 |
Физико-химические и механические свойства
|
|
|
|
Гигроскопичность – способность материала сорбировать воду из окружающей среды. Ее величина (% к объему или массе) зависит от пористости, состава и удельной поверхности. Чем они выше, тем гигроскопичнее материал. При увлажнении из-за гигроскопичности прочность материала понижается благодаря растворению компонентов или примесей(например, глин) и новообразований. Гигроскопичность материала проявляется в результате физико-химической адсорбции паров воды материалом и их капиллярной конденсации. Чем выше капиллярная пористость материала и меньше радиус капилляров, тем больше его гигроскопическое влагосодержание. Последнее определяется как отношение массы воды, поглащенной из воздуха, к массе сухого материала. Максимальное гигроскопичное влагосодержание определяется как равновесное влагосодержание при относительной влажности воздуха равное 1 и постоянной температуре.
Гигроскопичность, например, теплоизоляционных материалов является недостатком, так как вода обладает более высокой теплопроводностью.
Гигроскопичность – процесс обратимый. Материал способен отдавать влагу в окружающую среду. Влагоотдача измеряется количеством воды, которое испаряется в течение 24ч при относительно влажности воздуха 60 % и температуре 20С. Если между влажностью воздуха и материала насупит равновесие, то материал окажется в воздушно – сухом состоянии.
Гидрофильность – способность поверхности материала смачиваться водой.
Она облегчает процессы адсорбции воды, набухание. Минеральные материалы в большинстве своем являются гидрофильными.
Гидрофобность – свойство материала не смачиваться водой.
Вязкость – внутреннее течение, проявляющееся при движении слоёв жидкости. Зависит от когезионных связей между молекулами, макромолекулами в сконденсированной фазе и между частицами в дисперсионных системах.
|
|
|
Имеет большое значение в процессах получения асфольто-, дегте-, полимербетонов, эмульсий, клеев, шламов. Ее важно оценивать при определении энергии перемешивания систем заполнитель – вяжущее, жидкий дисперсных систем (эмульсий и паст). Она определяет эффективность процессов смачивания и растекания вяжущих по поверхности заполнителей в процессе получения материалов.
Различают несколько видов вязкости:
Динамическая (в Ньютонах)
Кинематическая (отношение динамической вязкости к плотности, в СТОКСАХ)
Условная – истечение жидкости через отверстие определенного диаметра при определенной температуре 9в секундах)
Относительная – отношение вязкости воды к вязкости испытуемой жидкости
Ударная – отношение работы разрушения при ударной нагрузке к площади сечения образца (для твердых тел)
Адгезия, когезия, аутогезия характерны для всех органических вяжущих материалов.
Под адгезией понимают сцепление между двумя приведенными в соприкосновение разнородными материалами.
Величина адгезии жидкости к твердому телу характеризуется краевым углом, составленным касательной к поверхности капли жидкости и к твердой поверхности.Чем больше краевой угол, тем ниже адгезия.
Аутогезия – сцепление между однородными вяжущими (например, битум на поверхности заполнителя и битум в объёме)
Когезия – внутреннее сцепление материала, оценивается прочностью материала на разрыв.
Под механическими свойствами материалов понимают их способность сопротивляться разрушению и деформированию под действим внешних сил.
К ним относят:
Деформативность – свойства материала изменять свои размеры и форму под действием нагрузки.
Виды деформации:
|
|
|
Упругая (обратимая), полностью исчезающая после снятия нагрузки
Пластическая (остаточная)
Для дорожно-строительных материалов характерны: сжатие, растяжение при изгибе и сдвиг.
Усталость материала – процесс постепенного накопления повреждений в материале под действием переменных напряжений, приводящий к изменению е го свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению материала, поэтому к материалам применяются понятия усталостная прочность (прочность при заданном числе циклов нагружения) и усталостная долговечность (число циклов нагружения до разрушения или до достижения установленной прочности).
Твердость – свойство материала сопротивляться вдавливанию в него более твердого тела. Твердость каменных материалов определяется по шкале Мооса из 10 минералов.
Твердость металла или цементного бетона определяется путем вдавливания стального шарика, твердость битума – вдавливанием стальной иглы.
Чем выше твердость, тем меньше истираемость – выражается потерей массы образца отнесённой к площади истирания. Истираемость определяется на специальных испытательных машинах – кругах истирания.
Износ – свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и удара. (Определяется в специальных ополочных барабанах).
Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних разрушений, вызванных внешними воздействиями (механическими нагрузками, температурными деформациями и т.д.)
Прочность оценивается пределом прочности R – физическая величина, численно равная силе приходящейся на единицу площади сечения тела (измеряется в МПа).
Прочность хрупких материалов обычно характеризуется пределом прочности при сжатии и изгибе. Пластичные – пределом прочности при растяжении(условное напряжение, которое сможет выдержать образец без разрушения при равномерной деформации)
На результат измерения прочности сильно влияют такие факторы как:
Размер образца
Скорость деформирования образца
Температура образца
|
|
|
