21 група 18.11 Урок 5-6  з предмету матеріалознавство

 

Тема : Фізичні властивості будівельних матеріалів. Їх  характеристика

Мета: вивчення цього матеріалу дозволить вам знати:

-       класифікацію будівельних матеріалів;

-       фізичні властивості.

Тема: Класифікація будівельних матеріалів

 

Щоб полегшити вивчення різних видів будівельних ма­теріалів, їхні основні властивості можна класифікувати за окремими групами.

Фізичні властивості характеризують особливості фізичного стану матеріалу, а також його здатність реагувати на зовнішні фактори, що не впливають на хімічний склад матеріалу.

 Фізичні властивості матеріалів можна поділити на структурно-фізичні (густина (щільність),пористість, пустотілість; гідрофізичні (водопоглинання, вологовіддача вологість. гігроскопічність, водостійкість, гідрофобність. водопроникність, морозостійкість; теплофізичні (теплопровідність, теплоємність, вогнестійкість, вогнетривкість, жаростійкість)

Механічні властивості вказують на здатність ма­теріалу чинити опір руйнуванню або деформаціям (зміна форми і розмірів) під дією зовнішніх навантажень. Такими властивостями є твердість, міцність, пружність, розтяжність, пластичність, крихкість тощо.

Хімічні властивості відбивають здатність матеріалу до хімічних перетворень при взаємодії з речовинами, що кон­тактують з ним. До них належать: розчинність, кисло­тостійкість, лугостійкість, токсичність тощо.

 

Тема: Фізичні властивості

Мета: вивчення цього матеріалу дозволить вам знати:

1. Структурно-фізичні властивості: густина (щільність), пористість, пустотність.

2. Гідрофізичні властивості: водопоглинання вологовіддача вологість. гігроскопічність, водостійкість, гідрофобність водопроникність, морозостійкість;

3. Теплофізичні властивості: теплопровідність, теплоємність, вогнестійкість, вогнетривкість, жаростійкість

1. Структурно-фізичні властивості

Істинна щільність — це маса одиниці об'єму матеріалу в абсолютно щільному стані. Істинна щільність одного й того самого матеріалу в звичайних умовах лишається сталою.

Майже всі будівельні матеріали мають пористу будову, за винятком скла, кварцу, ситалу, сталі та деяких інших, які можна вважати «абсолютно» щільними. Тому, щоб визначи­ти «абсолютний» об'єм випробовуваного матеріалу, його ви­сушують до сталої маси й тонко подрібнюють. Одержаний порошок засипають у спеціальний прилад, заповнений інертною рідиною (водою або бензином,, гасом тощо, якщо матеріал реагує з водою), і за об'ємом витісненої ним рідини встановлюють «абсолютний» об'єм матеріалу V_a,

Істинна щільність у такому разі, г/см³,

ρ = m/ V_a,

Для рідких та в'язких будівельних матеріалів (рідке скло, розчини хімічних добавок тощо) р визначають за допомогою ареометра, занурюючи його в рідину й фіксуючи за шкалою показник істинної густини.

Для більшості неорганічних природних і штучних будівельних матеріалів істинна щільність становить 2,4...3,3г/см³, за винятком металів (сталь — 7,85 г/см³), а для органічних матеріалів — 0,8...1,6 г/см³. Показник р - довідкова величина, яка має допоміжне значення для будівельних матеріалів і звичайно застосовується для вико­нання деяких розрахунків, наприклад визначення показника пористості.

Середня щільність р_m — фізична величина, яка визна­чається відношенням маси (тіла або речовини) т до всього зайнятого ним (нею) об'єму V, включаючи пори та пустоти:

ρ_m =m /V,

Середня щільність найчастіше вимірюється в кілограмах на кубічний метр (кг/м³), проте можна також використовува­ти одиниці г/см³ і т/м³. У разі потреби середню щільність встановлюють для матеріалів, що перебувають у будь-якому стані: зволоженому, повітряно-сухому або сухому (тобто ви­сушеному до сталої маси).

Для визначення середньої щільності масу випробовувано­го матеріалу встановлюють зважуванням, а об'єм для зразків правильної геометричної форми — звичайним вимірюванням, неправильної форми (для пористих матеріалів — після по­криття тонким шаром парафіну або повного насичення во­дою) — в об'ємомірі за об'ємом витісненої інертної рідини.                                                                                              

Табл.1.

ПОКАЗНИКИ ЩІЛЬНОСТІ Й ПОРИСТОСТІ МАТЕРІАЛІВ

Матеріал	Щільність кг/м3		Шпаристість, %
	Істинна	Середня
Граніт	2700 2800	2600-2700	0 20
Важкий бетон	2600-2700	2200 2500	0-25
Цегла	2500-2600	1600-1800	25-35
Деревина	1500 1550	400 800	45-70
Пінопласти	950-1200	20-100	90 98

Середню щільність матеріалів необхідно знати для розрахунку їх пористості, теплопровідності та теплоємності, для розрахунку міцності конструкцій (враховуючи власну масу) та розрахунку вартості перевезення матеріалів. Для кожного матеріалу стандар­ти встановлюють вологість, за якої визначають середню щільність. Для сипких матеріалів (цемент, пісок, гравій, щебінь) визначають на­сипну щільність: до об'єму матеріалів входять не лише пори в самому матеріалі, але й порожнини поміж зернами чи шматками матеріалу.

Насипна щільність — це відношення маси сипкого ма­теріалу до його об'єму, включаючи простір між частинками. Її визначають для зернистих і порошкоподібних матеріалів.

У   ряді   випадків   використовують  поняття  відносної щільності d, тобто відношення щільності матеріалу р_m до щільності стандартної речовини (наприклад води, для якої р_в = 1000 кг/м³); d — безрозмірна величина.

Середня .щільність залежить від хімічного та міне­ралогічного складів матеріалу, але більшою мірою — від розміру та кількості пор і пустот. Чим їх більше, тим легший матеріал. З підвищенням вологості показник р_т збіль­шується.

Середня щільність має велике практичне значення для виконання різних розрахунків (обсягів транспортування, складування матеріалів тощо).

Вона тісно пов'язана з іншими властивостями будівель­них матеріалів, такими як пористість, міцність, тепло­провідність, водонепроникність та інші, що дає змогу за по­казником р_т орієнтуватися, де можна використовувати ма­теріал у будівництві.

У табл. 1.1 наведено числові значення істинної та серед­ньої щільності деяких будівельних матеріалів у повітряно-сухому стані.

Пористість П — це ступінь заповненості об'єму будівельного матеріалу порами розміром не більше 1...3 мм. Пористість обчислюють за формулою

                                                         

                                                           П = 1- ρ_m /ρ                   

або

  П = ( ρ- ρ_m)/ρ 100%.

Пористість є важливою характеристикою, оскільки з нею пов'язані такі технічні властивості матеріалу, як міцність, водопоглинання, морозостійкість, теплопровідність тощо. Легкі пористі матеріали мають звичайно невелику міцність, щільні (П - 0...0,8%) — водонепроникні.

Проте крім кількості пор у матеріалі на його властивості істотно впливає також характер пористості. Матеріали мо­жуть бути великопористими з розмірами пор від 1х10^-1 до З мм і дрібнопористими з розмірами пор 1 х10^-2.. . 1 • 10^{-6 мм.} Самі пори можуть бути закритими, тобто недоступними для заповнення водою, і відкритими.

Характер пористості певним чином впливає на власти­вості матеріалів. Тому будівельні матеріали навіть із знач­ною пористістю, але з невеликими або переважно закритими

 

Таблиця 2. Щільність деяких будівельних матеріалів

Матеріал	Істинна щільність		Середня щільність, кг/м3
Граніт		2,65...2,80	2600.. .2800
Базальт		2.8...3.3	2800...3300
Бетон важкий		2,6...2,7	2000.. .2400
Бетон легкий		2,6...2,7	500... 1800
Цегла керамічна		2.65...2.70	1600... 1800
Каміння керамічне порожнисте		2.65...2.70	1000... 1350
Скло		2,45...2,65	2450...2650
Піноскло		2,45...2,65	180... 800
Пісок кварцовий		2,65	1450...1600»
Мінеральна вата		2,4...2,7	75... 150
Сталь		7,80...7,85	7800...7850
Дуб		1,55	700...900
Сосна		1,55	400..600
Пінопласт		0,9... 1,2	15...75

* Насипна щільність, кг/м

порами мають невелике водопоглинання і значну моро­зостійкість, тоді як матеріали з таким самим числовим по­казником пористості, але з відкритими порами не можуть за­стосовуватися у місцях з високою вологістю.

Таким чином, вибираючи матеріал для різних за призна­ченням споруд та умов експлуатації, необхідно орієнту­ватися не лише на числове значення пористості, а й на бу­дову пор.

Значення пористості коливаються в широких межах, %: скло, сталь — 0, цегла керамічна — 30...40, граніт, ліпарит — 0,2...0,8, важкий бетон — 5...20, легкий бетон — 35...85, по­ропласти — 85...95.

Пустотність характеризується наявністю порожнин (пустот) у будівельних виробах (порожниста цегла, панелі) або між зернами в сипких матеріалах (пісок, щебінь) і виз­начається в процентах від загального об'єму виробу чи ма­теріалу. Пустотність виробів сприяє зниженню маси будівельних конструкцій і поліпшенню теплозахисних вла­стивостей.

Пустотність можна обчислити за тими самими формула­ми, що й пористість, проте для піску замість р_m потрібно бра­ти насипну щільність, для щебеню та гравію замість р і р_m — відповідно середню щільність зерна та насипну щільність заповнювача, а для виробів замість ρ— середню щільність тіла виробу.

Приклади показника пустотності: керамічна порожниста цегла — 15—50%, щебінь і пісок — 35—45%.

2. Гідрофізичні властивості

 

Водопоглинання — здатність матеріалу всмоктувати й утримувати вологу при безпосередньому контакті з водою. Щоб визначити водопоглинання, зразок матеріалу поступово занурюють у воду й витримують там доти, доки він не набере сталої маси. Водонаситити матеріал до остаточного запов­нення доступних для води пор можна кип'ятінням з наступ­ним охолодженням у воді або під вакуумом.

Водопоглинання  за  масою   W_м   %,   визначають  як відношення кількості поглинутої води до маси сухого ма­теріалу:

W_{м =}(m₂ – m₁)/m₁х100,

де m₂, m₁ — маси матеріалу відповідно в насиченому водою та сухому стані, г.

Водопоглинання за ов’ємом W₀ %, характеризується ступенем заповненості пор матеріалу водою при насиченні й виражається відношенням об'єму поглинутої води до загаль­ного об'єму матеріалу в природному стані:

 

W_{м =}(m₂ – m₁)/Vх1/ρ_вх100,

де m₂- m₁ — маса поглинутої води, г; V — об'єм матеріалу, см³ .

 Величини W_м та ]W₀ характеризують граничний випадок, коли будівельний матеріал більше не може всмоктувати во­логу за звичайних умов.

Відношення водопоглинання за об'ємом і за масою чи­сельно дорівнює відносній щільності будівельного матеріалу:

 

W₀ /W_м = ((m_{2 –}m₁)/V х 1/ρ_в)/ ((m₂ – m₁)/m₁)= m₁/ Vρ_в = ρ_m х1/ρ_в = d,

звідки W₀ =W_ь d.

Водопоглинання за об'ємом завжди менше 100%, а за ма­сою для дуже пористих матеріалів  (теплоізоляційних)  з відкритими   порами   може   значно  перевищува-ти   100% (пінополіуретан).

Таким чином, водопоглинання матеріалу пов'язане з по­казником середньої щільності, залежить від характеру пористості й коливається в широких межах для різних будівельних матеріалів, %: для керамічної цегли — 8...20, важкого бетону — 2...6, вапняку — 1,5...З, граніту — 0,02...0,70 тощо.

Насичення матеріалів водою істотно позначається на їхніх найважливіших властивостях: підвищується середня щільність, теплопровідність, знижується міцність, моро­зостійкість.

Водостійкість — це здатність матеріалу зберігати
міцність при тимчасовому чи постійному зволоженні водою.
Водостійкість характеризується коефіцієнтом розм'якшення
або водостійкості, який визначається відношенням міцності
насиченого водою матеріалу R_н до його міцності в сухому
стані Rc:

К_р = R_н /R_с

Водостійкими вважаються будівельні матеріали з ко­ефіцієнтом розм'якшення понад 0,8. Це означає, що кам'яні природні та штучні матеріали з К_р< 0,8 не можна застосо­вувати в місцях з підвищеною вологістю. Деякі матеріали при зволоженні втрачають міцність і деформуються (цегла-сирець має К_р = 0); такі, наприклад, як скло, сталь тощо не змінюють міцності (К_р = 1), а цементний бетон може навіть підвищувати її.

Вологість W визначається вмістом вологи в порах і на поверхні пор матеріалу за масою або об'ємом в процентах, причому цей вміст значно менший за показник водопогли­нання. Вологість матеріалу в будівельних конструкціях за­лежить від вологості навколишнього середовища, атмосфер­них явищ (дощ, танення снігу). Із зволоженням погіршуються теплозахисні властивості, морозостійкість та інші показники. Вологість матеріалу, %,

W= (m₁ - m)/m-100

де m₁, m — маса відповідно вологого та сухого матеріалу, г.

Вологовіддача — це здатність матеріалу віддавати воду при зміні температури та вологості навколишнього середови­ща. Ця здатність характеризується інтенсивністю

втрат вологи за добу при відносній вологості навколишнього повітря 60% і температу-

рі 20 °С (293,15 К).

Коли матеріал обдувається сухим повітрям, волога ди­фундує з матеріалу, кількість її знижується доти, доки не настане вологова рівновага між показниками вологості ма­теріалу й навколишнього повітря. Матеріал у такому стані характеризується як повітряно-сухий.

Водопроникність — це здатність матеріалу пропускати крізь себе воду при певному гідростатичному тиску. Ця здатність визначається кількістю води в кубічних метрах, що пройшла крізь одиницю поверхні матеріалу за одиницю часу при сталому (заданому) тиску. Водопроникність характери­зується коефіцієнтом фільтрації К_ф, який вимірюється в метрах за секунду й залежить від щільності матеріалу та його будови. До водонепроникних належать «абсолютно» щільні матеріали (наприклад, скло), а також практично во­донепроникні матеріали з дуже малими закритими порами (пінополістирол, газоскло).

Показник коефіцієнта фільтрації особливо важливий для матеріалів, які • застосовуються у гідротехнічному будівництві, для водопроводів, каналізаційних систем, ре­зервуарів, а також для покрівельних матеріалів.

 Гігроскопічність - властивість матеріалу поглинати водяну пару з повітря. Вона залежить від хімічного складу матеріалу та характеру його шпаристості. До

гігроскопічних матеріалів нале­жать деревина та гіпс. Гігроскопічність матеріалів можна зменши­ ти, якщо покрити поверхню матеріалу гідрофобними (водовідштовхуючими) речовинами. Наприклад, деревину лакують або фарбують. При зберіганні шпаристі будівельні матеріали охороняють від зволоження.

 

Гідрофобність — це здатність твердого тіла не змочу­ватися водою (відштовхувати воду). Проникнення води крізь пори, що мають гідрофобну внутрішню поверхню, значно ус­кладнене, хоча вони легко пропускають повітря та водяну пару. Гідрофобність матеріалів визначається насамперед хімічною природою його поверхні та рідини, що змочує її, тобто фаз, які взаємодіють. До гідрофобних матеріалів нале­жать парафін, жирові мастила, бітум і т. п.

Пдрофобізація — це процес надання поверхні гідро­фільних матеріалів здатності відштовхувати воду, тобто гідрофобності. Гідрофобізацію виконують нанесенням на по­верхню матеріалу найтоншого водовідштовхуючого покрит­тя, що утворюється під час обробки її гідрофобізаторами (спеціальними поверхнево-активними речовинами).

Гідрофобізація сприяє підвищенню водонепроникності, водо- та морозостійкості, збереженню кольору та фактури будівельних матеріалів.

Морозостійкість — це здатність матеріалу в насичено­му водою стані витримувати багаторазове поперемінне за­морожування й відтавання без зниження міцності при тиску понад 15% (для деяких матеріалів — до 25%) і втрати маси не більш як 5%. Марка за морозостійкістю характеризується числом циклів заморожування — відтавання, які витримує випробовуваний матеріал. Наприклад, цеглу керамічну випускають марок F15, F25, F35, F50, дорожній бетон — F50...Р200, а гідротехнічний бетон — до F500 (циф­ри позначають кількість циклів).

Довговічність матеріалів у зовнішніх конструкціях, які в процесі експлуатації зазнають дії води, змінних температур та інших атмосферних факторів, значною мірою залежить від їхньої морозостійкості. Руйнування матеріалів під дією води й морозу можна пояснити такими явищами. Зволоження, на­приклад, зовнішніх стін відбувається як із середини внаслідок міграції пари від «тепла до холоду» і наступної її конденсації, так і із зовні — дощ, сніг з вітром. Під дією морозів вода у ве­ликих порах замерзає, а як відомо, перетворення води на лід супроводжується збільшенням об'єму приблизно на 9%, що спричинюється до виникнення тиску на стінки пор, який ста­новить 210 МПа при температурі —20 °С. При цьому в ма­теріалі з'являються внутрішні напруження, які можуть при­звести до його руйнування, особливо, якщо коефіцієнт водопоглинання наближається до одиниці, тобто всі пори відкриті.

Щоб визначити морозостійкість, зразки матеріалу наси­чують водою, а далі піддають поперемінному заморожуван­ню при температурі —15...—20 ⁰с і відтаванню у воді темпе­ратурою +15...+20 ⁰С до певного числа циклів, установленого нормативними документами, або до початку руйнування зразка.

Найбільш морозостійкими є щільні матеріали з низьким водопоглинанням, однорідні за структурою і такі, що мають високий коефіцієнт розм'якшення. Управляючи капілярно-пористою структурою матеріалу в процесі виготовлення й за­стосовуючи поверхнево-активні речовини (ПАР), можна ре­гулювати його морозостійкість. Пористі матеріали вважа­ються ще морозостійкими, якщо ступінь заповненості водою всіх доступних пор (відкриті пори) становить 80...85%. Коефіцієнт розм'якшення морозостійких матеріалів має бути не нижчим ніж 0,9.

 

3. Теплофізичні властивості

 

Теплопровідність — це здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої за наявності різниці тем­ператур на цих поверхнях. Така здатність характеризується теплопровідністю, Вт/(м∙К),

λ = ρδ/ΔТ,

де ρ — поверхнева густина теплового потоку, Вт/м²; δ — товщина матеріалу, м; ΔТ — різниця температур на ділянці завтовшки δ, К.

Значення теплопровідності залежить від ступеня пори­стості й характеру пор, структури, вологості, температури, а також від виду матеріалу. Найбільше на теплопровідність впливає пористість. Чим менша середня щільність матеріалу, тим більше у ньому пор, наповнених повітрям. З усіх при­родних та штучних речовин повітря має найменшу теплопровідність [λ = 0,023 Вт/(м∙К)], тому теплопровідність

сухих легких пористих матеріалів невелика і має проміжне значення між λ твердої речовини та повітря.

Проте показник теплопровідності залежить не лише від кількості, а й від розміру та форми пор. Будівельні матеріали з дрібними й закритими порами менш теплопровідні, тоді як матеріали з великими та сполученими порами характеризу­ються вищим показником теплопровідності, оскільки в таких порах виникає рух повітря, що супроводжується перенесен­ням теплоти (конвекція).

Слід враховувати, що матеріали одного й того самого по­ходження, але різного структурного стану можуть мати різну теплопровідність. Так, волокнисті матеріали мають неодна­кову теплопровідність в різних напрямах. Наприклад, для соснової деревини, якщо тепловий потік направлений вздовж волокон, λ = 0,19 Вт/(м∙К), а якщо впоперек, λ = 0,44 Вт/(м∙К). Теплопровідність кристалічних речовин вища, ніж аморфних. Наприклад, такі щільні мінеральні ма­теріали, як граніт і скло із середньою щільністю майже 2700 кг/м³, значно різняться за теплопровідністю: для граніту (кристалічний матеріал) λ = 2,8 Вт/(м∙К), для скла (аморфний матеріал) λ = 0,8 Вт/(м∙К).

Зміна вологості будівельних матеріалів істотно позна­чається на їхній теплопровідності. Оскільки для води λ = 0,58 Вт/(м∙К), тобто у 25 разів більше, ніж для повітря, то пори, заповнені водою, легше пропускають тепловий потік і теплопровідність водонасичених матеріалів під­вищується.

Теплопровідність насичених водою й заморожених ма­теріалів ще вища, оскільки теплопровідність льоду приблиз­но в чотири рази більша, ніж води: λ_льоду= 2,3Вт/(м∙К). Отже, коли матеріали для теплової ізоляції використовуються в місцях з підвищеною вологістю, слід передбачити гідроізоляцію їх.

Для більшості матеріалів значення теплопровідності збільшується з підвищенням температури, при якій пере­дається тепловий потік. Виняток становлять метали, для яких з підвищенням температури значення теплопровідності дещо знижується.

Теплопровідність будівельних матеріалів визначають у лабораторіях за допомогою спеціальних приладів та устано­вок. Проте, врахувавши загальну залежність λ від р_ь і скориставшись емпіричною формулою проф В.П.Некрасова, можна орієнтовно визначити теплопровідність для повітряно-сухих (з природною вологістю 1...7%) матеріалів мінерального походження:

λ = 1,16 √0,0196 + 0.22d²-0,16

де d— відносна щільність.

Матеріали органічного походження порівняно з мінеральними при однаковій середній щільності мають мен­шу теплопровідність. У табл. 1.2.3. заведено значення теплопровідності деяких будівельних матеріалів.

Теплопровідність — один з найважливіших показників, що характеризують теплозахисні властивості матеріалів, за яким визначають їхню належність до групи теп­лоізоляційних або конструктивно-теплоізоляційних. Зокрема теплоізоляційні матеріали повинні мати показник теп­лопровідності не більший ніж 0,18 Вт/(мК) і середню щільність не більш як 600 кг/м³.

Таблиця 1.2.3Теплопровідність будівельних матеріалів

 

Матеріал	λ,Вт/(м∙К)	Матеріал	λ,Вт/(м∙К)
Граніт	2.8...3.О	Арболіт	0,09...0.17
Туф вулканічний	0.4..0.8	Плити:
Бетон:		деревноволокнисті	0.05...0.09
важкий	1.1...1.5	пробкові	0,04.0,05
ніздрюватий	0.15...0.40	Поропласти	0,03. .0,05
Цегла керамічна	0.7.0,8	Перліт спучений	0.046...0,070
КамЬшя керамічне порожнисте	0.3..0.4	Піноскло	0.05...0.12
Сталь	60	Вата мінеральна	0.040...0.046
Алюміній і сплави	150...170	Совеліт	Не більш як
			0,093

 

 

З теплопровідністю пов'язана така важлива характери­стика матеріалів, застосовуваних для зовнішніх огороджувальних конструкцій як термічний опір R_δ, що є величиною, оберненою до λ:

R_δ = δ/λ

де R_δ – термічний опір одношарової огороджувальної конструкції, м∙К/Вт; δ- товщина стінового матеріалу, м; λ – теплопровідність стінового матеріалу, Вт/(м∙К).

Від показника термічного опору залежить товщина зовнішніх стін і витрата палива на опалення будівель. Роз­раховуючи термічний опір багатошарової огороджувальної конструкції, враховують теплопровідність матеріалів шарів,з яких вона складається.

Теплоємність — це здатність матеріалу під час нагрівання поглинати теплоту. Вона характеризується пито­мою теплоємністю (коефіцієнтом теплоємності), тобто кількістю теплоти, необхідної для нагрівання одиниці маси на один градус, Дж/(кг∙К):

с = Q/m(t₂ – t₁),

де (Q — кількість теплоти, необхідної для нагрівання ма­теріалу, Дж; m— маса матеріалу, кг; t_1,t₂—- відповідно кінцева та початкова температури нагрівання, К.

Теплоємність матеріалів має велике значення у тих ви­падках, коли потрібно враховувати акумуляцію теплоти огороджувальними конструкціями з метою збереження темпера­тур без різких коливань у приміщенні або в тепловому про­мисловому агрегаті при зміні теплового режиму. Це буває, наприклад, коли розраховують й конструюють теплостійкі огородження (стіни, перекриття, печі) або розраховують підігрівання матеріалів для зимового бетонування тощо,

Із    зволоженням    питома теплоємність матеріалу збільшується, оскільки теплоємність води велика й становить 4,2 кДж/(кг∙К).

Для городжувальних конструкцій житлових та опалю­ваних будівель вибирають матеріали з невеликою тепло­провідністю, але з вищою питомою теплоємністю.

Питома теплоємність кам'яних природних і штучних ма­теріалів становить 0,76...0,92 кДж/(кг∙К), скла — 0,67, сталі — 0,48, алюмінію — 0,87 кДж/(кг∙К). Деревні та інші органічні матеріали мають вищий коефіцієнт теплоємності, наприклад деревина (суха) — 2,7...3,0 кДж/(кг-К). Тому дерев'яні стіни акумулюють більше теплоти, ніж кам'яні, а згодом можуть віддавати її всередину приміщення.

Вогнестійкість — це здатність матеріалу витримувати дію високих температур або вогню й води (під час пожеж), не руйнуючись. За ступенем вогнестійкості будівельні ма­теріали поділяють на три групи: негорючі, важкогорючі й го­рючі.

Негорючі — це матеріали, які під дією вогню чи висо­ких температур не горять, не тліють і не обвуглюються. Не­горючі матеріали поділяються на вогнестійкі, що практично не деформуються (цегла, черепиця, жаростійкий бетон, сієніт тощо), вогнетривкі та термічно стійкі. Проте деякі негорючі матеріали можуть значно деформуватися (сталь) або руйнуватися при розтріскуванні (граніт, кварц та інші породи, що містять кварц). У такому разі руйнування відбувається за рахунок модифікаційних перетворень квар­цу. До групи негорючих належать мінеральні матеріали.

Важкогорючі — це матеріали, які під дією вогню або високих температур злегка займаються, тліють або обвуглю­ються, а коли віддаляється джерело вогню, ці процеси при­пиняються. До таких матеріалів належать здебільшого мінералоорганічні матеріали, які поєднують у собі міне­ральні й органічні компоненти (гідроізол, фіброліт, асфаль­тобетон тощо).

Горючі — це матеріали, які під дією вогню чи високої температури займаються або тліють, і ці явища тривають і тоді, коли усунуто джерело вогню. До цієї групи належить значна частина матеріалів органічного походження, не про­сочених спеціальними захисними сполуками (деревина, бітуми, полімерні матеріали).

Границя вогнестійкості характеризується проміжком часу від початку займання до виникнення в конструкції гра­ничного стану: втрати несучої здатності (обвалення конст­рукції), виникнення наскрізних тріщин, нагрівання проти­лежної від вогню поверхні, що може призвести до самозай­мання.

Вогнетривкість — це здатність матеріалу витримувати тривалу дію високих температур, не деформуючись і не роз­плавляючись. Такі матеріали використовують переважно при спорудженні печей промислового та побутового призна­чення, труб, котельних установок тощо. При цьому вони по­винні також витримувати певні навантаження при високій температурі. Залежно від максимальної температури експ­луатації ці матеріали поділяють на власне вогнетривкі, що витримують температуру 1580 "С і вище (шамот, динас, хро­момагнезит тощо), тугоплавкі, що працюють в інтервалі температур 1350...1580 "С, і легкоплавкі — з вогнетривкістю менш як 1350 °С (цегла керамічна).

Жаростійкість — це здатність матеріалу витримувати тривале нагрівання до температури 1000 ⁾С без втрати або частковою втратою міцності.

До жаростійких матеріалів на­лежать цегла, жаростійкий бетон, чавуни та сталь, різні види вогнетривів.

Запитання для самопідготовки

1. Чи залежать, фізичні властивості матеріалу від хімі­чного складу?

2. Чи залежить істинна щільність від пор і порожнин речовин?

 3. Які властивості матеріалів визначає пористість:

а)  міцність, теплопровідність;

       б)   морозостійкість;
     в)   водовбирання?

4. Чи потрібно знати середню щільність матеріалу для розрахунку шпаристості, теплопровідності?

5.    Чи залежить середня щільність від вологості ма­теріалу?

6.  Чи залежить гігроскопічність матеріалів від хімічного складу, пористості?

7.  Перерахуйте властивості які належать до фізичних.

8.  Що таке істинна щільність?

9.  Які матеріали вважають „абсолютно” щільними?