Kateri koli od materialov ima fizikalne, mehanske, termofizikalne, trdnostne, kemične, hidrofizične in številne druge lastnosti. Toda v tem članku bomo posebej analizirali prvo - fizikalne lastnosti materiala. Dajmo definicijo, naštejmo natančno, kaj se skriva pod njimi, in tudi podrobno opiši vsako od lastnosti.
Definicija
Fizikalne lastnosti materiala - vse lastnosti, ki so lastne snovem brez kemičnega delovanja nanje.
Vsak material ostane nespremenjen (sam po sebi) pod enim pogojem – dokler je nespremenjena njegova sestava, pa tudi struktura njegovih molekul. Če je snov nemolekularna, ostaneta njena sestava in vez med atomi enaki. In že razlike v fizikalnih lastnostih in drugih značilnostih materiala pomagajo ločiti mešanice, ki jih sestavljajo.
Pomembno je tudi vedeti, da so fizikalne lastnosti materiala lahko različne za različne agregatne materiale. Recimo toplotni, električni, mehanski, fizični, optičnilastnosti snovi so odvisne od izbrane smeri v kristalu.
Izpolnjevanje izraza
Fizične lastnosti snovi vključujejo:
- Viskoznost.
- Tališče.
- Gostota.
- Vrelišče.
- Toplotna prevodnost.
- Barva.
- Doslednost.
- Dielektrična prepustnost.
- Absorpcija.
- Toplotna zmogljivost.
- Izdaja.
- Radioaktivnost.
- Induktivnost.
- Curl.
- Električna prevodnost.
In fizikalne lastnosti materiala so v glavnem predstavljene z naslednjim:
- Gostota.
- Praznina.
- Poroznost.
- Higroskopnost.
- Vodoprepustnost.
- Vračilo vlage.
- Vpijanje vode.
- Odporna na zrak.
- Odpornost proti zmrzovanju.
- Termična odpornost.
- Toplotna prevodnost.
- zaviralec ognja.
- Refraktornost.
- Odpornost na sevanje.
- Kemična odpornost.
- trajnost.
Fizikalne, kemijske in tehnološke lastnosti materialov so enako pomembne. Toda podrobneje bomo analizirali prvo kategorijo. Naj predstavimo značilnosti najpomembnejših fizikalnih lastnosti konstrukcijskih materialov.
Gostota
Ena najpomembnejših lastnosti v znanosti o materialih. Gostota je razdeljena v tri kategorije:
- Res. Masa na enoto prostorninematerial, ki velja za absolutno gosto.
- Povprečje. To je že masa enote prostornine v naravnem stanju materiala (s porami in prazninami). Tako je lahko povprečna gostota izdelkov iz istega materiala različna - odvisno od praznine in poroznosti.
- v razsutem stanju. Uporablja se za ohlapne materiale - to je pesek, drobljen kamen, cement. To je razmerje med maso praškastih in zrnatih materialov do celotne prostornine, ki jo zasedajo (v izračune je vključen tudi prostor med delci).
Gostota materiala vpliva na njegove tehnološke lastnosti - trdnost, toplotno prevodnost. To bo neposredno odvisno od poroznosti in vlažnosti. Z naraščajočo vlažnostjo se bo gostota povečala. To je tudi značilen kazalnik za ugotavljanje stroškovne učinkovitosti materiala.
Poroznost
Med fizikalnimi, tehnološkimi in mehanskimi lastnostmi materialov poroznost ni zadnja. To je stopnja zapolnitve volumna izdelka s porami.
V tem kontekstu so pore najmanjše celice, napolnjene z vodo ali zrakom. Lahko so velike ali majhne, odprte ali zaprte. Če so na primer majhne pore napolnjene z zrakom, to poveča toplotnoizolacijske lastnosti materiala. Vrednost poroznosti pomaga presojati druge pomembne lastnosti - vzdržljivost, trdnost, vpojnost vode, gostoto.
Odprte pore komunicirajo tako z okoljem kot med seboj, lahko jih umetno napolnimo z vodoko je material potopljen v tekočino. Običajno se izmenjujejo z zaprtimi. V materialih, ki absorbirajo zvok, sta na primer odprta poroznost in perforacija umetno ustvarjena – za intenzivnejšo absorpcijo zvočne energije.
Porazdelitev in velikost zaprtih por je označena na naslednji način:
- Integralna krivulja porazdelitve prostornine por na enoto prostornine vzdolž njihovih polmerov.
- Diferencialna krivulja porazdelitve volumna por.
Praznina
Še naprej upoštevamo fizikalne lastnosti materialov (gostota, odpornost proti zmrzovanju in drugo). Naslednja je praznina. To je ime števila praznin, ki nastanejo med posameznimi zrni ohlapnega, drobljivega materiala. To je drobljen kamen, pesek itd.
Vodoprepustnost
Vodoprepustnost je sposobnost materiala, da sprosti tekočino, ko se posuši, in absorbira vodo, ko je moker.
Med preučevanjem fizikalnih lastnosti materialov morate biti pozorni na dejstvo, da lahko nasičenje z vodo poteka na dva načina: ko ste izpostavljeni snovi v tekočem stanju ali ko ste izpostavljeni samo njeni pari.
Od tu prihajata še dve pomembni lastnosti - to sta higroskopnost in vpojnost vode.
Higroskopnost
Kako je ta fizična lastnost materialov določena v znanosti o materialih? Higroskopnost - sposobnost absorbiranja vodne pare in njihovo zadrževanje v notranjostizaradi kapilarne kondenzacije. Neposredno je odvisno od relativne vlažnosti in temperature zraka, velikosti, raznolikosti in števila por snovi, njene narave.
Če material s svojo površino aktivno privlači molekule vode, se imenuje hidrofilen. Če jih material, nasprotno, odbija od sebe, potem se imenuje hidrofoben. Poleg tega so nekateri hidrofilni materiali zelo topni v vodi, medtem ko so hidrofobni materiali odporni na učinke vodnih medijev.
Absorpcija vode
Če na kratko govorimo o fizikalnih lastnostih gradbenih materialov, ne moremo mimo omeniti absorpcije vode – sposobnosti zadrževanja in vpijanja tekočine. Lastnost je značilna količina vode, ki jo absorbira suh material, ko je popolnoma potopljen v vodo. Izraženo kot odstotek mase (material).
Vpojnost vode bo manjša od prave poroznosti izdelka, saj ostane določeno število por v njem zaprtih. Zato se bo razlikovalo od njihovega števila, obsega, stopnje odprtosti. Na vrednost bo vplivala tudi narava materiala, njegova hidrofilnost.
Zaradi nasičenosti materiala z vodo se včasih bistveno spremenijo njegove druge fizikalne lastnosti: povečata se toplotna prevodnost in gostota, poveča se prostornina (značilno za glino, les), moč se zmanjša zaradi razpada vezi med posameznimi delci.
Vračilo vlage
To je sposobnost materiala, da sprošča vlago v okolje. Biti nazrak, surovine in izdelki ohranijo svojo vlažnost le pod določenimi pogoji – pri relativni ravnotežni vlažnosti zraka. Če je indikator pod to vrednostjo, potem material začne sproščati vlago v ozračje, da se izsuši.
Hitrost tega procesa je odvisna od več dejavnikov: od razlike med vlago samega materiala in vlažnostjo zraka (večja ko je, bolj intenzivno je sušenje), od lastnosti materiala sama - njena poroznost, narava, hidrofobnost. Torej bo surovina z velikimi porami, hidrofobna, lažje dati tekočino kot hidrofilni material z majhnimi porami.
Zračni upor
Zračni upor je sposobnost materiala, da vzdrži ponavljajoče se sistematično sušenje in vlaženje dolgo časa brez izgube svoje mehanske gostote, pa tudi brez znatnih deformacij.
Nekateri materiali začnejo nabrekati, ko jih občasno navlažimo, nekateri se skrčijo, nekateri se preveč deformirajo. Les je na primer izpostavljen izmeničnim deformacijam. Cement s pogostim sušenjem zaradi vlage se nagiba k razpadanju, drobljenju.
Vodoprepustnost
To je fizična lastnost - sposobnost materialov, da skozi njih prehajajo tekočino pod pritiskom. Zanj je značilna količina vode, ki v 1 uri preide skozi 1 kvadratni meter. m materiala pod tlakom 1 MPa.
Pomembno je omeniti, da obstajajo tudi popolnoma vodoodporni materiali. To so jeklo, bitumen, steklo, glavne vrste plastike.
Odpornost proti zmrzovanju
Pomembna fizična lastnost v ruski realnosti. To je ime sposobnosti materiala, nasičenega z vodo, da prenese večkratno izmenično zmrzovanje in odtajanje brez znatnega zmanjšanja trdnosti, videz vidnih znakov uničenja.
Uničenje med tem postopkom je pogosto posledica dejstva, da se voda pri zamrzovanju poveča za približno 9%. Hkrati je njegova največja ekspanzija ob prehodu v led opažena pri -4 °C. Pri polnjenju por materiala z vodo, njenem širjenju in zmrzovanju se stene por močno poškodujejo, kar vodi do uničenja materiala.
V skladu s tem bo odpornost proti zmrzali določila stopnjo nasičenosti por z vodo, njeno gostoto. To so gosti materiali, ki veljajo za odporne proti zmrzali. Od poroznih lahko v to kategorijo pripišemo le tiste, ki jih odlikuje velika prisotnost zaprtih por. Ali katerih pore niso več kot 90 % polne vode.
Fizične lastnosti lahko predstavljajo pomembne sposobnosti materialov. Nekatere od njih smo že podrobno obravnavali v članku. To je sposobnost, da prenese hladno, večkratno polnjenje z vodo in sušenje, zadrži, absorbira, sprošča tekočino in druge pomembne lastnosti.
