Прочность это в строительстве

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений. Предел прочности — напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.

Основные характеристики стройматериалов

Прочность

Свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от приложенных нагрузок.

Прочность строительных материалов можно охарактеризовать пределом прочности при механическом воздействии: срезе, изгибании, растяжении, сжатии, срезе.

Предел прочности

Напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.

Предел прочности — минимальная величина воздействия, при которой материал начинается разрушаться.

Прочность устанавливается в качестве маркировки.

Предельную величину определяют путем проведения различных испытаний образца материала. Среди стройматериалов наименьшим пределом прочности обладают тор-фоплиты — всего 0,5 Мпа.

Самый прочный материал — это высококачественная сталь — до 1000 Мпа.

Что такое прочность [доступное объяснение]

Упругость

Свойство материала под воздействием нагрузок деформироваться и принимать после снятия напряжения исходные форму и размеры (резина). В отличии от хрупких тел упругие под воздействием внешних сил не разрушаются, а только деформируются.

При прекращении действия материал приобретает первоначальную форму. Ярким примером является резина. Если взять кусок этого материала и растянуть в разные стороны, то он удлинится, но стоит отпустить одну сторону — резина приобретет начальные размеры.

Пластичность

Свойство материала под воздействием нагрузки принимать другую форму и сохранять ее после снятия нагрузки.

Хрупкость

Свойство материала мгновенно разрушаться под действием сил (стекло, керамика). Под хрупкостью понимают способность вещества мгновенно разрушаться при незначительной деформации. Иными словами механическое воздействие на тело приводит к появлению трещин или раскалыванию. Примером хрупких материалов является стекло и керамика.

Сопротивление удару

Способность сопротивляться воздействию ударных нагрузок.

Твердость

Свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала (по шкале Мооса). Под твердостью понимается способность одного вещества оказывать сопротивление воздействию другого, более твердого. Для оценивания данного показатели принято использовать десятибалльную шкалу. Минимальную твердость имеет тальк-1, самый твердый материал — алмаз, с максимальным значением в 10 балов.

Износ

Разрушение материала под совместным воздействием ударных и истирающих усилий. Измеряется потерей массы в %.

Стираемость

Способность материала под действием силы трения терять свою массу и объем. Зачастую эту способность учитывают при организации дорожного покрытия, а также укладке полов в общественных местах.

При строительстве и ремонте зданий очень важно учитывать все свойства используемых материалов, так как от них будет зависеть срок службы и надежность конструкций.

Что такое Прочность, Пластичность, Твердость материала. Простое объяснение

Основные свойства стройматериалов:

Плотность

Представляет собой отношение массы материала к его объему в стандартных условиях, то есть с учетом пустот и пор. Чем больше количество пор, тем, соответственно меньше плотность вещества.

Плотность определяет массу строительной конструкции, ее теплопроводность и прочность.

Прочность строительного материала

Свойство вещества оказывать сопротивление нагрузке. Конструкции здания постоянно испытывают нагрузки разного рода, под которыми они сжимаются, растягиваются или сгибаются. Строительный материал ни в коем случае не должен терять свою структуру или разрушаться.

Теплопроводность

Характеризуется количеством тепла, которое проходит через толщину материала в один метр при разнице внешней и внутренней температуры в один градус по Цельсию.

Основными факторами, которые влияют на теплопроводность вещества — это показатель плотности степень влажности. Чем меньше их значение, тем меньше тепла пропускает материал.

Влажность

Количество влаги, которое содержится в порах материала, называют влажностью. Она рассчитывается в процентном соотношении к массе идеально сухого материала. Чем выше показатель влажности, тем меньше прочность материала и выше теплопроводность.

Водопроницаемость

Данный показатель показывает количество воды, которое может пройти через материал площадью один сантиметр за один час. Для расчета данного показателя используют специальные камеры, в которых создают условия приближенные к реальным. Например, чтобы рассчитать водопроницаемость наружных плит их помещают под установку, которая имитирует косой дождь. Кровельные материалы испытывают на выносливость: то есть помещают под струю воды и рассчитывают время, через которое на другой стороне вещества появятся следы влаги.

Морозоустойчивость

Свойство влажного материала сохранять свою структуру при неоднократной заморозке. Испытания проходят по такому алгоритму: материал напитывают влагой и помещают в морозильную камеру. Далее процесс заморозки чередуется с разморозкой. В зависимости от количества циклов, которое может выдержать вещество ем присваивается соответствующие значения при маркировке.

Огнестойкость

Способность материала сохранять свою структуру при воздействии высоких температур. Предел огнестойкости определяется как время, через которое конструкция уже не сможет сохранять свою прочность.

Строительные материалы классифицируют по нескольким параметрам в зависимость от их способности гореть, воспламеняться и тлеть.

1. Трудносгораемые материалы. Вещества, которые прекращают процесс тления и горения, если убрать источник огня.
2. Несгораемые. Материала, которые не горят и не обугливаются.
3. Сгораемые. Все остальные материалы.

Дата публикации статьи: 15 февраля 2016 в 20:36
Последнее обновление: 2 августа 2021 в 12:14

Химическая стойкость — способность материала противостоять разрушительному действию кислот, щелочей и солей. Химическая стойкость представляет собой свойства материалов…

Лебедки применяются для подъема и перемещения строительных грузов и машин. Реверсивная лебедка Зубчато-фрикционная лебедка Для подъема и перемещения…

При этом используются разные каналы привлечения и способы рекламы. Какие именно методы использовать – решает веб-мастер, в зависимости…

Машина — сочетание деталей, узлов и механизмов, обеспечивающее преобразование одной энергии в другую с последующей передачей на рабочий…

Источник: knep.ru

§ 2. Прочность

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению1 под действием внутренних напряжений, вызванных внешними сила» ми или другими факторами (стесненная усадка, неравномерное нагревание и т. п.).

Прочность материала оценивают пределом прочности (временным сопротивлением) R, определенным при данном виде деформации. Для хрупких материалов (природных каменных материалов, бетонов, строительных растворов, кирпича и др.) основной прочностной характеристикой является предел прочности при сжатии. Поскольку строительные материалы неоднородны, то предел прочности определяют как средний результат испытания серии образцов (обычно не менее трех образцов). Форма и размеры образцов состояние их опорных поверхностей, существенно влияют на результаты испытания. Например, у кубиков малых размеров предел прочности при сжатии оказывается выше, чем у кубиков больших

размеров из того же материала. Призмы показывают меньшее сопротивление сжатию, чем кубы одинакового поперечного сечения. Это объясняется тем, что при сжатии образца возникает его поперечное расширение.

Силы трения, возникающие между опорными гранями образца и плитами пресса, удерживают части образца, прилегающие к плитам, от поперечного расширения и, следовательно, от разрушения. Средние же части образца, испытывая поперечное расширение, разрушаются в первую очередь. Поэтому при испытании кубов из хрупких материалов (бетона, раствора, камня и др.) получается характерная форма разрушения: образуются две усеченные пирамидки, сложенные вершинами (рис. 11).

Если же хорошо смазать опорные грани куба (например, парафином) и тем самым уменьшить силы трения, то под нагрузкой куб вследствие свободного поперечного расширения распадается на ряд слоев, разделенных вертикальными трещинами. При смазке прочность куба при сжатии составляет лишь около 50% прочности того же образца с несмазанными опорными поверхностями.

На результаты испытания влияет скорость нагружения образца. Если нагрузка возрастает быстрее, чем установлено стандартом, то результат испытания получается завышенным, так как не успевают развиться пластические деформации. Приведенные примеры говорят о том, что показатели прочности строительного материала, используемые в качестве характеристик его качества, являются условными величинами, получаемыми по стандартным методикам, единым для всей страны.

В зависимости от прочности строительные материалы разделяются на марки. Марка материала по прочности является важнейшим показателем его качества. В нормативных документах марка указывается в кгс/см2; например, марки портландцемента М400, М500, М550 и М600. Чем выше марка, тем выше качество конструкционного строительного материала. Единая шкала марок охватывает все строительные материалы.

Предел прочности при осевом сжатии Rcm (МПа) равен частному от деления разрушающей силы Рра3р на первоначальную площадь поперечного сечения образца (куба, цилиндра, призмы):

В табл. 5 систематизированы характерные образцы, применяемые для определения предела прочности строительных материалов при сжатии.

Таблица 5 Схема стандартных методов определения прочности при сжатии

Предел прочности при изгибе Rva (МПа) определяют путем испытания образца материала в виде балочек на двух опорах. Их нагружают одной или двумя сосредоточенными силами до разрушения. Предел прочности условно вычисляют по той же формуле сопротивления материалов, что и напряжение при изгибе:

где М — изгибающий момент; W — момент сопротивления.

Таблица 6 Схема стандартных методов определения прочности при изгибе и растяжении

В табл. 6 приведены схемы испытания и соответствующие им расчетные формулы. Эти формулы, строго говоря, справедливы в пределах упругой работы материала и при одинаковом его сопротивлении сжатию и растяжению. Эти условия не выполняются в стадии разрушения материала.

При испытании на изгиб кирпича, бетонных балочек разрушение начинается в нижней растянутой зоне, так как эти материалы имеют значительно меньшую прочность при растяжении, чем при сжатии. Поэтому по формулам вычисляют условное значение предела прочности при изгибе, являющееся стандартной прочностной характеристикой кирпича, строительного гипса, цемента, дорожного бетона.

Динамической (или ударной) прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Она характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца, отнесенной к единице объема (Дж/см3) или площади поперечного сечения образца (Дж/м2). Сопротивление удару важно для материалов, используемых при устройстве фундаментов машин, полов промышленных зданий, дорожных покрытий и т. п.

Коэффициент конструктивного качества (к. к. к.) материала равен отношению показателя прочности R (МПа) к относительной объемной массе у (безразмерная величина):

Следовательно, это прочность, отнесенная к единице объемной массы. Лучшие конструкционные материалы имеют высокую прочность при малой собственной объемной массе.

Для некоторых материалов значения к. к. к. (Rply) приведены ниже: для стеклопластика — 450 : 2 = 225 МПа, древесины (без пороков) — 100 : 0,5 = 200 МПа, стали высокопрочной — 1000 : 7,85 = = 127 МПа, стали — 390 : 7,85 = 51 МПа.

Для каменных материалов значения к.к.к. (Rcmly) составляют: для легкого конструкционного бетона — 40 : 1,8=22,2 МПа, тяжелого бетона — 40 : 2,4= 16,6 МПа, легкого бетона — 10 : 0,8= 12,5 МПа, кирпича — 10: 1,8 = 5,56 МПа.

Повышения к. к. к. можно добиться снижением объемной массы материала или увеличением его прочности.

Теоретическая прочность однородного материала характеризуется напряжением, необходимым для разделения двух примыкающих друг к другу слоев атомов. Теоретическую прочность получают из условия, что в момент разрушения вся энергия упругой деформации, накопленная в объеме между двумя слоями атомов, переходит в поверхностную энергию двух вновь образовавшихся при разрушении поверхностей. Согласно уравнению Орована — Келли

где Е — модуль упругости; Э — поверхностная энергия твердого тела на 1 см2; а — межатомное расстояние (в среднем 2-10-8 см).

Следовательно, теоретическая прочность материала тем выше, чем больше его модуль упругости и поверхностная энергия и чем меньше межатомное расстояние.

Согласно приведенному выражению прочность твердого тела должна находиться между значениями Ejb и £/10. Например, теоретическая прочность стали 30 000 МПа, в то время как прочность обычной стали около 400 МПа, а специальной проволоки — 3000 МПа. Теоретическая прочность стекла при комнатной температуре — 14 000 МПа, прочность на растяжение тонких стеклянных волокон (толщиной 3 — 5 мкм) — 3500 — 5000 МПа, а обыкновенного стекла — только 70 — 350 МПа. Следовательно, используется сравнительно небольшая доля потенциальной прочности материала: прочность понижается благодаря наличию пор, трещин и дефектов структуры материала.

Источник: stroim-domik.ru

Прочность это в строительстве

Время работы: пн-пт с 9:00 до 17:00 сб-вс с 10:00 до 15:00

Механические свойства строительных материалов – это способность противостоять разрушающему воздействию внешних факторов. В это понятие также входит степень сопротивления напряжению и изменению формы – деформации.
К таким свойствам относится истираемость, твёрдость, прочность строительных материалов, показатель хрупкости, сопротивление механическим воздействиям, пластичность и упругость. Также к механическим свойствам строительных материалов относятся и другие показатели: растяжение, изгиб, сжатие.

Механические характеристики стройматериалов

Как мы знаем, помимо физических и химических свойства строительных материалов существуют и механические, которые делятся на две категории:

• прочностные свойства;
• деформативные свойства.

Каждый из критериев характеризуется тем, насколько той или иной стройматериал способен сопротивляться разрушающему воздействию внешних факторов. Рассмотрим детальнее самые главные механические свойства строительных материалов:

• прочность. Любой материал испытывает определённые нагрузки в процессе эксплуатации. Прочность – это как раз свойство, указывающее на возможность разрушения под их воздействием. К таким воздействиям относят срез, изгибание, сжатие или растяжение;
• пластичность. Необычное свойство, которое означает, что материалам может принять другую форму и сохранить её после снятия напряжения;
• упругость. Это возможность материала деформироваться и возвращаться в своё исходное состояния или размер после напряжения. Хрупкие материалы под воздействием внешних факторов разрушаются, а вот упругие, наоборот, только деформируются. Одним из наиболее наглядных примеров является резина, она легко возвращает свою первоначальную форму. К примеру, если взять образец и растянуть его, он, безусловно, изменится, но, если отпустить одну сторону, резина вернётся в исходное состояние;
• предел прочности. Минимальное значение напряжение, при котором разрушается образец. Данную величину устанавливают с помощью всевозможных исследований и испытаний стройматериалов. Наименьшим пределом прочности отличаются торфоплиты (не более 0,5 МПа), а максимальный показатель у высококачественной стали – около тысячи МПа;
• хрупкость. Указывает на то, насколько стройматериал разрушается под действием внешних факторов и сил. Яркий пример – стекло или керамика. Даже при незначительной нагрузке хрупкие материалы мгновенно бьются или разламываются. Появляются трещины или сколы;
• твёрдость. Сопротивление материалу воздействию более твёрдого образца. Измеряется по шкале Мооса от 1 до 10. Иными словами, твёрдость указывает на возможность одного строительного материала сопротивляться воздействию другого (того, которое более твёрдое). Самый низкий показатель характерен для талька, а самый высокий, естественно, для алмаза (все десять баллов).

Также к механическим свойствам строительных материалов относится истираемость, сопротивление удару и износ. Все эти критерии играют важную роль при строительстве зданий или сооружений, т.к. непосредственно от них зависит надёжность и крепость конструкций, а также эксплуатационный период.

Источник: belkirpich.ru