Qualquer um dos materiais possui propriedades físicas, mecânicas, termofísicas, de resistência, químicas, hidrofísicas e muitas outras. Mas neste artigo analisaremos especificamente o primeiro - as propriedades físicas do material. Vamos dar uma definição, listar especificamente o que está oculto sob eles e também descrever em detalhes cada uma das propriedades.
Definição
Propriedades físicas de um material - todas as propriedades que são inerentes a substâncias sem ação química sobre elas.
Qualquer material permanece in alterado (por si só) sob uma condição - desde que sua composição permaneça in alterada, assim como a estrutura de suas moléculas. Se a substância não for molecular, sua composição e a ligação entre os átomos permanecem as mesmas. E já as diferenças nas propriedades físicas e outras características do material ajudam a separar as misturas constituídas por ele.
Também é importante saber que as propriedades físicas de um material podem ser diferentes para seus vários materiais agregados. Diga térmica, elétrica, mecânica, física, ópticaas propriedades da matéria dependem da direção escolhida no cristal.
Preenchendo o termo
As propriedades físicas da matéria incluem:
- Viscosidade.
- Ponto de fusão.
- Densidade.
- Ponto de ebulição.
- Condutividade térmica.
- Cor.
- Consistência.
- Permeabilidade dielétrica.
- Absorção.
- Capacidade de calor.
- Edição.
- Radioatividade.
- Indutância.
- Cacho.
- Condutividade elétrica.
E as propriedades físicas do material são representadas principalmente pelo seguinte:
- Densidade.
- Vazio.
- Porosidade.
- Higroscopicidade.
- Permeabilidade à água.
- Retorno de umidade.
- Absorção de água.
- Resistente ao ar.
- Resistência ao gelo.
- Resistência térmica.
- Condutividade térmica.
- Retardante de fogo.
- Refratário.
- Resistência à radiação.
- Resistência química.
- Durabilidade.
As propriedades físicas, químicas e tecnológicas dos materiais são igualmente importantes. Mas analisaremos a primeira categoria com mais detalhes. Vamos apresentar as características das propriedades físicas mais importantes dos materiais estruturais.
Densidade
Uma das propriedades mais importantes da ciência dos materiais. A densidade é dividida em três categorias:
- Verdadeiro. Massa por unidade de volumematerial considerado absolutamente denso.
- Média. Esta já é a massa de uma unidade de volume no estado natural do material (com poros e vazios). Assim, a densidade média de produtos de um mesmo material pode ser diferente - dependendo do vazio e da porosidade.
- Massa. É usado para materiais soltos - é areia, pedra britada, cimento. Esta é a proporção da massa de materiais em pó e granulados para todo o volume que eles ocupam (o espaço entre as partículas também está incluído nos cálculos).
A densidade do material afeta suas características tecnológicas - resistência, condutividade térmica. Dependerá diretamente da porosidade e da umidade. Com o aumento da umidade, respectivamente, a densidade aumentará. Este também é um indicador característico para determinar a relação custo-benefício do material.
Porosidade
Entre as propriedades físicas, tecnológicas e mecânicas dos materiais, a porosidade não é a última. Este é o grau de preenchimento do volume do produto com poros.
Neste contexto, os poros são as menores células preenchidas com água ou ar. Eles podem ser grandes ou pequenos, abertos ou fechados. Se pequenos poros, por exemplo, são preenchidos com ar, isso aumenta as propriedades de isolamento térmico do material. O valor da porosidade ajuda a julgar outras características importantes - durabilidade, resistência, absorção de água, densidade.
Os poros abertos se comunicam tanto com o ambiente quanto entre si, podem ser preenchidos artificialmente com águaquando o material está imerso em um líquido. Geralmente alternam com os fechados. Em materiais absorventes de som, por exemplo, a porosidade aberta e a perfuração são criadas artificialmente - para uma absorção mais intensa da energia sonora.
A distribuição e o tamanho dos poros fechados são caracterizados da seguinte forma:
- Curva integral de distribuição do volume de poros por unidade de volume ao longo de seus raios.
- Curva de distribuição de volume de poros diferencial.
Vazio
Continuamos a considerar as propriedades físicas dos materiais (densidade, resistência ao gelo e outras). O próximo é o vazio. Este é o nome do número de vazios que se formam entre grãos individuais de material solto e quebradiço. Isto é pedra britada, areia, etc.
Permeabilidade à água
A permeabilidade à água é a capacidade de um material de liberar líquido quando seca e absorver água quando molhado.
Durante o estudo das propriedades físicas dos materiais, é preciso atentar para o fato de que a saturação com água pode ocorrer de duas maneiras: quando exposto a uma substância em estado líquido ou quando exposto apenas ao seu vapor.
Daqui vêm duas outras propriedades importantes - esta é a higroscopicidade e a absorção de água.
Higroscopicidade
Como esta propriedade física dos materiais é determinada na ciência dos materiais? Higroscopicidade - a capacidade de absorver vapor de água e mantê-los dentropor condensação capilar. Depende diretamente da umidade relativa e temperatura do ar, do tamanho, variedade e número de poros da substância, sua natureza.
Se um material atrai ativamente moléculas de água com sua superfície, então ele é chamado de hidrofílico. Se o material, pelo contrário, os repele de si mesmo, é chamado de hidrofóbico. Além disso, alguns materiais hidrofílicos são altamente solúveis em água, enquanto materiais hidrofóbicos resistem aos efeitos do meio aquoso.
Absorção de água
Se falarmos brevemente sobre as propriedades físicas dos materiais de construção, não podemos deixar de mencionar a absorção de água - a capacidade de reter e absorver líquidos. A propriedade é caracterizada pelo volume de água absorvido por um material seco quando completamente imerso em água. Expresso como uma porcentagem da massa (material).
A absorção de água será menor que a verdadeira porosidade do produto, pois um certo número de poros nele permanecem fechados. Portanto, irá variar de seu número, volume, grau de abertura. A natureza do material, sua hidrofilicidade também afetará o valor.
Como resultado da saturação do material com água, suas outras propriedades físicas às vezes mudam significativamente: aumento da condutividade térmica e da densidade, aumento do volume (típico para argila, madeira), diminuição da resistência devido à quebra das ligações entre partículas.
Retorno de umidade
Esta é a capacidade de um material liberar umidade no ambiente. Sendo emar, matérias-primas e produtos retêm sua umidade apenas sob certas condições - na umidade relativa do ar de equilíbrio. Se o indicador estiver abaixo desse valor, então o material começa a liberar umidade na atmosfera, para secar.
A velocidade desse processo depende de vários fatores: da diferença entre a umidade do próprio material e a umidade do ar (quanto maior, mais intensa é a secagem), das propriedades do material em si - sua porosidade, natureza, hidrofobicidade. Assim, uma matéria-prima com poros grandes, hidrofóbica será mais fácil de dar líquido do que um material hidrofílico, com poros pequenos.
Resistência do ar
A resistência do ar é a capacidade de um material de suportar repetidas e sistemáticas secagem e umedecimento por um longo tempo sem perda de sua densidade mecânica, bem como sem deformação significativa.
Alguns materiais começam a inchar quando umedecidos periodicamente, alguns encolhem, alguns deformam demais. A madeira, por exemplo, é submetida a deformações alternadas. Cimento com secagem frequente por umidade tende a quebrar, desmoronar.
Permeabilidade à água
Esta é uma propriedade física - a capacidade dos materiais de passar líquido sob pressão através deles. Caracteriza-se pelo volume de água, que passa por 1 metro quadrado em 1 hora. m de material sob pressão de 1 MPa.
É importante notar que também existem materiais completamente impermeáveis. São aço, betume, vidro, os principais tipos de plásticos.
Resistência ao gelo
Uma propriedade física importante nas realidades russas. Este é o nome da capacidade de um material saturado com água para resistir a repetidos congelamentos e descongelamentos alternados sem uma diminuição significativa da resistência, o aparecimento de sinais visíveis de destruição.
A destruição durante este processo é muitas vezes devido ao fato de que, ao congelar, a água aumenta seu volume em cerca de 9%. Ao mesmo tempo, sua maior expansão após a transição para o gelo é observada a -4°C. Ao preencher os poros do material com água, sua expansão e congelamento, as paredes dos poros sofrem danos significativos, o que leva à destruição do material.
Assim, a resistência ao gelo determinará o grau de saturação dos poros com água, sua densidade. São materiais densos que são considerados resistentes ao gelo. Dos porosos, apenas aqueles que se distinguem por uma grande presença de poros fechados podem ser atribuídos a esta categoria. Ou cujos poros não estejam mais de 90% cheios de água.
Propriedades físicas podem representar habilidades importantes dos materiais. Alguns deles já discutimos em detalhes no artigo. Esta é a capacidade de suportar o frio, enchimento repetido com água e secagem, reter, absorver, liberar líquido e outras características importantes.
