Физико-химические и акустические свойства

Для строительных материалов важно, чтобы они обладали способностью сохранять свой химический состав и структуру при воздействии окружающей среды.

Химическая стойкость – способность материала сопротивляться воздействию агрессивных сред: кислот (кислотостойкость), щелочей (щелочестойкость), растворенных в воде солей (солестойкость) и газов. Изменение состава и строения материалов под воздействием внешней агрессивной среды называется коррозией.

Коррозия – самопроизвольное разрушение материалов в результате их химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

Коррозионная стойкость – свойство материала сопротивляться коррозионному разрушению. Коррозионная стойкость – важнейший фактор обеспечения долговечности строительных изделий и конструкций.

Основные факторы коррозии – воздействие воды, знакопеременных температур, агрессивных жидкостей и газов, микроорганизмов, УФ-облучение, присутствие блуждающих токов и др.

При оценке коррозионной стойкости обычно пользуются весовым или глубинным показателями, а также оцениванию изменения свойств материалов (внешний вид, физико-механические характеристики) при воздействии агрессивных сред.

Для строительных материалов, которые получаются после смешивания твёрдых компонентов с водой (цементное тесто, штукатурные и кладочные растворы, бетоны и др.), важное значение имеют адгезия, тиксотропия. Эти физико-химические явления происходят в пластично-вязких смесях после смачивания твёрдых частиц водой. Без таких явлений твердение, например, цементных, известковых, гипсовых систем невозможно.

Адгезия (МПа) – прочность прилипания жидкой фазы или пластично-вязких смесей (раствора, мастики, краски и др.) к поверхности твёрдого основания (или подложки).

Адгезия, наносимого на поверхность основания (или подложки) материала, зависит от их природы, формы и состояния поверхности, условий контакта и др. Адгезия характеризуется силой, необходимой для разделения поверхностей.

Прочность сцепления (МПа) – прочность контакта затвердевшего нанесённого слоя раствора или др. твёрдого тела с поверхностью твёрдого основания (подложки).

Тиксотропия – способность пластично-вязких смесей (бетона, раствора) обратимо разжижаться от механического воздействия и восстанавливать прежнее состояние в состоянии покоя.

Физическая основа тиксотропии – восстановление структурных связей внутри пластично-вязкой смеси после прекращения механического воздействия. Это свойство имеет большое значение для проведения кладочных, штукатурных, бетонных работ на строительной площадке, а также на заводах по производству сборных железобетонных изделий.

Звукопоглощение – способность материала поглощать звук или снижать его уровень при прохождении через материал.

Эта способность строительных материалов в первую очередь зависит от толщины, пористости материала и многослойности материала. Чем больше пор в материале, тем выше его способность поглощать звук. Звукопоглощение строительных материалов принято оценивать коэффициентом звукопоглощения т. е. отношением энергии, поглощенной материалом, к общему количеству падающей энергии в единицу времени.

За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м² открытого окна.

Коэффициент звукопоглощения может изменяться в пределах от 0 до 1. Если звукопоглощение равно 0, то звук полностью отражается от строительного материала. Если же этот коэффициент приближается к 1 то звук полностью поглощается материалом. Материалы, имеющие коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 Гц, могут относиться к звукопоглощающим материалам.

Сравнительные показатели коэффициента звукопоглощения строительных материалов показаны в таблице 1.6.

Таблица 1.6

Сравнительные показатели коэффициента звукопоглощения строительных материалов

Наименование стройматериала	Коэффициент звукопоглощения при 1000 Гц
Деревянная стена	0,06-0,1
Кирпичная стена	0,032
Бетонная стена	0,015
Минеральная вата	0,45-0,95

 

Звукопроницаемость – способность материалов пропускать через свою толщу звуковую волну. Характеризуется звукопроницаемость строительных материалов коэффициентом звукопроницаемости, который показывает относительное уменьшение силы звука при прохождении его через толщу строительного материала.

Звукопроницаемость практически является отрицательным свойством строительных материалов. Например, коэффициент звукопроницаемости деревянной перегородки толщиной 2,5 см равен 0,65, а бетонной стены такой же толщины – 0,11.

Звукопроводность – это способность тех или иных материалов пропускать звуки и шумы через свою толщу. Хорошими проводниками звука считаются строительные материалы большой плотности и прочности. Материалы, имеющие большое количество воздушных пор плохо передают звук и шум. Силу звука измеряют в децибелах (дБ).

Звукоизоляция – это величина и характеризует процесс отражения звука каким-либо материалом. В связи с разной природой возникновения звуковых волн, различают звукоизоляцию от воздушного шума, это когда источник возникновения шума не связан с ограждающей конструкцией физически, и изоляцию от ударного шума, когда между источником, и ограждающей конструкцией имеется контакт, например, стук молотка по стене.

В СНиП нормируемым показателем звукоизоляции является индекс изоляции воздушного шума Iв, дБ. Звукоизоляция строительных материалов и конструкций зависит от пористости материала, его толщины, наличия в материале или конструкциях отверстий и примыканий к другим конструкциям.

Надежность

Надежность – комплексное свойство изделия (конструкции, сооружения) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров при выполнении требуемых функций в заданных условиях эксплуатации и технического обслуживания.

Надежность складывается из таких показателей как: безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность.

Надежность строительного объекта - способность строительного объекта выполнять требуемые функции в течение расчетного срока эксплуатации (.

Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта (срок службы).

Срок службы - продолжительность нормальной эксплуатации строительного объекта с предусмотренным техническим обслуживанием и ремонтными работами (включая капитальный ремонт) до состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

В процессе эксплуатации свойства материалов в конструкциях ухудшаются. Этот процесс называют деградацией.

Деградация свойств материалов во времени - постепенное понижение уровня эксплуатационных характеристик материалов, процесс их изменения в сторону ухудшения относительно проектных значений.

Таблица 1.7

Рекомендуемые сроки службы сооружений

Наименование объектов	Примерный срок службы
Временные здания и сооружения (бытовки строительных рабочих и вахтового персонала, временные склады, летние павильоны и т.п.)	10 лет
Сооружения, эксплуатируемые в условиях сильноагрессивных сред (сосуды и резервуары, трубопроводы предприятий нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности, сооружения в условиях морской среды и т.п.)	Не менее 25 лет
Здания и сооружения массового строительства в обычных условиях эксплуатации (здания жилищно-гражданского и производственного строительства)	Не менее 50 лет
Уникальные здания и сооружения (здания основных музеев, хранилищ национальных и культурных ценностей, произведения монументального искусства, стадионы, театры, здания высотой более 75 м, большепролетные сооружения и т.п.)	100 лет и более

 

Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение времени в определенных условиях эксплуатации без вынужденных перерывов на ремонт. Определяется вероятностью наступления отказа.

Отказ - состояние строительного объекта, при котором не выполняются одно или несколько условий предельных состояний (система теряет работоспособность).

Ремонтопригодность – свойство изделия к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния при техническом обслуживании и ремонте. Показатели ремонтопригодности – среднее время ремонта на 1 отказ, трудоемкость и стоимость устранения отказа.

Сохраняемость – свойство изделия сохранять эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение и после срока хранения и транспортирования. Оценивается временем хранения и транспортирования до возникновения неисправности.