Оқулық ретінде ұсынған Алматы 2009 «Эверо» (075)
жүктеу/скачать 18,23 Mb. Pdf көрінісі
|
| 0> Щ с/ғ М. Садуақасов Ғ. Батырбаев ҚҮРЫЛЫС МАТЕРИАЛДАРЫ Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі оқулық ретінде ұсынған Алматы 2009 «Эверо» УДК 691(075) Б Б К 38.3я73 С 15 П ш р жазғандар: Е. Нұрмағанбет, т.ғ.д., Қаз ҮТУ; 3. Естемес, т.ғ.д., Орталық^ылыми-зерттеу лабораториясы; Ш. Жақыпбек т.ғ.к., ҚазБСҚА Ғ. Батырбаев М., Садуақасов. Құрылыс материалдары. Оқу құралы Алматы: Эверо,2009. - 259 б. І8ВК 978-601-240-125-7 Оқу құралында құрылыста пайдаланылатын бейорганикалық, органикалық, композитті материалдардың қасиеттері мен олардың пайдаланылуы қарастырылған. Мұнда түрлі құрылыс материалдары мен бұйымдар бір ізді баяндалды: алдымен материалға жалпы түсінік беріліп, әрі қарай ол қандай шикізаттан жасалып, қалай өндірілетіні, алынған заттың, бұйымның қасиеттері мен олардың қай жерде қолданылатыны айтылады. Осы бірізділікті сақгай отырып, эр тарауда қаралған құрылыс материалдарының сапасы — оныңқұрамы мен құрылымына байланыстылығы жэне оларды өзгерту арқылы қажетті қасиеттері бар бұйым өндіруге болатындығына көңіл аударылды. УДК 691(075) ББК 38.3я73 І8 В ^ 978-601-240-12 С.Торайғыров атындағы ПМУ-дің п д е м и к С.Бөйсембаее әтындағы ғылыми КІТАПХАНАСЫі © Ғ. Батырбаев М., Садуақасов 2009 © Эверо, 2009 Құрыльіс материалдары КІРІСПЕ “Құрылыс материалдары” К 5 фсы құрылыс инженерлерін дайындауға арналған оқу жоспарында құрылыс өндірісінің технологиясы, сәулет, темірбетон конструкциялары, металл конструкциялары, ағаш пен пластмасса конструкциялары, құрылысты ұйымдастыру және үнемдеу пәндері ушін негіз болып табылады. Оқу құралы “Құрылыс материаддары” пәнінің бағдарламасына сай, мьша қңзылыс мамандыкгарыва арналып жазылған: 050729 “Құрылыс”, 050730 4<Құрылыс материалдары, бұйымдары мен конструкцияларьш өңцфу”, 050420 ІЪэулег,\ 050506 “Экономика”, 050507 “МенеджменЛ 050732 “Стандартизация, метрология және сертификация” және 050720 “Ағаш өңдеу технологиясь Г студенттеріне кұрылыс материалдары мен бұйымдары іуралы материалдарды қамтида. Кітапта түрлі кұрылыс материалдары мен бұйымдары бір ізді баяндалады: алдымен материалға жалпы түсінік беріліп, әрі қарай ол қандай шикізатган өндірілетіні, алынған заттың, бұйымның қасиеттері және соңғыларға байланысты олар қай жерде қолданылатыны айтылады. Осы бірізділікті сақгай отырып, әр тарауда қаралған құрылыс материалдарының сапасы, оның құрылымына байланыстылығы ескерілген. Ал оларды өзгерту арқылы қажетті бұйым өндіруге болатындығына көңіл аударылды. Оқу құралында құрылыс материалдары мен бұйымдарды өндіру техяологиялары алғашқыларды әртүрлі сапада алу әдістері ретінде қаралды. Өйткені құрылыс материалдары мен бұйымдарын қажетп сапада шығару үшін, олардың құрамы мен соңғыға тікелей ' байланысты олардың құрылымы да, керекті бағтытта технологиялық процестер арқылы өзгертіледі. Кітапта, қолданып жүрген құрылыс материалдарының барлық түрі қарастырылған. Металл материалдар мен бұйымдар, сондай-ақ асбестцемент, шыныпластик, полимербетон, т.б. материалдар бар. Ғимараттағы жылу энергиясын едәуір үнемдеуге сеплгін тигізетін жылу еткізбейтін және бөлмелердің акустикалық жайлылығын қастамасыз ететін материалдарға да көп көңіл бөлінген. Кітап құрылыс мамандыктары бойьшша кадрлар дайындайгын жоғары оқу орьщдары студенттеріне арнажан. Ол кұрылыс материалдары мен бұйымдар пәндерінің бағдарламасы бойынша қазақ тілінде жазылған алғашқы оқулык болғандықтан, оны баскд да құрылыс мамандьпсгарындағы сіудентгер, колледж сгуденттері ғыпыми-зертгеу, жобалау институтгары- ньщ мамандарының да пайдалануына болады. 3 М. Садуақасов, Ғ. Батырбаев 1-БӨЛІМ. ҚҰРЫ ЛЫ С МАТЕРИАЛДАРЫН ТОПТАСТЫ РУ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ 1-ТАРАУ. ҚҰРЫ ЛЫ С МАТЕРИАЛДАРЫН ТОПТАСТЬЕРУ СТАНДАРТТАУ ЖӘНЕ ҚАСИЕТТЕРІНЩ Қ ¥РА М Ы МЕН ҚҰРЫ ЛЫ М ЬШ Ы Ң ӨЗАРА БАЙЛАНЫ СЫ 1.1. Құрылыс материалдарын топтастыру Құрылыс материалдары өздерінің қасиеттеріне байланысты әртурлі бұйымдар, конструкциялар бұйымдар кұрьігшста колдану Ол алуан түрлі. Мысалы қабатты үй салу үппн мынадай бүйымдар, конструкхщялар пайдаланылады: фундамент, баған, арқальщ, қабатаралық және төбелік жабындар, сьфтқы және бөлмеаралық қабырғапар. Үй қүрылысында бұлардан басқа, жылу-дыбыс-ылғал өткізбейтін бүйымдар да қолд анылады. Пайдаланылатын орньша, атқаратын міндетіне байланысты құрылыс үйлерге басқа да ғимараттарға түсетін шіеп оере алатын, конструкци <шар дея аталатын материалдар жатады Олар: 1) табиғи тас материалдар; 2) минерал^ шикізаттар термиялық әдіспен өвдеу арқылы алынатын материалдар керамикалық бұйымдар, шыны ситалдар, байланыстырғыш зат металдар; 3) минералды байланыстырғъ дайындалатьш заттардың негізінде ағаш материалдар, органикалық байланыстыр асбестцемент, материалдар - бетондар, темірбетондар, қүрылыс ертңділері, автоклавта өндірілетін бұйымдар; 4) органикалық материалдар — заттар, полимерлер; 5) композициялық бетонполимер, фибробетон, шыныпластик Екінші тоща: арнаулы (бұйымдарда) пайдаланылатын материалдар жатады қасиеттерін жақсарту, үйдің міндет атқаратын конструкцияларда арнаулы орьшдарда қолданылатьга” Бүлар' — бұйымдардьщ эксплуатациялық жайлы конструкцияларды зиян үшш қолданылады. Олар: жьілу өткізбейтін жылуизоляциялық (шьгаыдан істелшген мақта, ағаш талшықты плиткалар арболит, т.б.); 2) дыбыс өткһбейтін материалдар (тесіктелген - перфорацияланған агаш жоңқалы тақгалар, акмигран, фибролит)- 3) тыстағыш (өңдепш) материалдар (табиғи тастардан істелінген үйдің ішш, сыртын әшекейлейтін, оларға ең беретін мәрмэр, гранит тақталар материалдар 4 керамикалық таюгалар т.б.); Курылыс матер иалдары 4) коррозияға төзімді материалдар (сыр, лак, бояулар, металл бұйымдарының бетіне тысталатын — қондырылатын заттар); 5) төбе конструкцияларын жабатын су, ауа өткізбейтін гидроизоляция-лық және герметикалық (саңылаусьвдандьфғыш) материалдар (рубероид, толь, мастикалар, герметиктер); 6) отқа тезімді кірпііптер (динас, шамот, т.б.); 7) радиоактивтік сәулеге төзімді материалдар (ауыр толтырғыштар — барит, меташі жоңқалар, т.б. негізінде дайындалған өте ауыр бетондар). 1.2- Құрылыс материалдарының қасиеттерін стандарттау Құрылыс материалдарының физикалық қасиеттеріне: олардың тығьодық кеуектілігі, ылғалдылығы, су сіңіргіпгпгі, аязға төзімділіп, жылу өткізгіштігі, т.б., ал механикалық қасиеттеріне — олардың деформациялық (серпімділік, пластикалық) қасиеттері, беріктігі, қаттылығы, үйкеліске, ұруға және тозуға төзімділігі, т.б. жатады. Әртүрлі өнеркәсіптіқ азаматтық, т.б. қүрылыстарда материалдардьі белтілі орында (фундаментте, қаңқада, қабырғада, т.б.) атқаратын қьвмепне сай пайдалану үпгін, олардьщ қасиеттерін жақсы білу қажет, Бүл кдсиеттер қүрылыс материаддарының стаңцарттарыңда (ГОСТ, ОСТ, т.б.) келпршіген сан көрсеткіпггерімен сипатгальгнады да, “Құрылыс нормалары мен ережелеріне (СНШ)’* сәйкес қолданылады. Халықаралық айырбас, сауда жүргізу үшін әр мемлекет қүрылыс материалдарьш өндіргевде ИСО-ның (халыкаралык стандарттарды бекітетін мекеме) талаптарын да бұлжытпай орындауы керек. Стандарттар орыс тілінде жазылатын аттарының оас әритгерімен белгіленген: ГОСТ (государственный общесоюзный стаңдарт) — ол құрылыс материалдарын өндіретін кәсілорындармен, олардьщ ведомстволығына байланыссыз, міңдетгі түрде орьгодалатьга бүкілодактық мемлекетпк документ, шартгар. ОСТ (отраслевой стандарт) — ол салалық (ведомствалық), Р С Т - республикалық ал СТП - (стандарт предприятая) - кәсіпорындық стандарттар. СНиП (строительные нормы и правила) дегеніміз - қүрылысш жобалау, оны құру үппн қолданылатьш материалдарды тиімді пайдалану туралы, барлық мекемелер міндетп түрде қолданылатын, бүкілодакіьпс; нормативтік документтердің жиыкіығы. Қүрылыс материалдары саласында ең көп тараған стандартгардьщ бірі - ТУ (технические условия) - техникалыц шарттар. Бұларда курылыс материалдарын таңбалау, буып-түю, тасу, сақтау туралы шартгар қойьшады және олардың үлгілерінің немесе өздерінің сапасын сынау әдістері келтіріледі. 5 Техникалық талап (шарт) қойылган ережелері бар бұл стандарттар құрылыс материалдарының сапа көрсеткіштерін нормалайды (мөлшерлейді). Мысалы, ГОСТ-Ю178-85 кәдімгі портландцементтерінің мынадай сапа көрсеткіштерін мөлшерлейді — ұнтақтық дәрежесін, яғни майдалық мөлшерін (вөмірі, яғни тесіктерінің диаметрі 0,08 мм елеуіште (електе) өтпей қалатын цемент қалдығының проценті бойынша анықталады), нормалы коюлығын (цементтің нормалы илемін, яғни қамырьш алу үшін қажетті су мөлшері проценті бойынша), ұштасу мерзімін (цеменгтті сумен араластырғанда пайда болған коллоңд ерітіндісінің коагуляциялану салдарынан гель деп аталатын қатты денеге айналу, яғни ауысу уакыттарымен, мерзімдерімен сипатталынады), маркасын (элементтін, оған салмағьшан үш есе көп) құм қосып дайьшдалған, ерітіндісінен жасалған үлгінің, 20°С-та 28 тәулік бойы қатайғанда ие болатын, сығу күшше, беріктігпк шегіне тең. Портландцементтің осы келтірілген сапаларьша стандарт мынадай шарт қояды — елеуіштегі қалдық проценттен артық болмауы, қамырьгаың нормалы қоюлығы 23...26% аралығында болуы, ұстасу мерзімі 45 минуттан ерте басталмауы, ал ұстасудың аяқталуы 1 сағаттан кем болмауы, құм қосьш жасалған үлгісшің беріктілігі 400... 600 кг с/см2 аралығында болуы керек. — олардың нөмірін, екінші цифрлар - бекітілген жылын көрсетеді; олар 5-10 жыяда ғылым мен техника жетістіктеріне байланысты қайта қаралып, бекітіліп отырады. Стандарт шарттарын бұлжытпай, тиянақты, жауаптьт орьшдау керек. 1.3. Құрылыс материалы қасиеттерінің, оның құрамы мен КЗфылымына байланыстылығы Құрылыс^ материалдарыньщ қасиетгері, олардың к^рамы мен едзылымына байланысты. Қүрамдар — хитіяльщ, минерапдық және фазалық болып бөлінеді. Материалдық химиялық, ягни химиялык элементгерден тұратын, кұрамына қарай, оньщ отка, мнкроорганизмдер әсеріне төзімділігін, механикальщ, т.б. техникалық қасиеттерін жорамалдауға боіиды. Кұрылыс материалдары ішіңце көп тәраған бейоргакикалық байпаныстырғьпл заттар мен табиғи тас материалдардың химиялық кұрамы әдетте оксидгермен (тотыктармен) сипаттальшады. ^ Минерсиідар - негізгі және қышқыл тотықтардың өзара оа анысуынан түзіледі (құралады). Мысалы, портландцемент құрамында үш кальцийлі силикат - минерал ЗСаО- ЗіО> (қысқаша з$) көбейсе (45-60%), оны құммен, сумен араластырғанда цемент тез қатаяды да, беріктілігі өседі. 6 Қүрылыс материалдары Фазалык құрам қатты қаңка жәие ауамен, сумен толған саңылауларда түзіледі. Саңьшаулар ішіндегі судың қатты затқа (мұзға) айналуына байланысты, материалдардың қасиеттері езгереді - аязға төзімділіп төмендеп, жылу өткізгіштігі өседі. Көп кұрылыс материалдарының кұрылымы олардың бөлшектерінің (түйірлерінін) ірілігін, формасын өзара орналасуын, байланысуьш көрсетеді. Құрылым үш дәрежеде аныкталады: 1) материалдың макрокұрылымы (кұрылымдағы саңылаулардың мөлшері 1-2 мм) жәй көзбен көру арқылы; 2) микрокұрылымы 50-ден 2000 есеге дейін оптикалық микроскоггга үлкейту арқылы; 3) материал кұрайтын заттъщ ішкі кұрылымы о н д асан мьщ есе үлкейтіп көрсететін электрондык микроскопта рентген сәулесімен зерттеу арқылы. Қатгы құрылыс материалдарының м акро құрылымы конгломератты, үялы ұсақ саңдаулы, талшықгы, қабатты, т.б. болуьі мүмкін. Мұнда конгломератты (латынша - жиналған, құрылған деген сөз) қүрылымэ эртүрлі. Мысалы қүмнан, малта (жұмыр) немесе жарықша (қиыршық) тастардан, осыларды байланыстыратын заттардан құралған қүрылым — көбінесе бетондардың сан^алуан түрлеріне, ұялы құрылым макросаңылаулы газ бен көбік бетондарға, ұялы пластмассаларға, ал ұсақ саңылаулы құрылым - қамырға көп су қосып, оны күйдіргенде жанып кететін қосындылар қосу әдістерімен жасалған керамикалық материалдарға тән. Талшыкты кұрылым ағаш материалдарға — шыны мақтадан жасалған бұйымдарға, қабатты құрылым қағазпластқа, текстолитке тән. Материалдардың микрокұрылымы олардың бөлшектерінің мөлшерін, формасын, материал көлеміндегі санын (оптикальіқ микроскопта ауданның 1 см2 келетін бөлшек санымен сипатгалады) көрсетеді. Материал түзетін заттардың ішкі құрылымы, кристалл немесе аморф түрлі болады. Кейбір заттардың, мысалы кваріггың ізі, құрылымы осы екі түрде де кездеседі; ал кристалды түрі тұрақтьфақ. Өйткені ол әкпен қосылу үшін 175°С жэне 1 МПа қысым қажет. Ал аморфты түрде кездесетін кварцтрепел кәдімгі температурада (20°С шамасында), ешқандай кысымсыз экпен байланысып, кристалл — түрлі сулы силикат түзеді. Құрылыс материалдарьшың берік, қатты, балқығыш, т.б. қасиетп болуы, оларды түзетін затгардың ішкі құрылымына - кристалл торларьшьщ түріне (текшелі, гекоагональды, т.б.) байланысты. Атомдардың кристалл ішінде орналасуы мен атомдардың аралығын рентген сәулесінің заттың атомдык жазыктықтарынан, атомдарынан кері шағыльгсып, экранға түсетін дахтарына қарап анықтауға болады. Өйткені, затты құрайтын атомдардың ара қашықтығы рентгендік сэуле 7 М. Садуақасов, Ғ. Батырбаев толқыныш>ің ұзындығьгмен шамалас. Электрон сәулесі толқынының ұзындьгғы, рентген сәулелерінікінен әлдеқайда кем екені ақиқат. Ренгенофаммада майда фазалардьщ сызықгары өте көмескі кәрінеді, сондықтан оларды жоғарғы дәлдікпен өлшеу мүмкін емес. Мұндай жағдайда электроноірафия (электрондардын затқа жұтылмай қаркынды шағылысатыиьдығына негізделген) заттың өте ұсақ бөлшектерін зертгеуге кеңінен пайдаланылады. 2-ТАРАУ, ҚҰРЫ ЛЫ С М АТЕРИАЛДАРЫ НЬЩ ҚАСИЕТТЕРІ 2.1. М атериал күйінің елшемдері Құрылыс материалдары күйінің өлшемдері дегеніміз - материалдар мен бұйымдардың физикалык қасиеттерінің бір түрі. Физикалык касиеттерге күй-өлшемдерінен басқа: гидрофизикалык және жылуфизикалық қасиеттер жатады. Материал күйінің өлшемдері ~ оның тығыздық және кеуектілік қасиеттерімен сипатталынады. Кітаптың осыдан басқа да тарауларында құрылыс материалдарыньщ негізгі қасиеттері, олар арқылы маркаларды халықаралық стандарттарда қолданатын символдармен белгіленеді: Д - тығыздақ, XV — су өткізбейтін, Г — аязға төзімді, М - және В - сәйкесінше материалдың беріктігі бойынша анықталынатын маркасы мен класы. Сондай-ақ, материал күйінің өлшемдері де, мысалы массасы (сажагы), көлемі, т.б. техникалық әдебиеттерде қалыптасқан символдар арқылы белгіленеді. Материалдың тығыздығы мына формула арқылы анықталады: 0 = т/у ; (2.1) мұндағы І> - материалдың тығыздығы, г/см3 немесе кг/м3; гп - құрғақ материалдың салмағы, г немесе кг; V - материалдың көлемі, см3/м3. Тығыздьгқ — ьиыи және ортагиа деп бөлінеді. Шын тығыздықты (Ош) анықтағанда V - ол материалдың саңылаусыз, яғни оның тек затпен толған келемі; сондықтан шын тығыздыкты “заттың тыгыздығы” деп те атайды. Орташа тығыздықты (О0) анықтағанда, көлемнің есебіне материалдың ішіндегі саңылаулар да кіреді. Материапдың шын тығыздығын табу үшін оның көлемін материалды ұнтақтап, ішінде саңылау қалдырмай, арнаулы әдіспен пикнометр арқылы аныкгайды. Орташа тығыздыкты табу үшін бұйымның үлгісін үш бағытта өлшейді де, оның көлемін саңьілаулармен қоса анықтайды. Сусымалы материалдардьщ (құмның, жарқышақ немесе малта тастардьщ, т.б.) тығыздығын анықтау үшін, олардың көлемін белгілі ыдысқа стандартга көрсетілген биіктікпен толтыру (құю) арқылы табады. 8 Материалдардың шын тығыздығы негізінде бірден жоғары. табиғи және жасанды материалдікі 2-3 г/см3 немесе т/м аралығында, қара металдардікі 7-8, ал битум, пек, олиф, лак, * пластмассалардікі - 0,9-1,6 г/см3 аралығында. Көп материалдардың орташа тығыздығы, олардың шын тығыздығынан біршама төмен Мысалы кәдімгі (күйдірілген) кірпіштің орташа тығыздығы 1,8, ал шын тығыздығы 2,6 т/м3. Тек кана абсолютті тығыз материалдардың (шыны, болат, битум, сұйыктардың) орташа және шын тығыздыкгары бірдей(тең). * . . Заты бір материаддардың орташа тығыздығының көрсеткіштері олардьщ кеуектілігіне байланысты әртүрлі болады. Мысалы, әр дәрежелі кеуектелінген керамикалык материалдардікі - 0,25-1,8; пласшассалардиа 0,015-1,2 т/м3 аралыкгарында. Кеуектілік деп - материал көлемінің саңылаулармен (ұсақ тесіктермен) толған дәрежесін атайды. Демек, кеуектілік тығыздыкка қарама-қарсы түсінік. Кеуектілік бірге теңелген көлемшң үлесі не проценті арқылы анықталады: К = Ус/Уш; \Ж£) К р (1 1 До 1 Дш 1 100; ; Щ мұндағы К | материалдың кеуектіпігі, көлемнін үлес» немесе гтроценті, Үб - саңьшаулар көлемі, бірдің үлесі; Утп - материалдың көлемі, ол бірге тең; До, Дш - материалдың орташа және шын тығыздықгары, г/см3немесет/м . _________ Материалдың келемі I материал затының көлемі (У3) мен оның саңьшаулары көлемінің (Ус) косындысына тең (2.1-сурет). Ү т = Үз + Үс. і і Үц=1 I Үе 777 ;тг<7Ті щ ш ү / у / / / х 1 1 1 і , і • 1 ( 5 •, {1 ш ш т щ м а і Шт\Ш' Г~ I Уа ,.^|Ь-- --------- у у / Л 1 { 1' і 411 !« / / / / / у {• і і .• *. і / / / / л * і 8' 1 * * •11 * і ' / / / / } А , і , м * *1 і . і 9 ! ь Ут - — і - сурет. Ксуекті материал келемі құрамының схемасы. матриаядың көлёмі; V, - заттың квлемі; К-- саңылаумардың көлет; Щ және - сацылаулардагы су мен ауа квлемдері 9 Щ Садуацасов, Ғ. Батырбаев Саңылаулар көлемі - сумен толуы мүмкін. Сондыктан бұл көлемді табу үшін материал алдын ала 3 05°С-та салмагы өзгермегенше кептіріліп, содан соң тығыз бітелінген ыдысқа орналастъгрылады. Ыдыс ішіндегі ауа сорылып шығарылып, вакуумдалған материалға сұйьпс зат (су немесе керосин) сіңіріледі. Саңьшауларды толық толтьіруға кеткен сұйыктың . шығыны, материалдағы саңылаулар көлеміне тең болады. Саңылаулар көлемін бұдан гөрі дәлірек анықгау қажет болса, сьшау уақ тесіктерге де сіңгіш сұйытылған гелийді қолдану аркьілы жүргізіледі. Саңьшаулардьщ көлемін тапкдннан соң, ол материалдың кәдімгі жағ- дайындағы көлемінен алу арқылы, материалдың көлемі анықгалынады, яғни: Үз=Уш-Ус, (2.4) Одан әрі (2.1.) формула арқылы материалдың шын тығьгздығьга табуға боладьі. Саңьшаулар мелшеріне қарай, материалдар — уақ не ірі кеуекті деп аталынады. Уақ кеуекті материалдардың саңылаулары, мм-дің жүзден мыңға, яғни (10 м) дейінгі үлесімен, ал ірі кеуектілерінің саңьшаулары — мм-дің он үлесінен 1-2 мм-ге дейінгі мелшермен сипатгалынады. Кеуекп материаддардьщ саңьшаулары ашық және жабық турде болады. Ашық саңьшаулар қоршаған ортамен катынасты жэне езара да қатынасты болуы мүмкін. Мысалы, материал үлгісін су құйылған ыдысқа салғанда, ашық саңылаулар сумен кәдімгі жағдайда-ақ толады. Сондықган материалда ашық саңьшаулар кеп болса, оның аязға тезімділігі темендейді. Керісінше, материалда жабық саңылаулар кеп болса, оның ұзақтығы еседі. Бірақ дыбыс етюзбейгін материалдар үшін оларда ашьпс саңылаулар кеп болғаны жен. Өйткені езара шектесе орналасқан осындай саңьшаулар — лабиринттерде, оның дыбыс энергиясы бірте-бірте сенеді. Саңьшаулардьщ мелшері сынапты саңылау өлшегішпен аныкталады (2.2-сурет). в ч * ! \ і ' ол і X § І Ш С 0,1 1 10 100 Сынштшң қысымы, МПа У өлшепштеп сынап кысымының, саңылаулардын диаметріне байланыстылығы (логарифмдік масштабта) 10 Құрылыс материалдарының негізгі физикалык касиеттері мен соңғылардың өзара байланыстылығын 2.1-кестеден аңғаруға болады. _________________________________ Құрьільіс материалдарьі 2.1-кесте Құрылыс материалдарының негізгі физикалык касиеттері Материадцың аты Шын тығыздыгы, г/см3 Орташа тығыздыгы, кг/м1 Кеуектілігі, і % Жылуөткіз- гіштігі* Вт/(м°С) 1 2 3 4 5 Бетон; ауыр -V 2.6 2400 10 1.16 * 4 жеңіл 2.6 1000 65 0,35 ұялы 2,6 500 81 0 2 Кірліш: кәді мгі 2,65 1800 32 0,8 қуыс денелі 2,65 1300 51 0,55 Т абиғи тас: гранит 2,7 2670 1,4 2,8 вулкандық туф 2,7 1400 52 0,5 көбік шыны 2,67 300 8$ ]1 0,11 Мипора (көбік полимер) 15 88 0,03 Агаш материалдар: карагай тактайлары 1.53 500 67 0,17 ағаш талшыкты такта і,5 200 86 0,06 2.2. Гидрофизикалык қасиеттері Қасиеттердің бұл тобына материалдардың су жұтқыштығы, суға, аязға төзімділіктері, су еткізгіштік, т.б. касиеттері жатады. Су жұтқыштьщ деп - материалдың су сіңіргіш қабілетін айтады. Ол - материал үлгісінің су сіңіргеннен кейінгі салмағы мен күрғақ күйіндегі салмак айырмашылығына байланысты. Құрғақ материалдың салмағы немесе келемі, процент арқылы анықталынады. Үлгіні температурасы 20°С суға салып, оны әбден су сіңіріп болғанша ұстайды, Кеуекті (саңылаулы) материалдар суды кеп сіңіреді. Әдетте суды материалдың барлық келемі сіңірмейді, ейткені көлем ішінде материалдың заты және су сіңе алмайтын ете ұсак тесіктері бар. Сондыктан материалдың келемдік су жұтқыштығы — оның кеуектілігінен әрдайым аз. Материалдың салмактық (СЖга) және келемдік (СЖҮ) су жұтқыштық-дгары мына формула аркылы анықталады. II с ж га I (шс- т I / т к ■ 100, %; (2.5) СЖ„ | (гпе- т I / Н -100, % ; (2.6) мұндағы Укж. -материалдың кәдімгі жағдайда (саңылаулармен бірге) алатын көлемі; піс 1 үлгінің суды сіңіргеннен кейінгі салмағы (массасы), шх - үлгінің құрғақ күйіндегі салмағы. Көлемдік су жұтқыштық әрдайым 100%-тен кем, өйткені материал көлемінің ішінде саңылаулардан басқа оның заты да бар. Ал салмактык су жұткыштык 100%-тен көп болуы да мүмкін, өйткені өте кеуекті материалдар (мысалы торфтан жасалынған жылу өткізбейтін такгалар) суды ез салмағынан кебірек сіңіреді. Кәдімгі кірпішпң салмақтық су жұтқыштыгы 8-15%, жуынатын белме мен дәретхана еденіне тесейтін керамикалык тақталардікі 5%-тен кем, ал ауыр бетондардікі - 2-4%, гранитгікі - 0,02-0,7% аралығында болады. Су жұтқыш материалдардың, олар сіңіпген судың мөлшері кебейген сайын, беріктілігі төмендеп, ал орташа тығыздығы мен жылу өткізгіштігі еседі. Бұл жағдайда кейбір материалдардың, мысалы ағаштардын келемі де өседі. Суға төзімділік. Бұл қасиет материалдардың суда босау (жұмсак) коэффициенті (Кс.б.) арШіііі сипатталынады: Кс,б. = Кс / Кк; (2.7) мұндағы Кс, Кк - материалдың сәйкесінше су сіңіргеннен кейінгі және құрғақ күйіндегі беріктіктері, МПа (кгс/см ). Материалдардың суда босау коэффициенттерінің керсеткіштері 0-1 аралығында болады. Табиғи және жасанды тас материалдарды су құрылысында қолдану үшін, олардың суда босау коэффициенті 0,8-ден кем болмауы кажет. Су өткізбегіштік. (Ш) материалдың (бетонның), оның дилиндр формалы үлгісін су қысымымен стандартқа сай сынағанда, белгілі бір қысымға дейін су еткізбегейтіндігімен сипатталынады. Аязга төзімділік (Г) деп - суға қдныкқан материал үлгісінің бірнеше қайтара жүргізілетін тоңазыту-жібіту цикліне тезімдішк мүмкіншілігін айтады. Аязға төзімділігін анықгау үшін материал үлгісі, су сіңіргеннен кейін температурасы — 5 — 20°С* / камерада 6 сағат тоңазытылады. Содан кейін қайтадан суға салып, оны І5-20°С аралығында жібітеді (жылытады). Осындай цикл материалдың пайдаланатын орнына байланысты 25-500, одан да кеп рет қайталанылады. Егер материал белгілі бір циклден өткеннен кейін біртектігінің 85%-ін сақтап, ал салмағьш 5 проценттен артық К өіт магериалдардың, оның ішінде кұрылыс материалдарынын да касиеттері, олардың стандарттарында көрсетілгендей, кұрғақ күйінде аныкталынады. Өйткені материал ылғалданса, оның қасиеттері де өзгереді. 12 жоғалтпаса, ол аязға төзімді болып еселтелінеді. Сыннан өткен материал беріктілігінщ төмендеу себебі, оның саңылаулары ішіндегі су, тоңазьианда мүзга айналып көлемін 9%-ке ұлғайтып, саңылаулардың қабырғасьга (қаңкасьга) қирату мүмкшділігівде. Бұл қиратылу процесі - материал беті қабыршақгануьшан (түлеуінен) басталып, әрі қарай оның денесі шпне тарайды. Тоңазьггу-жылыту циклдері көбейген сайын, материал көп уақыт қайта-қайта созу күшінің әсерінде болғандай қажиды. Материалдьщ пайдалану орньша сәйкес аязға тезімділігі, сырткьі кабырғада қолданьшатындары (кіргаш, керамиралык тастар, жещл бетондар) үшін 25; 35; көпірмен жол салуды пайдаланатындары үшін 50; 100; 200; ал гидротехникальгқ бетондар үшін 500-ге дейін болуы қажет. Көрсетілген аяз бен жьхлу алмасуларьш өткеннен соң, материалдар берікпп мен саямағын белгілі мөлшерден төмендетпеуі керек. 2.3. Ж ылу-физикалық касиеттері Бүл қасиеттер тобына - материалдарды ң жылу өткізгіштік, отқа тезімділік, т.б. қасиеттері жатады. . . г Жылу өткізгіштік деп - материалдарды ң бір бетінен (мысаль ішкі, екінші (сырткы) бетіне жылу өткізу қабілетін айтады. Тұрғьгн үйлерде, басқа да азаматтық ғимараттарда жылулықты сактау үшін, қоршағыш конструкция ретінде қолданылатын сыртаы қабырғалардың, төменгі (бірінші) кабат еденігаң, соңғы қабат төбесінің, эсіресе жыл> әткізбейтін (жылуизоляциялық, жылуды аз өткізетін) материалдардың жылу өтюзгіштігін біпу өте қажет. Материалдардьщ жылу өткізгіштігі - олардың затына, саңылауларының түріне жэне жылу ағымының температурасына байланысты. Кеуекті материапидарда жылу, оның заты мен саңылаулардағы ауадан өтеді. Ауаның жылу еткізгіштігі ете аз 0,023 Вт/(м. С), ол жылу өткізбейді десе де болады. Қүрғақ кеуекті материалдардын жылуөпсізгіштік мөлшері, оның заты мен ауаның жылуөткізпштік мөлшерінің аралығынан орын алады. Сондықтан материалдардың кеуектілігі оскен сайьш, оның жылу өткізгіштігі төмендейді, ал тығыздығы өскен сайын, керісінше - оның жылу өты зпш пп жоғарылайды. Демек, қоршағыш конструкциялар үшін кеуекті^жеңіл материалдар тиімді. . . . . ; Материап дымқылданса, оның жылу өткізпштіп тез өседі. Өйткені судың жылу өткізгіштігі ауаның жылу өткізгішпгінен 25 есе артық (0,58) Вт/(м.°С). Егер су тоңазып мұзға айналса, онда материалдың жылу өткізгіштігі одан да жоғарылайды. Себебі, муздыц 13 М. Садуақасов, Ғ. Батырбаев жылу өткізгіштігі ■ 2,3 Вт/(м.°С)-ка тең, яғни ауаның жылу өткізгіштігінен 100 есе көп. материалдардың жылу (До) арқылы болжауға Тас материалдар үшін мына 0196-Ю м •°С). ( 2 . 8 ) Бұл формуланы басқа да материалдардың жылу өткізгіштігін шамалап табу үшін пайдалануға болады. Бірақ, материалдардың жылу өткізгіштік мөлшерін дәл білу қажет болса, оны тәжірибе арқылы ______ • - - ^ V і ? - ! С ~ ж ш м ^ - Ш ' - - анықтаи Материалдардың ылғалдылығы мен тығыздығына көрсетілді. I жылу ӨТК13ПШТ1ПН1Ң олардың байланысты екендігі 2.3.-суретте 72/г&яс%>/% 2.3-сурет. Бейорганикалык материалдардың жылуөткізгіштігінің олардың тыгыздығына байланыстылығы (I-құргақ, 2-3 - эр ылвалдыдықты ауада құргақ, 4 - су сіңірілген) Жылу ағымының температурасы өскен сайын (мысалы, жылу әндіретін агрегаттарды изоляцияланғанда), көп материалдардың жылу өткізгіштігі аздап өседі. Мұны осындай объектілерді изоляциялағанда ескереді (есепке алады): агрегатты оңашалайтын материалдың (бұйымның) қалыңдығы өсіріледі немесе жылу өткізгіштігі темен бұйым пайдаланылады. Материал қүрыльшы (кұрылысы) да оның жылу еткізгіштігіне әсерін тигізеді. Қабат-қабат (қатпарлы) немесе талшық құрылымды ағымының өткізпштік мөлшері, жылу материалдың жылу талшыктардың бойына (ұзындььнгына) параллелъ немесе оларға кесе- көлденең бағытталуына байланысты. Мысалға, талшыктары діннің (бағананың) ұзын осін бойлаған ағашты алайық. Егер жылу ағымы талшыкгардың бойына параллель, яғни діннің көлденең қимасына перпендикуляр болып бағытталса, оның жылу өткізгіштігі, жылудың талшықтарға кесе-көлденең бағытталуымен салыстырғанда екі есе көп, сәйкесінше 0,3 және 0,15 Вт/(м.°С). 14 Материалдың жылу өтғешіштігі - оның сааылаулары мапшеріне байланысты: уақ кеуекті материалдың жылу өткізгіштігі ірі кеуектігімен салыстырғанда аз, ал қатынасты (ашык) саңьшаулы матер иалдардың жылу өткізгіштігі, қатынассыз (жабық) саңылауларына қарағанда кеп. Өйткені, саңылаулар ірі және өзара қатынасты болса, олардың ішіндегі ауа қозғалып, жылу таратады. Яғни, конвекция кубылысы орын алып, материалдың жылу өткізгшпігі өседі. Отқа төзімділік деп — материалдың ұзақ уакыт жогары төушераіурада формасьш өзгертпей сақгалуын айтады. Материалдьщ отка тезімділігі — оның стаңдартты формалы және мөлшерлі үлгісін белгілі режиммен қыздырканда, қай темпер атурада оның жоғарғы ұшы шегіп, езі турған тұғырыққа тигенімен сипатгальшады. 1580°С-тан жоғары температураға шыдайтын материалдарды — отқа төзімді материалдар дейді. Оларға динас, шамот, хроммагнезиттен жасалған материалдар мен бұйымдар жатады. Шамот материалдары мен бұйымдарының отқа төзімділігі - 1610-І730°С, династію - 1700°С, хроммагнезиттікі — 2000°С-тан кем емес. Бүл материалдар мен бұйымдар өндіріс пештерінің (домна, мартен, шыны балқытқьіш, клинкер күйдіргіш, т.б.) ішкі футеровкасы (астары) ретінде пайдаланылады. Отқа төзімділік керсеткіші 1350-1580°С материалдарды қиып балқитын, керсеткіші 1350°С-тан темен материалдар - оңай балқитыи материалдар деп аталады. 2.4. М еханикалық касиеттері Бұған деформациялық (формасын шгерткіштік) қасиетгф (серпімділіқ пластакалық (иленгідггік), мортгық (омьфылғьшггық) және берікгілік, кдтгьшық, үйкеліс пен тозуға төзімділік қасиеттері жатады. Деформациялық қасиеттері Құрылыс материалдары сыртқы күш әсерінен ездерінің елшемдері мен формаларын аз да болса өзгертеді, яғни деформацияланады. Бүл деформация, күш шамасына тікелей тәуелді. Егер күш белгілі бір мәннен аспаса, деформация күштің есуіне пропорционал артады. Ал күш әсерін тоқтатсақ (яғни күшті алып тастасақ, жойсақ), дене (бұйым) бастапкы калпына келеді (қайтады). Денелердің бұл қасиеттерін — серпімдіпік дейді. Шамасы айтарлықтай үлкен күш әсерінен дененің кайтымсыз, қирамай деформациялану қабілеті — пластпкалық қасиет деп аталынады. Күш әсері тоқталған кезде (яғни, денеге түскен күшті алғанда) деформацияның жойылуын (материалдың бұрынғы қалпына келуін) - серпімді немесе қайтымды деформация, ал жойылмауын (яғни __________________________________ Құрылыс материалдары 15 материалдың бастапқы калпына келмеуін) — қапдық немесе тасшикалыц деформацг/я дейді. Құрыяыстар мен конструкцияяарда пайдаланылатын материалдарды екі топқа бөлуге болады: 1 — калдык деформациядан кейн қирайтын пластикальщ материалдар, мысалы болат, дюралюминий, ағаш; 2 - ете аз қалдық деформация кезінде қирайтын морт материалдар^ мысалы шойын, бегон, кірпіш, шыны. Әдетте апастикалык материалдар созылуға, сығылуға біркелкі қарсыласады. Ал морт материалдардың сығуға беріктілігі жаксы, бірак созуға беріктілігі нашар. Мортгыкқа - ірі, ал пластикалыққа ~ ұсақ түйір құрылым ТӘН, . у. % . Баска материалдар сияқты құрылыста колданылатын конструкциялық материалдар да атомдардан тұратыны, ал атомдар езара атомдық күшпен байланысып. тепе-теңдік күйде болатыны физика курсынан мәлім. Материалдың беріктігі, атомдардың атомдық күш шамасына байланысты. Атомдык күш неғұрлым үлкен болса, материал согұрлым берік, кіші болса — осал. Сырткы күш әсерінен атомдық күш қандай да бір қосымша шамаға езгереді. Бұл қосымша шама — ішкі күш деп аталып, конструкция элементтерінің сыртқы күш әсеріне қарсыласу қабілетін сипаттайды. Деформация - материалдьщ атомдарының ара қашықтықтарының езгеруі мен агом блоктарының орын ауыстыруы салдарынан туады. Дене деформацияланғанда, ол А) шамасына ұзарып немесе қыскарады. Онын сызыкгык (бойлы) салыстырмалы деформациясы (е) келесі формуламен аныкталынады: 8 = А |/1 ; (2.9.) мұндағы А]—абсолюттік деформация, 1~дененің алғашқы сызық өлшемі см, мм. Тәжірибелердің керсетуіне қарағанда барлык серпімді конструкциялық материалдарда пайда болатын деформация (е) кернеуге (5) тура пропорционал, яғни: 8 = 1 / Е, (2.10.) Бұл заңдылық Гук айтқандай “күш кандай болса, ұзару да сондай”. Әр материал әр күште әртүрлі ұзарады. Формуладағы Е - материалдың серпімділік модулі — материалдың қатаңдылыгын, яғни онын деформацияға қарсыласу қабілетін сипаттайтын коэффициент; елшем бірлігі - МПа немесе н/м2; ол тәжірибе жүзінде аныкталынады: Е =6 /В) (2.11.) мұндағы кернеу шамасы мына формуламен есептелінеді: 5 = Р / 8; (2.12.) мұндағы Р - бұйымға түскен сыртқы күш, кгс; 3 - б^йымның күш түспей тұрған кезіндегі көлденең қимасының ауданы, см . 16 Құрылыс материалдары Атомдары ұзара } үлкен атомдық күшпен байланысқан материалдардың (олар жоғары температурада багіқиды) серпімділік модулі де үлкен (2.2-кесте). Ауыр бетонның деформациялық модулі маркаларына (МЮ0-М500) байланысты 1900-4100 МПа, арболиттің серпімділік модулі 75—1200 МЦа. -,г 2.2-кесте Материалдардың серпімділік модулінің (Е) бапқу температурасымен (15) байланыстылығы Материал || ЕВВІ МПа 1в,°С Материап ЕІО , МГіа 1б,°С Корунд ^ 37,2 2050 Қорғасын 1,5 327 Темір 21,1 1539 Полистирол 0,3 300 Жез п д 1083 Каучук 0,007 300 Алюминий 7 660 і 1. __________________ Пластикалык материалда калдык деформациясын тудыратын кернеудің ең аз шамасы - аццыгитыц шегі (6 а ш) деп аталып. төмендегі формуламен анықталынады: жүктеу/скачать 18,23 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|