Эксплуатационные свойства строительных материалов

Декабрь 17, 2011 в свойства строительных материалов

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

3.3. Эксплуатационные свойства строительных материалов

Изготовленное изделие, деталь или конструкция должны удовлетворять требованиям эксплуатации, то есть обладать надежностью.

Показатели надежности и долговечности характеризуют степень выполнения изде­лием своих функций в те­чение заданного срока службы или до наступления предельного со­стояния.

Строительные изделия подразделяют на восстанавливаемые (можно отремонтировать или заме­нить) и невосстанавливаемые (закладные детали, связи стеновых панелей).

Важные технические состояния – исправность, неисправность и работоспособность. Исправные объекты – объекты полностью соответствуют всем требованиям научной и технической документации, работоспособные объекты соответствуют только тем, которые обеспечивают нормальное выполнение основных функций. Ис­прав­ность объекта обязательно включает в себя работоспособность.

Предельное состояние – дальнейшее применение объекта недопус­тимо вследствие фи­зического из­носа или нецелесообразно из-за морального износа.

Переход изделий из исправного состояния в неисправное происходит в результате де­фектов, под которым понимают отдель­ное несоответствие продукции установленным требованиям.

Явные дефекты (трещины, отбитости, неровности, непараллельности), для выявления которых в нормативной документации предусмот­рены соответст­вующие правила, методы и средства обнаружения и контроля. Скрытые дефекты (инородные включения, раковины, непровары) чаще выявляются после того, как изде­лие попадает к потребителю. Критический дефект, когда применять продукцию невозможно или недопустимо. Значительный дефект, который существенно влияет на надежность и долговечность продукции, но не является критическим. Малозначительный дефект, когда отклонение признака или параметра существенно не влияет на использование продукции по назначению и на ее долговечность.

Разделение дефектов производится для правильного выбора вида контроля качества продукции (сплошного или выборочного).

Неустранимый дефект, ликвидация которого технически невоз­можна или экономиче­ски нецеле­сообразна. По мере усовершенство­вания технологии и снижения затрат на ис­правление брака неуст­ранимые дефекты могут перейти в устранимые дефекты.

Повреждение – событие, состоящее в нарушении исправного со­стояния объекта. Ра­ботоспособное состояние при этом сохраня­ется.

Надежность – сложное свойство объекта сохранять во времени в установленных пре­делах значения его па­раметров. Надежность складывается из частных свойств: безотказность, долго­вечность, ремонтопригод­ность и сохраняемость.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение не­которого времени (для ма­териалов и изделий) или некоторой наработки (для оборудования):

– наработка до отказа, соответствует времени от начала эксплуатации до первого отказа. Данное понятие применительно только для единич­ного изделия;

– средняя наработка до отказа – математическое ожидание (среднее значение) наработки до первого отказа;

– вероятность безотказной работы означает, что в пределах задан­ной наработки отказа объекта не возникнет;

– интенсивность отказов – вероятность безотказной работы в конкретный момент вре­мени;

– отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния.

Внезапный отказ – отказ, произошедший в результате резкого скачкообразного изме­нения параметров (по­ломка, отслаи­вание).

Постепенный отказ – отказ, произошедший вследствие медленного изменения парамет­ров (износ, дефор­мации материа­лов).

На рис. 16 приведены периоды работы объекта в связи с распределением числа и интенсивности отказов.

I II III

Рис. 16. Распределение числа (n) и интенсивности (?) отказов во времени: I – период приработки (отказы встречаются чаще). Для строительных сооружений длится 2…4 года. В период приработки выявляются скрытые и явные дефекты; II – период нормальной эксплуатации, характеризующийся преимущественно взаимными отказами, число и интенсивность которых остаются практически постоянными. Продолжительность периода – десятки лет; III – период износа, связанный с необратимыми процессами разрушения материала.

Долговечность (работоспособное состояние, работоспособность) – состояние объ­екта, при кото­ром его параметры находятся в установленных допусках. Долговечность заключается в способности объекта не достигать предельного состояния в тече­ние некоторого времени или наработки при установленной системе технического обслу­живания и ремонта.

Показатели долговечности:

– технический ресурс, отражающий наработку единичного объекта от начала экс­плуатации до перехода в критическое состояние (применение невозможно);

– средний ресурс – математическое ожидание технического ресурса;

– cрок эксплуатации – срок до перехода изделия в предельное состояние (применение недопустимо);

– средний срок службы – математическое ожидание срока эксплуатации.

Факторы, способные вызвать ослабление и разрушение структуры материала, называются агрессивными, а развивающиеся под их действием процессы – процессами коррозии. Агрессивные факторы (физические, химические, биологические) позволяют материалу проявлять или изменять свои физические, химические и биологические свойства.

Воздухостойкость – способность материалов сохранять свою прочность при циклическом увлажнении и высушивании при положительных температурах.

Водостойкость – способность материалов сохранять свою прочность при нахождении в воде. Оценивается по коэффициенту размягчения ?разм.

?разм = (Rсж вл/Rсж сух) ? 0,85, (68)

где Rсж вл и Rсж сух – предел прочности материала, соответственно в водонасыщенном и сухом состоянии.

Если материал при нахождении в воде снизил прочность более, чем на 15 %, то он не водостоек и его не рекомендуется применять во влажных условиях.

Морозостойкость – способность материалов сохранять свою прочность при циклическом замораживании и оттаивании в водонасыщенном состоянии. Определяются коэффициентом морозостойкости ?мрз ? 0,95, т.е. допускается потеря прочности при этом не более 5 %. Морозостойкость оценивается в циклах.

Биостойкость – способность материалов сохранять свою прочность при контакте с живыми организмами, т.е. не являться для них питательной средой.

Химстойкость – способность материалов к химическим превращениям под влияние веществ, с которыми данный материал находится в соприкосновении. Различают полезные превращения (химическая активность вяжущих веществ) и вредные превращения (потеря активности вяжущих веществ при длительном нахождении в условиях влажного воздуха за счет хемосорбции). Вид превращений зависит от химического и минерального составов, а для приближенной оценки химической стойкости пользуются модулем основности Мо

Мо = (CaO + MgO + R2O)/(SiO2 + Al2O3) (табл. 8).

Таблица 8

Модуль основности некоторых материалов

Материал

Мо

Отношение к действию кислот и щелочей

Кварцевый песок,

SiO2 = 95…98 %

Очень мал

Стоек к кислотам, кроме плавиковой кислоты. Взаимодействует с основными оксидами

Жидкое стекло

0,25…0,50

Вместе с кварцевым песком образует кислотоупорную, но не стойкую к щелочам массу

Цементный камень,

CaO = 60…70 %

1,5

Кислоты разрушают, а щелочи не действуют

Известняк, мрамор, доломит

Очень

высок

Легко разрушаются кислотами, стойкие к щелочам

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния в результате предупреж­дения, выявления и устранения отказов. Только для восстанавливаемых изделий:

– среднее время восстановления работоспособного состояния;

– вероятность восстановления, т.е. вероятность того, что время восстановления работоспособ­ности не превышает заданного.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять работоспособность (безотказность, долговечность и ремонтопригодность) при хранении и транспортирова­нии или в переры­вах между использования по назначению:

– время хранения до возникновения неисправности (время сохранения гидрофобности для гидрофобного цемента);

– время транспортировки до возникновения неисправности (время сохранения удобоукладываемости для бетонной смеси).

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .