Главная → Статьи

Структурные характеристики и параметры состояния материала

Основные структурные характеристики материала, во многом определяющие его технические свойства,— это плотность и пористость; важнейший параметр состояния — влажность.

Плотность — физическая величина, определяемая массой единицы объема вещества (или материала).

В зависимости от того, берется ли в расчет объем только самого вещества, из которого состоит материал, или весь объем материала с порами и пустотами, различают истинную и среднюю плотность.

Истинная плотность р (кг/м3) — масса единицы объема материала, когда в расчет берется только объем твердого вещества этого материала Va (м ):
p = m/Va.

Таким образом, истинная плотность характеризует не материал, а вещество, из которого состоит материал,— это физическая константа вещества.

Значение истинной плотности вещества зависит в основном от его химического состава, и у материалов с близким химическим составом истинная плотность приблизительно одинаковая.

У каменных материалов как природных (песок, гранит, известняк), так и искусственных (кирпич, бетон, стекло), состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, истинная плотность колеблется в пределах 2500…3000 кг/м.

Истинная плотность органических материалов, состоящих в основном из углерода, водорода и кислорода (битум, полимеры, масла), составляет 800… 1200 кг/м . Относительно высокая истинная плотность у древесины — около 1500 кг/м3.

Большие различия в истинной плотности наблюдаются лишь у металлов (кг/м3): алюминий — 2700, сталь — 7850, свинец — 11 300. Плотность воды (истинная и средняя) — 1 г/см3 = 1000 кг/м.

Следовательно, средняя плотность материала меняется в зависимости от его структуры. Поэтому искусственные материалы (бетоны, керамику и т. п.) можно получать с заданной (требуемой) плотнотью. Например, меняя пористость бетона, можно получить как тя-елый бетон плотностью до 2500 кг/м , так и особо легкий — плотностью менее 500 кг/м .

Древесина некоторых пород имеет рл более 1000 кг/м1, т.е. больше плотности воды.

Пористость материала характеризуют не только с количественной стороны, но и с качественной, т. е. по характеру пор: замкнутые и открытые, мелкие (размером в сотые и тысячные доли миллиметра) и крупные (от десятых долей миллиметра до 2…5 мм). Характер пор важен, например, при оценке способности материала поглощать воду. Так, полистирольный пенопласт, с пористостью до 98%, имеет замкнутые поры и практически не поглощает воду. В то же время керамический кирпич, имеющий пористость в три раза меньшую (около 30%), из-за открытого характера пор (большинство пор представляет собой сообщающиеся капилляры) активно поглощает воду.

Пористость является основной структурной характеристикой, определяющей такие свойства материала, как водопогло-щение, теплопроводность, акустические свойства, морозостойкость, прочность и др.

Влажность — содержание влаги в материале в данный момент, отнесенное к единице массы материала в сухом состоянии.

1. Cупер, очень помогло!

   — екатерина · дек 14, 17:59 · #

Ваш отзыв