Шпаргалка по "Строительству"

1.1. Буд. мат-це різні за складом, структурою, формою та властивостями речовини, які застосовуються на будівництві. До них належать речовини органічного і неорганічного походження (природні або штучні, спеціально синтезовані людиною). Вироби-закінчені елементи, що виготовляються з буд мат. Залежно від подальшого використання виробів використовують потрібні матеріали з відповідними властивостями, які б надали виробам потрібних характеристик. Так розрізняють вироби з природного каменю, керамічні вироби, вироби з мінеральних розплавів, металеві вироби. Конструкції-ел. будівель і споруд, які мають певну форму, розміри, вл. І вигот. з виробів і матеріалів.

1.2.Структура матер.-загальна к-сть властивостей, які обумовлюють здатність матеріалу протистояти дії зовнішніх сил до його руйнування. 2.1. Структура речовини обумовлена хімічним і мінералогічним складом (SiO2 – кварцовий пісок, CaCO3MgCO3 доломіт, графіт С), 2.2. структура с-ми (структура порового простору – пористість – з пористістю зв’язані такі технічні властивості матеріалу як міцність, водопоглинання, морозостійкість, теплопровідність. Легкі пористі матеріали мають зазвичай невелику міцність і велике водопоглинання, щільні – значну міцність і незначне водопоглинання), 2.3. структура зв’язків (обумовлена хім.., мін. Складом, пористістю). Вибираючи матеріал для різних споруд та умов експлуатації, необхідно орієнтуватися не лише на числове значення пористості, а й на будову пор – будівельні матеріали навіть із незначною пористістю, але з невеликими або переважно закритими порами мають невелике водопоглинання і значну морозостійкість, тоді як матеріали з таким самим числовим показником пористості, але з відкритими порами не можуть застосовуватись у місцях з великою вологістю.

1.3.Істина густина - це маса одиниці об'єму матеріалу в «абсолютно» щільному стані (без пор, пустот) р=m/Va. Проте у природі абсолютно щільних матеріалів дуже мало, переважно більшість – це пористі матеріали, об’єм яких у природному стані складається скл. з об’єму пор і об’єму твердого тіла. О.п. може бути заповнений повітрям і водою. Отже, середня густина – це маса одиниці об’єму матеріалу в природному стані (разом з порами і пустотами). Показник рм має більше практичне значення і тісно пов’язане з властивостями буд. мат. (пористістю, міцністю, теплопровідністю, водонепроникністю) Іг має допом. Значення – вик для визн орієнт теплопров. Наприклад: цегла керамічна звичайна рі=2.65-2.7, рм=1600-1800 кг/м2, мінеральна вата – рі=2.4-2.7, рм=75-150. Величина рм залежить від хім. І мін. Складів матеріалу, але більшою мірою від розміру і кількості пор і пустот.

1.4.Істина густина - це маса одиниці об'єму матеріалу в «абсолютно» щільному стані (без пор, пустот). Середня густина - це маса одиниці об'єму матеріалу в природному стані (разом з порами і пустотами). Зміна співвідношення істинної і середньої густини матеріалу, безумовно, впливає на його міцність та інші характеристики. Чим менша різниця між істиною і середньою густиною тим: 1)міцніший матеріал: 2)менше водопоглинання; 3)менша пустотність; 4) менша пористість; 5) більша теплопровідність; 6) більша морозостійкість; 7) менша паропроникність. Прикладом може бути перліт і вулканічний туф – спільність цих двох порід є те, що головним мінералом їх складу є аморфний кремнезем, властивості перліту – рм=920-2400, Рст=25-100МПа. Вулканічний туф – порода, що утв. Внаслідок ущільнення і природного зцементування вулканічного попелу і пісків, має пористу будову – рм=800-1350, Рст=8-12Мпа. Вулканічний туф має склоподібну структуру, пористість – 50-70%

1.5.Водонепроникність - це здатність матеріалу не пропускати воду при заданому тиску за встановлений час. Структура - це сукупність властивостей матеріалів, які обумовлюють здатність матеріалу протистояти дії зовнішніх сил до самого руйнування. Зміна співвідношення істинної і середньої густини матеріалу та його структура (ступінь кристалічності) впливає на його водонепроникність таким чином: чим менша різниця між істиною і середньою густиною і чим більший ступінь кристалічності, тим більша водонепроникність матеріалу. Прикладом може служити базальт, який має малу різницю між істиною і середньою густиною і високий ступінь кристалічності тому і має високу водонепроникн.

1.6.Водонепроникність це здатність матеріалу не пропускати воду при заданому тиску за встановлений час. Зміна співвідношення істинної і середньої густини матеріалу впливає нa його водонепроникність таким чином: чим менша різниця між істиною і середньою густиною, тим більша водонепроникність, тому що щільні матеріали менше пропускають воду у свої пори. Прикладом може служити базальт (2,8—3,3; 2800-3300), який має високу водонепоникність, і дуб ( 1,55; 700—900), який має низьку водонеп.

1.7.Істинна густина - маса одиниці об'єму матеріалу в абсолютно щільному стані. Середня густина фізична величина, яка характеризується відношенням маси тіла або речовини до всього зайнятого ним об'єму. Відношення істинної густини до середньої характеризує ступінь заповненості об'єму матеріалу твердою речовиною (коефіцієнт щільності), що в свою чергу значною мірою впливає на морозостійкість та теплопровідність даного матеріалу чи речовини. Найбільш морозостійкими є: щільні матеріали з низьким водопоглинанням, однорідні за структурою. Найсильніше на теплопровідність впливає пористість. Пористість (П) - ступінь наповненості об'єму будівельного матеріалу порами розміром 1...3 мм, що визначається за формулою П=1-р/ р_м. Чим менша середня густина матеріалу тим більша її пористість і тим менша її теплопровідність. А чим більша густина матеріалу тим більша його теплопровідність. Теплопровідність повітря 0.023 Вт/(м*К); алюмінію -150 Вт/(м*К)

1.8.Пористість - це ступінь наповненості об'єму будівельного матеріалу порами розміром не більше 1..Змм Пористість матеріалу залежить від його середньої та істинної густини і визначається за формулою П= 1-р/р_м. Пористість впливає на міцність, водонепроникність, морозостійкість, теплопровідність матеріалу. Міцність матеріалу одного виду залежить від його середньої густини й буде тим більшою, чим більшою буде густина. Матеріали поділяються на водопроникні та водонепроникні. До водонепроникних належать абсолютно щільні матеріали (скло), а до водопроникних відносять матеріали, що мають високу пористість(а отже і малу щільність). Пористість впливає, також, і на морозостійкість матеріалу: найбільш морозостійкими є щільні матеріали з низьким водопоглинанням. Найсильніше на теплопровідність матеріалу впливає його пористість. Чим більша пористість, тим менша теплопровідність. А чим більша густина матеріалу тим більша його теплопровідність. Теплопровідність повітря - 0.023 Вт/(м*К); алюмінію -150 Вт/(м*К).

1.9.Водостійкість - це здатність матеріалу зберігати міцність при тимчасовому чи постійному зволоженні водою. Водостійкість характеризується коефіцієнтом розм'якшення, який визначається відношенням міцності насиченого водою матеріалу до його міцності в сухому стані. Водостійкими вважаються будівельні матеріали з коефіцієнтом розм'якшення понад 0,8. Це означає, що кам'яні природні та штучні матеріали з К<0,8 не можна застосовувати в місцях з підвищеною вологістю. Деякі матеріали при зволоженні втрачають міцність і деформуються (цегла-сирець, К=0); такі матеріали як скло не змінюють міцності (К = 1), а цементний бетон може навіть підвищувати її.

1.10.Водопоглинання - властивість матеріалу вбирати й утримувати в собі воду. Водопоглинання за масою Wm визначають як відношення кількості поглинутої води mв до маси сухого матеріалу mс (*100%). Водопоглинання за об'ємом Wо характеризується ступенем наповненості пор матеріалу водою при насиченні, виражається відношенням об'єму матеріалу в природному стані V. Водопоглинання за об'ємом іноді називають уявною пористостю на відміну від істинної пористості. При насиченні матеріалу під тиском або при кип'ятінні у воді асоціативні комплекси молекул розпадаються, вода заповнює всі відкриті пори і показник водопоглинання за об'ємом в цьому разі чисельно відображає відкриту пористість матеріалу. Якщо всі пори відкриті, то Wо=П. Закрита пористість не впливає на водопоглинання, а відкрита підвищує його. Водопоглинання за об'ємом завжди менше за 100%, а за масою для дуже пористих матеріалів (теплоізоляційних) з відкритими порами може значно перевищувати 100%, що має місце, наприклад, для пінополіоритану. Таким чином, водопоглинання матеріалу пов'язане з показником середньої густини, залежить від характеру пористості й коливається в широких межах для різних будівельних матеріалів, % за масою: для керамічної цегли - 8...20, важкого бетону- 2..6, вапняку - 1,5...3, граніту - 0,02..0,70. Насичення матеріалів водою істотно позначається на інших властивостях: підвищується середня густина, теплопровідність, знижується міцність, морозостійкість.

1.11.Водонепроникність здатність матеріалу не пропускати воду при заданому тиску за встановлений час. До водонепроникних належать абсолютно щільні матеріали (скло), а також практично водонепроникні матеріали з дуже малими закритими порами (пінополістирол, газоскло). Середня густина - це маса одиниці об'єму матеріалу в природному стані (разом з порами і пустотами). Тому середню густину потрібно збільшувати, за рахунок зменшення пор та пустот. Наприклад потрібно збільшувати густину бетону, щоб вода не фільтрувалася крізь товщу бетону і не знижувала його міцність. Співвідношення середньої та істинної густини повинне бути близьким 1, щоб забезпечити найкращу водонепроникність. Пористість - це ступінь заповнення об'єму матеріалу порами. Її виражають у процентах. Цей процент потрібно знижувати, щоб він наближався до нуля. Наприклад пінопласти, піноскло, мінеральна вата.

1.12.Кожний матеріал має своє граничне число к-сті навперемінних заморожувань і відтавань при якому фіз. Та фіз.-мех хар-ки матеріалу змінюються у нормованих межах. Проте з кожним новим циклом зам. Та відтавань показники міцності знижуються, що безпосередньо визнач довговічністю матеріалу. Вимогою для мат, що піддаються замерзанню –відтав. Є: щільність матеріалу (щ=рм/р), низьке водо поглинання, однорідність за структурою і матеріали, що мають високий коефіцієнт розм’якшення К>0.9.

Під дією від'ємних температур вода у крупних порах замерзає, перетворюючись на лід зі збільшенням  об'єму приблизно на 9%, що призводить до виникнення тиску на стінки пор, який становить біля 210 МПа при  температурі -20°. При цьому в матеріалі  з'являються внутрішні напруження, які можуть спричинити його руйнування, особливо, якщо коефіцієнт водопоглинання наближається до 1, тобто всі пори відкриті. Регулювання морозостійкості (це здатність матеріалу витримувати  у водонасиченому стані багаторазове навперемінне замороження й відтавання без суттєвих втрат міцності й  маси) можливе за рахунок зміни  капілярно-пористої структури матеріалу  в процесі його виготовлення та застосування поверхнево-активних речовин. Пористі  матеріали вважаються морозостійкими, якщо ступінь заповнення водою всіх доступних пор (відкриті пори) становить 80-85%. Коефіцієнт розм'якшення морозостійких  матеріалів має бути не нижчим 0,9.

1.13. Морозостійкість-це здатність матеріалу витримувати у водонасиченому стані багаторазове навперемінне заморожування й відтавання без суттєвих витрат міцності і маси. Пористість-це ступінь заповнення об'єму матеріалу порами. Її виражають у процентах або у частках одиниці (коли загальний об'єм матеріалу прийметься за 1) Відкрита пористість або уявна пористість - відносний об'єм пор матеріалу, які сполучаються із зовнішнім середовищем, її можна визначити як відношення сумарного об'єму всіх пор, насичених водою, до загального об'єму матеріалу. Закрита пористість - відносний об'єм пор матеріалу, які не сполучаються із зовнішнім середовищем.

Під дією від'ємних температур вода у крупних порах замерзає, перетворюючись на лід зі збільшенням об'єму приблизно  на 9%, що призводить до виникнення тиску  на стінки пор, який становить біля 210 МПа при температурі -20°. При  цьому в матеріалі з'являються  внутрішні напруження, які можуть спричинити його руйнування, особливо, якщо коефіцієнт водопоглинання наближається до 1, тобто всі пори відкриті.

Морозостійкість пов’язана  із рі і рм – чим менша різниця  тим щільнішим є матеріал і  відповідно з більшою морозост.

1.14.Середня густина  - це маса одиниці об'єму матеріалу в природному стані (разом з порами і пустотами). Тому середню густину потрібно збільшувати, за рахунок зменшення пор та пустот. Збільшити рм можна за рахунок ПАР, які дод. В процесі виготовл. Наприклад потрібно збільшувати густину бетону, щоб вода не фільтрувалася крізь товщу бетону і не знижувала його міцність. Співвідношення середньої та істинної густини повинне бути близьким 1, щоб забезпечити найкращу водонепроникність і морозостійкість.

1.15.Теплопровідність- це здатність матерілу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої за наявності різниці температур на цих поверхнях. Така здатність характеризується коефіцієнтом теплопровідності. Коефіцієнт теплопровідності - кількість тепла, що проходить крізь зразок матеріалу завтовшки 1 м ,площею 1м2 за 1с при різниці температур на протилежних сторонах зразка в 1гр. Найбільше на теплопровідність впливає пористість. Чим менша середня густина матеріалу, тим більше у ньому пор, наповнених повітрям. Будівельні матеріали з дрібними й закритими парами менш теплопровідні, тоді як матеріали з великими та сполученими порами характеризуються вишим показником теплопровідності, оскільки в таких порах виникає рух повітря, що супровуджується перенесенням теплоти

1.16. Теплопровідність — це здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої за наявності різниці температур на цих поверхнях. Така здатність характеризується коефіцієнтом теплопровідності. Середня густина - це маса одиниці об'єму матеріалу в природному стані (разом з порами і пустотами). Чим більша середня густина, тим більший коефіцієнт теплопровідності. Так повітря має найменшу теплопровідність. Теплопровідність кристалічних речовин вища, ніж аморфних. Наприклад, такі щільні мінеральні матеріали, як граніт і скло з середньою густиною майже 2700кг/м3, значно відрізняються за теплопровідністю: для граніту (кристалічний матеріал) 2,8Вт/(мК), для скла (аморфний матеріал) 0,8Вт/(мК). Матеріали органічного походження порівняно з мінеральними при однаковій середній густини мають меншу теплопровідність.

1.17. Значення теплопровідності залежить від ступеня пористості й характеру пор, структури, вологості, температури, а також від виду матеріалу. Найбільше на теплопровідність впливає пористість. Чим менша середня густина матеріалу, тим більше у ньому пор, наповнених повітрям. З усіх природних та штучних речовин повітря має найменшу теплопровідність - 0,023 Вт/(мК), тому теплопровідність сухих легких пористих матеріалів невелика і має проміжне значення між теплопровідністю твердої речовини та повітря. Проте показник теплопровідності залежить не лише від кількості, а й від розміру та форми пор. Будівельні матеріали з дрібними й закритими порами менш теплопровідні, тоді як матеріали з великими та сполученими порами характеризуються вищим показником теплопровідності, оскільки в таких порах виникає рух повітря, що супроводжується перенесенням теплоти (конвекція). Необхідно враховувати, що матеріали одного й того самого походження, але різного структурного стану, можуть мати різну теплопровідність. Так, волокнисті матеріали мають неоднакову теплопровідність в різних напрямах. Наприклад, для сухої соснової деревини, якщо тепловий потік спрямований вздовж волокон, то 0,17 Вт/(мК), а якщо впоперек, 0,34 Вт/(мК). Теплопровідність кристалічних речовин вища, ніж аморфних. Наприклад, такі щільні мінеральні матеріали, як граніт і скло з середньою густиною майже 2700 кг/м3, значно відрізняються за теплопровідністю: для граніту (кристалічний матеріал) 2.8 Вт/(мК), для скла (аморфний матеріал) >0,8 Вт/(мК). Матеріали органічного походження порівняно з мінеральними при однаковій середній густини мають меншу теплопровідність. Отже, для виготовлення теплоізоляційних матеріалів необхідно використовувати аморфні, або менш кристалізовані  речовини, а також захищати вироби від зволоження.