Загрузка...Цемент твердость по шкале мооса
§ 1.3. Механические свойства
Механические свойства характеризуются способностью материала сопротивляться всем видам внешних воздействий с приложением силы. По совокупности признаков различают прочность материала при сжатии, изгибе, ударе, кручении и т. д., твердость, пластичность, упругость, истираемость.
Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Изучением этого свойства материалов занимается специальная наука — сопротивление материалов. Ниже излагаются общие понятия о прочности материалов, необходимые для изучения основных свойств строительных материалов.
Материалы, находясь в сооружении, могут испытывать различные нагрузки. Наиболее характерными для строительных конструкций являются сжатие, растяжение, изгиб и удар. Каменные материалы (гранит, бетон) хорошо сопротивляются сжатию и намного хуже (в 5. 50 раз) — растяжению, изгибу, удару, поэтому каменные материалы используют главным образом в конструкциях, работающих на сжатие. Такие материалы, как металл и древесина, хорошо работают на сжатие, изгиб и растяжение, поэтому их используют в конструкциях, испытывающих эти нагрузки.
Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности. Пределом прочности (Па). называют напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение образца материала
Предел прочности при сжатии различных материалов 0,5. 1000 МПа и более. Прочность на сжатие определяют испытанием образцов на механических или гидравлических прессах ( 1.5). Для этой цели применяют специально изготовленные образцы, формы куба со стороной 2. 30 см. Из более однородных материалов образцы делают меньших размеров, а из менее однородных — больших размеров. Иногда на сжатие испытывают образцы, имеющие форму цилиндров или призм. При испытании на растяжение металлов применяют образцы в виде круглых стержней или полос; при испытании на растяжение вяжущих веществ используют образцы в виде восьмерок.
Для определения предела прочности образцы изготовляют в соответствии с указаниями ГОСТов. Размеры и форму образцов строго выдерживают, так как они существенно влияют на результат испытания. Так, призмы и цилиндры меньше сопротивляются сжатию, чем кубы того же поперечного сечения; наоборот, низкие призмы (высота меньше стороны) больше сопротивляются сжатию, чем кубы. Это объясняется тем, что при сжатии образца плиты пресса плотно прижимаются к опорным плоскостям его и возникающие силы трения удерживают от расширения прилегающие поверхности образца, а боковые центральные части образца испытывают поперечное расширение, которое удерживается только силами сцепления между частицами. Поэтому чем дальше находится сечение образца от плит пресса, тем легче происходит разрушение в этом сечении и образца в целом. По этой же причине при испытании хрупких материалов (камня, бетона, кирпича и т. п.) образуется характерная форма разрушения — образец превращается в две усеченные пирамиды, сложенные вершинами ( 1.6).
На прочность материала оказывают влияние не только форма и размер образца, но и характер его поверхности и скорость приложения нагрузки. Поэтому для получения сравнимых результатов нужно придерживаться стандартных методов испытания, установленных для данного материала. В табл. 1.4 приведены характерные образцы, применяемые для определения предела прочности строительных материалов.
Прочность зависит также от структуры материала, его плотности (пористости), влажности, направления приложения нагрузки. На изгиб испытывают образцы в виде балочек, расположенных на двух опорах и нагруженных одним или двумя сосредоточенными грузами, увеличиваемыми до тех пор, пока балочки не разрушатся.
В материалах конструкций допускаются напряжения, составляющие только часть предела прочности, таким образом создается запас прочности. При установлении величины запаса прочности учитывают неоднородность материала — чем менее однороден материал, тем выше должен быть запас прочности.
При установлении коэффициента запаса прочности важными являются агрессивность эксплуатационной среды и характер приложения нагрузки. Агрессивная среда и знакопеременные нагрузки, вызывающие усталость материала, требуют более высокого коэффициента запаса прочности. Запас прочности, обеспечивающий сохранность и долговечность конструкций зданий и сооружений, устанавливают нормами проектирования и определяют видом и качеством материала, условиями работы и классом здания по долговечности, а также специальными технико-экономическими расчетами.
За последние годы в практику строительства внедряются новые методы контроля прочности, позволяющие испытывать без разрушения образцы или отдельные элементы конструкций. Этими методами можно испытывать изделия и конструкции при их изготовлении на заводах и строительных объектах, а также после установки их в зданиях и сооружениях.
Известны акустические методы, из которых наибольшее распространение получили импульсный и резонансный. Указанным методам присуще общее основное положение, а именно: физические свойства материала или изделия оцениваются по косвенным показателям — скорости распространения ультразвука или времени распространения волны удара, а также частотой собственных колебаний материала и характеристикой их затухания. • Твердость — способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Твердость не всегда соответствует прочности материала. Для определения твердости существует несколько методов.
Твердость каменных материалов оценивают по шкале Мооса, состоящей из десяти минералов, расположенных по степени возрастания их твердости. Показатель твердости испытуемого материала находится между показателями твердости двух соседних минералов, из которых один чертит, а другой чертится этим материалом. Твердость металлов и пластмасс определяют вдавливанием стального шарика. От твердости материалов зависит их истираемость. Это свойство материала важно при обработке, а также при использовании его для полов, дорожных покрытий.
Шкала твердости Мооса
1. Тальк или мел Легко чертится ногтем
2. Гипс или каменная соль Чертится ногтем
3. Кальцит или ангидрит Легко чертится стальным ножом
4. Плавиковый шпат Чертится стальным ножом под небольшим нажимом
5. Апатит (сталь) Чертится стальным ножом под большим нажимом
6. Полевой шпат Слегка царапает стекло, стальным
ножом не чертится
7. Кварц Легко чертит стекло, стальным ножом не чертится
• Истираемость материала характеризуется потерей первоначальной массы, отнесенной к 1 м2 площади истирания. Сопротивление истиранию определяют для материалов, предназначенных для полов, дорожных покрытий, лестничных ступеней и др.
• ИзносЬм называют разрушение материала при совместном действии истирания и удара. Прочность при износе оценивается потерей в массе, выраженной в процентах. Износу подвергают материалы для дорожных покрытий и балласта железных дорог.
• Сопротивление удару имеет большое значение для материалов, применяемых в полах и дорожных покрытиях. Предел прочности материала при ударе (Дж/м3) характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение образца, отнесенной к единице объема материала. Испытание материалов на удар производят на специальном приборе — копре.
• Деформация — изменение размеров и формы материалов под нагрузкой. Если после снятия нагрузки образец материала восстанавливает свои размеры и форму, то деформацию называют упругой, если же он частично или полностью сохраняет изменение формы после снятия нагрузки, то такую деформацию называют пластической.
• Упругость — свойство материала восстанавливать после снятия нагрузки свою первоначальную форму и размеры. Пределом упругости считают напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой очень малой величины (устанавливаемой техническими условиями на данный материал).
Пластичность — свойство материала изменять свою форму под нагрузкой без появления трещин (без нарушения сплошности) и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Все материалы делятся на пластичные и хрупкие. К пластичным материалам относят сталь, медь, глиняное тесто, нагретый битум и т. п. Хрупкие материалы разрушаются внезапно без значительной деформации. К ним относят каменные материалы. Хрупкие материалы хорошо сопротивляются только сжатию и плохо — растяжению, изгибу, удару.
Смотрите также:
История цементной плитки
Недавно на сайте одного из продавцов импортной цементной плитки мы обнаружили, что цементная плитка не царапается, поэтому по ней без опасений можно передвигать тяжелую мебель и всякого рода оборудование! В то же время, в инструкции по укладке и уходу на сайте этого же продавца почему-то указывается, что плитку ни в коем случае нельзя чистить абразивными средствами. Вопрос — почему? Она же не царапается! Такие продавцы вряд ли вам на этот вопрос ответят. Они совершенно не понимают характеристик материалов которые они продают.
На этот вопрос постараемся ответить мы.
На самом деле царапаются абсолютно все материалы. У нас на вход в подъезд стояла стальная антивандальная дверь, которую, эти самые вандалы, против которых она создавалась, каким-то образом умудрились исцарапать)).
Особенно вопросом царапания озадачивался немецкий ученый Карл Фри́дрих Христиа́н Моос (1773-1839), который разработал известную сегодня шкалу Мооса. Моос опытным путем определил, что при взаимодействии материалов, более твердый материал царапает более мягкий. По результатам своих изысканий он построил эталонную скалу от 1 до 10.
Чем выше показатель шкалы — тем материал тверже и, соответственно, менее подвержен царапинам.
10-е место в шкале Мооса занял алмаз, 9-е корунд, 8-е топаз, 7-е кварц (вспомните из чего состоит кварцевый песок, который иногда тащится в квартиру) и т.д.
Цементной плитки в шкале Мооса конечно же нет, там только минералы, но по своей твердости цементная плитка должна стоять по шкале Мооса на отметке 5-6 (твердость различается в зависимости от состава плитки и производителя).
Для сравнения: мрамор по шкале Мооса оценивается в 3-5 баллов, гранит — 6-7 баллов.
То есть, цементная плитка подвержена царапинам, но меньше, чем мрамор, и больше, чем гранит. Соответственно и шкафы по ней двигать конечно же не желательно! Это же плитка ручной работы и она требует заботливого отношения. Поэтому мы, как эксперты по цементной плитке, рекомендуем напольную цементную плитку (настенную не обязательно) после укладки покрывать воском!
Однако воск подбирайте довольно аккуратно, поскольку на некоторых восках могут оставаться белые пятна от воды, кислот или щелочей, которые могут входить в состав моющих средств.
Также, не стоит забывать, что поскольку цементная плитка имеет толстый пигментный слой (обычно 3-5 мм), царапины, даже если они появятся, можно будет удалить с плитки с помощью шлифовки и полировки.
You have no rights to post comments
Шкала твердости Мосса
Шкала́ Мо́оса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталоновприняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.
Предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.
Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 достаточно распространённым минералам от талька до алмаза. Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Например, если минерал царапаетсяапатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.
Предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов. Например,корунд (9) в 2 раза твёрже топаза (8), но при этом почти в 4 раза менее твёрдый, чем алмаз (10).
В приведённой ниже таблице приведено соответствие твёрдости по шкале Мооса с абсолютной твёрдостью, измеренной склерометром.
| Твёрдость по Моосу | Эталонный минерал | Абсолютная твёрдость | Изображение | Обрабатываемость | Другие минералы с аналогичной твердостью |
| 1 | Тальк(Mg3Si4O10(OH)2) | 1 | Царапается ногтем | Графит | |
| 2 | Гипс (CaSO4·2H2O) | 3 | Царапается ногтем | Галит, хлорит, слюда | |
| 3 | Кальцит (CaCO3) | 9 | Царапается медной монетой | Биотит, золото, серебро | |
| 4 | Флюорит (CaF2) | 21 | Царапается ножом, оконным стеклом | Доломит, сфалерит | |
| 5 | АпатитСа5[PO4]3(F, Cl, ОН) | 48 |  | Царапается ножом, оконным стеклом | Гематит, лазурит |
| 6 | Ортоклаз(KAlSi3O8) | 72 | Царапается напильником | Опал, рутил | |
| 7 | Кварц (SiO2) | 100 |  | Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | Гранат, турмалин |
| 8 | Топаз(Al2[SiO4](F,OH)2) | 200 | Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | Берилл, шпинель, аквамарин | |
| 9 | Корунд (Al2O3) | 400 | Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | Сапфир, рубин | |
| 10 | Алмаз (C) | 1600 | Режет стекло |
Помимо шкалы Мооса есть и другие методы определения твёрдости, но различные шкалы твёрдости нельзя однозначно соотнести друг с другом. Практикой приняты несколько более точных систем измерения твёрдости материалов, ни одна из которых не покрывает весь спектр шкалы Мооса.
