Коэффициент конструктивного качества формула

Коэффициент — конструктивное качество

Коэффициент конструктивного качества характеризует возможность снижения веса зданий при сохранении или даже улучшении основных свойств материалов. Этот показатель наиболее высокий у пластмасс, так, коэффициент конструктивного качества кирпичной кладки равен 0 02; бетона ( марки 150) — 0 06; стали СтЗ — 0 5; сосны — 0 7; дюралюминия — 1 6; стеклопластиков — 2 2 [ 12, с. Увеличения коэффициента достигают за счет повышения прочности на единицу массы материала. [1]

Важной характеристикой материалов является коэффициент конструктивного качества . [2]

Таким образом, по коэффициенту конструктивного качества слоистые пластики являются непревзойденными до сих нор материалами, из них можно создавать самые прочные и самые легкие конструкции. [3]

Современная строительная наука выдвинула новое понятие — коэффициент конструктивного качества , который возрос теперь в десятки раз. [4]

Эффективность легких бетонов в данном случае особенно наглядна при сравнении их по коэффициентам конструктивного качества . Этот коэффициент, обозначенный ККК, равен отношению предела прочности бетона при сжатии к его средней плотности. [5]

Для конструктивных материалов, применяемых в строительстве, важнейшим показателем материала является его коэффициент конструктивного качества . Его определяют делением прочности материала на его плотность. Этот коэффициент обусловливает снижение веса сооружений без снижения их прочности. По коэффициенту конструктивного качества пластмассы занимают первое место среди других строительных материалов, поэтому из них можно создавать прочные и в то же время самые легкие конструкции. [6]

Характерной особенностью в развитии производства легких бетонов является постепенное снижение доли низкомарочных бетонов в общем их выпуске, расширение сырьевой базы для производства пористых заполнителей, повышение коэффициента конструктивного качества легкого бетона . [7]

Коэффициент конструктивного качества характеризует возможность снижения веса зданий при сохранении или даже улучшении основных свойств материалов. Этот показатель наиболее высокий у пластмасс, так, коэффициент конструктивного качества кирпичной кладки равен 0 02; бетона ( марки 150) — 0 06; стали СтЗ — 0 5; сосны — 0 7; дюралюминия — 1 6; стеклопластиков — 2 2 [ 12, с. Увеличения коэффициента достигают за счет повышения прочности на единицу массы материала. [8]

В композиционных материалах — композитах, разнородные компоненты создают синергетический эффект — новое качество материала, отличное от свойств исходных компонентов. В конструкционных композитах главное — это высокая удельная прочность ( коэффициент конструктивного качества ), превышающая аналогичную характеристику стали примерно в 15 раз. [9]

В композиционных материалах — композитах разнородные компоненты создают синергетический эффект — новое качество материала, отличное от свойств исходных компонентов, т.е. когда целое больше, чем сумма составных частей. В конструкционных композитах главное — это достижение высокой удельной прочности ( коэффициента конструктивного качества ), высокой коррозионной стойкости, эксплуатационной надежности и долговечности. [10]

Однако при этом, как правило, увеличивается средний диаметр пор, снижается коэффициент конструктивного качества материала , поэтому введение в шихту газообразователя в количестве более 3 — 5 % ( по массе) не рекомендуется. [11]

Для конструктивных материалов, применяемых в строительстве, важнейшим показателем материала является его коэффициент конструктивного качества. Его определяют делением прочности материала на его плотность. Этот коэффициент обусловливает снижение веса сооружений без снижения их прочности. По коэффициенту конструктивного качества пластмассы занимают первое место среди других строительных материалов, поэтому из них можно создавать прочные и в то же время самые легкие конструкции. [12]

Коэффициент конструктивного качества материала (К.К.К.) материала характеризует его конструктивные свойства. Коэффициент конструктивного качества определяют по формулам:

К.К.К.=, [МПа], (9.2)

где: R — предел прочности материала, МПа;

ρ₀ — средняя плотность материала, г/см 3 , подставляемая в формулу в виде безразмерной величины.

Наиболее эффективные конструкционные материалы имеют более высокую прочность при малой средней плотности. Повышения К.К.К. можно добиться снижением средней плотности материала и увеличением его прочности.

10. Определение морозостойкости

Морозостойкость характеризует способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. Основная причина разрушения влажного материала при замораживании заключается в давлении на стенки пор воды при ее замерзании, составляющем десятки и сотни МПа и приводящем к разрушению материала.

Определение морозостойкости материалов из горных пород производят в соответствии с ГОСТ 30629-99. Для этого готовят образцы кубической формы с ребром 40-50 мм или цилиндрической — диаметром и высотой 40-50 мм. Испытание проводят в следующей последовательности. Образцы укладывают в ванну на решетку в один ряд и заливают водой с температурой 20+5 0 С так, чтобы уровень воды в ней был выше верха образцов на 20 мм. После выдержки образцов в течение 48 часов воду сливают. Пять образцов испытывают на сжатие по стандартной методике, ванну с остальными образцами помещают в холодильную камеру и доводят температуру до минус 17-25 0 С. При установившейся температуре в пределах минус 17-25 0 С образцы выдерживают 4 часа, после чего ванну вынимают из камеры и наливают а нее проточную или сменяемую воду с температурой 20+5 0 С, и выдерживают до полного оттаивания образцов, но не менее 2 часов. Одно замораживание и одно оттаивание считаются за один цикл. Циклы испытаний повторит и в зависимости от ожидаемой величины морозостойкости для данного материала после 15, 25, 60 или более циклов по пять образцов подвергают испытанию на сжатие по ранее изложенной методике.

По результатам испытаний вычисляют потерю прочности образцов по формуле:

=100, [%] [10.1]

где: R_cж — среднее арифметическое значение прочности на сжатие пяти образцов в насыщенном водой состоянии, [МПа (кгс/см 2 )];

— среднее значение прочности на сжатие пяти образцов после их испытания на морозостойкость, [МПа (кгс/см 2 )].

Если среднее значение потери прочности пяти образцов при сжатии после попеременного их замораживания и оттаивания не превышает 20% при установленном числе циклов, то такой материал отвечает соответствующей марке по морозостойкости. При потере прочности свыше 20% материал не отвечает соответствующей марке по морозостойкости. Морозостойкость может оцениваться также по потере массы образцами из испытуемого материала. В этом случае после насыщения водой образцы (не менее 5-ти) взвешивают, а затем после соответствующего количества циклов замораживания-оттаивания снова взвешивают. По результатам вычисляют потерю массы образцов по формуле:

=100, [%] [10.1]

где: m₁ — маccа образца до испытания, г;

m₂ — масса образца после испытания, г.

Пределом морозостойкости считается то наибольшее количество циклов, которое материал выдержал при потере массы не более 5%.

Материалы это материальная субстанция, используемая для производства, изготовления вещей или преобразования в другие материальные субстанции, объекты и предметы, на практике это — продукция, которую расходуют с изменением формы, состава или состояния при изготовлении изделий. В зависимости от выбранного материала окончательное изделие будет обладать тем или иным свойством.

Механические свойства

Упругостью твердого тела называют его свойство самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия внешней силы, поэтому ее принято называть обратимой.

Пластичностью твердого тела называют его свойство изменять форму и размеры под действием внешних сил не разрушаясь, причем после прекращения действия силы тело не может самопроизвольно восстановись свои размеры и форму, и в теле остается некоторая остаточная деформация, называемая пластической деформацией.

Пластическую, или остаточную, деформацию, не исчезнувшую после снятия нагрузки, называют необратимой.

Основными характеристиками деформативных свойств строительного материала являются: относительная деформация, модуль упругости Юнга и коэффициент Пуассона.

Внешние силы, приложенные к телу, вызывают изменение межатомных расстояний, отчего происходит изменение размеров деформируемого тела на величину dl в направлении действия силы.

Относительная деформация равна отношению абсолютной деформации dl к первоначальному линейному размеру l тела.

Формула расчета: є = dl / l,

где є — относительная деформация.

Модуль упругости (модуль Юнга) связывает упругую деформацию є и одноосное напряжение s линейным соотношением, выражающим закон Гука.

где E — модуль Юнга.

При одноосном растяжении (сжатии) напряжение определяется по формуле:

где Р — действующая сила; F — площадь первоначального поперечного сечения элемента.

Примеры строительных материалов по данному свойству:

Модуль упругости представляет собой меру жесткости материала. Материалы с высокой энергией межатомных связей (они плавятся при высокой температуре) характеризуются и большим модулем упругости.

Зависимость модуля упругости Е ряда материалов от температуры плавления ( tпл. ) смотри в таблице.

Модуль упругости Е связан с другими упругими характеристиками материала посредством коэффициента Пуассона. Одноосное растяжение (сжатие) sz вызовет деформацию по этой оси — єz и сжатие по боковым направлениям — єx и — єy, которые у изотропного материала равны между собой.

Коэффициент Пуассона, или коэффициент поперечного сжатия µ равен отношению:

Примеры строительных материалов по данному свойству:

Коэффициент Пуассона бетона — 0,17 — 0,2, полиэтилена — 0,4.

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами (стесненная усадка, неравномерное нагревание и т. п.).

Прочность материала оценивают пределом прочности (временным сопротивлением) R, определенным при данном виде деформации.

Схема диаграмм деформаций.

Для хрупких материалов (природных каменных материалов, бетонов, строительных растворов, кирпича и др.) основной прочностной характеристикой является предел прочности при сжатии.

Предел прочности при осевом сжатии равен частному от деления разрушающей силы на первоначальную площадь поперечного сечения образца (куба, цилиндра, призмы).

Формула расчета: Rсж = Рразр / F,

где Rсж — предел прочности при осевом сжатии; Рразр — разрушающая сила; F — первоначальная площадь поперечного сечения образца.

Предел прочности при осевом растяжении Rр используется в качестве прочностной характеристики стали, бетона, волокнистых и других материалов.

В зависимости от соотношения Rр / Rсж можно условно разделить материалы на три группы:

1) материалы, у которых Rр > Rсж (волокнистые — древесина и др.) ;
2) Rр = Rсж (сталь);
3) Rр 1 м за время t = 1 ч при разности гидростатического давления на границах стенки ( P1 — P2 ) = 1 м вод. cт.

Газо- и паропроницаемость.
При возникновении у поверхности ограждения разности давления газа происходит его перемещение через поры и трещины материала.

Коэффициент газопроницаемости характеризует газо- и паропроницаемость:

Формула расчета: kг = aVp / ( StdP),

где Vp — масса газа или пара (плотностью p), прошедшего через стенку площадью S и толщиной а за время t при разности давлений на гранях стенки dP.

Относительные значения паро-газопроницаемости некоторых строительных материалов представлены на таблице.

Усадкой (усушкой) называют уменьшение размеров материала при его высыхании. Она вызывается уменьшением толщины слоев воды, окружающих частицы материала, и действием внутренних капиллярных сил, стремящихся сблизить частицы материала.

Набухание (разбухание) происходит при насыщении материала водой. Полярные молекулы воды, проникая в промежутки между частицами или волокнами, слагающими материал, как бы расклинивают их, при этом утолщаются гидратные оболочки вокруг частиц, исчезают внутренние мениски, а с ними и капиллярные силы.

Усадка некоторых строительных материалов представлена на таблице.

Свойства, связанные с действиями тепла

Морозостойкость ( F, Мрз) — свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без значительной потери в массе и прочности.

Морозостойкость материала количественно оценивается маркой по морозостойкости.

Примеры строительных материалов по данному свойству:

Легкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен зданий обычно имеют морозостойкость Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35. Бетон, применяемый в строительстве мостов и дорог, должен иметь марку Мрз 50, Мрз 100 и Мрз 200, гидротехнический бетон — до Мрз 500.

Теплопроводностью называют свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой.

На практике удобно судить о теплопроводности по средней плотности материала. Известна формула В.П. Некрасова, связывающая теплопроводность со средней плотностью каменного материала, выраженной по отношению к воде. Значение теплопроводности по этой формуле вычисляется следующим образом:

1,16 • SQRT(0,0196 + 0,22 • pо — 0,16),

где SQRT( ) — операция вычисления квадратного корня; pо — средняя плотность материала.

Теплоёмкость определяется количеством тепла, которое необходимо сообщить 1 кг данного материала, чтобы повысить его температуру на 1°С.

Примеры строительных материалов по данному свойству:

Теплоемкость неорганических строительных материалов (бетонов, кирпича, природных каменных материалов) изменяется в пределах от 0,75 до 0,92 кДЖ/(кг •°С). Теплоёмкость сухих органических материалов (например, древесины) — около 0,7 кДЖ/(кг •°С), вода имеет наибольшую теплоемкость — 1 кДЖ/(кг •°С), поэтому с повышением влажности теплоемкость возрастает.

Огнеупорность — свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580°С и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы применяют для внутренней футеровки промышленных печей.

Тугоплавкие материалы размягчаются при температуре выше 1350°С.

Горючесть — способность материала гореть.

Материалы делятся на горючие (органические) и негорючие (минеральные).

Добавлено: 23.10.2019 15:13:04

Еще статьи в рубрике Выбираем отделочные материалы:

• Маркировка обоев

На рынке сейчас представлено огромное количество разновидностей обоев. Каждый вид обоев маркируется определенными значками, по которым легко можно разобраться для каких .

Лаки общие сведения

Лаки — это вещества, представляющие собой растворенные в летучих растворителях смолы и другие полимеры. При нанесении тонкого слоя лака на какую-либо .

Клей (разновидности и советы по выбору)

Выбор клея осуществляется одновременно с выбором материала, который будет наклеиваться. Часто можно приобрести клей той же марки, что и отделочный материал .

Краски и их составляющие общие сведения и классификация

В строительстве растут требования, предъявляемые к качеству внутренней и наружной отделок зданий и сооружений. Производство отделочных работ осуществляется с применением лакокрасочных .

Тротуарная плитка –обзор

Асфальтовая серость давно уже стала отличительной чертой крупных городов. И нравится нам или нет, но такому мегаполису как Москва не обойтись .

Керамогранит – классификация, особенности, производство

Керамогранит — один из самых прочных и износостойких отделочных материалов, даже более твердый, чем лучшие сорта природных гранитов, родился в 80-х .