Základní vlastnosti stavebních materiálů

Stavební materiály, stejně jako všechny předměty a jevy kolem nás, mají řadu znaků a vlastností, které se ve větší či menší míře projevují. Na základě souhrnu těchto znaků a vlastností, odrážejících vlastnosti materiálů, se posuzuje kvalita produktu.
Z celé škály vlastností, které jsou každému předmětu nebo materiálu vlastní, jsou pro hodnocení kvality vybrány pouze ty, které určují vhodnost produktu při použití k určenému účelu. Pro beton jsou důležité například takové vlastnosti jako pevnost, hustota, trvanlivost, propustnost vody a tepelná vodivost. Některé další vlastnosti, zejména barva, nemají pro konstrukční beton žádný význam. Naopak barva pro dokončovací materiály je hlavní vlastností a tepelná vodivost je sekundární.
Všechny vlastnosti stavebních materiálů jsou rozděleny do následujících skupin.
Fyzikální vlastnosti. Tuto skupinu tvoří parametry fyzikálního stavu materiálů a vlastnosti, které určují vztah materiálů k různým fyzikálním procesům. První zahrnuje hustotu a pórovitost materiálu, jeho chemické, fázové a minerální složení, stupeň mletí prášku, druhý zahrnuje hydrofyzikální vlastnosti (absorpce vody, vlhkost, propustnost vody), termofyzikální (tepelná vodivost, tepelná kapacita, tepelná roztažnost). ), odolnost proti fyzikální korozi (voděodolnost, mrazuvzdornost) a některé další.
Mechanické vlastnosti. Do této skupiny patří vlastnosti, které odrážejí vztah materiálu k působení mechanického zatížení: pevnost, tvrdost, deformovatelnost, elasticita, tažnost, křehkost, otěr.
Chemické vlastnosti. Do této skupiny patří vlastnosti, které charakterizují odolnost materiálu vůči ničivým chemickým vlivům prostředí (korozní odolnost), stejně jako schopnost materiálu podléhat chemickým přeměnám (například schopnost cementu po smíchání s vodou samovolně tvrdnout na odolné tělo podobné kameni).
K numerickému stanovení vlastností se používají výsledky zkoušek standardních vzorků stavebních materiálů. Zkušební metody jsou upraveny státními normami (GOST), jejichž požadavky musí být přísně dodržovány na všech staveništích.
Normy obsahují komplexní požadavky na jakost výrobků: technické podmínky, druhy a hlavní parametry výrobků, zkušební metody, pravidla pro přejímku, označování, přepravu a skladování. Shoda vlastností materiálů s parametry uvedenými v normách je klíčem k vysoké kvalitě výrobků.
Vlastnosti materiálů závisí na jejich složení a struktuře. Existují chemické, minerální a fázové kompozice. Chemické složení, vyjádřené jako procento různých oxidů, ovlivňuje chemickou odolnost, požární odolnost a mechanické vlastnosti materiálu.
Minerální složení ukazuje, které minerály a v jakém poměru jsou v materiálu přítomny. Složení žuly je tedy dáno obsahem horninotvorných minerálů – živce, křemene, slídy a rohovce. Stejně tak se pro hodnocení vlastností cementů využívá charakteristik minerálního složení slínku. Pokud má materiál polyminerální složení, jeho vlastnosti závisí na kvantitativním poměru mezi minerály, protože jednotlivé vlastnosti minerálů nejsou stejné. Při vytváření umělých stavebních materiálů lze tedy jejich vlastnosti vědomě ovládat.
Velký vliv na vlastnosti má i fázové složení materiálu. V pevné fázi se rozlišují krystalické a amorfní složky. Krystalická forma stavu hmoty je stabilnější. Amorfní forma se oproti krystalické formě vyznačuje větší rezervou potenciální energie, a proto jsou amorfní látky chemicky aktivnější. Například křemen (krystalická forma oxidu křemičitého) je schopen interagovat s vápnem až při teplotách nad 170 °C a opál (amorfní forma oxidu křemičitého), který je součástí diatomitu, tripoli, reaguje s vápnem již při normální teploty. Vysoká chemická aktivita amorfní formy se využívá při výrobě slínku portlandského cementu, čímž se v jeho složení vytváří určité množství (6 %) sklovité fáze. To umožňuje zvýšit pevnost cementu. Struktura porézního materiálu, jako je beton nebo malta, obsahuje pevnou fázi, která tvoří jeho rám, a póry, které lze vyplnit vzduchem a vodou. Když materiál nasycený vodou zmrzne, voda se změní na led a zvětší svůj objem. Výsledkem je, že v rámu, tzn. ve stěnách pórů vznikají velká tahová napětí, která vedou k destrukci materiálu.