Эксплуатационные характеристики современных строительных материалов – прочность, долговечность, морозостойкость и пр. – определяются их физическими параметрами, к числу которых относится и плотность.
Виды плотности, и их определение
Плотность определяется массой, которой обладает единица объёма конкретного материала; единицей измерения служит обычно кг/м3, хотя встречаются также размерности т/м3 и г/см3. Понятие «Плотность строительных материалов» включает в себя:
1.Насыпную плотность – показатель, применяемый к сыпучим строительным материалам: щебню, песку, гравию и пр., который учитывает степень пористости вещества. При одном и том же объёме с увеличением количества пустот масса материала снижается.
2.Истинную плотность, которая устанавливается при абсолютном отсутствии пор, и является больше теоретической, чем практической характеристикой материала. Показатели истинной и насыпной плотности материалов в большинстве случаев не совпадают.
3.Относительную плотность – сравнительную характеристику, которая устанавливает, насколько показатель плотности строительного материала превышает плотность воды при так называемых нормальных условиях: внешней температуре 4°С, и давлении воздуха 760 мм. рт. ст.
На практике удобно истинную/фактическую плотность строительных материалов оценивать их пористостью. С этой целью определяют предельное значение объёма насыщающего материала – газа или жидкости, которую может воспринять единица объёма исследуемого вещества. По увеличению веса материала судят о степени его пористости.
Для расчета плотности используется формула: p=m/V, где m — масса; V — объем.
Взаимосвязь плотности и качества строительных материалов
Помимо степени пористости, плотность определяет также и эксплуатационные показатели строительных материалов. Например, с увеличением плотности соответственно возрастает теплопроводность и снижается степень поглощения влаги древесиной. Поэтому часто относительно строительной древесины используют также показатель её качества, под которым понимают отношение предела прочности на сжатие к плотности материала.
Оценка плотности строительных материалов сильно зависит от условий их хранения и применения. Например, у бетона со временем плотность снижается, что объясняется постепенным вымыванием ряда составляющих из его состава. Изменения показателей плотности характерны и для строительных пластиков, которые длительное время пребывают под воздействием ультрафиолетового излучения.
Снижение плотности негативно отражается на механической прочности строительных материалов. Объясняется это более лёгкой деформацией имеющихся пустот, которые сопровождаются деформациями изгиба строительного элемента или его части. Постепенное накапливание механических напряжений в материале приводит к его разрушению (чаще внезапному, поскольку пластичность всех строительных материалов – достаточно низкая).
Значения плотности преобладающего количества строительных материалов изменяются в широких пределах. В частности, для неорганических материалов – камня, бетона – обычные показатели механической плотности могут изменяться в диапазоне значений 2200…3500 кг/м3, а для органических (пластик, битум, дерево) – 400…2500 кг/м3. Плотность структурно однородных материалов (в частности, металлов) обычно колеблется от 2700 кг/м3 в случае алюминия или его сплавов, до 7600…8000 кг/м3 — для стали и латуни.
Таблица плотности строительных материалов
В таблицах ниже будет приведена плотность основных строительных материалов.
