В. Н. Чубуков дорожно-строительные материалы

Радиационная стойкость и защитные свойства материалов. Радиационная стойкость – способность материала сохранять свою структуру и свойства при воздействии ионизирующих излучений. Под влиянием излучений в материале могут произойти глубокие изменения – переход от кристаллического состояния в аморфное.
Защитные свойства материалов определяются их способностью задерживать нейтронное и гамма-излучение. Они оцениваются по толщине слоя материала, который ослабляет величину ионизирующего излучения в два раза. Толщина слоя половинного ослабления излучения Т_1/2 составляет для бетона 1 м, для свинца 0,18 м.
Для защиты от гамма-излучения применяются материалы повышенной плотности (особо тяжелые бетоны, свинец, грунт); от нейтронного излучения – вода и материалы, содержащие связанную воду (лимонитовая руда, бетоны с добавками бора, кадмия, лития).


13 Механические свойства

К основным механическим свойствам материалов относят прочность, упругость, пластичность, релаксацию, хрупкость, твердость, истираемость и др. Их подробно изучают в курсе сопротивления материалов. Ниже излагаются общие понятия.

Прочность – способность материалов сопротивляться разрушению и деформации от внутренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких как неравномерная осадка, нагревание и т.п. Оценивается она пределом прочности. Им называют напряжение, возникающее в материале от действия нагрузок, вызывающих его разрушение.
Различают пределы прочности материалов при сжатии, растяжении, изгибе, срезе и пр. Они определяются испытанием стандартных образцов на испытательных машинах.
Предел прочности при сжатии и растяжении R_{сж (р)}, МПа, вычисляется как отношение усилия Р_сж(р), Н, разрушающего материал, к площади поперечного сечения F, мм²:
R_cж(р) = Р_сж(р) / F.

Предел прочности при изгибе R_и, МПа, вычисляют как отношение изгибающего момента М, Н· мм, к моменту сопротивления образца W, мм³:

R_и = М / W.

Каменные материалы хорошо работают на сжатие и значительно хуже (в 5–50 раз) на растяжение и изгиб. Другие материалы (металл, древесина, многие пластмассы) хорошо работают как на сжатие, так и на растяжение и изгиб.

Важной характеристикой материалов является коэффициент конструктивного качества. Это условная величина, которая равна отношению предела прочности материала R, МПа, к его относительной плотности:

К.к.к. = R / d.

Коэффициент конструктивного качества для тяжелого бетона класса В25 равен 125; стали марки Ст5 – 46, древесины дуба при растяжении – 197. Материалы с более высоким коэффициентом конструктивного качества являются и более эффективными.