Дәріс Керамикалық материалдардың қасиеттері. Материал күйінің өлшемдері

Құрылыс материалдары күйінің өлшемдері ол материалдар мен бұйымдардың физикалық қасиеттерінің бір түрі. Физикалық қасиеттерге күй өлшемдерінен басқа: гидрофизикалық және жылуфизикалық қасиеттер жатады. Материал күйінің өлшемдері оның тығыздық және кеуектілік қасиеттерімен сипатталынады.

Құрылыс материалдарының негізгі қасиеттері, олар арқылы маркаларды халыкаралық стандарттарда колданылатын символдармен белгіленеді: ρ – тығыздық, W – суөткізбестік, Г – аязғатөзімділік, М – және В – сәйкесінше материалдың беріктігі бойынша анықталынатын маркасы және класы. Сондай-ақ материал күйінің өлшемдері де, мысалы массасы (салмағы), көлемі, т.б. техникалық әдебиеттерде калыптасып орын алған символдар аркылы белгіленді.

Материалдың тығыздығы мына формула аркылы аныкталынады:

ρ =m/v (1)

мұнда ρ - материалдың тығыздығы, г/см³ немесе кг/м³; m - құрғақ материалдың салмағы, г немесе кг; v – материалдың көлемі, см³/м³).

Тығыздық нақты және орташа деп бөлінеді. Нақты тығыздықты ρ_н анықтағанда v – ол материалдың саңылаусыз, яғни оның тек затпен толған көлемі; сондықтан нақты тығыздықты «заттың тығыздығы» деп те атайды. Орташа тығыздықты (ρ_о) анықтағанда көлемнің есебіне материалдың ішіндегі саңылаулар да кіреді. Материалдың нақты тығыздығын табу үшін оның көлемін материалды ұнтақтап, ішінде саңылау қалдырмай арнаулы әдіспен пикнометр арқылы анықтайды. Орташа тығыздықты табу үшін бұйымның үлгісін үш бағытта өлшейді де, оның көлемін саңылаулармен қоса анықтайды.

Сусымалы материалдардың (құмның, жарыкшақ немесе малта тастардың, т.б.) тығыздығын анықтау үшін олардың көлемін белгілі ыдысқа стандартта көрсетілген биіктікпен толтыру (құю) арқылы табады.

Материалдардың нақты тығыздығы негізінде бірден жоғары: табиғи және жасанды материалда 2-3г/см³ немесе т/м³ аралығында, қара металдарда 7-8г/см³, ал битум, олиф, лак, ағаш, пластмассаларда 0,9-1,6 г/см³ аралығында. Көп материалдардың орташа тығыздығы олардың нақты тығыздығынан елеулі төмен, мысалы кәдімгі (күйдірілген) кірпіштің орташа тығыздығы І,8, ал нақты тығыздығы 2,6т/м³. Тек қана абсолютті тығыз материалдардың (шыны, болат, битум, сұйықтардың) орташа және нақты тығыздықтары бірдей (тең).

Заты бір материалдардың орташа тығыздықтарының көрсеткіштері, олардың кеуектілігіне байланысты әр түрлі болады. Мысалы, әр дәрежелі кеуектелінген керамикалык материалдарда 0,25-1,8; пластмассаларда 0,015-1,2 т/м³ аралықтарында.

Кеуектілік деп материал көлемінің саңылаулармен (ұсақ тесіктермен) толған дәрежесін атайды. Демек, кеуектілік тығыздыққа қарама-қарсы түсінік. Кеуектілік бірге теңелген көлемнің үлесі немесе пайызы арқылы анықталады:

К = Vc/Vm (2)

К = (1 – До / Дш)×100 (3)

мұндағы К – материалдың кеуектілігі, көлемнің үлесі немесе пайызы; Vc – саңылаулар көлемі, бірдің үлесі; Vm – материалдьң көлемі; ол бірге тең; ρ₀, ρ_н – материалдың орташа және нақты тығыздықтары, г/см³ немесе т/м³.

Материалдың көлемі – материал затының көлемінен (Vз) оның саңылаулары көлемінің (Vс) қосындысына тең (1-сурет):

 

Vm = Vз + Vс

1-сурет. Кеуекті материалдың көлемі құрамынын схемасы:

Vm – материалдың көлемі; Vз – зат-тың көлемі; Vс – саңылаулардың көлемі; Vсу және Vауа –саңылаулардағы су және ауа көлемдері.

 

Саңылаулар көлемі және сумен толуы мүмкін. Сондықтан бұл көлемді табу үшін материал алдын-ала 105°С-та салмағы өзгермегенше кептіріледі, одан соң тығыз бітелінген ыдысқа орналастырылады; ыдыс ішіндегі ауа сорылып шығарылады: вакуумдалған материалга сұйық зат (су немесе керосин) сіңіріледі. Саңылауларды толық толтыруға кеткен сұйықтың шығыны материалдағы саңылаулар көлеміне тең болады. Саңылаулар көлемін бұдан гөрі дәлірек анықтау қажет болса, сынау уақ тесіктерге де сіңгіш сұйытылған гелийді қолдану арқылы жүргізіледі.

Саңылаулардың көлемін тапқаннан соң, ол материалдың кәдімгі жағдайындағы көлемінен алу арқылы, материал затының көлемі анықталынады, яғни:

Vз=Vm-Vc (4)

Одан әрі (1) формула арқылы материалдың нақты тығыздығын табуға болады.

Кеуекті материалдардың саңылаулары ашық және жабық түрлі болады. Ашық саңылаулар қоршаған ортамен катынасты болады; өзарада қатынасты болуы мүмкін. Ашық саңылаулар сумен кәдімгі жағдайда-ақ толады, мысалы материал үлгісін су құйылған ыдысқа салғанда. Сондықтан материалда ашық саңылаулар көп болса, оның аязга төзімділігі төмендейді. Керісінше, материалда жабық саңылаулар көп болса, оның ұзақ уақыттылығы өседі. Бірақта дыбысөткізбейтін материалдар үшін оларда ашық саңылаулар көп болғаны жөн, өйткені өзара шектесе орналаскан осындай саңылаулар – лабиринттерде дыбыс энергиясы бірте-бірте сөнеді. Саңылаулардың мөлшері ртутті саңылауөлшегішпен анықталынады (2 – сурет).

 

2-сурет. Саңылауөлшегіштегі сынап кысымының, саңылаулардың диаметріне

байланыстылығы (логарифмдік масштабта)

 

Құрылыс материалдарының негізгі физикалық қасиеттерін және соңғылардың өзара байланыстылығын 1 кестеден аңғаруға болады.

 

86 кесте

Құрылыс материалдарының негізгі физикалық қасиеттері

 

Материалдың аты	Нақты тығыздығы	Орташа тығыздығы, кг/м3	Кеуекті-лігі, %	Жылуөткіз-гіштігі Вт/(м°С)
Бетон: ауыр жеңіл ұялы	2,6 2,6 2,6			1,16 0,35 0,2
Кірпіш: кәдімгі қуыс денелі	2,65 2,65			0,8 0,55
Табиғи тас: гранит вулкандық туф көбікшыны	2,7 2,7 2,67		1,4	2,8 0,5 0,11
Мипора (көбікполимер)	1,2			0,03
Ағаш материалдар: карағай тақтайлары ағаш талшықты тақта	1,53 1,5		86	0,17 0,06