Bilo koji od materijala ima fizička, mehanička, termofizička, čvrstoća, hemijska, hidrofizička i mnoga druga svojstva. Ali u ovom članku ćemo posebno analizirati prvo - fizička svojstva materijala. Hajde da damo definiciju, navedemo konkretno šta se krije ispod njih, a takođe detaljno opišemo svako od svojstava.
Definicija
Fizička svojstva materijala - sva svojstva koja su svojstvena supstancama bez hemijskog djelovanja na njih.
Svaki materijal ostaje nepromenjen (sam po sebi) pod jednim uslovom - sve dok je njegov sastav nepromenjen, kao i struktura njegovih molekula. Ako je tvar nemolekularna, njen sastav i veza između atoma ostaju isti. A već razlike u fizičkim svojstvima i drugim karakteristikama materijala pomažu da se odvoje mješavine koje se od njega sastoje.
Takođe je važno znati da fizička svojstva materijala mogu biti različita za različite agregatne materijale. Recimo termalni, električni, mehanički, fizički, optičkisvojstva materije zavise od odabranog smjera u kristalu.
Popunjavanje termina
Fizička svojstva materije uključuju:
- Viskozitet.
- Tačka topljenja.
- Gustina.
- Tačka ključanja.
- Toplotna provodljivost.
- Boja.
- Dosljednost.
- Dielektrična permeabilnost.
- Apsorpcija.
- Kapacitet grijanja.
- Izdanje.
- Radioaktivnost.
- Induktivnost.
- Curl.
- Električna provodljivost.
A fizička svojstva materijala uglavnom su predstavljena sljedećim:
- Gustina.
- Praznina.
- Poroznost.
- Higroskopnost.
- Vodopropusnost.
- Povratak vlage.
- Upijanje vode.
- Otporan na zrak.
- otpornost na mraz.
- Termička otpornost.
- Toplotna provodljivost.
- Usporava vatru.
- Refraktornost.
- Otpornost na zračenje.
- Hemijska otpornost.
- Durability.
Fizička, hemijska i tehnološka svojstva materijala su podjednako važna. Ali mi ćemo detaljnije analizirati prvu kategoriju. Predstavimo karakteristike najvažnijih fizičkih svojstava konstrukcijskih materijala.
Gustina
Jedno od najvažnijih svojstava u nauci o materijalima. Gustina je podijeljena u tri kategorije:
- Tačno. Masa po jedinici zapreminematerijal koji se smatra apsolutno gustim.
- Prosjek. Ovo je već masa jedinice zapremine u prirodnom stanju materijala (sa porama i šupljinama). Dakle, prosječna gustina proizvoda od istog materijala može biti različita - ovisno o praznini i poroznosti.
- Bulk. Koristi se za rastresite materijale - to je pijesak, lomljeni kamen, cement. Ovo je omjer mase praškastih i zrnastih materijala prema cjelokupnoj zapremini koju zauzimaju (prostor između čestica je također uključen u proračun).
Gustoća materijala utiče na njegove tehnološke karakteristike - čvrstoću, toplotnu provodljivost. To će direktno ovisiti o poroznosti i vlažnosti. Sa povećanjem vlažnosti, odnosno, gustina će se povećati. Ovo je također karakterističan pokazatelj za određivanje isplativosti materijala.
Poroznost
Među fizičkim, tehnološkim i mehaničkim svojstvima materijala, poroznost nije posljednja. Ovo je stepen ispunjenja zapremine proizvoda porama.
U ovom kontekstu, pore su najmanje ćelije ispunjene vodom ili vazduhom. Mogu biti velike ili male, otvorene ili zatvorene. Ako su male pore, na primjer, ispunjene zrakom, to povećava svojstva toplinske izolacije materijala. Vrijednost poroznosti pomaže u procjeni drugih važnih karakteristika - trajnost, čvrstoća, upijanje vode, gustina.
Otvorene pore komuniciraju i sa okolinom i međusobno, mogu se veštački napuniti vodomkada je materijal uronjen u tečnost. Obično se izmjenjuju sa zatvorenim. U materijalima koji upijaju zvuk, na primjer, otvorena poroznost i perforacija su umjetno stvoreni - za intenzivniju apsorpciju zvučne energije.
Distribucija zatvorenih pora i veličina karakteriziraju se na sljedeći način:
- Integralna kriva distribucije zapremine pora po jedinici zapremine duž njihovih radijusa.
- Diferencijalna kriva raspodjele volumena pora.
Praznina
Nastavljamo da razmatramo fizička svojstva materijala (gustina, otpornost na mraz i drugo). Sljedeća je praznina. Ovo je naziv broja praznina koje se stvaraju između pojedinačnih zrna rastresitog, mrvljivog materijala. Ovo je lomljeni kamen, pijesak, itd.
Propustljivost vode
Vodopropusnost je sposobnost materijala da oslobađa tečnost kada se osuši i upija vodu kada je mokar.
Prilikom proučavanja fizičkih svojstava materijala, treba obratiti pažnju na činjenicu da se zasićenje vodom može odvijati na dva načina: kada je izložena supstanci u tekućem stanju ili kada je izložena samo njenoj pari.
Odavde dolaze još dva važna svojstva - ovo je higroskopnost i upijanje vode.
Higroskopnost
Kako se ovo fizičko svojstvo materijala određuje u nauci o materijalima? Higroskopnost - sposobnost da apsorbira vodenu paru i zadrži ih unutrazbog kapilarne kondenzacije. To direktno zavisi od relativne vlažnosti i temperature vazduha, veličine, raznolikosti i broja pora supstance, njene prirode.
Ako materijal aktivno privlači molekule vode svojom površinom, onda se naziva hidrofilnim. Ako ih materijal, naprotiv, odbija od sebe, onda se naziva hidrofobnim. Osim toga, neki hidrofilni materijali su vrlo topljivi u vodi, dok su hidrofobni materijali otporni na djelovanje vodenog medija.
Upijanje vode
Ako ukratko govorimo o fizičkim svojstvima građevinskih materijala, ne možemo ne spomenuti upijanje vode – sposobnost zadržavanja i apsorpcije tekućine. Svojstvo karakterizira količina vode koju apsorbira suhi materijal kada je potpuno uronjen u vodu. Izraženo kao procenat mase (materijala).
Upijanje vode će biti manje od prave poroznosti proizvoda, jer određeni broj pora u njemu ostaje zatvoren. Stoga će varirati od njihovog broja, obima, stepena otvorenosti. Priroda materijala, njegova hidrofilnost također će uticati na vrijednost.
Kao rezultat zasićenja materijala vodom, njegova druga fizička svojstva se ponekad značajno mijenjaju: povećavaju se toplinska provodljivost i gustina, povećava se volumen (tipično za glinu, drvo), smanjuje se čvrstoća zbog raspada veza između pojedinaca. čestice.
Povratak vlage
Ovo je sposobnost materijala da otpušta vlagu u okolinu. Biti uključenvazduh, sirovine i proizvodi zadržavaju vlažnost samo pod određenim uslovima – pri relativnoj ravnotežnoj vlažnosti vazduha. Ako je indikator ispod ove vrijednosti, tada materijal počinje ispuštati vlagu u atmosferu, da se osuši.
Brzina ovog procesa zavisi od nekoliko faktora: od razlike između vlažnosti samog materijala i vlažnosti vazduha (što je veća, to je sušenje intenzivnije), od svojstava materijala sama - njena poroznost, priroda, hidrofobnost. Dakle, sirov materijal sa velikim porama, hidrofobnim će biti lakše dati tečnost nego hidrofilnim materijalom, sa malim porama.
Otpor zraka
Otpor vazduha je sposobnost materijala da izdrži ponovljeno sistematsko sušenje i vlaženje dugo vremena bez gubitka mehaničke gustine, kao i bez značajnih deformacija.
Neki materijali počinju da bubre kada se povremeno navlaže, neki se skupljaju, neki se previše iskrivljuju. Drvo je, na primjer, izloženo naizmjeničnim deformacijama. Cement sa čestim sušenjem vlage ima tendenciju da se raspada, mrvi.
Propustljivost vode
Ovo je fizičko svojstvo - sposobnost materijala da propušta tečnost pod pritiskom kroz njih. Karakterizira ga zapremina vode koja prođe kroz 1 kvadratni metar za 1 sat. m materijala pod pritiskom od 1 MPa.
Važno je napomenuti da postoje i potpuno vodootporni materijali. To su čelik, bitumen, staklo, glavne vrste plastike.
otpornost na mraz
Važna fizička svojina u ruskoj stvarnosti. Ovo je naziv sposobnosti materijala zasićenog vodom da izdrži uzastopno naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje bez značajnog smanjenja čvrstoće, pojavu vidljivih znakova uništenja.
Uništavanje tokom ovog procesa je često zbog činjenice da se prilikom smrzavanja voda povećava u zapremini za oko 9%. Istovremeno, njegovo najveće širenje pri prelasku u led uočeno je na -4 °C. Prilikom punjenja pora materijala vodom, njenog širenja i smrzavanja, zidovi pora doživljavaju značajna oštećenja, što dovodi do uništenja materijala.
Prema tome, otpornost na mraz će odrediti stepen zasićenosti pora vodom, njegovu gustinu. Gusti materijali se smatraju otpornim na mraz. Od poroznih, u ovu kategoriju se mogu pripisati samo oni koji se odlikuju velikim prisustvom zatvorenih pora. Ili čije pore nisu više od 90% pune vode.
Fizička svojstva mogu predstavljati važne sposobnosti materijala. O nekima od njih smo već detaljno govorili u članku. Ovo je sposobnost da izdrži hladno, ponovljeno punjenje vodom i sušenje, zadrži, apsorbira, otpusti tečnost i druge važne karakteristike.
