Механические свойства материалов

Прочность— свойство материала сопротивляться разрушению при действии нагрузок или других факторов. Прочность материала характеризуется пределом прочности.

Пределом прочностиназывается напряжение, соответствующее нагрузке, вызвавшей разрушение образца материала.

Предел прочности определяют нагружением испытуемых образцов материала до их разрушения на прессах или разрывных машинах. Хрупкие материалы испытывают главным образом на сжатие, пластические — на растяжение. На сжатие обычно испытывают кубики или цилиндры с размерами сторон от 2 до 30 см, на растяжение — образцы в виде стержней или стержней с утоненной средней частью (например, металлы). Предел прочности при сжатии колеблется от 0,2 кН/см² для наиболее слабых строительных материалов до 100 кН/см² и выше для высокосортной стали.

Многие строительные материалы характеризуются в технических условиях так называемыми марками, совпадающими по величине с пределом прочности (при сжатии). Например, тяжелый бетон бывает марок (М) 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600; кирпич — 50, 75, 100, 125, 150 и т. д.

Твердость— способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Твердость материала не всегда соответствует его прочности. Материалы с разными пределами прочности могут обладать одинаковой твердостью.

Применяются различные способы определения твердости материалов. Например, твердость однородных каменных материалов определяют по специальной шкале твердости, включающей десять минералов, расположенных по степени возрастания их твердости, путем прочерчивания по испытываемому материалу минералами шкалы.

Твердость металлов, бетона и древесины определяют путем вдавливания в них (определенной нагрузкой) стального шарика. По глубине вдавливания или диаметру отпечатка и устанавливают твердость материала. Кроме того, твердость материала определяют сверлением и другими способами.

Истираемость — способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий.

Истираемость материалов испытывают в лабораторных условиях на специальных машинах.

Упругость — свойство материала изменять свою форму под действием нагрузки и восстанавливать ее после снятия нагрузки. Восстановление первоначальной формы может быть полным и частичным. При неполном восстановлении формы в материале будут иметься так называемые остаточные деформации. Пределом упругости считают напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой малой величины, устанавливаемой в технических условиях на данный материал.

Пластичность— способность материала изменять свою форму под действием нагрузки и сохранять ее после снятия нагрузки без образования трещин.

Пластические свойства материалов широко используют в технологии материалов (ковка, прокатка, штамповка). К пластическим материалам относят мягкую сталь, свинец, нагретый битум.

Хрупкость— свойство материала разрушаться под действием нагрузки без предварительных деформаций.

К хрупким материалам относят чугун, бетон, кирпич. Они легко разрушаются при ударах и не выдерживают высоких местных напряжений, давая трещины. Поэтому их не применяют для строительных конструкций, которые могут быть подвержены растягивающим и изгибающим усилиям.