Химические, физико-химические и технологические свойства. Оценка качества материалов

Химические свойства выражают способность и степень активности материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды и способность сохранять постоянным состав и структуру материала в условиях инертной окружающей среды. Большинство строительных материалов проявляют активность при взаимодействии с кислотами, щелочами, агрессивными газами и другими средами. Кроме того, некоторые материалы проявляют склонность к самопроизвольным внутренним химическим изменениям в условиях инертной среды, что отражает неустановившееся равновесие внутренних химических связей. Постепенное или быстрое изменение структуры и ее разрушение под влиянием агрессивных химических и электрохимических процессов в материале называют коррозией.

Нередко изучается биохимическая стойкость материала против воздействия грибков, прорастания растений, порчи насекомыми, жучками-точильщиками.

Часто изучают физико-химические свойства, выражающие способность веществ раскрывать межмолекулярные связи под влиянием физических явлений, особенно в поверхностных слоях, обладающих повышенной энергией.

К основным методам изучения физико-химических свойств материалов относятся определения удельной поверхности порошкообразных материалов (наполнителей, цементов, пигментов и др.); гидрофобности неорганических порошков; величины поверхностного натяжения; размера и количества пор в материале, в частности с применением сорбционных методов и др.; способности адсорбентов (порошкообразных веществ разной активности) поглощать и удерживать (физическим и химическим путем) жидкостные слои в тонкопленочном состоянии и др.

Долговечность служит комплексной характеристикой способности материала сопротивляться одновременному или поочередному (в разной последовательности) воздействию механических, физических, химических и физико-химических факторов. О долговечности, измеряемой в единицах времени, судят или по ухудшению качества до определенного (критического) предела, или по изменению главных (ключевых) структурных элементов и тоже до определенных пределов.

Технологические свойства выражают способность материала к восприятию технологических операций, выполняемых в целях изменения его формы, размеров, характера поверхности, плотности и др. Эти свойства определяются числовыми значениями или визуальным осмотром с оценкой способности материала к формуемости (жесткие, пластичные и литые смеси), раскалываемости, шлифуемости, полируемости, дробимости, к удерживанию гвоздя при силовых воздействиях и другим показателям технологических качеств. Для оценки свойств разработаны и, как правило, стандартизированы специальные методы и приборы, установлены определенные температурные условия для испытаний, скорости нагружения образцов и т.п.

Качество материалов оценивают совокупностью числовых показателей технических свойств, которые были получены при испытаниях соответствующих образцов. Существуют стандарты, устанавливающие для большинства материалов и изделий обязательные методы испытаний.

На продукцию, имеющую межотраслевое значение, разрабатываются Государственные стандарты (ГОСТ) Российской Федерации. Они содержат требования к безопасности этой продукции для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, а также для пожарной безопасности. Кроме того, в них приводятся основные показатели и методы контроля качественных характеристик материала. Нередко в ГОСТах сообщается классификация материала по одному или нескольким признакам. Указываются конкретные числовые значения свойств с маркировкой выпускаемой продукции, правила приемки и хранения материала, допуски и посадки изделий.

При окончательном выборе материала для строительного объекта большую роль играет экономический показатель. При одинаковом качестве стремятся выбрать материал самый дешевый и доступный по его запасам в регионе строительства, особенно если он местный, но с учетом, конечно, транспортных расходов, а также вероятной эксплуатационной стойкости (долговечности) в конструкциях.

Древесина относится к весьма распространенному строительному материалу. Древесные материалы применялись в строительстве с глубокой древности. Еще в XII - XIII вв. русскими зодчими были созданы замечательные сооружения из древесины: крепостные сооружения, мосты, дворцы и храмы, великолепные по архитектурной выразительности. Некоторые из них сохранились до сих пор.

Россия занимает первое место в мире по запасам лесных материалов: одна треть всех хвойных пород мира находятся на территории нашей страны.

Для производства строительных материалов, изделий и конструкций используется древесина - освобожденная от коры часть ствола. Достоинства древесины заключены в том, что материал можно пилить, резать, строгать, колоть, долбить, сверлить, фрезеровать, шлифовать, полировать, лущить. Кроме того, элементы из древесины можно легко соединять. Имеются различные варианты врезок, врубок, материал приколачивают гвоздями, склеивают.

Древесина - материал легкий (средняя плотность сосны - 450 - 550 кг/м3), обладающий низкой теплопроводностью и высокой пористостью. Многие породы дерева отличаются высокой механической прочностью, приближаясь по данному показателю к стали. Древесина хорошо работает на сжатие, изгиб и растяжение вдоль волокон. Декоративность - характерное качество для многих пород. Материал экологически чист, долговечен.

Наряду с достоинствами древесине присущи недостатки:

· анизотропность - неодинаковость свойств в зависимости от направления;

· слабая огнестойкость (предел огнестойкости не превышает 20 мин);

· загнивание при повышенной температуре, влажности и наличии кислорода;

· большое количество пороков формы ствола и внутреннего строения, что приводит уменьшению выхода деловой древесины;

· повышенная чувствительность, при изменении влажности происходит усушка или набухание, что может вызвать коробление и появление трещин.

Однако технологическими мероприятиями все эти недостатки сравнительно легко устраняются.