Физические свойства строительных материалов

Физические свойства характеризуются параметрами состояния материалов или отношением их к действию физических факторов: воды, температуры, электрического тока, магнитного поля и др.

Параметры состояния. Важнейшими физическими параметрами состояния материалов являются плотность и пористость.

Плотность определяется отношением массы материала к его объему. Для строительных материалов различают истинную р и среднюю рп плотность. Истинная плотность характеризует массу материала т в единице объема, взятого в абсолютно плотном состоянии, т. е. без пор и пустот V, а средняя плотность — в единице объема с учетом последних

Для сыпучих материалов наряду со средней плотностью зерен определяют насыпную плотность, учитывающую межзерновую пустотность.

Истинная плотность большинства неорганических материалов колеблется в диапазоне 2200—3300 кг/м3, для стали она составляет 7600—7900, сплавов алюминия 2600—2900, полиэтилена 910—970 кг/м3. Средняя плотность материалов изменяется в широком диапазоне, например, для наиболее легких пористых пластмасс она составляет 10—20 кг/м3, & для плотных — 2000 кг/м3 и более.

Регулирование средней плотности достигается изменением пористости — объема пор в единице объема материала. Общую пористость можно найти по формуле

Пористость материалов оказывает существенное, а часто решающее влияние на ряд других свойств: тепло-, электропроводность, прочность, проницаемость и др. В широком диапазоне значений пористости ее влияние на свойства материалов описывается степенной функцией вида

где х и х0 — величины, характеризующие свойства соответственно пористого и беспористого материала; к — коэффициент (для предела прочности^и.дда~Ударной вязкости к = 3^-6).

Влияние пор на свойства материалов не только связано с их относительным объемом, но и зависит также от их размера, формы, открытого или закрытого характера поровых каналов. Например, при равной общей пористости материалы с большим объемом закрытых пор являются более морозостойкими. Увеличение объема открытых пор способствует повышению звукопоглощения. Строительно-технические свойства материалов улучшаются при мелкопористом строении и равномерном распределении пор. Для определения пористой структуры материалов применяют методы, основанные на вдавливании в поры ртути, пропитке образцов жидкостью с последующим ее вытеснением, откачивании воздуха из пор и др.

Для дисперсных материалов важным параметром состояния является удельная поверхность, т. е. поверхность, отнесенная к единице объема или массы материала. Удельная поверхность 5Уд изменяется обратно пропорционально размеру частиц. Можно вычислить, например, для частиц шарообразной формы
где г — радиус частицы.

С увеличением удельной поверхности материалов возрастает их внутренняя энергия и реакционная способность. Удельную поверхность дисперсных материалов измеряют определением сопротивления слоя порошка проходящему току воздуха, а также адсорбционным и другими методами.