Orice dintre materiale are proprietăți fizice, mecanice, termofizice, de rezistență, chimice, hidrofizice și multe alte proprietăți. Dar în acest articol îl vom analiza în mod specific pe primul - proprietățile fizice ale materialului. Să dăm o definiție, să enumerăm în mod specific ce este ascuns sub ele și, de asemenea, să descriem în detaliu fiecare dintre proprietăți.
Definiție
Proprietăți fizice ale unui material - toate proprietățile care sunt inerente substanțelor fără acțiune chimică asupra acestora.
Orice material rămâne neschimbat (de la sine) într-o singură condiție - atâta timp cât compoziția lui este neschimbată, precum și structura moleculelor sale. Dacă substanța este nemoleculară, compoziția ei și legătura dintre atomi rămân aceleași. Și deja diferențele dintre proprietățile fizice și alte caracteristici ale materialului ajută la separarea amestecurilor formate din acesta.
Este de asemenea important de știut că proprietățile fizice ale unui material pot fi diferite pentru diferitele sale materiale agregate. Spune termic, electric, mecanic, fizic, opticproprietățile materiei depind de direcția aleasă în cristal.
Completarea termenului
Proprietățile fizice ale materiei includ:
- Vâscozitate.
- Punctul de topire.
- Densitate.
- Punctul de fierbere.
- Conductivitate termică.
- culoare.
- Consecvență.
- Permeabilitatea dielectrică.
- Absorbție.
- Capacitate termică.
- Număr.
- Radioactivitate.
- Inductanță.
- Curl.
- Conductivitate electrică.
Și proprietățile fizice ale materialului sunt reprezentate în principal de următoarele:
- Densitate.
- Gol.
- Porozitate.
- Higroscopicitate.
- Permeabilitatea apei.
- Returul umidității.
- Absorbția de apă.
- Rezistent la aer.
- Rezistență la îngheț.
- Rezistență termică.
- Conductivitate termică.
- Ignifug.
- Refractaritate.
- Rezistența la radiații.
- Rezistență chimică.
- Durabilitate.
Proprietățile fizice, chimice și tehnologice ale materialelor sunt la fel de importante. Dar vom analiza prima categorie mai detaliat. Să prezentăm caracteristicile celor mai importante proprietăți fizice ale materialelor structurale.
Densitate
Una dintre cele mai importante proprietăți în știința materialelor. Densitatea este împărțită în trei categorii:
- Adevărat. Masa pe unitate de volummaterial care este considerat absolut dens.
- Medie. Aceasta este deja masa unei unități de volum în starea naturală a materialului (cu pori și goluri). Astfel, densitatea medie a produselor din același material poate fi diferită - în funcție de gol și porozitate.
- în vrac. Este folosit pentru materiale în vrac - este nisip, piatră zdrobită, ciment. Acesta este raportul dintre masa materialelor pulverulente și granulare și întregul volum pe care îl ocupă (spațiul dintre particule este de asemenea inclus în calcule).
Densitatea materialului afectează caracteristicile sale tehnologice - rezistență, conductivitate termică. Va depinde direct de porozitate și umiditate. Odată cu creșterea umidității, respectiv, densitatea va crește. Acesta este, de asemenea, un indicator caracteristic pentru determinarea rentabilității materialului.
Porozitate
Dintre proprietățile fizice, tehnologice și mecanice ale materialelor, porozitatea nu este ultima. Acesta este gradul de umplere a volumului produsului cu pori.
În acest context, porii sunt cele mai mici celule pline cu apă sau aer. Pot fi mari sau mici, deschise sau închise. Dacă porii mici, de exemplu, sunt umpluți cu aer, acest lucru crește proprietățile de izolare termică ale materialului. Valoarea porozității ajută la evaluarea altor caracteristici importante - durabilitate, rezistență, absorbție de apă, densitate.
Porii deschiși comunică atât cu mediul, cât și între ei, pot fi umpluți artificial cu apăcând materialul este scufundat într-un lichid. De obicei alternează cu cele închise. În materialele fonoabsorbante, de exemplu, porozitatea deschisă și perforarea sunt create artificial - pentru o absorbție mai intensă a energiei sonore.
Distribuția și dimensiunea porilor închiși este caracterizată după cum urmează:
- Curba integrală de distribuție a volumului porilor pe unitatea de volum de-a lungul razelor lor.
- Curba de distribuție diferențială a volumului porilor.
Gol
Continuăm să luăm în considerare proprietățile fizice ale materialelor (densitate, rezistență la îngheț și altele). Următorul este golul. Acesta este numele numărului de goluri care se formează între boabele individuale de material liber, sfărâmicios. Aceasta este piatră zdrobită, nisip etc.
Permeabilitatea apei
Permeabilitatea la apă este capacitatea unui material de a elibera lichid atunci când se usucă și de a absorbi apa când este umed.
În timpul studiului proprietăților fizice ale materialelor, trebuie să acordați atenție faptului că saturația cu apă poate avea loc în două moduri: atunci când este expus la o substanță în stare lichidă sau când este expus doar la vaporii acesteia..
De aici vin alte două proprietăți importante - aceasta este higroscopicitatea și absorbția de apă.
Higroscopicitate
Cum este determinată această proprietate fizică a materialelor în știința materialelor? Higroscopicitate - capacitatea de a absorbi vaporii de apă și de a-i păstra în interiordatorită condensării capilare. Depinde direct de umiditatea relativă și temperatura aerului, de dimensiunea, varietatea și numărul de pori ai substanței, natura acesteia.
Dacă un material atrage activ moleculele de apă cu suprafața sa, atunci se numește hidrofil. Dacă materialul, dimpotrivă, le respinge de la sine, atunci se numește hidrofob. În plus, unele materiale hidrofile sunt foarte solubile în apă, în timp ce materialele hidrofobe rezistă efectelor mediilor apoase.
Absorbția de apă
Dacă vorbim pe scurt despre proprietățile fizice ale materialelor de construcție, nu putem să nu menționăm absorbția apei - capacitatea de a reține și absorbi lichidul. Proprietatea se caracterizează prin volumul de apă absorbit de un material uscat atunci când este complet scufundat în apă. Exprimat ca procent din masă (material).
Absorbția de apă va fi mai mică decât porozitatea reală a produsului, deoarece un anumit număr de pori din acesta rămân închiși. Prin urmare, va varia de la numărul, volumul, gradul de deschidere al acestora. Natura materialului, hidrofilitatea acestuia vor afecta și valoarea.
Ca urmare a saturației materialului cu apă, celel alte proprietăți fizice ale acestuia se modifică uneori semnificativ: conductivitatea termică și densitatea crește, volumul crește (tipic pentru argilă, lemn), rezistența scade din cauza ruperii legăturilor dintre indivizi. particule.
Returul umidității
Aceasta este capacitatea unui material de a elibera umiditate în mediu. Fiind peaerul, materiile prime și produsele își păstrează umiditatea doar în anumite condiții - la echilibru relativ umiditatea aerului. Dacă indicatorul este sub această valoare, atunci materialul începe să elibereze umiditate în atmosferă, să se usuce.
Viteza acestui proces depinde de mai mulți factori: de diferența dintre umiditatea materialului în sine și umiditatea aerului (cu cât este mai mare, cu atât uscarea este mai intensă), de proprietățile materialului în sine - porozitatea sa, natura, hidrofobicitatea. Deci, o materie primă cu pori mari, hidrofob va fi mai ușor de dat lichid decât un material hidrofil, cu pori mici.
Rezistența aerului
Rezistența la aer este capacitatea unui material de a rezista la uscări și umectare sistematice repetate pentru o perioadă lungă de timp, fără pierderea densității sale mecanice, precum și fără deformare semnificativă.
Unele materiale încep să se umfle când sunt umezite periodic, unele se micșorează, altele se deformează prea mult. Lemnul, de exemplu, este supus unor deformări alternative. Cimentul cu uscare frecventă la umiditate tinde să se descompună, să se sfărâme.
Permeabilitatea apei
Aceasta este o proprietate fizică - capacitatea materialelor de a trece lichid sub presiune prin ele. Se caracterizează prin volumul de apă, care trece prin 1 metru pătrat într-o oră. m de material sub presiune de 1 MPa.
Este important de reținut că există și materiale complet impermeabile. Acestea sunt oțel, bitum, sticlă, principalele tipuri de materiale plastice.
Rezistență la îngheț
O proprietate fizică importantă în realitățile rusești. Acesta este denumirea capacității unui material saturat cu apă de a rezista înghețului și dezghețului alternant repetat, fără o scădere semnificativă a rezistenței, apariția semnelor vizibile de distrugere.
Distrugerea în timpul acestui proces se datorează adesea faptului că la îngheț, volumul apei crește cu aproximativ 9%. În același timp, cea mai mare expansiune la tranziția la gheață este observată la -4 °C. La umplerea porilor materialului cu apă, extinderea și înghețarea acestuia, pereții porilor suferă deteriorări semnificative, ceea ce duce la distrugerea materialului.
În consecință, rezistența la îngheț va determina gradul de saturație a porilor cu apă, densitatea acesteia. Este vorba de materiale dense care sunt considerate rezistente la îngheț. Dintre cele poroase, doar cele care se disting printr-o prezență mare a porilor închiși pot fi atribuite acestei categorii. Sau ai căror pori nu depășesc 90% apă.
Proprietățile fizice pot reprezenta abilități importante ale materialelor. Unele dintre ele le-am discutat deja în detaliu în articol. Aceasta este capacitatea de a rezista la rece, umplerea repetată cu apă și uscare, reține, absorbi, eliberează lichid și alte caracteristici importante.
