1.4 Химические и специальные свойства строительных материалов
(стр. 22-24)
Химические свойства материалов характеризуют их способность к разнообразным химическим, электрохимическим и биохимическим взаимодействиям с компонентами окружающей среды и контактирующими с ними веществами как на стадии их изготовления, так и в процессе эксплуатации. Важными химическими свойствами считают: химическую активность, химическую стойкость, коррозийную стойкость, атмосферостойкость, растворимость, твердение, липкость, цементирующую способность.
Химическая активность материала отражает его способность создавать разные соединения с другими веществами при допустимых условиях эксплуатации. Чем больше количество таких соединений, тем более активным считается материал. К этому свойству следует подходить дифференцированно. Например, химическую активность цемента по отношению к воде при получении бетона оценивают как положительное свойство. А химическую активность уже прогидратировавшего затвердевшего цемента, которая обусловливает его стойкость в эксплуатационных условиях, оценивают уже как отрицательное свойство.
Второй, не менее важной стороной химических свойств материалов является их химическое сопротивление влиянию агрессивных сред или так называемая химическая стойкость. Она характеризуется потерей массы материала под влиянием агрессивной среды на протяжении определенного времени. Опыт использования материалов дает возможность часто оценивать этот параметр заранее, лишь по составу их ингредиентов. Так, для приблизительной оценки химической стойкости каменных материалов в кислых и щелочных средах, в зависимости от составляющих соединений, применяют модуль основности (Мо):
Коррозионная стойкость – способность материала не разрушаться в агрессивных средах (кислые и щелочные растворы, морская и проточная вода), с которыми он сталкивается в процессе эксплуатации. Например, карбонатные материалы не стойки к действию кислой среды; высокой стойкостью к агрессивным средам отличаются плотные керамические материалы.
Атмосферостойкость – это способность материала противостоять влиянию климатических условий (температуры воздуха, осадков, солнечной радиации, разных газов, микроорганизмов), не изменяя при этом своего состава и свойств. Например, к характеристике атмосферостойкости относят способность древесины сопротивляться гниению.
Растворимость – способность образовывать растворы при взаимодействии с водой. Например, бывают гипсовые, известковые, цементные растворы.
Твердение – способность материала переходить из пластичного состояния в твердое. Например, цемент при замешивании с водой превращается с течением времени в цементный камень. В зависимости от условий твердения и состава исходных материалов может получаться камень разной прочности.
Липкость (адгезия) – способность одного материала липнуть к поверхности другого, что обеспечивает их сцепление. Например, сцепление цементного камня с зернами щебня, гравия, песка и металлической арматурой обусловливает прочность бетона и железобетона. Чем выше адгезия, тем больше прочность конструкции в целом.
Цементирующая способность – способность каменного материала в розрыхленном и увлажненном состоянии твердеть и образовывать при высыхании некоторую связность.
К специальным свойствам относят электропроводность и радиационную стойкость. В соответствии с функциональным назначением следует еще учитывать акустические, декоративные и технологические свойства, которые также можно отнести к специальным.
Электропроводность материалов – способность проводить электрический ток под влиянием электрического поля. Она зависит от состава и структуры материала и выражается отношением плотности тока к напряжению (Ом-1×см-1). В зависимости от этого показателя материалы классифицируются на три вида: проводники (104-106 Ом-1× см-1), полупроводники (104 - 10-10 Ом-1×см-1) и изоляторы (менее 10-10 Ом-1×см-1). К проводникам относится большинство металлов (а наибольшую электропроводность имеют медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы). В качестве изоляторов используются: фарфор, отдельные виды стекла, асбест, резина, стеклопластики. Полупроводники занимают промежуточное положение. К ним относятся кремний, германий.
Радиационная стойкость - способность материалов сохранять прочность после воздействия ионизирующего излучения.
Акустические свойства характеризуют взаимодействие материала и звука. При определении акустических свойств материалов специалистов, в первую очередь, интересует звукопроводимость, звукопоглощение и отражение, то есть способность материала проводить, поглощать и отражать звук. Эти характеристики тесно связаны со структурой материала, его массой и характером поверхности.
Технологические свойства, являющиеся сугубо специальными, характеризуют поведение материалов при их обработке, переработке и технологических процессах. Эти свойства являются обобщенными и отражают одновременно комплекс физических, химических и механических явлений в любом их объединении. К технологическим свойствам относятся: дробимость, удобоукладываемость, расслаиваимость, формуемость, гвоздимость, слеживаемость, отбеливаемость и т.п.
Декоративные свойства учитывают при использовании материалов соответственно их функциональному назначению, а также при облицовочных работах. Декоративно-эстетичные качества часто бывают решающими при выборе строительных материалов.