Физические свойства нерудных строительных материалов.

Под строительно-техническими свойствами нерудных материалов подразумевают их физические, механические, химические и технологические свойства.

Такие физические свойства как плотность (истинная, относительная и средняя) и пористость, водопоглощение и водостойкость, а также водонепроницаемость определяют уместность использования нерудных материалов в строительной сфере.

Рассмотрим подробнее физические свойства  материалов, начав с плотности. В физике плотность определяют как  степень заполнения объема материала твердым веществом, из которого он состоит. В качестве примера плотного заполнения могут служить стекло и сталь. Материал, объем которого заполнен только твердым веществом, непроницаем для жидкостей и газов, и считается абсолютно плотным материалом. В данном случае речь идет об истинной плотности, которая определяется отношением массы материала к его объему в плотном состоянии, т. е. без пор.

Но чаще всего в природе встречаются материалы, которые не обладают абсолютной плотностью и имеют поры.  Твердое вещество, образующее такой материал, занимает лишь некоторую часть его объема, другая представлена порами. Именно поэтому плотность материала меньше плотности вещества, и чем больше пористость, тем больше плотность.

Для расчета значения плотности вещества, образующего материал, необходимо массу материала (г, кг или т) разделить на его объем (см3 или м3). Аналогичным образом рассчитывается и плотность пористых материалов, но их объем учитывается вместе с порами. Плотность пористых материалов называют еще средней плотностью. Средняя плотность - это масса единицы объема в естественном состоянии (вместе с порами) и измеряется в г/см3. В виду того, что  материалов с абсолютной плотностью в природе не так много, было введено понятие относительной плотности. Относительная плотность выражается в отношении плотности материала (вещества) к плотности эталона, где эталон -  это вода при температуре 3,98° С.

Плотность пористых строительных материалов всегда меньше их истинной плотности. Это обусловлено тем,   что масса абсолютно плотного материала с порами занимает больший объем, чем та же масса материала без пор. К примеру, средняя плотность известняка составляет 2,5, а его истинная плотность - 2,7. Относительная плотность плотных материалов равна 1 или 100%. Большинство строительных материалов, а точнее, практически все материалы имеют относительную плотность меньше 100%.  Это объясняется наличием в них большего или меньшего числа пор.

Следующее физическое свойство нерудных материалов - пористость. Пористость  определяется наличием в структуре каменных строительных материалов промежутков, или пор, не заполненных веществом, из которого образованы материалы. Пористость обусловлена структурой, так как поры расположены между зернами, минералами, кристаллами и слоями, составляющими горную породу. В количественном отношении пористость выражает ту часть (6%), которую составляют поры в единице объема.

Пористость строительных материалов может быть от 0,2-0,8% (гранит, мрамор) до 75% (пористый кирпич) и 90% (минеральная вата). Сталь и стекло обладают пористостью 0.

Существуют открытые поры, т. е. сообщающиеся как между собой, так и с окружающей средой, и закрытые поры(замкнутые, изолированные).

Помимо пор в материале также могут иметься пустоты. Поры представляют собой мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой. По величине пор материалы разделяют на мелкодисперсные (размер пор от сотых до тысячных долей миллиметра) и крупнопористые (от десятых долей миллиметра до 1 - 2 мм). Более крупные поры - это пустоты, которые образуются между кусками рыхло насыпанного сыпучего материала (песок, щебень, гравий).

Плотность и пористость материалов имеют огромное значение в строительстве . Например, для конструкций, от которых требуется высокая прочность или водонепроницаемость, необходимы материалы с высокой плотностью. Малотеплопроводные конструкции сооружают из мелкопористых материалов пониженной теплопроводности.