Конспекты лекций «Технология силикатных и строительных материалов»
жүктеу/скачать 1,83 Mb.
|
369666 (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.5. Механические свойства материалов
- Предел прочности при сжатии R
| Акустические свойства – это свойства, связанные с взаимодействием материала и звука. В городском строительстве при сооружении жилых зданий, учебных заведений, театров, концертных залов и т.п. возникает необходимость создания надлежащих акустических условий – снижения шумов, слышимости, обеспечения хорошей слышимости, неискаженного звучания (концертные залы, храмы).
Звук (звуковые волны) – это механические колебания, распространяющиеся в твердых, жидких и газообразных средах. Интересны две стороны взаимодействия звука и материала. Звукопроводность – способность материала проводить звук сквозь свою толщу и звукопоглощение – способность материала поглощать и отражать падающий на него звук. Звукопроводность зависит от массы материала и его строения. Если масса материала велика, то энергии звуковых волн не хватает, чтобы пройти сквозь него, так как для этого надо привести материал в колебание. Поэтому чем больше масса материала, тем меньше он проводит звук. Плохо проводят звук пористые и волокнистые материалы, так как звуковая энергия поглощается и рассеивается развитой поверхностью материала, переходя при этом в тепловую энергию. Звукопоглощение зависит от характера поверхности и пористости материала. Материалы с гладкой поверхностью отражают значительную часть падающего на них звука (эффект зеркала), поэтому в помещении с гладкими стенами из-за многократного отражения от них звука создается постоянный шум. 1.5. Механические свойства материаловПрочность – способность материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям, возникающим под действием внешних нагрузок и других (например тепловых) факторов.Прочность материала оценивается пределом прочности │R│, который условно равен максимальному напряжению │ max│, возникшему в материале под нагрузкой │N│, вызвавшей разрушение образца материала деленной на рабочую площадь │F│, т.е. R = max.=N/F. (1.21.) Обычно предел прочности определяют путем разрушения стандартных образцов при сжатии и изгибе /на гидравлическом прессе/, при разрыве/ на разрывной машине/, используя формулы. Предел прочности при сжатии RсжN Rсж = N/F (1.22.) где: N – разрушающая нагрузка, Н; F – рабочая площадь образца, перпендикулярная Действию нагрузки, м2 N
для образцов призм прямоугольного сечения, при одном сосредоточенном грузе относительно опор N Rиз = Миз/W Миз = (1.23.) ℓ W = bh2/6 (1.24.) где: Миз – изгибающий момент Rиз = (1.25.) W – момент сопротивления балки прямоугольного сечения б) при двух равных грузах, расположенных N/2 N/2 симметрично относительно опор Ммз = W = bh2/6 (1.26.) ℓ/3 ℓ/3 Rиз = Миз/W= (1.27.) L где: N – разрушающая нагрузка, Н; l – расстояние между опорами, мм b и h – соответственно ширина и высота балочки /призмы/ N N Предел прочности при растяжении Rр. а) для образца стержня Rр = N/F0 F0 = ПД2/4 (1.28.) где: N – разрушающая нагрузка, Н; F – площадь поперечного сечения, м2 /начальная до испытания/ б) для призмы Rр = N/а2 (1.29.) N N где а – сторона сечения призмы, м Поскольку строительные материалы неоднородны, то предел прочности определяют как средний результат испытания серии образцов /обычно не менее трех/. Форма и размер образцов, состояние их опорных поверхностей и скорость нагружения существенно влияют на результаты испытания. У кубиков малых размеров Rсж оказывается выше, чем у кубиков больших размеров из того же материала. У призмы Rсж меньше чем у кубиков одинакового поперечного сечения. Это объясняется тем, что при сжатии образца возникает его поперечное расширение. Если нагрузка возникает быстрее, чем условленно стандартом, то результат испытания получается завышенным, так как не успевают развиться пластические деформации. В таблице 1,2 приведены схемы стандартных методов определения прочности при сжатии, изгибе, растяжении. В зависимости от прочности строительные материалы разделяются на марки. Марка материала по прочности является важнейшим показателем качества. Таблица 1.2 - Схема стандартных методов определения прочности при сжатии.
Таблица 1.3 - Схема стандартных методов определения прочности при изгибе и растяжении
В материалах конструкций допускаются напряжения, составляющие только часть предела прочности, таким образом, создается запас прочности. При установлении величины запаса прочности учитывают неоднородность материала, – чем менее однороден материал, тем выше должен быть запас прочности. В настоящее время широко применяются неразрушающие методы определения прочностных показателей материалов, изделий, конструкций и степени их однородности Наибольшее распространение получили импульсный и резонансный методы. Указанным методам присуще общее основное положение, физические свойства материала или изделия оцениваются по косвенным показателям – скорости распространения ультразвука или времени распространения волны удара, а также частоте собственных колебаний материала и характеристике их затухания. Коэффициент конструктивного качества. (К.К.К.) – условный коэффициент эффективности материла, равный отношению показателей прочности Rсж (Мпа) к относительной плотности материала (безразмерная величина) К.К.К. = R/d (1.30.) Где d – относительная плотность равная ρо (кг/м3) Чем выше К.К.К. материала, тем эффективнее материал, так имеет высокую прочность при малой средней плотности. Повышения К.К.К. можно добиться снижением плотности материала и увеличением его прочности. ТВЕРДОСТЬ – Способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела; ее определяют различными методами. При определении твердости по методу Бринелля в поверхность испытуемого образца вдавливают при заданной нагрузке шарик определенного диаметра из закаленной хромистой стали. По диаметру отпечатка вычисляют число твердости НВ НВ=Р/F= (1.31.) Где Р – нагрузка на шарик, кгс, Н; F – площадь поверхности отпечатка, мм2; D – диаметр шарика, мм; d – диаметр отпечатка, мм. Твердость хрупких материалов, например природных каменных материалов, определяют по шкале твердости /шкала Мооса/, состоящей из 10 специально подобранных материалов /расположенных по возрастающей твердости: 1 - тальк; 2 - гипс; 3 - кальцит; 4 - флюорит; 5- апатит; 6- ортоклаз; 7- кварц; 8- топаз; 9- корунд; 10 – алмаз./ Испытуемый материал имеет число твердости между двумя минералами по шкале Мооса, из которых один чертит данные материалы, а другой сам чертится испытуемым материалом. динамическая (ударная) прочность – способность материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Она характеризуется работой Дж/м3 /количеством работы/, затраченной на разрушение образца, отнесенной к единице объема материала/. Испытание проводят на специальном приборе – копре Истираемость – способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий, истирание определяют на специальных машинах /круги истирания, пескоструйные машины и др./ и выражают потерей массы образца, отнесенной к площади истирания И = (mo-mи)/ Fo, г/см2 (1.32.) где mo,mи – масса образца до и после испытания, г; F – площадь истирания, см2Механический износ – способность уменьшаться в массе и объеме под действием ударных и истирающих усилий. Ииз = [(mo- mиз)/ mo] * 100, % (1.33.) Где: mo, mиз – масса образца до и после испытания, г. жүктеу/скачать 1,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||