такие материалы, как сталь, стекло, считаются водонепроницаемыми.

Морозостойкость. Морозостойкостью называется способность материалов и деталей в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без внешних признаков разрушения и значительного падения прочности.

Количество циклов (Мрз) устанавливается по шкале от 5 (Мрз) до 200. При назначении количества циклов повторного замораживания учитываются климатические условия, назначение конструкций, класс сооружения.

Теплопроводность. Теплопроводностью материала принято считать возникающую вследствие разности температур способность его передавать тепло через толщу от одной своей поверхности и другой. С увеличением плотности и влажности материала возрастает и его теплопроводность. Теплопроводность выражается коэффициентом теплопроводности λ (в ккал/м ∙ час ∙ град).

Теплоемкость. Способность материала поглощать определенное количество тепла при нагревании называется теплоемкостью, определяемой коэффициентом удельной теплоемкости C (в ккал/кг ∙ град).

Огнестойкость. Это способность материалов выдерживать без разрушения действие высокой температуры и резкое охлаждение водой при пожарах. Различают несгораемые, трудносгораемые и сгораемые материалы.

Несгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются; трудносгораемые — под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются; сгораемые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

Кроме огнестойкости, различают еще огнеупорность, т. е. свойство строительных материалов длительно противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур от 1580° и более.

Огнеупорные материалы применяются для внутренней футеровки металлургических, стеклоплавильных и других печей специального назначения, топок котлов и т. п.

Прочность. Сопротивление материала разрушению внешними силами называется прочностью. Прочность — основная характеристика механических свойств материала. Она зависит как от вида материала, так и от его структуры. Прочность материала определяется пределом прочности, т. е. напряжением, при с. 8 котором происходит разрушение образца. Предел прочности обозначается буквой R и выражается в килограммах на квадратный сантиметр.

Упругость. Упругостью называется свойство материала восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия внешних сил, под воздействием которых форма материала получила изменение.

Упругой называется деформация, исчезающая после устранения вызвавшей ее силы. При увеличении напряжений до определенного значения в некоторых телах появляются пластические деформации, которые не исчезают после устранения силы и называются остаточными.

Примером упругого тела является резина, которая без разрушения может испытывать большие упругие деформации.

Твердость. Это способность твердого тела оказывать сопротивление вдавливанию в него другого, более твердого тела.

Наибольшее распространение для определения твердости металлов, древесины и бетона получили методы, основанные на вдавливании стального шарика (методы Бринеля и Роквелла).

Размерность твердости по Бринелю выражается в килограммах на квадратный миллиметр сферической поверхности отпечатка шарика.

Наиболее распространенным для определения твердости минералов является метод царапания по Моосу (шкала Мооса).