Глава 1, часть 1. Материалы для сооружения печей

1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Строительные материалы обладают рядом физико-механических и химических свойств, которыми определяется степень их пригодности для сооружения того или иного устройства. Из различных свойств ниже описаны: плотность, объемная масса, пористость, водопоглощение, прочность, пластичность, огнестойкость, огнеупорность, растворимость, антикоррозионность. В физике различают понятие плотности и объемной массы. Единица измерения обеих величин одинакова — кг/м3 (или г/см3).

Плотность материала — отношение пробы материала к объему (без учета пустот, пор и т. п.).

Объемной массой называют отношение массы материала к занимаемому объему в естественном состоянии материала, т. е. с учетом пустот, пор и т. п. Для таких материалов, как металлы, стекло, смолы, объемная масса равна плотности, так как она выражена в тех же единицах.

Для строительных материалов значения плотности и объемной массы не совпадают.

Например, плотность гранитного щебня равна 3300 кг/м3, объемная масса 1800—1900 кг/м3. Таким образом, объемная масса — величина переменная для многих материалов.

салфетки бумажные купить в москве.

Например, объемные массы свежевзрыхленного и слежавшегося песка будут разными. Изменяется объемная масса и с изменением влажности материалов. Во избежание путаницы принято определять объемную массу любого материала в воздушно-сухом состоянии. Ниже приведены объемные массы некоторых строительных материалов, кг/м3:

Асбестоцементные листы 1900

Бетон на кирпичном щебне 2000

Войлок строительный 150

Глина 1400

Древесина сосновая 400-600

Железобетон (среднеармированный) 2500

Засыпка из сухого песка 1600

Известь негашенная (комовая) 1000

Известковое тесто 1300-1450

Камень-песчаник 2400

Кирпичная кладка (сплошная) 1800

Опилки 250

Сталь строительных марок 7850

Стекло 2500

Чугунные изделия 7200

Шлак 1000 Цементный раствор до 2000.

Пористость материала определяет степень заполнения его объема порами, пустотами и дополняет плотность до единицы. Например, пористость кирпича будет 1—0,68=0,32, стали 1—1=0 и т. д. Плотность и пористость материалов влияют на прочность, водопоглощение, водонепроницаемость, теплопроводность, морозостойкость и другие свойства.

Водопоглощение характеризует способность материала впитывать в себя и удерживать воду.

Водопоглощение выражается в процентах, определяющих разность массы материала, предельно насыщенного водой, и этого же образца материала в абсолютно сухом состоянии. Водопоглощение обыкновенного глиняного кирпича в зависимости от степени обжига колеблется от 8 до 20%.

Насыщенные водой материалы теряют прочность. Объемная масса и теплопроводность таких материалов возрастают.

Отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности сухого материала называется коэффициентом размягчения материала. Для стали, битума, например, этот коэффициент равен 1, т. е. эти материалы являются абсолютно водостойкими. Для кирпича-сырца, а равно для глинопесчаного раствора коэффициент размягчения равен 0, т. е. в воде эти материалы распадаются. Поэтому кирпич-сырец и глиняный раствор нельзя применять при кладке фундаментов в водонасыщенных грунтах и дымовых труб над крышей.

Прочность определяет способность материала сопротивляться разрушению под Д действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок, температурных колебаний и других факторов. В печных устройствах внешние воздействия, которым подвержены материалы, вызывают сжатие, изгиб, срез, смятие. Каждый материал обладает пределом прочности, превышение которого вызывает разрушение предмета.

Пластичность определяет способность материала изменять свою форму без признаков разрушения под действием нагрузки и полностью сохранять измененную форму после снятия нагрузки. Это свойство имеет большое значение для раствора.

Огнестойкость определяется степенью возгораемости материала и характеризует его способность выдерживать без разрушения воздействия высоких температур и воды в условиях пожара. По степени возгораемости строительные материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы при воздействии огня не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются, но могут деформироваться. Сталь, например, деформируется в значительной степени, а гранит, мрамор, силикатный кирпич полностью разрушаются.

Трудносгораемые материалы под воздействием огня воспламеняются с трудом, тлеют. После удаления источника огня тление прекращается. Образцом такого материала может быть строительный войлок, используемый в качестве тепло- и огнеизоляционного материала в печных устройствах. При тлении войлок издает характерный сильный запах, сигнализируя тем самым о возникновении очага пожара. Сгораемые материалы под воздействием огня воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня.

Огнестойкость определяется степенью возгораемости материала и характеризует его способность выдерживать без разрушения воздействия высоких температур и воды в условиях пожара. По степени возгораемости строительные материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы при воздействии огня не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются, но могут деформироваться. Сталь, например, деформируется в значительной степени, а гранит, мрамор, силикатный кирпич полностью разрушаются.

Трудносгораемые материалы под воздействием огня воспламеняются с трудом, тлеют. После удаления источника огня тление прекращается. Образцом такого материала может быть строительный войлок, используемый в качестве тепло-и огнеизоляционного материала в печных устройствах. При тлении войлок издает характерный сильный запах, сигнализируя тем самым о возникновении очага пожара.

Сгораемые материалы под воздействием огня воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня.

Огнеупорность определяет способность материала противостоять, не разрушаясь и не размягчаясь, воздействию высоких температур в течение длительного времени. По степени огнеупорности материалы подразделяют на три группы: огнеупорные, выдерживающие действие температуры от 1580 °С и выше (шамот, динас и др.); тугоплавкие, выдерживающие действие от температуры от 1350 до 1580 °С (гжельский кирпич); легкоплавкие, размягчающиеся при температуре ниже 1350 °С (обыкновенный кирпич).

Растворимость — способность материала самостоятельно или в смеси со связующими веществами предохранять конструкции от разрушения коррозией. Антикоррозионными материалами для металлических футляров печей являются графит и печной лак.