На что влияет плотность материала
Как влияет плотность на прочностные и теплотехнические свойства
Теплотехническими свойствами— теплопроводность, теплоизоляция, теплоемкость огнестойкость, огнеупорность. Плотность — это соотношение массы материала к его объему; измеряется она в кг/м3. Низкая плотность предполагает большую пористость. Обширный объем пустот внутри материала снижает его теплопроводность, улучшая теплозащитные свойства.
Под теплоизоляцией обычно подразумеваются строительные материалы с пористой или волокнистой структурой. Воздух, находящийся в порах или между волокнами, плохо проводит тепло и обеспечивает теплозащитные свойства материалов. Все свойства утеплителя, такие как теплопроводность, паро-и воздухопроницаемость, взаимосвязаны.Под теплопроводностью подразумевается способность материалов транспортировать тепловую энергию от более нагретых частей тела к менее нагретым, что приводит к выравниванию температуры.Теплоемкость — свойство материала поглощать тепло при повышении температуры.Морозостойкость — это способность материала без разрушения выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание.
Прочность (на сжатие, изгиб, растяжение, сопротивление трещинообразованию) — способность материалов сопротивляться разрушению под действием внешних сил, вызывающих деформации и внутренние напряжения. Прочность теплоизоляционных материалов зависит от структуры и пористости. Жесткий материал с мелкими порами более прочен, чем материал с крупными неравномерными порами.
7. Какие свойства характеризуют отношение материала к действию воды?
Свойство– характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации.Качество– совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением.
Свойства строительных материалов и изделий классифицируют на три основные группы: физические, механические, химические, технологические и др
В нашем случае мы расматриваем гидрофизические свойства:
1.Водопоглощение — способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение характеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры. 2. Водостойкость — свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. 3. Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости зависит от пористости материала, формы и размеров пор. Чем больше в материале замкнутых пор и пустот, тем меньше его водопроницаемость. 4.Влажность — это степень содержания влаги в материале. Зависит от влажности окружающей среды, свойств и структуры самого материала. 5. Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдержать требуемое число циклов попеременного замораживания и оттаивания. Благодаря высокой плотности и низкому водопоглощению кровельные материалы имеют высокую морозостойкость.
Плотность ткани: виды и способы определения
Ткань – это полотно текстильного происхождения, которое изготавливается путем переплетения натуральных или синтетических нитей. Все ткани имеют определенные свойства, от которых и зависит выбор типа полотна для пошива изделия:
Плотность ткани – это важный параметр, который напрямую влияет на выбор материала для шитья. Чем плотнее материал, тем больше нитей переплетены на одном квадратном сантиметре. При этом у ткани всегда есть два вида плотности: по утку и по основе:
Эти показатели могут совпадать, а могут быть и разными.
Плотность ткани может варьироваться от малой до сильно плотной, при этом для производства и конечного покупателя значение имеет поверхностная (от 25 до 690 гр./м²). Определить ее можно несколькими способами:
Как определить плотность ткани
Покупатели могут легко определить плотность ткани, используя данные на этикетке изделия. Производители всегда размещают актуальную информацию, которая понадобится для ухода за вещами.
Если этикетка отсутствует или вы собираетесь шить одежду или постельное белье самостоятельно, воспользуйтесь таблицей плотности популярных тканей.
Важный факт: плотность влияет на прочность полотна. Материал, состоящий из тончайших нитей, располагающихся близко, будет прочнее на разрыв, чем тот, который состоит из толстых нитей, располагающихся на некотором расстоянии.
Ткань бывает разной плотности: абсолютная, линейная, поверхностная и максимальная. Абсолютная – это фактическая величина, которая показывает, сколько нитей на самом деле находится на одном квадратном сантиметре. При этом толщина нитей может быть разной, что будет влиять на показатель.
Рассмотрим остальные виды более подробно.
Максимальная
Количество нитей одинаковой толщины, которое помещается в квадратном сантиметре полотна без сжимания и деформирования, называется максимальной плотностью. Для каждого типа материала она может быть разной – все зависит от фактуры нитей и вида сырья.
Линейная
Линейная отвечает за фактуру полотна. Это процентное соотношение абсолютной и максимальной величин. Что это значит на практике? Ткань может состоять из нитей разной толщины, фактуры и происхождения. В зависимости от того, насколько близко они расположены по всему объему полотна, формируется характерный рельеф. Чем ниже процентный показатель, тем больше промежутков между нитями. Величина в 100% говорит о том, что нити расположены максимально близко друг к другу. Если линейная плотность выше 100%, ткань приобретает выпуклый рельеф за счет наслоения нитей друг на друга и перекручивания.
Поверхностная
Конечная величина, которая имеет определяющее значение как при изготовлении, так и при покупке изделия. От нее зависит множество остальных показателей материала: гигроскопичность и воздухопроницаемость, гладкость и мягкость, способность сохранять тепло и отводить влагу от тела, устойчивость цвета.
На поверхностную плотность ткани влияет и способ переплетения нитей:
Для чего нужно знать плотность ткани
Плотность ткани – это величина, которая определяет назначение изделия. Например, для того, чтобы сшить качественную одежду и аксессуары для походов, необходимо использовать плотный материал, устойчивый к изменениям температуры, влаге и ветру. Для этих целей подойдет плащевка, а также некоторые синтетические ткани.
Для легкой летней одежды используется лен, шелк и хлопок малой плотности. Это делается для того, чтобы одежда пропускала воздух и одновременно отводила от тела лишнюю влагу. Также такие материалы принято использовать в производстве детской одежды.
Ткани средней и высокой плотности используются в производстве постельного белья. Чем плотнее постельное белье, тем оно долговечнее, но более требовательное в уходе. Исключение – сатиновое белье, которое не мнется и способно выдержать более 600 стирок.
При пошиве верхней одежды применяются материалы различной плотности. Современные дизайнеры успешно экспериментируют не только с формой, но и содержанием, создавая сверхпрочные драповые пальто в стиле милитари и кружевные, почти воздушные кардиганы и куртки бохо.
Чем ткань менее плотная, тем она быстрее сохнет, но ее нельзя стирать в машинке и выкручивать. Зато она почти не мнется и отлично драпируется, в отличие от плотных материалов.
В интернет-магазине OnlineTkani можно получить подробную консультацию по всем типам тканей и приобрести любой материал по выгодным ценам.
Плотность вещества
Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).
Масса
Начнем с самого сложного — с массы. Казалось бы, это понятие мы слышим с самого детства, примерно знаем, сколько в нас килограмм, и ничего сложного здесь быть не может. На самом деле, все сложнее.
В Международном бюро мер и весов в Париже есть цилиндр массой один килограмм. Материал этого цилиндра — сплав иридия и платины. Его масса равна одному килограмму, и этот цилиндр — эталон для всего мира.
Высота этого цилиндра приблизительно равна 4 см, но чтобы его поднять, нужно приложить немалую силу. Необходимость эту силу прикладывать обуславливается инерцией тел и математически записывается через второй закон Ньютона.
Второй закон Ньютона
F = ma
В этом законе массу можно считать неким коэффициентом, который связывает ускорение и силу. Также масса важна при расчете силы тяготения. Она является мерой гравитации: именно благодаря ей тела притягиваются друг к другу.
Закон Всемирного тяготения
F = GMm/R2
M — масса первого тела (часто планеты) [кг]
m — масса второго тела [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная
G = 6.67 × 10-11 м3 кг-1 с-2
Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз. Когда думаешь об этом, хочется взвешиваться исключительно на Луне🙃
Откуда берется масса
Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Доказано, что у электрона, например, масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.
Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не существовало бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.
Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.
Бозон Хиггса невозможно представить. Это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.
Объем тела
Объем — это физическая величина, которая показывает, сколько пространства занимает тело. Это важный навык — уметь объемы соотносить. Например, чтобы посчитать, сколько пластиковых шариков помещается в гигантский бассейн.
Например, чтобы рассчитать объем прямоугольного параллелепипеда, нам нужно перемножить три его параметра.
Формула объема параллелепипеда
V = a*b*c
А для цилиндра будет справедлива такая формула:
Бетонный куб со стороной 10 см
График зависимости плотности воды от температуры
Металлический пикнометр
где D – оптическая плотность; F0 – поток излучения, падающий на объект; F – поток излучения, прошедший через объект или отражённый от него).
Денситометр ДП 5004| Материал | Плотность, кг/м 3 | |
| истинная | средняя | |
| Стали | 7850—7900 | 7800—7850 |
| Гранит | 2700—2800 | 2600—2700 |
| Известняк (плотный) | 2400—2600 | 1800—2400 |
| Песок | 2500—2600 | 1450—1700 |
| Цемент | 3000—3100 | 900—1300 |
| Керамический кирпич | 2600—2700 | 1600—1900 |
| Бетон тяжелый | 2600—2900 | 1800—2500 |
| Сосна | 1500—1550 | 450—600 |
| Поропласты | 1000—1200 | 20—100 |
На величину средней плотности влияет влажность материала: чем выше влажность, тем больше средняя плотность. Среднюю плотность материалов необходимо знать для расчета их пористости, теплопроводности, теплоемкости, прочности конструкций (с учетом собственной массы) и подсчета стоимости перевозок материалов.
Пористостью материала называют степень заполнения его объема порами. Пористость П дополняет плотность до 1 или до 100 % и определяется по формулам:
Пористость различных строительных материалов колеблется в значительных пределах и составляет для кирпича 25—35%, тяжелого бетона 5—10%, газобетона 55— 85%, пенопласта 95 %, пористость стекла и металла равна нулю. Большое влияние на свойства материала оказывает не только величина пористости, но и размер, и характер пор: мелкие (до 0,1 мм) или крупные (от 0,1 до 2мм), замкнутые или сообщающиеся. Мелкие замкнутые поры, равномерно распределенные по всему объему материала, придают материалу теплоизоляционные свойства.
Плотность и пористость в значительной степени определяют такие свойства материалов, как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, тепло-проводность и др.
Водопоглощение — способность материала впитывать воду и удерживать ее. Величина водопоглощения определяется разностью массы образца в насыщенном водой и абсолютно сухом состояниях. Различают объемное водопоглощение Wv, когда указанная разность отнесена к объему образца, и массовое водопоглощение Wm, когда эта разность отнесена к массе сухого образца. Водопоглощение по объему и по массе выражают в процентах и вычисляют по формулам:
Насыщение материалов водой отрицательно влияет на их основные свойства: увеличивает среднюю плотность и теплопроводность, понижает прочность.
Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении, т.е. состоянии полного насыщения материала водой, называется водостойкостью и характеризуется значением коэффициента размягчения:
где Кразм — коэффициент размягчения; Rнас — предел прочности при сжатии материала в насыщенном водой состоянии, МПа;
Rсух — то же, сухого материала.
Влажность материала определяется содержанием влаги, отнесенным к массе материала в сухом состоянии. Влажность материала зависит как от свойств самого материала (пористости, гигроскопичности), так и от окружающей его среды (влажность воздуха, наличие контакта с водой).
Влагоотдача — свойство материала отдавать влагу окружающему воздуху, характеризуемое количеством воды (в процентах по массе или объему стандартного образца), теряемой материалом в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60% и температуре 20’С.
Величина влагоотдачи имеет большое значение для многих материалов и изделий, например стеновых панелей и блоков, мокрой штукатурки стен, которые в процессе возведения здания обычно имеют повышенную влажность, а в обычных условиях благодаря влагоотдаче высыхают: вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью материала стен и влажностью окружающего воздуха, т. е. пока материал не достигнет воздушно-сухого состояния.
Гигроскопичностью называют свойство пористых материалов поглощать определенное количество воды при повышении влажности окружающего воздуха. Древесина и некоторые теплоизоляционные материалы вследствие гигроскопичности могут поглощать большое количество воды, при этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры. В таких случаях для деревянных и ряда других конструкций приходится применять защитные покрытия.
Водопроницаемость — свойство материала пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошедшей в течение 1ч через 1 см 2 площади испытуемого материала при постоянном давлении. К водонепроницаемым материалам относятся особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).
Морозостойкость — свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.
Замерзание воды, заполняющей поры материала, со-провождается увеличением ее объема примерно на 9%. в результате чего возникает давление на стенки пор, приводящее к разрушению материала. Однако во многих пористых материалах вода не может заполнить более 90% объема доступных пор, поэтому образующийся при замерзании воды лед имеет свободное пространство для расширения. Разрушение материала наступает только после многократного попеременного замораживания и оттаивания.
Паро- и газопроницаемость — свойство материала пропускать через свою толщу под давлением водяной пар или газы (воздух). Все пористые материалы при наличии незамкнутых пор способны пропускать пар или газ.
Паро– и газопроницаемость материала характеризуется соответственно коэффициентом паро- или газопроницаемости, который определяется количеством пара или газа в л, проходящего через слой материала толщиной 1м и площадью 1м 2 в течение 1ч при разности парциальных давлений на противоположных стенках 133,3 Па.
Знать теплопроводность материала необходимо при теплотехническом расчете толщины стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при определении требуемой толщины тепловой изоляции горячих поверхностей, например трубопроводов, заводских печей и т. д.
Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты и выделять ее при охлаждении.
Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, равная количеству теплоты (Дж), необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 °С. Удельная теплоемкость, кДж (кг-°С), искусственных каменных материалов 0,75–0,92, древесины — 2,4–2,7, стали — 0,48, воды — 4.187.
Теплоемкость материалов учитывают при расчетах теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, подогрева составляющих бетона и раствора для зимних работ, а также при расчете печей.
Огнестойкость — способность материала противостоять действию высоких температур и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости строительные материалы делят на несгораемые, трудно сгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К этим материалам относят природные каменные материалы, кирпич, бетон, сталь. Трудно сгораемые материалы под действием огня с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются. При-мером таких материалов могут служить древесно-цементный материал фибролит и асфальтовый бетон. Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня. К этим материалам в первую очередь следует отнести дерево, войлок, толь и рубероид.
Огнеупорностью называют свойство материала вы-держивать длительное воздействие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.
Огнеупорные материалы способны выдерживать про-должительное воздействие температуры свыше 1580°С. Их применяют для внутренней облицовки промышленных печей (шамотный кирпич). Тугоплавкие материалы выдерживают температуру от 1350 до 1580°С (гжельский кирпич для кладки печей). Легкоплавкие материалы размягчаются при температуре ниже 1350 °С (обыкновенный глиняный кирпич).
Теплопроводность — свойство материала передавать через толщу теплоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Теплопроводность материала оценивается количеством теплоты, проходящей через стену из испытуемого материала толщиной 1м, площадью 1м 2 за 1ч при разности температур противоположных поверхностей стены 1 °С. Теплопроводность измеряется в Вт/(м•К) или Вт/(м• ° С).
Теплопроводность материала зависит от многих факторов: природы материала, его строения, пористости, влажности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Материал кристаллического строения обычно более теплопроводен, чем материал аморфного строения. Если материал имеет слоистое или волокнистое строение, то теплопроводность его зависит от направления потока теплоты по отношению к волокнам, например, теплопроводность древесины вдоль волокон в 2 раза больше, чем поперек волокон.
На теплопроводность материала в значительной мере влияют величина пористости, размер и характер пор. Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые, даже если их пористость одинакова. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Теплопроводность однородного материала зависит от величины его средней плотности. Так, с уменьшением плотности материала теплопроводность уменьшается и наоборот. Теплопроводность в воздушно-сухом состоянии тяжелого бетона 1,3—1,6, керамического кирпича 0,8—0,9, минеральной ваты 0,06—0,09 Вт/(м• ° С).
Механические свойства
Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. К механическим свойствам относят прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость, износ.
Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок. Под воздействием различных нагрузок материалы в зданиях и сооружениях испытывают различные внутренние напряжения (сжатие, растяжение, изгиб, срез и др.). Прочность является основным свойством большинства строительных материалов, от ее значения зависит величина нагрузки, которую может воспринимать данный элемент при заданном сечении.
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, поэтому их с успехом применяют в различных конструкциях (балки, фермы и т.п.). работающих на изгиб.
| Материалы | Предел прочности, МПа, при | ||
| сжатии | изгибе | растяжении | |
| Гранит | 150—250 | 3—5 | |
| Тяжелый бетон | 10—50 | 2—8 | 1—4 |
| Керамический кирпич | 7,5—30 | 1,8—4,4 | — |
| Сталь | 210—600 | — | 380—900 |
| Древесина (вдоль волокон) | 30—65 | 70—120 | 55—150 |
| Стеклопластик | 90—150 | 130—250 | 60—120 |
Прочность строительных материалов обычно характеризуется маркой, которая соответствует по величине пределу прочности при сжатии, полученному при испытании образцов стандартных форм и размеров.
Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без предварительной деформации. К хрупким материалам относят природные камни, керамические материалы, стекло, чугун, бетон и т. п.
Твердость — свойство материала сопротивляться прониканию в него другого материала, более твердого. Это свойство имеет большое значение для материалов, используемых в полах и дорожных покрытиях. Кроме того, твердость материала влияет на трудоемкость его обработки.
Существует несколько способов определения твердости материалов. Твердость древесины, бетона определяют, вдавливая в образцы стальной шарик. О величине твердости судят по глубине вдавливания шарика или по диаметру полученного отпечатка. Твердость природных каменных материалов определяют по шкале твердости (метод Мооса), 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 (табл. 3). Например, если испытуемый материал чертится апатитом, а сам оставляет черту (царапину) на плавиковом шпате, то его твердость соответствует 4,5.
Истираемость — свойство материала изменяться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий. От истираемости зависит возможность применения материала для устройства полов, ступеней, лестниц, троту-9ров и дорог. Истнраемость материалов определяют в лабораториях на специальных машинах — кругах истирания.
Износом называют разрушение ‘материала при совместном действии истирания и удара.
Упругость — свойство материала деформироваться под нагрузкой и принимать после снятия нагрузки первоначальные форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости. Упругость является положительным свойством строительных материалов. В качестве примера упругих материалов можно назвать резину, сталь, древесину.
Пластичность — способность материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. Примером пластичного материала служат свинец, глиняное тесто, нагретый битум.
Химические свойства
Химические свойства характеризуют способность материала к химическим превращениям под воздействием веществ, с которыми он находится в соприкосновении. Химические свойства материала весьма разнообразны, основные из них—химическая и коррозионная стойкость. Химическая стойкость—способность материалов противостоять разрушающему влиянию щелочей, кислот, растворенных в воде солей и газов.
Коррозионная стойкость— свойство материалов со-противляться коррозионному воздействию среды.
Многие строительные материалы не обладают этими свойствами. Так, почти все цементы плохо сопротивляются действию кислот, битумы сравнительно быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей, древесина не стойка к действию тех и других. Лучше сопротивляются действию кислот и щелочей некоторые виды природных каменных материалов (диабаз, андезит, базальт), плотная керамика, а также большинство материалов из пластмасс.
Вывод: на основе описанных выше связи свойств, состава, и структуры строительных материалов можно понять что связь самая непосредственная.
Пористые материалы – структура пористая (поры замкнутые иле нет), водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность.
Что такое коррозия строительных материалов?
Коррозионная стойкость — свойство материалов со-противляться коррозионному воздействию среды.
Многие строительные материалы не обладают этими свойствами. Так, почти все цементы плохо сопротивляются действию кислот, битумы сравнительно быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей, древесина не стойка к действию тех и других. Лучше сопротивляются действию кислот и щелочей некоторые виды природных каменных материалов (диабаз, андезит, базальт), плотная керамика, а также большинство материалов из пластмасс.
Древесина — стойкость древесины различных пород к действию агрессивных сред (растворов солей, щелочей и кислот) неодинакова. Древесина хвойных пород характеризуется большей коррозионной стойкостью, чем древесина лиственных пород. При длительном воздействии кислот и щелочей древесина медленно разрушается. Интенсивность разрушения зависит от концентрации растворов, например, слабощелочные растворы, почти не разрушают древесины, а действию слабых растворов минеральных кислот она сопротивляется лучше, чем бетон. В морской воде древесина хуже сохраняется, чем в речной. Коррозией древесины можно считать её разрушение из-за гниения, полного разложения.
Металлы — коррозией называют разрушение металла под воздей-ствием окружающей среды. В результате коррозии безвозвратно теряется около 10—12 % ежегодного производства черных металлов.
Виды коррозии. В зависимости от механизма процесса разрушения металла коррозия может быть химической и электрохимической.
Химическая коррозия возникает при действии па металл сухих газов или жидкостей органического происхождения, которые не являются электролитами. Примером химической коррозии служит окисление металла при высоких температурах, в результате чего на его поверхности возникает продукт окисления—окалина. Данный вид коррозии встречается редко.
Электрохимическая коррозия образуется в результате Бездействия на металл электролитов (растворов кислот, щелочей и солей). Ионы металла переходят в раствор, при этом металл постепенно разрушается. Этот вид коррозии может также возникать при контакте двух разнородных металлов в присутствии электролита, когда между этими металлами проходит гальванический ток. В гальванической паре любых двух металлов будет разрушаться тот металл, который стоит ниже в ряду электрохимических напряжений. Например, железо в ряду напряжений расположено выше цинка, по ниже меди, следовательно, при контакте железа с цинком будет разрушаться цинк, а при контакте железа с медью–железо. В металлах, из-за наличия неоднородных структурных составляющих может возникнуть микрокоррозия. Распространяясь по границам зерен металла, она вызывает межкристаллическую коррозию.
Классификация породообразующих минералов
В природе насчитывается более 2000 минералов, но в образовании горных пород участвует лишь около 50, носят они название породообразующих. Каждый минерал характеризуется определенными химическим составом и физическими свойствами: плотностью, твердостью, прочностью, стойкостью, характером излома, блеском, цветом и др.
Большинство породообразующих минералов имеет кристаллическую структуру и обладает анизотропией свойств т.е. у анизотропных минералов физические свойства неодинаковы по различным кристаллографическим направлениям. Строительные свойства горных пород определяются химическим составом породообразующих минералов и их основными физико-механическими свойствами.
Полевые шпаты — довольно распространенные минералы, участвующие в образовании многих горных пород, По химическому составу полевые шпаты представляют собой алюмосиликаты калия, натрия или кальция. Полевые шпаты характеризуются хорошо выраженной спайностью по двум направлениям. Из разновидностей полевых шпатов в природе различают:
Большое содержание слюд придает горной породе слоистость, снижает ее прочность и стойкость, затрудняет полировку.
Какие изделия относятся к эффективной керамике?
Для уменьшения массы и толщины наружных стен взамен обычного кирпича широко применяют эффективные керамические материалы, которые характеризуются меньшей плотностью, более низкой теплопроводностью, чем обычный кирпич, но обладают достаточной прочностью.
По теплотехническим свойствам и плотности кирпич и камни в высушенном до постоянной массы состоянии подразделяют на эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен зданий и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен из обыкновенного кирпича (кирпич плотностью не более 1400 кг/м 3 и камни плотностью не более 1450 кг/м 3 ) и условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций (кирпич плотностью свыше 1400 кг/м 3 и камни плотностью 1450—1600 кг/м 3 ).
К эффективным стеновым керамическим материалам относят пустотелые керамические кирпич и камни (рис. 1). Они имеют форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями на лицевых поверхностям Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными или несквозными. Диаметр цилиндрических сквозных пустот не более 16 мм, ширина щелевидных пустот не более 12 мм. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм. Водопоглощение пустотелых изделий не менее 6%. По прочности кирпич и камни подразделяют на марки: 300, 250, 200, 175, 150, 125. 100, 75, а по морозостойкости — на марки: Мрз 15, 25, 35 и 50.
Рисунок 1. Керамический кирпич
с 19 (а), 32 (б), 18 (в) и 28 (г) пустотами
Пустотелый кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен зданий и для заполнения стен каркасных зданий. Не разрешается использовать этот кирпич для кладки стен зданий бань, прачечных и т. п. Из пустотелых камней возводят несущие стены и перегородки, стены каркасных зданий, изготовляют кирпичные панели. Применяя пустотелые керамические камни, удается снизить толщину и массу стен, снизить трудоемкость кладки и ее стоимость.
Виды стеклянных материалов и изделий
Основные сведения о стекле
Стеклом называют твердый, аморфный, прозрачный в той или иной области оптического диапазона (в зависимости от состава) материал, получаемый из переохлажденных жидких минеральных расплавов, содержащих стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия и др.) и оксиды металлов (лития, калия, магния, свинца и т. д.).
Стекольная промышленность нашей страны выпускает несколько разновидностей листового стекла: обычное оконное, витринное, армированное, узорчатое, теплопоглощающее и др.
В строительстве наиболее широко применяют неполированное бесцветное листовое оконное стекло. Его выпускают в виде листов толщиной 2—6 мм и размером от 400×400 до 1600×2200 мм, которые имеют светопропускание 85—90%.
Витринное стекло в виде крупноразмерных полированных и неполированных полотен толщиной 6–10 мм служит для остекления магазинов, ресторанов, кинотеатров, выставочных залов, вокзалов и т. п.
Армированное стекло изготовляют методом горизонтального проката с запрессовкой в расплавленную стекломассу металлической сетки. Оно обладает повышенной огнестойкостью и безопасностью. Его применяют для остекления фонарей верхнего света, перегородок и устройства ограждений балконов.
Узорчатое стекло получают прокатом бесцветной или цветной расплавленной стекломассы награвированных валках. Эта разновидность листового стекла характеризуется декоративностью и светорассеивающей способностью. Его используют в качестве элемента архитектурного оформления, а также для остекления оконных проемов, перегородок и дверей в тех случаях, когда требуется отсутствие сквозной видимости или рассеянный свет.
Теплопоглощающее стекло содержит в своем составе добавки, обеспечивающие преимущественное поглощение инфракрасных лучей солнечного спектра. Его применяют для уменьшения солнечной радиации.
В настоящее время из стекла изготовляют изделия широкой номенклатуры: пустотелые стеклянные блоки, стеклопакеты, стеклянные трубы, дверные полотна, облицовочные плитки и др.
Пустотелые стеклянные блоки получают путем сваривания двух отпрессованных из стекломассы половинок. Рисунок на лицевой стороне блока сообщает ему светорассеивающую способность.
Стеклопакеты— строительное изделие из двух или более листов стекла, соединенных по периметру металлической рамкой так, что между ними образуется замкнутое пространство, заполненное сухим воздухом. Стеклопакеты изготовляют из листового стекла: обычного оконного, закаленного, теплопоглощающего и др. Ис-пользуют их для застекления зданий. Окна из стеклопакетов не запотевают и не замерзают. Звукопроницаемость окон уменьшается в 2—3 раза, снижается расход древесины на 1 м 3 оконного блока примерно в 1,5—2 раза, улучшается внешний вид зданий.
Стеклопрофилит (стекло профильное) представляет собой крупногабаритное строительное изделие из стекла коробчатого, таврового, ребристого или другого профиля. Получают его методом непрерывного проката из армированного и неармированного, бесцветного и окрашенного стекла. Применяют стеклопрофилит для вертикальных и горизонтальных светопрозрачных ограждений, остекления фонарей и устройства перегородок промышленных и других зданий.
Стеклянные трубы изготовляют способом вертикального или горизонтального вытягивания и центробежным формованием. Их выпускают диаметром от 0,1—40 (тонкостенные) до 50—200 мм (толстостенные) и длиной 1,5—3 м. Они рассчитаны на температуру жидкости до 120 ° С и давление 0,3 МПа.
Стеклянные трубы широко применяют в пищевой, ме-дицинской, химической и других отраслях промышленности для удаления или транспортирования агрессивных жидкостей. Трубопроводы из стекла прозрачны, гигиеничны и имеют гладкую поверхность, что уменьшает сопротивление перемещаемых в них жидкостей. Соединяют стеклянные трубы при помощи соединительных и уплотняющих устройств — муфт, резиновых манжет — с затяжкой металлическими поясами.
Дверные полотна изготовляют из крупногабаритного листового стекла, подвергнутого закалке. Полотна имеют обработанные кромки и пазы для крепления металлической фурнитуры. Служат они для устройства наружных и внутренних дверей в торговых помещениях, павильонах и т. п.
Облицовочные стеклянные плитки по прочностным и эксплуатационным свойствам превосходят керамические. Выпускают плитки эмалированные, одна из поверхностей которых покрыта цветной или белой эмалью; коврово-мозаичные из непрозрачного (полуглушеного) стекла различных цветов и плитки «марблит» из цветного глушеного стекла с полированной лицевой и риф.
Стеклокристаллит — новый декоративно-облицовочный материал, изготовляемый методом кристаллизации с одновременным процессом огневой полировки лицевой поверхности стеклокристаллического гранулированного материала с последующей его термообработкой. Стекло-1/ исталлит выпускают в виде плит размером 600×400, 400×300 и 300×200 мм и толщиной от 25 до 12 мм. Лицевая сторона плит полированная, может иметь различную расцветку или имитировать природные камни. Используют его для выполнения декоративных панно, облицовки наружных и внутренних поверхностей стен, настилки полов в общественных зданиях.
Основные теории твердения портландцемента
Твердение портландцемента. При затворении порт-ландцемента водой сначала образуется пластичное клейкое цементное тесто, которое затем постепенно загустевает, переходя в камневидное состояние. Твердение и есть процесс превращения цементного теста в цементный камень.
Основы теории твердения портландцемента разработаны А. А. Байковым и дополнены В. А. Киндом, В. Н. Юнгом, Ю. М. Буттом, П. А. Ребиндером, Н. А. Тороповым, А. Е. Шейкиным, А. В. Волженским и др. Согласно этой теории при твердении портландцемента различают три периода: растворение, коллоидация и кристаллизация.
При смешивании портландцемента с водой в начальный период происходит растворение клинкерных минералов с поверхности цементных зерен, взаимодействие минералов с водой и образование насыщенного по отношению к клинкерным минералам раствора. По достижении насыщения растворение клинкерных минералов прекращается, но реакции между ними и водой продолжаются. Реакции присоединения воды к клинкерным минералам называют реакциями гидратации, а реакции разложения клинкерных минералов под действием воды на другие соединения — реакциями гидролиза.
Во втором периоде в насыщенном растворе идут реакции гидратации клинкерных минералов в твердом состоянии, т. е. происходит прямое присоединение воды к твердой фазе вяжущего без предварительного его растворения. Продуктами этих реакций являются гидратные новообразования в коллоидном виде. Период коллоидации сопровождается повышением вязкости цементного теста, обусловливающим схватывание цемента.
В третьем периоде протекают процессы перекристаллизации мельчайших коллоидных частиц новообразований, т. е. растворение мельчайших частиц и образований крупных кристаллов. Кристаллизация сопровождается твердением цементного теста и ростом прочности образовавшегося цементного камня.