Физико-химические свойства.

Некоторые из физико-химических свойств (например, рас­творимость) рассма-триваются в курсе химии, другие: тверде­ние, старение, стойкость против гниения, температура размяг­чения, скорость отверждения — будут рассматриваться в со­ответствующих разделах. Здесь же ограничимся описанием кратких сведений о дис-персности, адгезии, реологических свой­ствах и химической стойкости материалов.

Дисперсность — характеристика размеров твердых частиц и капель жид-кости. Величина, характеризующая степень раздробленности материала и развитос-ти его поверх­ности, характеризуется удельной поверхностью S — едини­цы объема (см²/см³) или массы (см²/г) материала.

Физико-химические свойства поверхностного слоя сильно отличаются от свойств этого же вещества в массе. Причина данного явления в том, что атомы (молекулы) вещества, на­ходящиеся внутри материала, уравновешены действием окру­жающих атомов (молекул), в то время как атомы (молекулы) на поверхности вещества находятся в неуравновешенном со­стоянии и обладают особым запасом энергии. С увеличением удельной поверхности вещества возрастает его химическая ак­тивность (например, цемент с удельной поверхностью 3000-3500 см²/г через сутки твердения связывает 10-13% воды, а с удельной поверхностью 4500-5000 см²/г — около 18%. К числу физико-химических свойств относится также способ­ность отдельных материалов — битумов, смол, масел — обра­зовывать с водой жидкие дисперсии — эмульсии. Битумные эмульсии применяют для «холодной» обработки дорожных покрытий, для грунтовки бетонных и других поверхностей, перед нанесением гидроизоляционных и красочных составов. На основе эмульсии синтетических смол изготовляют высоко­качественные и экономичные красочные составы.

Адгезия — свойство одного материала прилипать к поверх­ности другого материала.

Многие строительные материалы в процессе их изготов­ления и применения проходят пластично-вязкое состояние (це­ментные, глиняное тесто, бетонные смеси, мастики, формуе­мые материалы из полимеров и т.д.). По своим физическим свой-ствам пластично-вязкие тела занимают промежуточное положение между жидкими и твер­дыми телами. Тесто можно разрезать ножом, что нельзя сде­лать с жидкос-тью, но вместе с тем это же тесто принимает форму сосуда, в который оно поме-щено, т.е. ведет себя как жидкость. Пластично-вязкие смеси характеризуются рео-логи­ческими показателями — структурной прочностью, вязкостью и тиксотро-пией.

Структурная прочность — прочность структурных связей между части-цами материала. Ее оценивают предельным на­пряжением сдвига, при котором он начинает течь подобно жид­кости. Это происходит тогда, когда в материале нару-ша­ются внутренние связи между его частицами — разрушается его структура.

Вязкость — способность материала поглощать механиче­скую энергию при его деформировании. Когда пластично-вяз­кий материал начинает течь, напря-жения в материале зависят уже от скорости его деформации. Коэффициент пропор-цио­нальности, связывающий скорость деформации и необходи­мое для этого нап-ряжение, называют вязкостью (Па∙ с).

Тиксотропия — способность пластично-вязких смесей об­ратимо восстана-вливать свою структуру, разрушенную меха­ническими воздействиями. Физичес-кая основа тиксотропии — разрушение структурных связей внутри пластично-вяз-кого ма­териала. При этом материал теряет структурную прочность и превращается в вязкую жидкость, а после прекращения меха­нического воздействия материал об-ретает структурную проч­ность. Явление тиксотропии используют при виброуплот-не­нии бетонных и растворных смесей, при нанесении мастич­ных и окрасочных со-ставов шпателем.

Химическая стойкость — свойство материала сопротив­ляться действию агрессивной среды (кислоты, щелочи, раство­ры солей, газы), при взаимодействии которой с материалом может происходить его разрушение (коррозия). Коррозион-ную стойкость оце­нивают химическим анализом. Для приближенной оценки хи­ми-ческой стойкости материала в кислых и щелочных средах можно воспользоваться модулем основности М_о:

При небольшом модуле основности, когда в неорганичес­ком материале пре-обладает кремнезем, наблюдается высокая стойкость к кислотам. Если в составе не-органического мате­риала преобладают основные оксиды и модуль основности до-статочно высок, то этот материал обычно не стоек к кисло­там, но щелочами не ра-зрушается.

Технологические свойства характеризуют способность ма­териала к восприя-тию некоторых технологических операций, изменяющих состояние материала. Структуру его поверхно­сти, придающую нужную форму и размеры, и т.п. Такие тех­нологические свойства, как дробимость, распиливаемостъ, шлифуемостъ, гвоз-димость и т.п. имеют важное практичес­кое значение, так как от них зависит качес-тво и стоимость готовых изделий и конструкций. Для оценки технологических свойств некоторых материалов разработаны числовые показа­тели и методы их опре-деления (например, дробимость камен­ных материалов, подвижность и удобоукла-дываемость бетон­ных смесей, укрывистость красочных составов и др.).