Зависимость свойств материалов от их структуры

В зависимости от состава материалов их микроструктура может быть аморфной, кристаллической и нестабильной (вяз­кой, пластичной, например клей, лакокрасочные материалы, цементное тесто). С течением времени и под действием атмо­сферных факторов она переходит в аморфную (стекло) или в более устойчивую кристаллическую (большинство горных по­род, металлы, цементный камень). Форма и размеры кристаллов оказывают большое влияние на свойства материалов, в состав которых они входят.

По сравнению с крупнокристаллическими материалами мелкокристаллические обычно более однородны и стойки к внешним воздействиям. Большое влияние на свойства и область применения материалов оказывает взаимное расположе­ние кристаллов. Так, например, слоистое расположение (глинистые сланцы) обеспечивает легкое раскалывание по плос­костям и получение отделочных плит и плиток. Материалы с однородной структурой (гранит, известняк) целесообразно ис­пользовать в качестве заполнителя для бетонов.

В зависимости от технологии получения материалов их макроструктура может быть плотной (стекло), искусственной ячеистой (пеносиликат), мелкопористой (кирпич), волокни­стой (древесина), слоистой (пластики), рыхлозернистой (пе­сок, щебень, гравий).

Состав и структуру материалов определяют их свойства. Эти свойства изменяются во времени в результате механических, физико-химических, иногда биохимических воздействий сре­ды, в которой эксплуатируется изделие или конструкция. Изме­нения состава и свойств материалов могут происходить мед­ленно (разрушение каменных пород) или относительно быстро (вымывание из материала растворимых веществ; колебания температуры, приводящие к появлению внутренних разрушаю­щих напряжений в бетоне; воздействие солнечного света, обус­ловливающее изменение цвета отделочных материалов). Сле­довательно, каждый материал наряду со свойствами, позволяю­щими применять его по назначению, должен обладать опреде­ленной стойкостью, обеспечивающей долговечность не только отдельной конструкции, но и сооружения в целом.

Структурные характеристики и свойства строительных ма­териалов принято разделять на основные, одинаково важные для всех строительных материалов (например, плотность, по­ристость, прочность), и специальные, позволяющие оценивать возможность применения данного материала для определен­ных целей (например, водонепроницаемость, огнеупорность).

По воздействию на материалы их структурные характерис­тики и свойства классифицируют следующим образом:

□ структурные характеристики и параметры состояния плотность, пористость, дисперсность, влажность и др.;

□ физические свойства, определяющие отношение матери­ала к различным физическим процессам и воздействиям, - водопоглощение, морозостойкость, теплопроводность, теплоем­кость и т.п.;

□ механические свойства, определяющие отношение мате­риала к деформирующему и разрушающему действию механи­ческих нагрузок, - прочность, твердость, истираемость и др.;

□ химические свойства, характеризующие способность ма­териала к химическим превращениям и стойкость к химиче­ской коррозии;

□ долговечность - комплексный показатель, связанный с изменением главнейших эксплуатационных свойств материа­лов во времени.