Bilo koji od materijala ima fizička, mehanička, termofizička, čvrstoća, kemijska, hidrofizička i mnoga druga svojstva. Ali u ovom članku ćemo posebno analizirati prvo - fizička svojstva materijala. Dajte definiciju, navedite konkretno što se ispod njih krije, a također detaljno opišite svako od svojstava.
Definicija
Fizička svojstva materijala - sva svojstva koja su svojstvena tvarima bez kemijskog djelovanja na njih.
Svaki materijal ostaje nepromijenjen (sam po sebi) pod jednim uvjetom - sve dok je njegov sastav nepromijenjen, kao i struktura njegovih molekula. Ako je tvar nemolekularna, njezin sastav i veza između atoma ostaju isti. I već razlike u fizičkim svojstvima i drugim karakteristikama materijala pomažu u odvajanju mješavina koje se od njega sastoje.
Također je važno znati da fizička svojstva materijala mogu biti različita za različite agregatne materijale. Recimo toplinski, električni, mehanički, fizički, optičkisvojstva tvari ovise o odabranom smjeru u kristalu.
Ispunjavanje pojma
Fizička svojstva materije uključuju:
- Viskoznost.
- Točka topljenja.
- Gustoća.
- Točka vrenja.
- Toplinska vodljivost.
- Boja.
- Dosljednost.
- Dielektrična propusnost.
- Apsorpcija.
- Kapacitet topline.
- Izdanje.
- Radioaktivnost.
- Induktivnost.
- Curl.
- Električna vodljivost.
A fizička svojstva materijala uglavnom su predstavljena sljedećim:
- Gustoća.
- Praznina.
- Poroznost.
- Higroskopnost.
- Propustljivost vode.
- Povratak vlage.
- Upijanje vode.
- Otporan na zrak.
- otpornost na mraz.
- Termički otpor.
- Toplinska vodljivost.
- Usporava vatru.
- Refraktornost.
- otpornost na zračenje.
- Kemijska otpornost.
- Trajnost.
Fizička, kemijska i tehnološka svojstva materijala jednako su važna. No, mi ćemo detaljnije analizirati prvu kategoriju. Predstavimo karakteristike najvažnijih fizikalnih svojstava konstrukcijskih materijala.
Gustoća
Jedno od najvažnijih svojstava u znanosti o materijalima. Gustoća je podijeljena u tri kategorije:
- Točno. Masa po jedinici volumenamaterijal koji se smatra apsolutno gustim.
- Prosjek. To je već masa jediničnog volumena u prirodnom stanju materijala (s porama i šupljinama). Dakle, prosječna gustoća proizvoda od istog materijala može biti različita - ovisno o praznini i poroznosti.
- Skupno. Koristi se za labave materijale - to je pijesak, drobljeni kamen, cement. Ovo je omjer mase praškastih i zrnatih materijala prema cjelokupnom volumenu koji zauzimaju (prostor između čestica također je uključen u izračune).
Gustoća materijala utječe na njegove tehnološke karakteristike - čvrstoću, toplinsku vodljivost. To će izravno ovisiti o poroznosti i vlažnosti. S povećanjem vlažnosti, odnosno, gustoća 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 stupanj ispunjenja volumena proizvoda porama.
U ovom kontekstu, pore su najmanje stanice ispunjene vodom ili zrakom. 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, gustoća.
Otvorene pore komuniciraju i s okolinom i međusobno, mogu se umjetno napuniti vodomkada je materijal uronjen u tekućinu. Obično se izmjenjuju sa zatvorenim. U materijalima koji apsorbiraju zvuk, na primjer, umjetno se stvaraju otvorene poroznosti i perforacije - za intenzivniju apsorpciju zvučne energije.
Distribucija zatvorenih pora i veličina karakteriziraju se na sljedeći način:
- Integralna krivulja raspodjele volumena pora po jedinici volumena duž njihovih radijusa.
- Diferencijalna krivulja raspodjele volumena pora.
Praznina
Nastavljamo razmatrati fizička svojstva materijala (gustoća, otpornost na mraz i ostalo). Sljedeća je praznina. Ovo je naziv broja praznina koje nastaju između pojedinačnih zrna rastresitog, mrvljivog materijala. Ovo je lomljeni kamen, pijesak itd.
Propustljivost vode
Vodopropusnost je sposobnost materijala da otpušta tekućinu kada se osuši i upija vodu kada je mokar.
Tijekom proučavanja fizikalnih svojstava materijala, morate obratiti pažnju na činjenicu da se zasićenje vodom može dogoditi na dva načina: kada je izložena tvari u tekućem stanju ili kada je izložena samo njezinoj pari.
Odavde dolaze još dva važna svojstva - ovo je higroskopnost i upijanje vode.
Higroskopnost
Kako se ovo fizičko svojstvo materijala određuje u znanosti o materijalima? Higroskopnost - sposobnost apsorbiranja vodene pare i zadržavanja ih unutrazbog kapilarne kondenzacije. To izravno ovisi o relativnoj vlažnosti i temperaturi zraka, veličini, raznolikosti i broju pora tvari, njezinoj prirodi.
Ako materijal aktivno privlači molekule vode svojom površinom, tada 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 volumen vode koji apsorbira suhi materijal kada je potpuno uronjen u vodu. Izraženo kao postotak mase (materijala).
Apsorpcija vode bit će manja od prave poroznosti proizvoda, budući da određeni broj pora u njemu ostaje zatvoren. Stoga će varirati od njihovog broja, volumena, stupnja otvorenosti. Priroda materijala, njegova hidrofilnost također će utjecati na vrijednost.
Kao rezultat zasićenja materijala vodom, njegova druga fizička svojstva ponekad se značajno mijenjaju: povećavaju se toplinska vodljivost i gustoća, povećava se volumen (tipično za glinu, drvo), smanjuje se čvrstoća zbog raspada veza između pojedinaca. čestice.
Povrat vlage
Ovo je sposobnost materijala da otpušta vlagu u okoliš. Biti uključenzrak, sirovine i proizvodi zadržavaju svoju vlažnost samo pod određenim uvjetima – pri relativnoj ravnotežnoj vlažnosti zraka. Ako je indikator ispod ove vrijednosti, tada materijal počinje ispuštati vlagu u atmosferu, da se osuši.
Brzina ovog procesa ovisi o nekoliko čimbenika: o razlici između vlažnosti samog materijala i vlažnosti zraka (što je veća, to je sušenje intenzivnije), o svojstvima materijala sama - njegova poroznost, priroda, hidrofobnost. Dakle, sirovi materijal s velikim porama, hidrofobnim će biti lakše dati tekućinu nego hidrofilnim materijalom, s malim porama.
Otpor zraka
Otpor zraka je sposobnost materijala da izdrži ponavljano sustavno sušenje i vlaženje dugo vremena bez gubitka mehaničke gustoće, kao i bez značajnih deformacija.
Neki materijali počinju bubriti kada se povremeno navlaže, neki se skupljaju, neki se previše iskrivljuju. Drvo je, na primjer, podvrgnuto naizmjeničnim deformacijama. Cement s čestim sušenjem vlage ima tendenciju raspadanja, drobljenja.
Propustljivost vode
Ovo je fizičko svojstvo - sposobnost materijala da propušta tekućinu pod pritiskom kroz njih. Karakterizira ga volumen vode, koji prođe kroz 1 četvorni 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
Važno fizičko svojstvo u ruskoj stvarnosti. Ovo je naziv sposobnosti materijala zasićenog vodom da izdrži opetovano naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje bez značajnog smanjenja čvrstoće, pojavu vidljivih znakova uništenja.
Uništavanje tijekom ovog procesa često je posljedica činjenice da se voda prilikom smrzavanja povećava u volumenu za oko 9%. Istodobno, njegovo najveće širenje nakon prijelaza u led uočava se 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 stupanj zasićenosti pora vodom, njegovu gustoću. Gusti materijali se smatraju otpornim na mraz. Od poroznih se u ovu kategoriju mogu pripisati samo oni koji se odlikuju velikom prisutnošću zatvorenih pora. Ili čije pore nisu više od 90% pune vode.
Fizička svojstva mogu predstavljati važne sposobnosti materijala. Neki od njih smo već detaljno raspravljali u članku. To je sposobnost izdržati hladnoću, opetovano punjenje vodom i sušenje, zadržavanje, upijanje, oslobađanje tekućine i druge važne karakteristike.
