วัสดุก่อสร้างพื้นฐานและคุณสมบัติของพวกเขา ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับวัสดุก่อสร้างและคุณสมบัติพื้นฐาน

- งานก่ออิฐ || เศษหินและอิฐคอนกรีต - งานก่ออิฐฉาบปูนหน้าและผนัง - กันซึมโครงสร้างหิน - ปฏิบัติงานในสภาพฤดูหนาว

- เตาเผาอิฐ

คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ได้แก่ ความหนาแน่น ความพรุน การดูดซึมน้ำ การปล่อยความชื้น การดูดความชื้น การซึมผ่านของน้ำ ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง การนำความร้อน การดูดซับเสียง ทนไฟ ทนไฟ และอื่น ๆ อีกมากมายความหนาแน่น. ความหนาแน่นของวัสดุเป็นค่าเฉลี่ยและเป็นความจริง ความหนาแน่นเฉลี่ยถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของมวลของร่างกาย (อิฐ หิน ฯลฯ) ต่อปริมาตรทั้งหมดที่วัตถุนั้นครอบครอง รวมถึงรูพรุนและช่องว่างที่อยู่ในนั้นด้วย และแสดงเป็นอัตราส่วน กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความหนาแน่นที่แท้จริงคือขีดจำกัดของอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตร โดยไม่คำนึงถึงช่องว่างและรูพรุนที่อยู่ในนั้น สำหรับวัสดุที่มีความหนาแน่น เช่น เหล็กและหินแกรนิตความหนาแน่นเฉลี่ย

เกือบเท่ากับของจริงสำหรับของที่มีรูพรุน (อิฐ ฯลฯ ) - น้อยกว่าของจริง ตารางที่ 1.

ความหนาแน่นที่แท้จริงและเฉลี่ยของวัสดุก่อสร้างบางชนิด	วัสดุ
ความหนาแน่นที่แท้จริงและเฉลี่ยของวัสดุก่อสร้างบางชนิด	ความหนาแน่น กก./ลบ.ม	จริง
เฉลี่ย	7850-7900	7800-7850
เหล็ก	2700-2800	2600-2700
หินแกรนิต	2400-2600	1800-2400
หินปูน (หนาแน่น)	2600-2700	1600-1900
อิฐเซรามิก	2600-2900	1800-2500
คอนกรีตหนัก	1000-1200	20-100

พลาสติกที่มีรูพรุนความพรุน

ลักษณะนี้จะถูกกำหนดโดยระดับของการเติมปริมาตรของวัสดุที่มีรูพรุนซึ่งคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ ความพรุนส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความแข็งแรง การดูดซึมน้ำ การนำความร้อน ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง ฯลฯ ขึ้นอยู่กับขนาดของรูพรุน วัสดุจะถูกแบ่งออกเป็นรูพรุนละเอียด ซึ่งขนาดรูพรุนจะวัดเป็นร้อยและหนึ่งในพันของมิลลิเมตร และมีรูพรุนขนาดใหญ่ (ขนาดรูพรุน - ตั้งแต่หนึ่งในสิบของมิลลิเมตรถึง 1-2 มม.) ความพรุนของวัสดุก่อสร้างแตกต่างกันไปในวงกว้าง ตัวอย่างเช่นสำหรับแก้วและโลหะมีค่าเป็นศูนย์สำหรับอิฐคือ 25-35% สำหรับไมโพราคือ 98%- ความสามารถของวัสดุในการดูดซับและกักเก็บความชื้นในรูขุมขน โดยปริมาตรการดูดซึมน้ำจะน้อยกว่า 100% เสมอและโดยมวลอาจมากกว่า 100% เช่นสำหรับวัสดุฉนวนความร้อน ความอิ่มตัวของวัสดุกับน้ำจะทำให้คุณสมบัติพื้นฐานแย่ลง เพิ่มการนำความร้อนและความหนาแน่นเฉลี่ย และลดความแข็งแรง ระดับของการลดความแข็งแรงของวัสดุเมื่อความอิ่มตัวของน้ำสูงสุดเรียกว่าความต้านทานต่อน้ำและมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การทำให้อ่อนลง วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การทำให้อ่อนตัวอย่างน้อย 0.8 ถือว่ากันน้ำได้ ใช้ในโครงสร้างที่อยู่ในน้ำและในสถานที่ที่มีความชื้นสูง

ปล่อยความชื้น- เป็นคุณสมบัติของวัสดุที่จะสูญเสียความชื้นในรูขุมขน การสูญเสียความชื้นมีลักษณะเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณน้ำที่วัสดุสูญเสียต่อวัน (ที่ความชื้นสัมพัทธ์โดยรอบ 60% และอุณหภูมิ +20 ° C) การสูญเสียความชื้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวัสดุและผลิตภัณฑ์หลายชนิด เช่น แผ่นผนังและบล็อก ซึ่งมักจะมีความชื้นสูงในระหว่างการก่อสร้างอาคาร และภายใต้สภาวะปกติจะแห้งเนื่องจากการสูญเสียน้ำ - น้ำจะระเหยจนเกิดความสมดุล ระหว่างปริมาณความชื้นของวัสดุผนังกับความชื้นในอากาศโดยรอบ เช่น จนกระทั่งวัสดุอยู่ในสถานะแห้งด้วยอากาศ

การดูดความชื้น- คุณสมบัติของวัสดุที่มีรูพรุนในการดูดซับความชื้นจากอากาศ วัสดุดูดความชื้น (ไม้ วัสดุฉนวนความร้อน อิฐกึ่งแห้ง ฯลฯ) สามารถดูดซับน้ำปริมาณมากได้ ในขณะเดียวกัน มวลก็เพิ่มขึ้น ความแรงลดลง และขนาดก็เปลี่ยนไป สำหรับวัสดุบางชนิด ในสภาวะที่มีความชื้นสูงและสม่ำเสมอ จำเป็นต้องใช้สารเคลือบป้องกัน และวัสดุอย่างอิฐมวลเบาสามารถใช้ได้เฉพาะในอาคารและห้องที่มีความชื้นในอากาศต่ำเท่านั้น

การซึมผ่านของน้ำเรียกว่าความสามารถของวัสดุในการส่งน้ำภายใต้ความกดดัน ลักษณะนี้พิจารณาจากปริมาณน้ำที่ไหลผ่านวัสดุที่มีพื้นที่ 1 ตร.ม. และหนา 1 ม. เป็นเวลา 1 ชั่วโมง วัสดุกันน้ำ ได้แก่ วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษ (เหล็ก แก้ว น้ำมันดิน) และวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง มีรูพรุนปิด (เช่น ส่วนผสมคอนกรีตที่คัดสรรมาเป็นพิเศษ)

ต้านทานฟรอสต์- นี่คือความสามารถของวัสดุในสถานะอิ่มตัวของน้ำในการทนต่อการแช่แข็งและการละลายสลับซ้ำหลายครั้งโดยไม่ลดความแข็งแรงและน้ำหนักรวมทั้งไม่มีลักษณะของรอยแตกร้าวการแยกส่วนและการแตกหัก สำหรับการก่อสร้างฐานรากผนังหลังคาและส่วนอื่น ๆ ของอาคารที่ต้องผ่านการแช่แข็งและการละลายแบบอื่นจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งเพิ่มขึ้น วัสดุที่มีความหนาแน่นซึ่งไม่มีรูพรุนหรือวัสดุที่มีความพรุนแบบเปิดไม่มีนัยสำคัญซึ่งมีการดูดซึมน้ำไม่เกิน 0.5% มีความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งสูง

การนำความร้อน- คุณสมบัติของวัสดุในการถ่ายเทความร้อนเมื่อมีอุณหภูมิแตกต่างกันระหว่างภายนอกและภายในอาคาร ลักษณะนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ: ธรรมชาติและโครงสร้างของวัสดุ ความพรุน ความชื้น รวมถึงอุณหภูมิเฉลี่ยที่เกิดการถ่ายเทความร้อน ตามกฎแล้ววัสดุที่เป็นผลึกและรูพรุนขนาดใหญ่จะนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุที่มีโครงสร้างสัณฐานและมีรูพรุนละเอียด วัสดุที่มีรูพรุนปิดมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าวัสดุที่มีรูพรุนเชื่อมต่อถึงกัน ค่าการนำความร้อนของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันขึ้นอยู่กับความหนาแน่นเฉลี่ย ยิ่งความหนาแน่นต่ำ ค่าการนำความร้อนก็จะยิ่งต่ำลง และในทางกลับกัน วัสดุเปียกสามารถนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุแห้ง เนื่องจากค่าการนำความร้อนของน้ำสูงกว่าค่าการนำความร้อนของอากาศถึง 25 เท่า ความหนาของผนังและเพดานของอาคารที่ได้รับความร้อนขึ้นอยู่กับการนำความร้อน

การดูดซับเสียงคือความสามารถของวัสดุในการลดความเข้มของเสียงเมื่อผ่านวัสดุ การดูดซับเสียงขึ้นอยู่กับโครงสร้างของวัสดุ: รูพรุนเปิดที่เชื่อมต่อถึงกันดูดซับเสียงได้ดีกว่ารูปิด ผนังและพาร์ติชันหลายชั้นที่มีวัสดุที่มีรูพรุนและหนาแน่นสลับกันมีคุณสมบัติเป็นฉนวนกันเสียงที่ดีที่สุด

ทนไฟ- นี่คือคุณสมบัติของวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ ตามระดับความทนไฟ วัสดุจะถูกแบ่งออกเป็นประเภททนไฟ เผาไหม้ยาก และติดไฟได้ วัสดุทนไฟ (อิฐ คอนกรีต เหล็ก) ภายใต้อิทธิพลของไฟหรืออุณหภูมิสูงจะไม่ติดไฟ ไม่รมควันหรือถ่าน แต่สามารถเปลี่ยนรูปได้อย่างมาก วัสดุทนไฟ (แผ่นใยไม้อัด แอสฟัลต์คอนกรีต ฯลฯ) คุกรุ่นและถ่าน แต่หลังจากกำจัดแหล่งกำเนิดไฟแล้ว กระบวนการเหล่านี้จะหยุดลง วัสดุที่ติดไฟได้ (ไม้ ผ้าสักหลาดมุงหลังคา พลาสติก ฯลฯ) ลุกไหม้หรือคุกรุ่น และยังคงลุกไหม้หรือคุกรุ่นต่อไป แม้ว่าแหล่งกำเนิดไฟจะถูกกำจัดออกไปแล้วก็ตาม

ปัจจุบันวัสดุก่อสร้างมีความหลากหลายมาก วัสดุที่แตกต่างกันสามารถนำมาใช้สำหรับโครงสร้างหรือองค์ประกอบที่เหมือนกันได้ การเลือกสิ่งที่ดีที่สุดและถูกที่สุดไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป วัสดุผนัง เช่น ไม้ อิฐ หินธรรมชาติ คอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก อะโดบี ฯลฯ อย่างไรก็ตาม สำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ ต้องเลือกวัสดุที่ตรงกับวัตถุประสงค์การใช้งานของผนังมากที่สุด (สถานที่อยู่อาศัย โรงงานการผลิต คลังสินค้า โครงสร้างทางวิศวกรรม ฯลฯ) รวมถึงข้อกำหนดทางเศรษฐกิจ

เมื่อเลือกวัสดุจำเป็นต้องคำนึงถึงความสามารถในการตอบสนองต่อปัจจัยส่วนบุคคลหรือปัจจัยรวมกัน - เครื่องกล สภาพแวดล้อมภายนอก อุณหภูมิและความผันผวน รีเอเจนต์เคมี การดำเนินงานทางเทคโนโลยี ฯลฯ ความสามารถของวัสดุในการตอบสนองต่อปัจจัยเหล่านี้ เรียกว่าคุณสมบัติของมัน

การใช้วัสดุก่อสร้างอย่างสมเหตุสมผลเป็นไปได้เฉพาะในกรณีที่ทราบคุณสมบัติทางกายภาพ, เครื่องกล, เคมี, เทคโนโลยี, ศิลปะและการตกแต่ง

สภาพร่างกายวัสดุก่อสร้างมีลักษณะค่อนข้างสมบูรณ์ด้วยความหนาแน่นเฉลี่ยและความหนาแน่นที่แท้จริงตลอดจนความพรุน เป็นที่ทราบกันว่าวัสดุก่อสร้างส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นรูพรุน ยกเว้นแก้ว โลหะ และอื่นๆ อัตราส่วนของมวลของร่างกายหรือสารในสภาพธรรมชาติพร้อมกับช่องว่างและรูพรุนต่อปริมาตรทั้งหมดที่ครอบครองมักเรียกว่าความหนาแน่นเฉลี่ยตรงกันข้ามกับความหนาแน่นที่แท้จริงซึ่งเป็นอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรเมื่อ ปริมาตรจะลดลงจนถึงจุดที่ความหนาแน่นของร่างกายหรือสารถูกกำหนดโดยไม่คำนึงถึงช่องว่างและรูขุมขนที่อยู่ในนั้น

สำหรับวัสดุเทกอง มีแนวคิดเรื่อง "ความหนาแน่นรวม" ซึ่งเป็นอัตราส่วนของมวลของวัสดุที่เป็นเม็ดและผงต่อปริมาตรทั้งหมดที่พวกเขาครอบครอง รวมถึงช่องว่างระหว่างอนุภาคด้วย หน่วยของปริมาณเหล่านี้ได้แก่ กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g/cm3) กิโลกรัมต่อลิตร (kg/l) ตันต่อลูกบาศก์เมตร (t/m3) กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3) ในด้านเทคโนโลยีส่วนใหญ่จะใช้หน่วยกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3) ตัวชี้วัดความหนาแน่นของวัสดุก่อสร้างทำหน้าที่เป็นการประเมินทางอ้อมของความพรุน, การดูดซึมน้ำ, ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง, การนำความร้อนและความแข็งแรง

โดยทั่วไป น้ำหนักหรือการดูดซึมน้ำตามปริมาตรถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างน้ำหนักของตัวอย่างที่อิ่มตัวด้วยน้ำและตัวอย่างแห้ง ต่อน้ำหนักหรือปริมาตรของตัวอย่างแห้ง ตามลำดับ

ความพรุนของวัสดุประมาณเป็นค่าสัมพัทธ์ โดยแสดงว่าส่วนใดของปริมาตรของวัสดุที่ถูกครอบครองโดยรูพรุนภายใน มันแตกต่างกันอย่างมาก – จาก 0 ถึง 98%

ความพรุนสามารถเปิดหรือปิดได้ รูพรุนที่เปิดอยู่เป็นสิ่งที่อันตรายที่สุด - พวกมันสื่อสารกับสิ่งแวดล้อมและระหว่างกันซึ่งช่วยให้พวกมันสามารถเติมน้ำได้ภายใต้สภาวะอิ่มตัว และสิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการดูดซึมน้ำและเป็นผลให้ความแข็งแรงและความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งลดลงการเพิ่มขึ้นของการนำความร้อนและการซึมผ่านของน้ำ ความพรุนแบบเปิดที่แท้จริงช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการดูดซับเสียงของวัสดุ

วัสดุก่อสร้างบางชนิด (อิฐ ซีเมนต์ คอนกรีต ไม้ ฯลฯ) มีคุณสมบัติดูดความชื้น กล่าวคือ ความสามารถในการดูดซับไอน้ำจากอากาศอันเป็นผลมาจากการดูดซับและการควบแน่นของเส้นเลือดฝอย การเพิ่มขึ้นของความชื้นในการดูดความชื้นของวัสดุทำให้คุณสมบัติพื้นฐานลดลงตามที่กล่าวไว้ข้างต้น

ประเมินการเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของวัสดุอันเป็นผลมาจากความอิ่มตัวของน้ำ ค่าสัมประสิทธิ์การอ่อนตัว– อัตราส่วนของความแข็งแรงของวัสดุที่อิ่มตัวด้วยน้ำต่อความแข็งแรงของวัสดุแห้ง ค่าสัมประสิทธิ์นี้แสดงถึงคุณสมบัติการกันน้ำของวัสดุ และมีค่าตั้งแต่ 1 (โลหะ ฯลฯ) ถึง 0 (ดินเหนียวเปียก)

ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่ช่วยให้น้ำไหลผ่านได้ภายใต้ความกดดัน เธอกำลังถูกประเมิน ค่าสัมประสิทธิ์การกรองเท่ากับปริมาณน้ำ m3 ผ่านแผ่นวัสดุที่มีพื้นที่ 1 m2 ความหนา 1 m ใน 1 ชั่วโมงโดยมีความแตกต่างของแรงดันอุทกสถิตที่ขอบเขตของแผ่นน้ำ 1 เมตร คอลัมน์. เพื่อลดความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ ผู้สร้างใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นมากขึ้นโดยมีความพรุนแบบปิด ปิด หรือปกป้องโครงสร้างด้วยวัสดุกันซึม

ความสามารถของวัสดุในการส่งก๊าซหรือไอผ่านรอยแตกและรูพรุนเมื่อมีความแตกต่างของความดันเรียกว่าการซึมผ่านของก๊าซหรือไอ วัสดุบางชนิดจำเป็นต้องกันก๊าซอย่างสมบูรณ์ เช่น วัสดุกักเก็บก๊าซ แต่ในทางกลับกันวัสดุผนังจะต้องมีความสามารถในการซึมผ่านได้ ผนังจะต้อง "หายใจ" เช่น ต้องจัดให้มีการระบายอากาศตามธรรมชาติผ่านมัน อย่างไรก็ตาม เพื่อป้องกันฉนวนกันความร้อนจากความชื้น ผนังและเพดานด้านข้างห้องเปียกจะต้องได้รับการปกป้องจากการซึมผ่านของไอน้ำ

วัสดุก่อสร้างอินทรีย์และอนินทรีย์ที่มีรูพรุนหลายชนิดจะพองตัวเมื่อถูกความชื้น เช่น พวกมันมีขนาดเพิ่มขึ้น และเมื่อแห้งก็จะลดลง การหดตัวหรือการหดตัวที่เรียกว่าเกิดขึ้น การเปียกและการทำให้แห้งซ้ำๆ มักทำให้วัสดุที่มีรูพรุนเสียหายเมื่อยล้า

ลักษณะทางกายภาพที่สำคัญมากของวัสดุก่อสร้างจำนวนหนึ่งคือความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง นี่คือความสามารถของวัสดุในสถานะอิ่มตัวของน้ำที่จะทนต่อรอบการแช่แข็งและการละลายสลับกันจำนวนหนึ่ง

ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งของวัสดุก่อสร้างส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความพรุน ความหนาแน่น และการต้านทานน้ำ หลังคา ผนังและวัสดุอื่น ๆ ในโครงสร้างและการตกแต่งอาคารและโครงสร้างอาจมีความอิ่มตัวของน้ำและการแช่แข็งภายใต้สภาพการใช้งาน เมื่อน้ำเปลี่ยนเป็นน้ำแข็ง จะขยายตัวประมาณ 9% ซึ่งนำไปสู่การทำลายผนังรูพรุนของวัสดุ การแช่แข็งและการละลายซ้ำหลายครั้งอาจทำให้โครงสร้างเสียหายได้ในเวลาอันสั้น ความต้านทานฟรอสต์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการปรับปรุงโครงสร้างของวัสดุ ลดความพรุน ขจัดความอิ่มตัวของน้ำ ฯลฯ

คุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุก่อสร้าง ได้แก่ การนำความร้อน ความจุความร้อน ทนไฟ ทนไฟ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น

การนำความร้อนเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการส่งผ่านความร้อนที่ไหลผ่านความหนาจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่ง สำหรับวัสดุ เช่น ฉนวนกันความร้อน ผนัง และอื่นๆ การนำความร้อนเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้หลักในคุณภาพ ค่าการนำความร้อนของวัสดุที่มีรูพรุนขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ความพรุนเป็นหลักและลักษณะของมัน - เปิด, ปิด, ผ่าน, การสื่อสาร ค่าการนำความร้อนขึ้นอยู่กับความชื้น อุณหภูมิ และแน่นอนว่าธรรมชาติของวัสดุนั้นเอง เช่น องค์ประกอบของวัสดุ ค่าการนำความร้อนประเมินโดยค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน - W/(m 0 C) ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างบางส่วน ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของทองแดงคือ 403 W/(m 0 C) และสำหรับเหล็กมีค่าเพียง 58 เท่านั้น สำหรับคอนกรีตหนัก - !.5, คอนกรีตเบา - 0.5, ขนแร่– 0.08 เป็นต้น ค่าการนำความร้อนต่ำสุดของอากาศคือ 0.023

ความจุความร้อนคือความสามารถของวัสดุในการดูดซับความร้อน ประมาณโดยความจุความร้อนจำเพาะ - ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนวัสดุ 1 กิโลกรัม 1 0 C

การทนไฟคือความสามารถของวัสดุในการทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่ละลายหรือเปลี่ยนรูปเป็นเวลานาน (ตั้งแต่ 1,580 0 C ขึ้นไป) วัสดุทนไฟใช้สำหรับซับภายในของเตาอุตสาหกรรม วัสดุทนไฟอ่อนตัวลงที่อุณหภูมิสูงกว่า 1350 0 C

การทนไฟคือความสามารถของวัสดุในการรักษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ขึ้นอยู่กับความสามารถของวัสดุในการเผา ตามลักษณะนี้วัสดุก่อสร้างแบ่งออกเป็น: ทนไฟ (อิฐคอนกรีตโลหะ ฯลฯ ) ทนไฟ (แผ่นใยไม้อัดไฟเบอร์กลาสบางชนิดไม้ที่ชุบด้วยสารหน่วงไฟ ฯลฯ ) ติดไฟได้ (ไม้, น้ำมันดิน, พลาสติก, ฯลฯ)

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้นแสดงถึงความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูปเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นที่แตกต่างกันของส่วนประกอบกลุ่มบริษัทหรือวัสดุคอมโพสิตสามารถนำไปสู่การทำลายได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวของโครงสร้างในระยะยาว พวกเขาจึงถูกตัดเป็นข้อต่อขยาย

ถึง คุณสมบัติทางกล วัสดุก่อสร้างรวมถึงลักษณะความแข็งแรงและการเปลี่ยนรูป ความแข็ง และการเสียดสี

ความแข็งแกร่ง– ความสามารถของวัสดุในการต้านทานโหลดภายนอกหรือภายในโดยไม่ทำลาย ประมาณค่าความต้านทานแรงดึงสำหรับการเสียรูปบางประเภท (การบีบอัด แรงดึง การดัดงอ แรงบิด ฯลฯ) และเท่ากับอัตราส่วนของแรงทำลายล้างต่อพื้นที่หน้าตัดเดิม (หน่วย Pa หรือ MPa) ความแข็งแรงของวัสดุขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: ความหนาแน่น ความพรุน โครงสร้าง ความชื้น รูปร่างและขนาดของตัวอย่าง ความเร็วในการโหลด ฯลฯ

ความสามารถในการเปลี่ยนรูปวัสดุเป็นคุณสมบัติของการเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกหรือความเครียดภายใน

การเสียรูปอาจเป็นแบบยืดหยุ่น (กลับด้านได้) และพลาสติก (กลับด้านไม่ได้ เหลืออยู่) ความยืดหยุ่นเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการคืนรูปร่างและขนาดเดิมหลังจากที่ถอดโหลดออกแล้ว ความเป็นพลาสติกของวัตถุที่เป็นของแข็งคือความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างและขนาดภายใต้อิทธิพลของน้ำหนักบรรทุกและรักษารูปร่างและขนาดผลลัพธ์ไว้หลังจากถอดน้ำหนักออกแล้ว

ความแข็งเรียกว่าความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแทรกซึมของวัตถุที่แข็งกว่าเข้าไปอีก ถูกกำหนดโดยโครงสร้างของวัสดุ ในการเลือกวัสดุปูพื้น พื้นผิวถนนและในกรณีอื่นๆ อีกหลายกรณี จำเป็นต้องทราบความแข็งของมัน ขึ้นอยู่กับความแข็ง รอยขีดข่วนวัสดุ.

หมวดเค: การเลือกใช้วัสดุก่อสร้าง

คุณสมบัติของวัสดุก่อสร้าง

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพรวมถึงพารามิเตอร์ต่อไปนี้: ความหนาแน่น, ความพรุน, การดูดซึมน้ำ, การปล่อยความชื้น, ความสามารถในการดูดความชื้น, การซึมผ่านของน้ำ, ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง, การนำความร้อน, การดูดซับเสียง, ทนไฟ, ทนไฟและอื่น ๆ

ความหนาแน่น

ความหนาแน่นของวัสดุเป็นค่าเฉลี่ยและเป็นความจริง ความหนาแน่นเฉลี่ยถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของมวลของร่างกาย (อิฐ หิน ฯลฯ) ต่อปริมาตรทั้งหมดที่วัตถุนั้นครอบครอง รวมถึงรูพรุนและช่องว่างที่อยู่ในนั้น และแสดงเป็นอัตราส่วน กิโลกรัมต่อตารางเมตร

ความหนาแน่นที่แท้จริงคือขีดจำกัดของอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตร โดยไม่คำนึงถึงช่องว่างและรูพรุนที่อยู่ในนั้น

สำหรับวัสดุที่มีความหนาแน่น เช่น เหล็กและหินแกรนิต ความหนาแน่นเฉลี่ยเกือบจะเท่ากับความหนาแน่นจริง สำหรับวัสดุที่มีรูพรุน (อิฐ ฯลฯ) มีค่าน้อยกว่านั้น

ความพรุน

ลักษณะนี้จะถูกกำหนดโดยระดับของการเติมปริมาตรของวัสดุที่มีรูพรุนซึ่งคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ ความพรุนส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความแข็งแรง การดูดซึมน้ำ การนำความร้อน ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับขนาดของรูพรุนวัสดุจะถูกแบ่งออกเป็นรูพรุนละเอียดโดยวัดขนาดรูพรุนเป็นร้อยและหนึ่งในพันของมิลลิเมตรและมีรูพรุนขนาดใหญ่ (ขนาดรูพรุน - จากหนึ่งในสิบของมิลลิเมตรถึง 1-2 มม.) . ความพรุนของวัสดุก่อสร้างแตกต่างกันไปในวงกว้าง ตัวอย่างเช่นสำหรับแก้วและโลหะคือ 0 สำหรับอิฐคือ 25-35% สำหรับไมโพราคือ 98%

ปล่อยความชื้น

คุณสมบัติของวัสดุนี้แสดงถึงความสามารถในการสูญเสียความชื้นในรูขุมขน การสูญเสียความชื้นคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ของน้ำที่วัสดุสูญเสียต่อวัน (ที่ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ 60% และอุณหภูมิ 20° C)

การสูญเสียความชื้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวัสดุและผลิตภัณฑ์หลายชนิด เช่น แผ่นผนังและบล็อก ซึ่งมักจะมีความชื้นสูงในระหว่างการก่อสร้างอาคาร และภายใต้สภาวะปกติจะแห้งเนื่องจากการสูญเสียน้ำ - น้ำจะระเหยจนเกิดความสมดุล ระหว่างปริมาณความชื้นของวัสดุผนังกับความชื้นในอากาศโดยรอบ นั่นคือ จนกว่าวัสดุจะเข้าสู่สภาวะแห้งด้วยอากาศ

การดูดซึมน้ำคือความสามารถของวัสดุในการดูดซับและกักเก็บความชื้นในรูขุมขน

โดยปริมาตรการดูดซึมน้ำจะน้อยกว่า 100% เสมอและโดยมวลอาจมากกว่า 100% เช่นสำหรับวัสดุฉนวนความร้อน ความอิ่มตัวของวัสดุกับน้ำจะทำให้คุณสมบัติพื้นฐานแย่ลง เพิ่มการนำความร้อนและความหนาแน่นเฉลี่ย และลดความแข็งแรง

ระดับของการลดความแข็งแรงของวัสดุเมื่อความอิ่มตัวของน้ำสูงสุดเรียกว่าความต้านทานต่อน้ำและมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การทำให้อ่อนลง

วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การทำให้อ่อนตัวอย่างน้อย 0.8 ถือว่ากันน้ำได้ ใช้ในโครงสร้างที่อยู่ในน้ำและในสถานที่ที่มีความชื้นสูง

การดูดความชื้น

การดูดความชื้นเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่มีรูพรุนในการดูดซับความชื้นจากอากาศ วัสดุดูดความชื้น (ไม้ วัสดุฉนวนความร้อน อิฐอัดกึ่งแห้ง ฯลฯ) สามารถดูดซับน้ำปริมาณมากได้ ในขณะเดียวกัน มวลก็เพิ่มขึ้น ความแรงลดลง และขนาดก็เปลี่ยนไป

ทนไฟ

การทนไฟเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ ตามระดับความต้านทานไฟ วัสดุจะถูกแบ่งออกเป็นทนไฟ ทนไฟ และติดไฟได้ วัสดุทนไฟ (อิฐ คอนกรีต เหล็ก) ภายใต้อิทธิพลของไฟหรืออุณหภูมิสูงจะไม่ติดไฟ ไม่รมควันหรือถ่าน แต่สามารถเปลี่ยนรูปได้อย่างมาก วัสดุทนไฟ (แผ่นใยไม้อัด แอสฟัลต์คอนกรีต ฯลฯ) คุกรุ่นและถ่าน แต่หลังจากกำจัดแหล่งกำเนิดไฟแล้ว กระบวนการเหล่านี้จะหยุดลง วัสดุที่ติดไฟได้ (ไม้ ผ้าสักหลาดมุงหลังคา พลาสติก ฯลฯ) ลุกไหม้หรือคุกรุ่น และยังคงลุกไหม้หรือคุกรุ่นต่อไป แม้ว่าแหล่งกำเนิดไฟจะถูกกำจัดออกไปแล้วก็ตาม

ทนไฟ

การทนไฟคือความสามารถของวัสดุในการทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่เปลี่ยนรูปเป็นเวลานาน ตามระดับการทนไฟวัสดุจะถูกแบ่งออกเป็นวัสดุทนไฟที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 1,580 ° C และสูงกว่า (อิฐไฟร์เคลย์) วัสดุทนไฟทนอุณหภูมิ 1350-1580 ° C (อิฐทนไฟ) หลอมละลายอ่อนตัวหรือยุบตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1350 ° C (อิฐเซรามิก)

คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติทางกลของวัสดุ ได้แก่ ความแข็งแรง ความยืดหยุ่น ความเหนียว ความเปราะ ความต้านทานต่อแรงกระแทก และความแข็ง

ความแข็งแกร่ง

ความแข็งแกร่งคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการทำลายล้างภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกที่ทำให้เกิดความเครียดภายใน ความแข็งแรงของวัสดุมีลักษณะเฉพาะคือความต้านทานแรงดึงภายใต้อิทธิพลสามประเภท ได้แก่ แรงอัด การสึกหรอ และแรงดึง

ความแข็งแกร่งเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการต้านทานการทำลายล้างภายใต้อิทธิพลของความเค้นที่เกิดจากแรงภายนอก (โหลด)

ในโครงสร้าง วัสดุก่อสร้างที่รับน้ำหนักต่างๆ จะได้รับแรงอัด แรงดึง การดัด แรงเฉือน และแรงกระแทก ส่วนใหญ่มักจะทำงานในการบีบอัดหรือตึงเครียด

วัสดุที่แตกต่างกันมีความต้านทานต่างกัน ประเภทต่างๆความเครียด. ดังนั้น, หินธรรมชาติคอนกรีต อิฐ ทนแรงอัดได้ดี และทนแรงตึงได้น้อยกว่ามาก เหล็กและไม้ทำงานได้ดีทั้งในด้านแรงอัดและแรงตึง

ขนาดของแรงอัดจากส่วนกลางหรือความเค้นตึงเท่ากับแรงต่อ 1 ตารางเซนติเมตรของหน้าตัดของวัสดุ แรงอัดจากส่วนกลางหรือความเค้นแรงดึงคำนวณโดยการหารโหลดด้วยพื้นที่หน้าตัดเดิม:

ความแข็งแรงของวัสดุก่อสร้างมีลักษณะเฉพาะคือกำลังรับแรงอัดหรือความต้านทานแรงดึงที่เรียกว่าความเค้นที่สอดคล้องกับภาระที่ทำให้เกิดการทำลายตัวอย่างวัสดุ

หินปฐมภูมิที่มีความลึก ได้แก่ หินแกรนิต ไดโอไรต์ หินเซไนต์ มีความหนาแน่นสูง มีความแข็งแรงสูง และมีความหนาแน่นรวมสูง

หินอัคนี ได้แก่ หินบะซอลต์ ไดเบส ซึ่งเป็นหินหนาแน่น เช่นเดียวกับหินภูเขาไฟและปอยซึ่งมีมวลปริมาตรต่ำเนื่องจากมีรูพรุนสูง

หินรองก่อตัวขึ้นจากการทำลายของหินอัคนีและหินอื่น ๆ ภายใต้อิทธิพลของความผันผวนของอุณหภูมิ การกระทำของน้ำและลม ผลิตภัณฑ์ที่ทำลายล้างถูกเคลื่อนย้ายโดยการไหลของน้ำเป็นระยะทางไกล ผลิตภัณฑ์ที่ทำลายล้างจะถูกสะสมในสถานที่ที่มีการไหลของน้ำไม่เข้มข้นและในอ่างเก็บน้ำในรูปแบบของชั้น

แร่ธาตุที่ละลายน้ำได้และผลิตภัณฑ์จากการทำลายล้างจะตกตะกอนจากสารละลายที่เป็นน้ำ นี่คือวิธีการสร้างยิปซั่ม หินตะกอนได้แก่ แร่ธาตุและของเสียจากสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในแอ่งน้ำ หินดังกล่าวได้แก่ หินปูน ชอล์ก หินเปลือกหอย ฯลฯ

หินดัดแปลงเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งของหินอัคนีและหินตะกอนภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงหรือความกดดันสูง หินเหล่านี้จึงแตกต่างไปจากหินเดิมอย่างเห็นได้ชัด หินเหล่านี้ได้แก่: หินอ่อน gneisses และ schists

ความยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่นคือความสามารถของวัสดุหลังจากการเสียรูปภายใต้อิทธิพลของภาระใด ๆ ที่จะกลับคืนสู่รูปร่างและขนาดดั้งเดิม ความเค้นสูงสุดที่วัสดุยังคงมีความยืดหยุ่นเรียกว่าขีดจำกัดความยืดหยุ่น วัสดุยืดหยุ่น ได้แก่ ยาง เหล็ก และไม้

ความแข็ง

ความแข็งคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแทรกซึมของวัตถุอื่นที่แข็งกว่าเข้าไป คุณสมบัติของวัสดุนี้มีความสำคัญเมื่อสร้างพื้นและพื้นผิวถนน

ความเปราะบาง

ความเปราะบางเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่จะพังทลายลงทันทีภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกโดยไม่ทำให้พลาสติกเสียรูปอย่างเห็นได้ชัด วัสดุที่เปราะ ได้แก่ อิฐ หินธรรมชาติ คอนกรีต แก้ว ฯลฯ

พลาสติก

ความเป็นพลาสติกเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและขนาดภายใต้การรับน้ำหนักโดยไม่ทำให้เกิดการแตกร้าวและรอยแตกร้าว และเพื่อรักษารูปร่างและขนาดที่เปลี่ยนแปลงไปหลังจากการถอดภาระออก คุณสมบัตินี้ตรงกันข้ามกับความยืดหยุ่น วัสดุพลาสติก ได้แก่ น้ำมันดิน แป้งดินเหนียว ฯลฯ

ทนต่อแรงกระแทก

ความต้านทานแรงกระแทกคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการทำลายภายใต้อิทธิพลของแรงกระแทก วัสดุที่เปราะบางไม่สามารถต้านทานแรงกระแทกได้ดี

ความแข็งแกร่งคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานความเค้นภายในอันเป็นผลมาจากการกระทำของแรงภายนอก (โหลด)

ภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกวัสดุจะมีรูปร่างผิดปกติ การเสียรูปสามารถยืดหยุ่นได้หากหายไปหลังจากถอดโหลดออก และจะตกค้างหากยังคงอยู่หลังจากถอดโหลดแล้ว

ความยืดหยุ่นเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการคืนรูปร่าง (ของแข็ง) และปริมาตร (ของเหลวและก๊าซ) หลังจากการหยุดแรงที่ทำให้เกิดการเสียรูป ภายใต้ภาระที่มากเพียงพอ ของแข็งจะสูญเสียความยืดหยุ่นและทำให้พลาสติกเสียรูป การเสียรูปเล็กน้อยของตัวยางยืดที่เป็นของแข็งนั้นแปรผันตามน้ำหนักที่ใช้

การเสียรูปที่มีการพัฒนาเพียงพอจะนำไปสู่การทำลายวัสดุ ในกรณีนี้ สำหรับวัสดุที่มีสถานะเปราะ การทำลายจะเกิดขึ้นเมื่อถึงค่าขีดจำกัดของการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น และสำหรับวัสดุพลาสติก - เมื่อถึงขีดจำกัดสองสถานะ: การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นเป็นพลาสติก และการเปลี่ยนจากการเสียรูปพลาสติก ถึงการทำลายวัสดุ

ความเค้นของวัสดุคือแรงปฏิสัมพันธ์ภายในต่อหน่วยพื้นที่ ขนาดของความเครียดในแต่ละจุดของส่วนนั้นเป็นการวัด กองกำลังภายในที่เกิดขึ้นในวัสดุอันเป็นผลมาจากการเสียรูปที่เกิดจากแรงภายนอก

ความเครียดที่สอดคล้องกับภาระที่เกิดการทำลายของวัสดุเรียกว่าความแข็งแกร่งสูงสุดของวัสดุ (ตารางที่ 2) ขึ้นอยู่กับประเภทของการเสียรูปภายใต้ภาระ ความแข็งแรงสูงสุดในการบีบอัด การดัดงอ แรงดึง ฯลฯ มีความโดดเด่น

กำลังรับแรงอัด Rvm, กำลังดัด Rmr, ความต้านทานแรงดึง Yaryast ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของแรงทำลายล้างต่อพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง

ในโครงสร้างอาคารและองค์ประกอบต่างๆ ความเค้นที่อนุญาตเป็นเพียงส่วนหนึ่งของความแข็งแรงของวัสดุเท่านั้น

ปัจจัยด้านความปลอดภัยภายใต้ภาระคงที่เท่ากับ: สำหรับวัสดุพลาสติก 2.4-2.6; สำหรับผู้ที่เปราะบาง 3-9

ภายใต้แรงกระแทก วัสดุพลาสติกมีค่าความปลอดภัยอยู่ที่ 2.8-5 (Тпшх^а 1(Ш โดยที่ (Тшмх) คือความเค้นที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้นในวัสดุภายใต้การกระทำของแรงภายนอก

ค่าสัมประสิทธิ์ของคุณภาพโครงสร้าง Ki (สัมประสิทธิ์มวลกำลัง-มวล) คืออัตราส่วนของกำลังรับแรงอัดสูงสุด (MG1a) ต่อความหนาแน่นของวัสดุในสถานะธรรมชาติ (กก./ลบ.ม.) ตัวอย่างเช่น สำหรับคอนกรีต Sk = 0.006 สำหรับ งานก่ออิฐ- 0.003 สำหรับพลาสติก -0.1-0.2 สำหรับเหล็กคุณภาพสูง -0.13 สำหรับหินแกรนิต - 0.04-0.09

ความเปราะบางเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่จะพังทลายลงทันทีภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอก โดยไม่เผยให้เห็นการเสียรูปที่สำคัญใดๆ วัสดุที่เปราะ (เหล็กหล่อ คอนกรีต แก้ว หินแกรนิต หินอ่อน กระเบื้องเซรามิค ฯลฯ) ไม่สามารถต้านทานแรงกระแทกได้ดี

ความเป็นพลาสติกคือความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูปร่างภายใต้ภาระและคงไว้อย่างสมบูรณ์โดยไม่มีร่องรอยของการทำลายหลังจากถอดภาระออกแล้ว

วัสดุที่มีความเหนียวต่างจากวัสดุเปราะตรงที่จะล้มเหลวหลังจากการเสียรูปที่เหลืออย่างมีนัยสำคัญเท่านั้น (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ทองแดง น้ำมันดิน)

ความแข็งเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่ต้านทานการแทรกซึมของวัตถุที่แข็งกว่าเข้าไป

คุณสมบัติทางเคมี

คุณสมบัติทางเคมีของวัสดุบ่งบอกถึงความสามารถในการทำปฏิกิริยา สารต่างๆ- ตัวอย่างเช่นความสามารถของวัสดุยึดเกาะในการทำปฏิกิริยากับน้ำและต้านทานผลกระทบของสารที่มีฤทธิ์รุนแรงในสิ่งแวดล้อม

ความสามารถในการละลายคือความสามารถของวัสดุในการละลายในตัวทำละลายเฉพาะ การวัดความสามารถในการละลายของวัสดุภายใต้สภาวะที่กำหนดคือความเข้มข้นของสารละลายอิ่มตัว

หากวัสดุเสื่อมคุณสมบัติหรือถูกทำลายภายใต้อิทธิพลของตัวทำละลาย ความสามารถในการละลายถือเป็นปัจจัยลบ หากความสามารถในการละลายถูกใช้เป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีในการผลิตสีเหลืองอ่อน ความสามารถในการละลายจะกลายเป็นปัจจัยบวก

ความต้านทานการกัดกร่อนคือความสามารถของวัสดุในการรักษาคุณสมบัติของมันในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง ได้แก่ น้ำ (น้ำจืดและน้ำทะเล) ก๊าซ สารละลายกรด ด่างและเกลือ รวมถึงตัวทำละลายอินทรีย์

ความต้านทานต่อกรดคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการกระทำของกรดโดยไม่เปลี่ยนคุณสมบัติของมัน เกลือของกรดแก่ (ไนตริก ไฮโดรคลอริก ฟลูออโรซิลิก) วัสดุโพลีเมอร์บางชนิด รวมถึงกระเบื้องเซรามิกชนิดพิเศษมีความทนทานต่อกรด

ความต้านทานต่ออัลคาไลนั้นโดดเด่นด้วยความสามารถของวัสดุในการต้านทานการกระทำของด่างในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติของมันไว้ เม็ดสีที่ใช้ในการติดตั้งวัสดุปูพื้นกระเบื้องโมเสกและไซโลไลท์ รวมถึงพื้นประเภทเบรเซีย (สีเหลืองสด สีน้ำตาลเข้ม ฯลฯ) ถือว่าทนทานต่อด่าง

ความต้านทานต่อก๊าซ - ความสามารถของวัสดุที่จะไม่ทำปฏิกิริยากับก๊าซ สิ่งแวดล้อม- วัสดุที่ใช้ในการหันหน้าจะต้องทนต่อคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นหลัก

หากองค์ประกอบของวัสดุถูกครอบงำด้วยซิลิคอนไดออกไซด์ (ซิลิกา) วัสดุนั้นจะถือว่าทนทานต่อกรดและไม่ทำปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน เช่น แคลเซียมออกไซด์ เมื่อออกไซด์พื้นฐานมีอิทธิพลเหนือองค์ประกอบของวัสดุอนินทรีย์ มักจะไม่เสถียรต่อกรดและไม่ถูกทำลายโดยด่าง

คุณสมบัติทางเคมีของวัสดุบ่งบอกถึงความสามารถในการรับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีภายใต้อิทธิพลของสารที่มันสัมผัสอยู่ รวมถึงทางกายภาพบางอย่าง (เช่น การให้ความร้อน การฉายรังสี กระแสไฟฟ้า) และทางชีวภาพ (จุลินทรีย์ เชื้อรา ฯลฯ ) อิทธิพล จาก คุณสมบัติทางเคมีวัสดุที่สำคัญที่สุดสำหรับผู้สร้างคือความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุในโครงสร้างอาคารและกิจกรรมทางเคมี คุณสมบัติสุดท้ายมีความสำคัญ เช่น สำหรับวัสดุที่ใช้เป็นสารยึดเกาะ (เช่น ซีเมนต์ เรซินสังเคราะห์)

การกัดกร่อนคือการทำลายของแข็งซึ่งเกิดจากกระบวนการทางเคมีและไฟฟ้าเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมภายนอก ไม่เพียงแต่โลหะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุหิน คอนกรีต พลาสติก และไม้ด้วยที่อาจเกิดการกัดกร่อนได้

สารก้าวร้าวหลักที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนของวัสดุก่อสร้าง ได้แก่ น้ำจืดและน้ำเค็ม น้ำในดินที่มีแร่ธาตุ ก๊าซที่ละลายในน้ำฝน (SO2, SO3, N02) จากสถานประกอบการอุตสาหกรรมและรถยนต์ ในสถานประกอบการอุตสาหกรรม การกัดกร่อนของวัสดุก่อสร้างมักเกิดจากสารที่มีความเข้มข้นกว่า: สารละลายของกรดและด่าง วัสดุหลอมเหลว และก๊าซร้อน

การกัดกร่อนชนิดพิเศษคือการกัดกร่อนทางชีวภาพ - การทำลายวัสดุภายใต้อิทธิพลของสิ่งมีชีวิต (เช่นเชื้อราจุลินทรีย์) การกัดกร่อนทางชีวภาพไม่เพียงแต่เป็นการเน่าเปื่อยของวัสดุอินทรีย์ (ไม้ น้ำมันดิน ฯลฯ) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำลายคอนกรีตและโลหะโดยของเสียจากจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่ด้วย

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและ องค์ประกอบทางเคมีพลาสติกภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอกเรียกว่า "การเสื่อมสภาพ" ผลกระทบที่อันตรายที่สุดต่อพลาสติกเกิดจากการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ ออกซิเจนในบรรยากาศ และอุณหภูมิที่สูงขึ้น

การกัดกร่อนของวัสดุก่อสร้างเป็นอันตรายไม่มากนักเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในวัสดุ แต่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องในลักษณะทางกายภาพและทางกลของวัสดุ

กิจกรรมทางเคมีของวัสดุก่อสร้าง เช่น สารยึดเกาะหรือสารเติมแต่งแร่ธาตุ ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและโครงสร้างเท่านั้น (เช่น กิจกรรมของโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบ) แต่ยังขึ้นอยู่กับความละเอียดของการเจียรด้วย เหตุผลก็คือกระบวนการทางเคมีเกิดขึ้นทั้งจากการสัมผัสโดยตรงของสารเหล่านี้ซึ่งกันและกัน (เช่น บนพื้นผิว) หรือระหว่างการละลายของสาร (การละลายยังเกิดขึ้นจากพื้นผิวด้วย) ดังนั้นยิ่งพื้นผิวของสารมีขนาดใหญ่เท่าใดก็ยิ่งมีปฏิกิริยาทางเคมีมากขึ้นเท่านั้น พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นตามระดับการลดขนาดอนุภาคที่เพิ่มขึ้น

ระดับการบดของสารนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าที่เรียกว่าพื้นที่ผิวจำเพาะ พื้นที่ผิวจำเพาะคือพื้นที่ผิวรวมของอนุภาคทั้งหมดต่อมวลหน่วยของสาร (cm2/g) ถึงพื้นที่ผิวจำเพาะของวัสดุบดละเอียด ค่าขนาดใหญ่(ซม.2/กรัม): ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา - 2000...2500 และปูนซีเมนต์ชุบแข็งเร็วแบบบดละเอียด - 3000...4000 ยิ่งพื้นที่ผิวจำเพาะมีขนาดใหญ่เท่าใด อนุภาคของซีเมนต์ก็จะยิ่งมีปฏิกิริยากับน้ำเร็วขึ้นเท่านั้น และทำให้ซีเมนต์แข็งตัวเร็วขึ้นตามไปด้วย

คุณสมบัติของวัสดุก่อสร้าง

19/08/2552 | Stroy-City LLC | จำนวนการดู 39274 ครั้ง

ปัจจุบันตลาดวัสดุก่อสร้างและส่วนผสมมีผลิตภัณฑ์มากมายจากผู้ผลิตทั้งในและต่างประเทศ โดยทั่วไปผู้ผลิตทั้งหมดสำหรับคำอธิบาย ลักษณะทางเทคนิคผลิตภัณฑ์ของตนใช้คำศัพท์ที่บางครั้งอาจไม่ชัดเจนสำหรับคนทั่วไปเสมอไป ในคำอธิบายผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิตมักจะโฆษณาคุณสมบัติของวัสดุก่อสร้างที่แตกต่างจากวัสดุอื่น หรือใช้ลักษณะที่ให้ข้อได้เปรียบในการใช้งาน เพื่อให้คุณสามารถใช้คำศัพท์เกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุก่อสร้างได้อย่างอิสระมากขึ้น เราจึงตัดสินใจให้คำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติหลักที่ผู้ผลิตใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ของตน

คุณสมบัติหลักของส่วนผสมและวัสดุก่อสร้างคือคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี เทคโนโลยี และทางกล

คุณสมบัติของวัสดุก่อสร้างใด ๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมันโดยตรงดังนั้นในตอนเริ่มต้นจะมีการระบุองค์ประกอบและใช้ข้อกำหนดเกี่ยวกับโครงสร้างของมัน เพื่อให้เข้าใจคุณสมบัติของวัสดุก่อสร้างได้อย่างถูกต้อง คุณจำเป็นต้องรู้องค์ประกอบทางเคมี แร่ และเฟสของวัสดุเหล่านั้น

องค์ประกอบทางเคมี
แสดงและแสดงลักษณะเปอร์เซ็นต์เป็น วัสดุ องค์ประกอบทางเคมีหรือออกไซด์ ช่วยให้เราสามารถตัดสินคุณสมบัติบางอย่างของวัสดุได้ เช่น ความแข็งแรงทางกล การทนไฟ ความสามารถในการคงตัวทางชีวภาพ ฯลฯ

องค์ประกอบของแร่ธาตุ
แสดงให้เห็นว่ามีแร่ธาตุใดบ้างและในปริมาณเท่าใดที่มีอยู่ในหิน วัสดุหรือใน เครื่องผูก- ตัวอย่างเช่น แร่ไตรแคลเซียมซิลิเกตเทียม (3CaO.SiO2) มีอยู่ในปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ในปริมาณ 45.....60% และเมื่อมีปริมาณสูงกว่า การแข็งตัวของซีเมนต์จะเร่งเร็วขึ้นและความแข็งแรงของหินซีเมนต์ เพิ่มขึ้น

องค์ประกอบเฟส
ระบุเนื้อหาของเฟสในวัสดุเช่น ชิ้นส่วนที่มีองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพเป็นเนื้อเดียวกัน และแยกออกจากกันด้วยส่วนต่อประสาน ตัวอย่างเช่น เฟสหลักของปูนเม็ดปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ได้แก่ เฟสอะลิท เบไลต์ เซไลต์ และอะลูมิโนเฟอร์ไรต์ ในรูพรุน วัสดุหลั่งสารที่เป็นของแข็งซึ่งก่อตัวเป็นผนังของรูขุมขนและในรูขุมขนนั้นเต็มไปด้วยอากาศและน้ำ หากน้ำแข็งกลายเป็นน้ำแข็ง น้ำแข็งที่เกิดขึ้นในรูขุมขนจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางความร้อน เชิงกล และคุณสมบัติอื่น ๆ ของวัสดุ ทำให้เกิดความเครียดภายในอย่างมากอันเป็นผลมาจากปริมาณน้ำที่แช่แข็งในรูขุมขนเพิ่มขึ้น องค์ประกอบเฟสของวัสดุและการเปลี่ยนเฟสของน้ำในนั้นส่งผลต่อคุณสมบัติและพฤติกรรมทั้งหมดของวัสดุระหว่างการทำงาน วัสดุที่แสดงโดยเฟสเดียวเรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกันและสองเฟสขึ้นไป - ต่างกัน

โครงสร้างวัสดุแสดงลักษณะโครงสร้างและพื้นผิวของมัน

โครงสร้าง- โครงสร้างภายในของวัสดุ กำหนดโดยรูปร่าง ขนาด ตำแหน่งสัมพัทธ์ของอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบ รูพรุน เส้นเลือดฝอย ตำแหน่งสัมพัทธ์ของอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบ รูพรุน เส้นเลือดฝอย ส่วนต่อประสานเฟส รอยแตกขนาดเล็ก และองค์ประกอบโครงสร้างอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างที่มีอยู่ วัสดุ ไอโซโทรปิก -มีคุณสมบัติเหมือนกันทุกทิศทาง (คอนกรีตชุบแข็ง และมอร์ตาร์ วัสดุเซรามิก) หรือ แอนไอโซทรอปิกซึ่งมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันออกไป ทิศทางที่แตกต่างกัน(คอนกรีตเสริมเหล็ก ไม้ วัสดุเส้นใย)

พื้นผิว- โครงสร้างเนื่องจากตำแหน่งสัมพันธ์และการกระจาย ส่วนประกอบวัสดุในพื้นที่ที่มันครอบครอง พื้นผิวสามารถเป็นชั้น ๆ ขนาดใหญ่ มีแถบ มีรูพรุน ฯลฯ

โดยส่วนใหญ่แล้ว วัสดุก่อสร้างมีเนื้อมีรูพรุน พวกมันถูกแบ่งออกเป็นรูพรุนละเอียด โดยขนาดรูพรุนจะถูกกำหนดโดยหนึ่งในร้อยและหนึ่งในพันของมิลลิเมตร จนถึง 1...2 มม. วัสดุที่มีรูพรุนละเอียด ได้แก่ มอร์ตาร์และคอนกรีตชุบแข็ง เซรามิก หินจำนวนหนึ่ง โฟมที่มีรูพรุนขนาดใหญ่และคอนกรีตมวลเบา แก้วแก๊ส แผ่นโฟม ฯลฯ รูพรุนขนาดใหญ่ (สูงถึงหนึ่งเซนติเมตร) เรียกว่าช่องว่าง และสิ่งเหล่านี้รวมถึง ช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนและเม็ดวัสดุที่หลวม

มีโครงสร้างมาโครและจุลภาคของวัสดุ โครงสร้างมหภาค - โครงสร้างที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือด้วยกำลังขยายต่ำ มันสามารถเป็นกลุ่มก้อน (คอนกรีตทั่วไป), เซลล์ (คอนกรีตก๊าซและโฟม, พลาสติกเซลล์), เส้นใย (ไม้, ไฟเบอร์กลาส), มีรูพรุนละเอียด (วัสดุเซรามิกจำนวนหนึ่ง), เป็นชั้น ๆ (ข้อความ, พลาสติกกระดาษ), เนื้อหลวม ( วัสดุที่เป็นผงและเป็นเม็ด)

โครงสร้างจุลภาคเป็นโครงสร้างที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอลหรืออิเล็กตรอน เกี่ยวข้องกับการก่อสร้าง เป็นต้น ปูนซีเมนต์โครงสร้างจุลภาคของสารละลายสามารถใช้เพื่อตัดสินองค์ประกอบของแร่ธาตุ จำนวนเฟสหลักในหินซีเมนต์ โครงสร้างรูพรุน ขนาด ตำแหน่ง และจำนวนไมโครรูขุมขน และลักษณะของชั้นสัมผัสระหว่างมวลรวมของหินซีเมนต์

ตามสถานะทางกายภาพ สารทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และพลาสมา ในงานฉาบปูนและทาสีจะใช้วัสดุที่มีสถานะของแข็งหรือของเหลว

ร่างกายที่มั่นคงคือร่างกายที่มีรูปร่างที่แน่นอน ดังนั้น วัตถุที่เป็นของแข็งจึงรวมถึงโลหะ หิน น้ำแข็ง ขี้ผึ้ง น้ำมันดิน แก้ว ฯลฯ วัตถุที่เป็นของแข็งอาจอยู่ในสถานะผลึก (หินแกรนิต โลหะ น้ำแข็ง) และอสัณฐาน (ขี้ผึ้ง แก้ว และเอโบไนต์)

วัตถุที่เป็นผลึกมีการจัดเรียงร่วมกันตามลำดับของอนุภาคที่ก่อตัวเป็นอะตอมและโมเลกุล ในขณะที่วัตถุอสัณฐานมีการจัดเรียงที่วุ่นวาย สารที่เป็นผลึกมีคุณสมบัติเฉพาะตัวในการเปลี่ยนจากสถานะของแข็งไปเป็นสถานะของเหลวที่อุณหภูมิคงที่ที่แน่นอนสำหรับสารที่กำหนด อุณหภูมินี้เรียกว่าอุณหภูมิหลอมเหลว และเท่ากับอุณหภูมิการแข็งตัว (สารหลอมเหลวทุกชนิดจะแข็งตัวอีกครั้งเมื่อเย็นลง) สารอสัณฐานไม่มีจุดหลอมเหลวและแข็งตัวที่ชัดเจน เมื่อถูกความร้อน จะค่อยๆ อ่อนตัวลงและกลายเป็นสถานะของเหลว

แข็ง วัสดุใช้ในงานฉาบปูนและงานกราม มีลักษณะหลวมและมีคราบสกปรก

ของเหลวคือสถานะของการรวมตัวของสารที่รวมคุณสมบัติของสถานะของแข็ง (การรักษาปริมาตร ความต้านแรงดึงที่แน่นอน) และสถานะก๊าซ (ความแปรปรวนของรูปร่าง)

ในกระบวนการทำงานช่างฉาบปูนและจิตรกรไม่เพียงจัดการกับสารที่เป็นของแข็งและของเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบและสารละลายคอลลอยด์กระจายตัวที่เรียกว่าส่วนผสมต่างๆ

ระบบที่กระจายตัวคือการก่อตัวของเฟส (ตัว) สองเฟสขึ้นไปโดยมีส่วนต่อประสานที่ได้รับการพัฒนาอย่างสูงระหว่างพวกมัน ในระบบกระจายตัว หนึ่งในเฟส - เฟสกระจาย - มีการกระจายในรูปของอนุภาคขนาดเล็ก (ผลึก หยด ฟอง) ในอีกเฟสหนึ่ง - ตัวกลางการกระจาย - ก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง การกระจายตัวเป็นลักษณะของขนาดของอนุภาคของแข็งและหยดของเหลว (ยิ่งอนุภาคเล็ก การกระจายก็จะยิ่งมากขึ้น) ในทางปฏิบัติ สารแขวนลอย อิมัลชัน และคอลลอยด์ถูกใช้เป็นระบบกระจายตัวที่มีขนาดอนุภาคมากกว่า 0.1 ไมครอน ระบบที่กระจายตัวหยาบ (สารแขวนลอย อิมัลชัน ผง โฟม) ไม่เสถียร การบดผงมากเกินไปทำให้เกิดการเกาะตัวกัน (การแข็งตัว)

ระบบกันสะเทือนคือระบบที่อนุภาคของเฟสการกระจายตัวของของแข็งถูกแขวนลอยในตัวกลางการกระจายตัวของของเหลว ระบบดังกล่าวรวมถึงสีที่พร้อมใช้งาน ซึ่งเป็นสารแขวนลอยของเม็ดสีและสารตัวเติมในสารยึดเกาะและตัวทำละลาย สีโป๊ว และสารหล่อลื่น

ระบบกันสะเทือนคือระบบที่อนุภาคของเฟสการกระจายตัวของของแข็งถูกแขวนลอยในตัวกลางการกระจายตัวของของเหลว ระบบดังกล่าวรวมถึงสีพร้อมใช้ซึ่งเป็นสารแขวนลอยของเม็ดสีและสารตัวเติมในสารยึดเกาะและตัวทำละลาย และสีโป๊ว

อิมัลชันเป็นระบบที่ประกอบด้วยของเหลวสองชนิดที่ไม่ละลายซึ่งกันและกัน โดยของเหลวหนึ่ง (ระยะกระจายตัว) จะถูกกระจายไปยังอีกของเหลวหนึ่ง (ตัวกลางที่กระจายตัว)

ในสารแขวนลอยและอิมัลชัน อนุภาคในเฟสที่กระจายตัวมีแนวโน้มที่จะตกตะกอน กล่าวคือ เพื่อการสะสม นอกจากนี้ พวกมันยังสามารถจับตัวเป็นก้อนและเกาะติดกันภายใต้อิทธิพลของแรงโมเลกุล

คอลลอยด์เป็นระบบตัวกลางระหว่างสารละลายจริงและระบบหยาบ คอลลอยด์เหลวคือโซล ส่วนเจลาตินที่เป็นของแข็งคือเจล การเกิดเจลเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของระบบคอลลอยด์ เจลเกิดขึ้นจากการกระทำของแรงยึดเหนี่ยวของโมเลกุลระหว่างอนุภาคคอลลอยด์ การก่อตัวของเจลเป็นสิ่งสำคัญในการอธิบายกระบวนการชุบแข็งและคุณสมบัติของหินซีเมนต์และ วัสดุโพลีเมอร์- โครงสร้างเซลล์ของเจลกักเก็บของเหลวของตัวกลางการกระจายตัวไว้จำนวนมาก ภายใต้อิทธิพลของแรงทางกล เจลจำนวนมากสามารถเปลี่ยนเป็นโซลได้เช่น กลายเป็นของเหลว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า thixtropy และจะปรากฏออกมาเมื่อคอนกรีต ปูน และส่วนผสมอื่นๆ สั่นสะเทือน

คอลลอยด์สามารถบวมและเพิ่มปริมาตรได้ กาวจากสัตว์ โปรตีน แป้ง สบู่เป็นคอลลอยด์ที่เมื่อสัมผัสกับน้ำเป็นเวลานานจะเกิดเป็นสารละลายคอลลอยด์ (โซล) สารละลายคอลลอยด์ต่างจากระบบที่มีการกระจายตัวแบบหยาบ ทนต่อการตกตะกอน การเรืองแสงในแสงที่ส่งผ่าน และการเคลื่อนที่ของอนุภาคไปยังอิเล็กโทรดเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

วิธีแก้ปัญหาที่แท้จริงคือระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เนื้อเดียวกัน) ที่กระจายตัวในระดับโมเลกุลซึ่งมีองค์ประกอบแปรผันของส่วนประกอบตั้งแต่สองส่วนประกอบขึ้นไป สารละลายเรียกว่าสารละลายที่แท้จริง เนื่องจากสารจะละลายในตัวทำละลายที่เหมาะสมตามความเป็นจริงและเป็นธรรมชาติจนเกิดเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน โซลูชั่นที่แท้จริงจะมีเสถียรภาพมาเป็นเวลานาน ช่างทาสีจะต้องจัดการกับวิธีแก้ปัญหาที่แท้จริงเมื่อใดก็ตามที่เขาละลายผลึกคอปเปอร์ซัลเฟต สารส้ม โซดาไฟ กรด และแอลกอฮอล์ในน้ำ

สิ่งที่สำคัญที่สุดในทางปฏิบัติคือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อระหว่างเฟสสำหรับระบบที่กระจัดกระจายทั้งหมดและโดยเฉพาะระบบคอลลอยด์ ปรากฏการณ์เหล่านี้ได้แก่ การดูดซับ-การดูดซึม และความเข้มข้นของสารบนพื้นผิวของขอบเขตเฟส สารดูดซับเรียกว่าสารออกฤทธิ์ที่พื้นผิว (สารลดแรงตึงผิว) ซึ่งช่วยลดแรงตึงผิวและมีความสำคัญอย่างยิ่งในเทคโนโลยีวัสดุก่อสร้าง สารลดแรงตึงผิวมีส่วนช่วยในการผลิตอิมัลชันและสารแขวนลอยที่เสถียร (ชั้นการดูดซับห่อหุ้มอนุภาคของเฟสที่กระจายตัวและป้องกันไม่ให้เกาะติดกัน) เนื่องจากผลของการลดแรงดูดซับจึงเร่งการบดผงปูนพลาสติกและคอนกรีต สารผสม, พื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำ ฯลฯ

คุณสมบัติทางกายภาพ

วัสดุก่อสร้างมีความซับซ้อน คุณสมบัติทางกายภาพตัวบ่งชี้เชิงตัวเลขที่กำหนดในห้องปฏิบัติการโดยใช้เครื่องมือพิเศษและวิธีการมาตรฐาน

คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ คุณสมบัติที่แสดงความสามารถของวัสดุในการตอบสนองต่ออิทธิพลของปัจจัยทางกายภาพ เช่น แรงโน้มถ่วง ความร้อน น้ำ เสียง กระแสไฟฟ้า การแผ่รังสี ฯลฯ วัสดุก่อสร้างมีของแข็งและของเหลว ทั้งหมด วัสดุมีปริมาตรและมีมวลจำนวนหนึ่ง

มวลคือกลุ่มของอนุภาคของวัสดุ (โมเลกุล อะตอม ไอออน) ที่มีอยู่ในวัตถุหรือสารที่กำหนด มวลของร่างกายครอบครองส่วนหนึ่งของพื้นที่นั่นคือ มีปริมาณที่แน่นอน มันคงที่สำหรับสสารที่กำหนดและไม่ขึ้นอยู่กับความเร่งของแรงโน้มถ่วง ความเร็วของการเคลื่อนที่ และตำแหน่งในอวกาศ วัตถุต่าง ๆ ที่มีปริมาตรเท่ากันมีมวลไม่เท่ากัน กล่าวคือ มีความหนาแน่นต่างกัน

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในสถานะทางกายภาพของวัสดุคือความหนาแน่นและความพรุน และสำหรับการกระจายตัว เช่น วัสดุที่เป็นผง พื้นที่ผิวที่มีประสิทธิภาพ เช่น พื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรหรือมวล วัสดุ- ความหนาแน่นแสดงลักษณะเฉพาะด้วยอัตราส่วนของมวลของวัสดุต่อปริมาตร ความยาว และพื้นที่

ความหนาแน่น. ความหนาแน่นที่แท้จริง ร -มวลของหน่วยปริมาตรของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันในสถานะที่มีความหนาแน่นอย่างยิ่งเช่น ไม่รวมรูขุมขนและช่องว่าง กำหนดโดยอัตราส่วนของมวล m (กก.) ของวัสดุต่อปริมาตร Va (m3) ในสถานะที่มีความหนาแน่นสูง พี= m/Va (กก./ลบ.ม.) ความหนาแน่นที่แท้จริงของสารแต่ละชนิดเป็นลักษณะทางกายภาพที่คงที่ซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่เปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีหรือโครงสร้างโมเลกุล โลหะ ของเหลว แก้ว และโพลีเมอร์มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับทฤษฎี

ความหนาแน่นของวัสดุที่เป็นของแข็งและของเหลวจะถูกเปรียบเทียบกับความหนาแน่นของน้ำ ความหนาแน่นสูงสุดของน้ำที่อุณหภูมิ 4 C เท่ากับ 1 g/cm3 เนื่องจากมวลของน้ำ 1 cm3 เท่ากับ 1 g โดยพื้นฐานแล้ว ความหนาแน่นที่แท้จริงของสารขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี ใช่แล้ว วัสดุอนินทรีย์(หินธรรมชาติและหินเทียม) ประกอบด้วยซิลิกอนออกไซด์ อลูมิเนียม และแคลเซียมเป็นส่วนใหญ่ ความหนาแน่นที่แท้จริงอยู่ในช่วง 2.4 .... 3.1 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร สำหรับวัสดุอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ คือ 0.8….1.4 ก./ซม.3 สำหรับไม้ 1.55 ก./ซม.3 ความหนาแน่นที่แท้จริงของโลหะแตกต่างกันมาก (g / cm3): อลูมิเนียม - 2.7, เหล็ก - 7.85, ตะกั่ว - 11.3

ความหนาแน่นเฉลี่ย รม- มวลของหน่วยปริมาตรของวัสดุที่อยู่ในสภาพธรรมชาติ เช่น มีรูขุมขนและช่องว่าง ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของมวล m (กก.) ของวัสดุต่อปริมาตร V (m3) ในสภาพธรรมชาติ: รม =เมตร/โวลต์ (กก./ลบ.ม.)

ความหนาแน่นเฉลี่ย (ต่อไปนี้จะเรียกง่ายๆ ว่าความหนาแน่น) เป็นลักษณะทางกายภาพที่สำคัญของวัสดุ ซึ่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับโครงสร้างและความชื้น ดังนั้นด้วยการเปลี่ยนโครงสร้าง จึงเป็นไปได้ที่จะได้คอนกรีตหนักที่มีความหนาแน่น 2,400 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร และโดยเฉพาะคอนกรีตมวลเบาที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า 500 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความหนาแน่นเฉลี่ยมีผลกระทบอย่างมากต่อความแข็งแรงเชิงกล การดูดซึมน้ำ การนำความร้อน และคุณสมบัติอื่นๆ วัสดุ- สำหรับวัสดุที่มีความหนาแน่น ค่าตัวเลขของความหนาแน่นจริงและความหนาแน่นเฉลี่ยจะเท่ากัน สำหรับวัสดุอื่น ๆ ความหนาแน่นเฉลี่ยจะน้อยกว่าค่าจริง ความหนาแน่นของวัสดุก่อสร้างแตกต่างกันไปภายในขีดจำกัดที่กว้างมาก: 15 (พลาสติกที่มีรูพรุน) ถึง 7850 กก./ลบ.ม. (เหล็ก)

สำหรับวัสดุเทกอง ให้กำหนด ความหนาแน่นรวม- ความหนาแน่นเป็นกลุ่ม รไม่มี -มวลต่อหน่วยปริมาตรของวัสดุที่เป็นเม็ดจำนวนมาก (ทราย ซีเมนต์ กรวด หินบด): รn=ม|วี.ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นที่แท้จริงของหินแกรนิตคือ 2,700 กก./ลบ.ม. ความหนาแน่นเฉลี่ยคือ 2,670 กก./ลบ.ม. และความหนาแน่นรวมของหินแกรนิตที่ถูกบดคือ 1300 กก./ลบ.ม.

ความพรุนคือระดับที่ปริมาตรของวัสดุเต็มไปด้วยรูพรุน วัสดุส่วนใหญ่มีรูพรุน - เซลล์เล็กๆ ที่เต็มไปด้วยอากาศหรือน้ำ ความพรุนคำนวณโดยใช้สูตร (%): P=(( ร-รม) /ร)*100 และแสดงเป็นเศษส่วนของปริมาตรของวัสดุโดยคิดเป็น 1 หรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาตร ความพรุนของวัสดุก่อสร้างแตกต่างกันอย่างมาก: ตั้งแต่ 0 (เหล็ก, แก้ว) ถึง 98% (ไมโพรา)

ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างความพรุนแบบเปิดและแบบปิด ด้วยการเปลี่ยนอัตราส่วนของปริมาตรของรูพรุนที่เปิดและปิดและขนาดของรูพรุน เทคโนโลยีวัสดุจึงสามารถผลิตวัสดุที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนดได้ ตัวอย่างเช่น การลดความพรุนทำให้มีความแข็งแรงของวัสดุเพิ่มขึ้น

เมื่อผลิตวัสดุฉนวนความร้อน พวกเขามุ่งมั่นที่จะเพิ่มความพรุนและสร้างโครงสร้างที่มีรูพรุนละเอียดสำหรับพวกเขา หากคุณเพิ่มสัดส่วนของรูขุมขนที่ปิดในปริมาตรทั้งหมดจะมีผลดีต่อการต้านทานน้ำค้างแข็ง วัสดุ- เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการดูดซับเสียง พวกเขามุ่งมั่นที่จะสร้างระบบของรูพรุนที่แตกแขนงและสื่อสารกันในวัสดุ ดังนั้นความหนาแน่นเฉลี่ยความแข็งแรงความอิ่มตัวของน้ำการนำความร้อนความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งการดูดซับเสียงและคุณสมบัติอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับความพรุนของวัสดุ

วัสดุที่เป็นกลุ่มและหลวม (ทราย ชอล์กบด เม็ดสี ตะกรัน) นอกจากรูขุมขนแล้ว ยังมีช่องว่าง - ช่องอากาศระหว่างอนุภาคแต่ละตัวของวัสดุ

ช่องว่างคืออัตราส่วนของปริมาตรรวมของช่องว่างในวัสดุหลวมต่อปริมาตรทั้งหมดที่ครอบครองโดยปริมาตรนี้ ในการแสดงความว่างเปล่าเป็นตัวเลขจำเป็นต้องทราบความหนาแน่นและความหนาแน่นรวมของวัสดุ Voids Pvost คำนวณโดยใช้สูตรเดียวกันกับความพรุนและแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

ค่าสัมประสิทธิ์ความหนาแน่น Kpl - ระดับการเติมปริมาตรของวัสดุด้วยสารที่เป็นของแข็ง คำนวณโดยใช้สูตร Kpl = рm/р โดยรวมแล้ว Kpl+P = 1 (หรือ 100%) เช่น วัสดุแห้งประกอบด้วยโครงแข็งและรูอากาศ

ในระหว่างการขนส่ง การจัดเก็บ และในโครงสร้าง วัสดุอาจสัมผัสกับน้ำ วัสดุเปียกมีความทนทานน้อยกว่า หนักกว่า และนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุแห้ง ปูนซีเมนต์สารยึดเกาะยิปซั่ม เม็ดสี กาว และวัสดุอื่น ๆ เสื่อมสภาพจากความชื้นในบรรยากาศ และไม้เปียกก็เน่าเปื่อยได้ง่าย คุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของน้ำต่อวัสดุเรียกว่าไฮโดรฟิสิกส์

การดูดความชื้นเป็นคุณสมบัติของเส้นเลือดฝอยอย่างง่าย วัสดุดูดซับความชื้นจากอากาศ ระดับการดูดซึมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิอากาศลดลง การดูดความชื้นจะเพิ่มขึ้น การดูดความชื้นมีลักษณะโดยอัตราส่วนของมวลความชื้นที่วัสดุดูดซับที่ความชื้นในอากาศสัมพัทธ์ 100% และอุณหภูมิ +20 C ต่อมวลของวัสดุแห้ง

การดูดความชื้นส่งผลเสียต่อคุณภาพ วัสดุก่อสร้าง- ดังนั้นเมื่อเก็บไว้ภายใต้อิทธิพลของความชื้นในอากาศ มันจะจับตัวเป็นก้อนและลดความแข็งแรงลง ไม้ดูดความชื้นได้มาก ความชื้นในอากาศทำให้ไม้บวมและบิดงอได้ เพื่อลดการดูดความชื้น โครงสร้างไม้และเพื่อป้องกันไม่ให้บวม ไม้จึงถูกเคลือบด้วยสีน้ำมันและวาร์นิช และเคลือบด้วยโพลีเมอร์ที่ป้องกันความชื้นไม่ให้ซึมเข้าไปในวัสดุ

การดูดของเส้นเลือดฝอยเป็นคุณสมบัติของเส้นเลือดฝอยที่มีรูพรุน วัสดุยกน้ำผ่านเส้นเลือดฝอย เกิดจากแรงตึงผิวที่เกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อระหว่างเฟสของแข็งและของเหลว การดูดแบบคาปิลลารีมีลักษณะเฉพาะคือความสูงของระดับน้ำในวัสดุคาปิลลารี ปริมาณน้ำที่ดูดซับ และความเข้มของการดูด เมื่อฐานรากอยู่ในดินเปียก น้ำใต้ดินอาจลอยขึ้นมาผ่านเส้นเลือดฝอยและทำให้ผนังด้านล่างของอาคารเปียกชื้น เพื่อหลีกเลี่ยงความชื้นในห้อง ให้ติดตั้งชั้นกันซึมที่แยกฐานรากออกจากผนัง เมื่อการดูดของเส้นเลือดฝอยเพิ่มขึ้น ความแข็งแรง ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี และความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งของวัสดุก่อสร้างก็ลดลง

การดูดซึมน้ำเป็นคุณสมบัติของวัสดุเมื่อสัมผัสโดยตรงกับน้ำ เพื่อดูดซับและกักเก็บไว้ในรูพรุน การดูดซึมน้ำแสดงโดยระดับของการเติมปริมาตรของวัสดุด้วยน้ำ (การดูดซึมน้ำโดยปริมาตร Wo) หรืออัตราส่วนของปริมาณน้ำที่ถูกดูดซับต่อมวลของวัสดุแห้ง (การดูดซึมน้ำโดยมวล Wm) การดูดซึมน้ำคำนวณโดยใช้สูตร (%):

Wm=((m2-m1)|m1)*100; W=((m2-m1)|V)*100,

โดยที่ m1 และ m2 คือมวลของวัสดุในสถานะแห้งและอิ่มตัวด้วยน้ำ ตามลำดับ g; V คือปริมาตรของวัสดุในสภาพแห้ง cm3 เมื่อหาร Wo ด้วย Wm เราจะได้ค่าต่อไปนี้:

การดูดซึมน้ำ วัสดุต่างๆพบได้หลากหลาย (% โดยน้ำหนัก): หินแกรนิต 0.02...1; ความหนาแน่นของคอนกรีตหนัก 2….5; อิฐเซรามิก 8….25; แผ่นแบนอัดซีเมนต์ใยหิน - ไม่เกิน 18; วัสดุฉนวนความร้อน 100 ขึ้นไป

ในวัสดุที่มีรูพรุนสูง การดูดซึมน้ำโดยมวลอาจมีความพรุนมากกว่า แต่การดูดซึมน้ำโดยปริมาตรจะน้อยกว่าความพรุนเสมอ เนื่องจากน้ำไม่ได้ซึมเข้าไปในรูพรุนขนาดเล็กมากและไม่ได้เก็บไว้ในรูที่มีขนาดใหญ่มาก การดูดซึมน้ำของวัสดุที่มีความหนาแน่นเป็นศูนย์ (แก้ว, เหล็ก, น้ำมันดิน) การดูดซึมน้ำส่งผลเสียต่อคุณสมบัติอื่น ๆ ของวัสดุ: ความแข็งแรงและความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งลดลง วัสดุจะพองตัว ค่าการนำความร้อนเพิ่มขึ้น และความหนาแน่นเพิ่มขึ้น

ความชื้นคืออัตราส่วนของมวลน้ำที่บรรจุอยู่ภายใน ในขณะนี้ในวัสดุจนถึงมวล (น้อยกว่าปริมาตร) ของวัสดุในสภาวะแห้ง คำนวณโดยใช้สูตรเดียวกับการดูดซึมน้ำและแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ในกรณีนี้ มวลของวัสดุจะถูกถ่ายในสภาวะชื้นตามธรรมชาติ ไม่ใช่ในสภาวะอิ่มตัวของน้ำ

เมื่อขนส่ง จัดเก็บ และใช้วัสดุ พวกเขาไม่ได้เกี่ยวข้องกับการดูดซึมน้ำ แต่เกี่ยวข้องกับความชื้น ความชื้นแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0% (สำหรับวัสดุที่แห้งสนิท) จนถึงค่าการดูดซึมน้ำโดยสมบูรณ์และขึ้นอยู่กับความพรุน การดูดความชื้น และคุณสมบัติอื่น ๆ ของวัสดุตลอดจนสภาพแวดล้อม - ความชื้นสัมพัทธ์และอุณหภูมิอากาศ การสัมผัสของวัสดุด้วย น้ำ ฯลฯ สำหรับวัสดุก่อสร้างหลายประเภท ความชื้นถือเป็นมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น ความชื้นของชอล์กบดคือ 2% ชอล์กก้อนคือ 12% วัสดุผนังคือ 5….7 ไม้ตากแห้งคือ 12….18%

เนื่องจากมีคุณสมบัติแห้งและเปียก วัสดุมีความแตกต่างกันมากจำเป็นต้องคำนึงถึงทั้งความชื้นของวัสดุและความสามารถในการดูดซับน้ำ ในทุกกรณี - ในระหว่างการขนส่ง การเก็บรักษา และการใช้งาน - วัสดุก่อสร้างได้รับการปกป้องจากความชื้น

การกันน้ำคือความสามารถของวัสดุในการรักษาความแข็งแรงเมื่ออิ่มตัวด้วยน้ำ เกณฑ์สำหรับการกันน้ำของวัสดุก่อสร้างคือค่าสัมประสิทธิ์การอ่อนตัว Kp = RB/RC - อัตราส่วนของกำลังอัดของวัสดุที่อิ่มตัวด้วยน้ำ RB ต่อความแข็งแรงของวัสดุแห้ง RC มันแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0 (สำหรับดินเหนียว) ถึง 1 (แก้ว โลหะ) วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การทำให้อ่อนตัวมากกว่า 0.75 เรียกว่ากันน้ำ

การสูญเสียความชื้นคือความสามารถของวัสดุในการสูญเสียน้ำในรูขุมขน คุณลักษณะเชิงตัวเลขของการถ่ายเทความชื้นคือปริมาณน้ำ (เป็น%) ที่ระเหยออกจากตัวอย่างภายใน 1 วันที่อุณหภูมิ 20 C และความชื้นสัมพัทธ์ 60% การสูญเสียความชื้นจะถูกนำมาพิจารณาเช่นเมื่อดูแลคอนกรีตที่แข็งตัวเมื่อทำให้ผนังและพาร์ติชันที่ฉาบด้วยปูนขาวแห้ง ในกรณีแรก แนะนำให้ถ่ายเทความชื้นช้า และในกรณีที่สอง ถ่ายเทความชื้นอย่างรวดเร็ว

ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่ช่วยให้น้ำไหลผ่านได้ภายใต้ความกดดัน ระดับการซึมผ่านของน้ำส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างความพรุนของวัสดุ ยิ่งมีรูพรุนและช่องว่างในวัสดุมากเท่าใด การซึมผ่านของน้ำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การกรอง (m/h) - ปริมาณน้ำ (เป็น m3) ที่ไหลผ่านวัสดุที่มีพื้นที่ 1 m2 ความหนา 1 m ใน 1 ชั่วโมงโดยมีความแตกต่างของแรงดันอุทกสถิตที่ แนวกำแพง 9.81 Pa. ค่าสัมประสิทธิ์การกรองยิ่งต่ำ เกรดกันน้ำของวัสดุก็จะยิ่งสูงขึ้น วัสดุที่มีความหนาแน่น (หินแกรนิต โลหะ แก้ว) และวัสดุที่มีรูพรุนขนาดเล็ก (พลาสติกโฟม โพลีสไตรีนอัดขึ้นรูป) มีคุณสมบัติกันน้ำได้

สำหรับวัสดุกันซึม สิ่งสำคัญคือต้องประเมินไม่ใช่ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ แต่เป็นความต้านทานต่อน้ำซึ่งมีลักษณะเฉพาะตามเวลาที่น้ำรั่วภายใต้แรงกดดันบางอย่างผ่านตัวอย่างวัสดุ (สีเหลืองอ่อน, การกันซึม) หรือโดยแรงดันน้ำสูงสุดที่ ซึ่งยังไม่ผ่านตัวอย่างวัสดุเพื่อทดสอบเวลา (ปูนพิเศษ)

ความสามารถในการซึมผ่านของอากาศ ก๊าซ และไอ - คุณสมบัติของวัสดุที่ช่วยให้อากาศ ก๊าซ และไอน้ำผ่านความหนาได้ ตามลำดับ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของวัสดุเป็นหลัก ข้อบกพร่องในโครงสร้างและความชื้น ความสามารถในการซึมผ่านของอากาศและก๊าซในเชิงปริมาณมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์ของการซึมผ่านของอากาศและก๊าซซึ่งเท่ากับปริมาณอากาศ (ก๊าซ) (m3) ที่ไหลผ่านวัสดุ 1 m2 ที่มีความหนา 1 ม. ภายใน 1 ชั่วโมงโดยมีความแตกต่างของความดันบนพื้นผิว 9.81 ต่อปี การซึมผ่านของอากาศและก๊าซจะสูงขึ้นหากวัสดุมีรูพรุนที่เชื่อมต่อกันมากขึ้น การมีน้ำอยู่ในรูขุมขนจะช่วยลดคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้

การซึมผ่านของไอเกิดขึ้นกับปริมาณไอและความยืดหยุ่นที่แตกต่างกันทั้งสองด้านของพื้นผิว ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของไอน้ำ และมีลักษณะเฉพาะคือค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของไอ ซึ่งเท่ากับปริมาณของไอน้ำ (เป็นกรัม) ที่ทะลุผ่านภายใน 1 ชั่วโมง ผ่านวัสดุ 1 m2 หนา 1 ม. โดยความดันไอต่างกันตามพื้นผิว 133.3 Pa

วัสดุยืนและตกแต่งจะต้องมีการซึมผ่านได้และต้อง "หายใจ"การซึมผ่านของอากาศก๊าซและไอที่เพียงพอของวัสดุผนังช่วยรักษาระบบความชื้นในอากาศที่เหมาะสมที่สุดในสถานที่สำหรับมนุษย์และป้องกันการทำลายผนังเนื่องจากน้ำค้างแข็งและการละลายในภายหลัง ในห้องเปียก ผนังและวัสดุหุ้มได้รับการปกป้องจากภายในจากการซึมผ่านของไอน้ำ วัสดุป้องกันไอจะถูกวางไว้ที่ด้านข้างของรั้วซึ่งมีปริมาณไอในอากาศมากกว่า วัสดุอิ่มตัวด้วยน้ำแทบจะกันแก๊สได้

การเคลือบสีและวานิชจะช่วยลดหรือรักษาการซึมผ่านของไอของวัสดุก่อสร้าง ยิ่งการซึมผ่านของไอของฟิล์มสีต่ำลงเท่าใด คุณสมบัติการป้องกันการกัดกร่อนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ความต้านทานฟรอสต์เป็นคุณสมบัติของวัสดุในสถานะอิ่มตัวของน้ำเพื่อทนต่อการแช่แข็งและการละลายสลับหลายรอบโดยไม่มีร่องรอยของการทำลายล้างที่มองเห็นได้และไม่มีการลดความแข็งแรงและน้ำหนักลงอย่างมีนัยสำคัญ ความต้านทานฟรอสต์เป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักที่แสดงถึงความทนทานของวัสดุก่อสร้างในโครงสร้างและโครงสร้าง เมื่อฤดูกาลเปลี่ยนแปลง วัสดุบางชนิดจะถูกแช่แข็งและละลายเป็นระยะภายใต้สภาวะบรรยากาศปกติ และจะถูกทำลาย สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำในรูพรุนของวัสดุจะมีปริมาตรเพิ่มขึ้นประมาณ 9...10% เมื่อแช่แข็ง เฉพาะวัสดุที่แข็งแกร่งมากเท่านั้นที่สามารถทนต่อแรงดันน้ำแข็ง (200 MPa) บนผนังรูพรุนได้

วัสดุที่มีความหนาแน่นซึ่งมีรูพรุนต่ำและมีรูพรุนปิดมีความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งสูง วัสดุที่มีรูพรุนที่มีรูพรุนเปิดและด้วยเหตุนี้การดูดซึมน้ำสูงจึงมักไม่ทนต่อความเย็นจัด วัสดุที่หลังจากการทดสอบมาตรฐานที่กำหนดขึ้นสำหรับวัสดุดังกล่าว ประกอบด้วยการแช่แข็งซ้ำๆ กัน (ที่อุณหภูมิไม่เกิน -17C) และการละลาย (ในน้ำ) ไม่มีรอยแตกร้าว การแยกชั้น และการหลุดร่อน และสูญเสียไม่เกิน 25% ของ ความแข็งแรงและน้ำหนัก 5% ถือว่าทนความเย็นจัด

ตามความต้านทานน้ำค้างแข็งนั่นคือตามจำนวนรอบการแช่แข็งและการละลายที่ทนได้วัสดุจะถูกแบ่งออกเป็นเกรด: Mrz10;15;25;35;50;100;150;200;300;400 และ 500 ดังนั้น เกรดต้านทานน้ำค้างแข็งของปูนปลาสเตอร์คือ Mrz 50 หมายความว่าสารละลายสามารถทนต่อการแช่แข็งและการละลายสลับได้อย่างน้อย 50 รอบโดยไม่สูญเสียความแข็งแรงและน้ำหนัก

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าสำหรับวัสดุที่มีรูพรุน การกระทำร่วมกันของน้ำและอุณหภูมิสลับเป็นอันตรายอย่างยิ่ง ความต้านทานฟรอสต์ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและโครงสร้างของวัสดุนั้นจะลดลงเมื่อค่าสัมประสิทธิ์การอ่อนตัวลดลงและความแข็งแรงแบบเปิดเพิ่มขึ้น

เกณฑ์สำหรับการต้านทานการแข็งตัวของวัสดุคือค่าสัมประสิทธิ์การต้านทานการแข็งตัวของน้ำแข็ง Kmrz = Rmrz/Rsat - อัตราส่วนของกำลังรับแรงอัดสูงสุดของวัสดุหลังการทดสอบต่อกำลังรับแรงอัดสูงสุดของตัวอย่างที่อิ่มตัวด้วยน้ำซึ่งไม่ได้รับการทดสอบที่อายุเท่ากัน สำหรับวัสดุทนความเย็น Kmrz ควรมากกว่า 0.75 เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าหากค่าสัมประสิทธิ์การอ่อนตัวของหิน Krasm ไม่ต่ำกว่า o.95 แล้ว วัสดุหินทนต่อความเย็นจัด

คุณสมบัติของวัสดุที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจัดอยู่ในประเภทเทอร์โมฟิสิกส์ มีความสำคัญสำหรับวัสดุฉนวนความร้อนและทนความร้อน สำหรับวัสดุที่ล้อมรอบโครงสร้างและผลิตภัณฑ์ที่แข็งตัวในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน

ความจุความร้อน - คุณสมบัติของวัสดุที่จะดูดซับเมื่อถูกความร้อนและปล่อยความร้อนจำนวนหนึ่งเมื่อถูกทำให้เย็นลง ความจุความร้อนคือการวัดพลังงานที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของวัสดุ

ความจุความร้อนต่อมวลหน่วยเรียกว่า ความจุความร้อนจำเพาะ C (เจ/ (กก.*C)) ความจุความร้อนจำเพาะเท่ากับปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนวัสดุ 1 กิโลกรัมขึ้น 1 C สำหรับวัสดุอินทรีย์ มักจะสูงกว่าวัสดุอนินทรีย์ (kJ/(kg*C)): ไม้ - 2.38….2.72; เหล็ก - 0.46 น้ำ - 4.187 ความจุความร้อนสูงสุดมีน้ำ ดังนั้นเมื่อความชื้นของวัสดุเพิ่มขึ้น ความจุความร้อนก็เพิ่มขึ้น

การนำความร้อนเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการส่งกระแสความร้อนที่เกิดขึ้นผ่านความหนาของมันซึ่งเป็นผลมาจากความแตกต่างของอุณหภูมิบนพื้นผิวตรงข้าม คุณสมบัตินี้มีความสำคัญสำหรับ วัสดุก่อสร้างใช้ในการก่อสร้างโครงสร้างปิดล้อม (ผนัง เพดาน วัสดุปิด) และวัสดุที่ใช้เป็นฉนวนกันความร้อน ค่าการนำความร้อนขึ้นอยู่กับโครงสร้าง องค์ประกอบทางเคมี ความพรุน และลักษณะของรูพรุน ความชื้นและอุณหภูมิที่เกิดการถ่ายเทความร้อน

การนำความร้อนมีลักษณะเฉพาะคือค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน ซึ่งแสดงปริมาณความร้อน (J) ที่วัสดุสามารถผ่านพื้นผิว 1 ตารางเมตร โดยมีความหนาของวัสดุ 1 เมตร และความแตกต่างของอุณหภูมิบนพื้นผิวตรงข้าม 1 C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง (W/m*C): อากาศ - 0.023 ไม้ตามแนวลายไม้ - 0.35 และลายขวางลายไม้ - 0.175 น้ำ - 0.59 อิฐเซรามิก -0.82 น้ำแข็ง - 2.3 ด้วยเหตุนี้ รูพรุนของอากาศในวัสดุจึงลดค่าการนำความร้อนลงอย่างรวดเร็ว และความชื้นก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของน้ำสูงกว่าอากาศ 25 เท่า

เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็งในรูพรุนของวัสดุ ค่าการนำความร้อนจะเพิ่มขึ้นอีก เนื่องจากน้ำแข็งสามารถนำความร้อนได้มากกว่าน้ำประมาณ 4 เท่า และนำความร้อนได้มากกว่าอากาศประมาณ 100 เท่า ยิ่งรูขุมขนเล็กลงเช่น ยิ่งวัสดุมีความหนาแน่นมากเท่าไรก็ยิ่งนำความร้อนได้มากขึ้นเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าการนำความร้อนของวัสดุส่วนใหญ่จะเพิ่มขึ้น และมีเพียงบางส่วนเท่านั้น (โดยเฉพาะโลหะ) ที่ลดลง

การขยายตัวทางความร้อน--ทรัพย์สิน วัสดุขยายตัวเมื่อถูกความร้อนและหดตัวเมื่อเย็นลง โดยมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นในขนาดและปริมาตรของวัสดุ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น (TCLE) มีความสำคัญ โดยแสดงด้วยเศษส่วนของความยาวดั้งเดิมที่วัสดุจะขยายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 C ดังนั้น สำหรับเหล็ก TCLE คือ (11 …11.9)*10-6 สำหรับคอนกรีต - (10…14)*10-6 สำหรับไม้ตามแนวลายไม้ - (3..5)*10-6 ในการออกแบบที่รวมวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกันจำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยการขยายตัวเชิงเส้นทางความร้อนของแต่ละวัสดุ ตัวอย่างเช่นในคอนกรีตเสริมเหล็กสิ่งนี้และคอนกรีตรวมกันได้ดีเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุเหล่านี้เกือบจะเท่ากัน อันเป็นผลมาจากความแตกต่างที่มีนัยสำคัญใน TCLE ใน วัสดุคอมโพสิตความเครียดเกิดขึ้นซึ่งไม่เพียงแต่นำไปสู่การปรากฏตัวของรอยแตกขนาดเล็กและการบิดงอเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำลายวัสดุด้วย

การทนไฟคือความสามารถของวัสดุในการทนต่อผลกระทบของอุณหภูมิ เปลวไฟ และน้ำที่สูงในสภาวะที่เกิดเพลิงไหม้โดยไม่ทำลาย วัสดุภายใต้สภาวะเหล่านี้อาจไหม้ แตกร้าว เสียรูปอย่างรุนแรง หรือยุบตัวเนื่องจากสูญเสียความแข็งแรง จากการทนไฟจัดอยู่ในประเภททนไฟทนไฟและติดไฟได้

วัสดุทนไฟจะไม่ไหม้หรือเป็นถ่านเมื่อสัมผัสกับไฟหรืออุณหภูมิสูง นี่คือคอนกรีต ฯลฯ ในขณะเดียวกัน วัสดุทนไฟบางชนิด เช่น หินอ่อน แก้ว ซีเมนต์ใยหิน จะถูกทำลายเมื่อได้รับความร้อนอย่างกะทันหัน และโครงสร้างเหล็กจะมีรูปร่างผิดปกติอย่างมากและสูญเสียความแข็งแรง

วัสดุที่ติดไฟได้จะเผาไหม้เมื่อสัมผัสกับไฟหรืออุณหภูมิสูง และยังคงเผาไหม้ต่อไปหลังจากกำจัดแหล่งกำเนิดไฟแล้ว ได้แก่ไม้ วอลล์เปเปอร์ น้ำมันดิน โพลีเมอร์ กระดาษ ฯลฯ

เพื่อเพิ่มความต้านทานไฟ วัสดุจะถูกชุบหรือผ่านการบำบัดด้วยสารหน่วงไฟ - สารหน่วงไฟ เมื่อถูกความร้อนจะปล่อยก๊าซที่ไม่รองรับการเผาไหม้หรือสร้างชั้นป้องกันที่มีรูพรุนบนวัสดุที่ทำให้ความร้อนช้าลง

วัสดุทนไฟไม่สามารถระบุได้ด้วยการทนไฟของโครงสร้างของอาคารหรือโครงสร้าง เนื่องจากโครงสร้างที่ทำขึ้น เช่น จากวัสดุที่ติดไฟได้ แต่ผ่านการบำบัดด้วยสารหน่วงไฟหรือป้องกันจากไฟด้วยปูนปลาสเตอร์หรือหุ้มที่ทำจากวัสดุที่ไม่ติดไฟ , จัดอยู่ในประเภททนไฟในแง่ของการทนไฟ

เพื่อเพิ่มความต้านทานไฟของวัสดุจึงใช้สารเคลือบกันไฟหลายชนิดรวมถึงสี สารยึดเกาะในสีดังกล่าว ได้แก่ แก้วเหลว มะนาว เปอร์คลอโรไวนิลและเรซินยูเรีย และโพลีเมอร์ออร์กาโนโบรมีน สีซิลิเกตและสีทนไฟอื่น ๆ ช่วยปกป้องวัสดุจากไฟพร้อมกันและทำหน้าที่เคลือบขั้นสุดท้าย

การทนไฟคือความสามารถของวัสดุในการทนต่อการสัมผัสอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน (ตั้งแต่ 1,580 C ขึ้นไป) โดยไม่เปลี่ยนรูปหรือทำให้อ่อนลง วัสดุทนไฟที่ใช้สำหรับซับภายในของเตาอุตสาหกรรม - ไดนาส, ไฟร์เคลย์, รูโมมานีไซต์, คอรันดัม - ไม่ทำให้เสียรูปหรืออ่อนตัวที่อุณหภูมิ 1,580 C ขึ้นไป วัสดุทนไฟ (วัสดุเตาทนไฟ) สามารถทนต่ออุณหภูมิ 1350...1580 C โดยไม่ละลาย และวัสดุละลายต่ำ (วัสดุก่อสร้างเซรามิก) - สูงถึง 1350 C

คุณสมบัติทางเสียงของวัสดุสัมพันธ์กับปฏิกิริยาระหว่างวัสดุและเสียง ประการแรกคือการนำเสียงและการดูดซับเสียง

การนำเสียงเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการนำเสียงผ่านความหนา ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและมวลของวัสดุ วัสดุที่มีน้ำหนักมาก () รวมถึงวัสดุที่มีรูพรุนและเป็นเส้นใย จะนำเสียงได้ไม่ดีนัก การซึมผ่านของเสียงเป็นคุณสมบัติเชิงลบ เนื่องจากในกรณีส่วนใหญ่ วัสดุก่อสร้าง จำเป็นต้องป้องกันห้องจากเสียงรบกวนจากภายนอก ฉนวนกันเสียง - การลดทอนของเสียงเมื่อทะลุผ่านโครงสร้างที่ปิดล้อม - เป็นคุณสมบัติของวัสดุที่ตรงกันข้ามกับการซึมผ่านของเสียง

การดูดซับเสียงเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการดูดซับและสะท้อนเสียงที่ตกกระทบ ขึ้นอยู่กับความพรุนของวัสดุ ความหนาของวัสดุ สภาพของพื้นผิว และความถี่ของโทนเสียงที่วัดจากจำนวนการสั่นสะเทือนต่อวินาที หน่วยดูดซับเสียงขนาด 1 ตารางเมตรของหน้าต่างที่เปิดอยู่นั้นถือเป็นหน่วยดูดซับเสียง เมื่อมีไฟเปิดอยู่ เสียงจะถูกดูดซับจนหมด การดูดซับเสียงของวัสดุก่อสร้างทั้งหมดน้อยกว่าความสามัคคี การดูดซับเสียงของวัสดุประเมินโดยค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงเช่น อัตราส่วนของพลังงานที่วัสดุดูดซับต่อ จำนวนทั้งหมดพลังงานที่เข้ามาต่อหน่วยเวลา

การดูดซับเสียงขึ้นอยู่กับลักษณะของพื้นผิวของวัสดุ วัสดุที่มีพื้นผิวเรียบจะสะท้อนเสียงที่ตกกระทบได้ดี ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดเสียงรบกวนอย่างต่อเนื่องในห้องที่มีผนังเรียบ วัสดุที่มีความพรุนแบบเปิดที่พัฒนาขึ้นจะดูดซับเสียงได้ดีและไม่สะท้อนเสียงที่ตกลงมา พลาสเตอร์อะคูสติกชนิดพิเศษที่มีรูพรุนเปิดเล็ก ๆ ดูดซับเสียงได้ดีและปิดเสียง เป็นที่รู้กันว่าพรม นักวิ่ง และเฟอร์นิเจอร์หุ้มเบาะมีเสียง โดยหลักการแล้ววัสดุก่อสร้างเหล่านั้นที่ส่งเสียงได้ไม่ดีดูดซับได้ดีและไม่สะท้อนกลับถือเป็นวัสดุอะคูสติก การลดเสียงรบกวนอันเป็นผลมาจากการใช้วัสดุดังกล่าวช่วยปกป้องสุขภาพของผู้คน มอบความสะดวกสบายบางอย่างแก่พวกเขา และส่งเสริมประสิทธิภาพการทำงาน

การนำไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการนำกระแสไฟฟ้า โลหะเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า วัสดุในสถานะเปียก - คอนกรีต ปูนซีเมนต์หิน, ปูน, ไม้.

ความต้านทานการแผ่รังสีเป็นคุณสมบัติของวัสดุในการคงโครงสร้างและ ลักษณะทางกายภาพและทางกลหลังจากรับสัมผัสเชื้อ รังสีไอออไนซ์- ระดับรังสีอาจสูงมากจนสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของวัสดุอย่างลึกซึ้งได้ ตัวอย่างเช่น แร่ธาตุที่มีโครงสร้างผลึกจะกลายเป็นอสัณฐานซึ่งมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรและการเกิดความเครียดภายใน ทั้งหมดนี้จบลงด้วยการทำลายวัสดุและการสูญเสีย คุณสมบัติการป้องกัน- สำหรับการป้องกันรังสีกัมมันตรังสี โดยเฉพาะหนัก (рm = 3000...5000 กก./ลบ.ม.) และคอนกรีตไฮเดรตที่มี เนื้อหาที่เพิ่มขึ้นน้ำที่มีพันธะเคมีซึ่งสร้างการป้องกันที่ดีต่อฟลักซ์นิวตรอน

คุณสมบัติทางเคมีและเคมีกายภาพ
เพื่อการประเมินวัสดุที่ถูกต้องและครบถ้วนในระหว่างการผลิต การเลือก และการใช้งานในโครงสร้าง จำเป็นต้องทราบและคำนึงถึงคุณสมบัติทางเคมีและเคมีกายภาพด้วย

คุณสมบัติทางเคมีแสดงถึงระดับของกิจกรรมของวัสดุต่อปฏิกิริยาทางเคมีกับรีเอเจนต์ในสภาพแวดล้อมภายนอกและความสามารถในการรักษาองค์ประกอบและโครงสร้างของวัสดุให้คงที่ภายใต้สภาวะแวดล้อมเฉื่อย วัสดุบางชนิดมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเองภายใน การเปลี่ยนแปลงทางเคมีในสภาพแวดล้อมปกติ วัสดุจำนวนหนึ่งแสดงกิจกรรมเมื่อมีปฏิกิริยากับกรด น้ำ ด่าง สารละลาย ก๊าซที่มีฤทธิ์รุนแรง ฯลฯ การเปลี่ยนแปลงทางเคมียังเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตทางเทคโนโลยีและการใช้วัสดุ