Понятие прочности строительного материала.

Прочность – свойство материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям и деформациям, которые возникают под действием внешних факторов (силовых, тепловых и т.д.)

Прочность материала оценивается пределом прочности, который условно равен максимальному напряжению, возникшему в материале под нагрузкой, вызывавшей разрушение материала.

На практике предел прочности определяют путем разрушения стандартных образцов при сжатии, изгибе или растяжении.

Предел прочности при сжатии:

где N – разрушающая нагрузка, Н (или кгс); А – площадь поперечного сечения образца, м² (или см²).

Существует следующая зависимость между единицами измерения:

Предел прочности при изгибе для балочек прямоугольного сечения:

,

где М_изг – изгибающий момент; W – момент сопротивления сечения балочки.

Для прямоугольного сечения момент сопротивления равен:

1) при одной сосредоточенной симметричной относительно опор нагрузке:

,

тогда

2) при двух сосредоточенных симметричных относительно опор нагрузках:

,

 

где N – разрушающая нагрузка, L – длина балочки, l – расстояние между опорами, b и h – соответственно ширина и высота балочки.

Предел прочности при растяжении:

Rраст= Nр/ Fо, (кгс/см², МПа)

 

N

 

где Nр – нагрузка, вызывающая разрыв образца, кгс; Fо – первоначальная площадь сечения образца, см².

 

Коэффициент конструктивного качества. Расчетная формула.

Коэффициент конструктивного качества (к.к.к.) – отношение предела прочности (как правило, при сжатии) материала к его относительной плотности. Его используют для оценки прочностной эффективности материала.

где R – предел прочности, d_о – относительная плотность.

Наиболее эффективными являются материалы, имеющие наименьшую плотность и наиболее высокую прочность.

 

Понятие долговечности.

Долговечность – свойство материала или изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт.

Предельное состояние определяется разрушением изделия, требованиями безопасности или экономическими соображениями. Долговечность строительных изделий измеряют обычно сроком службы без потери эксплуатационных качеств в конкретных климатических условиях и режиме эксплуатации. Например, для железобетонных конструкций нормами предусмотрены три степени долговечности: I – соответствует сроку службы не менее 100 лет, II – 50 лет, III – 20 лет.

 

Классификация минеральных вяжущих.

Минеральными (неорганическими) вяжущими веществами называются порошкообразные минеральные материалы, которые при смешивании с водой или водными растворами некоторых солей образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем затвердевать в результате физико-химических процессов. Неорганические вяжущие вещества делят на воздушные и гидравлические.

1. Воздушные вяжущие способны затвердевать и длительное время сохранять свою прочность только на воздухе. К таким вяжущим веществам относятся: строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вещества, а также растворимое или жидкое стекло, которое, как исключение из общего числа вяжущих, не относится к порошкообразным материалам.

2. Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность не только на воздухе, но и в воде. К таким вяжущим относятся портландцемент, глиноземистый цемент и ряд специальных цементов.

3. В отдельную группу выделяют вяжущие автоклавного твердения – это вещества, способные при автоклавном синтезе (автоклав - аппарат в виде герметически закрывающейся камеры, используемый для обработки чего-либо при помощи нагревания под давлением выше атмосферного), происходящем в среде насыщенного водяного пара, затвердевать с образованием плотного прочного камня. В эту группу входят: известково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые вяжущие и др., хотя они тоже относятся к гидравлическим вяжущим.