2.3. СТРУКТУРНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРІАЛУ
Основні структурні характеристики матеріалу, багато в чому визначають його технічні властивості, - це щільність і пористість. Щільність - фізична величина, яка визначається масою речовини (або матеріалу) в одиниці об'єму.
Залежно від того, чи береться до уваги обсяг тільки самого речовини, з якого складається матеріал, або весь обсяг матеріалу з порами і пустотами, розрізняють справжню і середню щільність.
Справжня щільність р (кг / м3) - маса одиниці об'єму матеріалу, коли в розрахунок береться тільки обсяг твердої речовини Va (м3):
p = m / Vа.
Таким чином, справжня щільність характеризує не матеріал, а речовина, з якої складається матеріал, - це фізична константа речовини.
Значення істинної щільності речовини залежать в основному від його хімічного складу, і у матеріалів з близьким хімічним складом вони відрізняються незначно.
У кам'яних матеріалів як природних (пісок, граніт, вапняк), так і штучних (цегла, бетон, скло), що складаються в основному з оксидів кремнію, алюмінію і кальцію, дійсна густина коливається в межах 2500. 3000 кг / м3.
Справжня щільність органічних матеріалів, що складаються в основному з вуглецю, водню і кисню (бітум, полімери, масла), становить 800. 1200 кг / м3. Відносно висока дійсна густина у деревини - близько 1500 кг / м3.
Великі відмінності в істинної щільності спостерігаються лише у металів (кг / м3): алюміній - 2700, сталь - 7850, свинець - 11 300. Щільність води - 1000 кг / м3.
Середня щільність матеріалу рт (кг / м3) (далі ми будемо називати її просто щільністю) - фізична величина, що визначається відношенням маси т (кг) матеріалу до всього займаного ним об'єму Vест (м3), включаючи наявні в ньому пори і порожнечі:
рm = m / Vecт.
Отже, щільність матеріалу змінюється в залежності від його структури. Тому штучні матеріали (бетони, кераміку і т. П.) Можна отримувати із заданою (необхідної) щільністю. Наприклад, змінюючи пористість бетону, можна отримати як важкий бетон щільністю до 2500 кг / м3, так і особливо легкий - щільністю менш 500 кг / м3.
Пористість - ступінь заповнення обсягу матеріалу порами,%
П = [(Vест-Vа) / Vест] 100.
Зазвичай пористість розраховують виходячи з середньої та дійсної густини матеріалу:
П = [р-рт / р] 100 = (1 - рт / р) 100.
Пористість будівельних матеріалів коливається в межах від 0 до 90. 98% (табл. 2.1).
Таблиця 2.1. Справжня і середня щільність і пористість деяких будівельних матеріалів
Пористість матеріалу характеризують не тільки з кількісної сторони, але і за характером пір: замкнуті і відкриті, дрібні (розміром в соті і тисячні частки міліметра) і великі (від десятих часток міліметра до 2. 5 мм). Характер пір важливий, наприклад, при оцінці здатності матеріалу поглинати воду. Так, полістирол пінопласт, пористість якого досягає 98%, має замкнуті пори і практично не поглинає воду. У той же час керамічна цегла, що має пористість в три рази меншу (близько 30%), завдяки відкритому характеру пір (більшість часу являє собою повідомляються капіляри) активно поглинає воду.
Пористість є основною структурною характеристикою, що визначає такі властивості матеріалу, як водопоглинання, теплопровідність, акустичні властивості, морозостійкість, міцність і ін.
Будь-які матеріали сайту можна публікувати з посиланням на джерело