Setiap bahan memiliki sifat fisik, mekanik, termofisika, kekuatan, kimia, hidrofisika, dan banyak sifat lainnya. Namun dalam artikel ini kami akan secara khusus menganalisis yang pertama - sifat fisik material. Mari kita beri definisi, sebutkan secara spesifik apa yang tersembunyi di bawahnya, dan juga jelaskan secara rinci masing-masing properti.
Definisi
Sifat fisik suatu bahan - semua sifat yang melekat pada zat tanpa aksi kimia pada mereka.
Materi apa pun tetap tidak berubah (dengan sendirinya) dalam satu kondisi - selama komposisinya tidak berubah, serta struktur molekulnya. Jika zat itu non-molekul, komposisinya dan ikatan antar atomnya tetap sama. Dan sudah perbedaan sifat fisik dan karakteristik lain dari bahan membantu untuk memisahkan campuran yang terdiri dari itu.
Penting juga untuk mengetahui bahwa sifat fisik suatu material dapat berbeda untuk berbagai material agregatnya. Katakanlah termal, listrik, mekanik, fisik, optiksifat materi tergantung pada arah yang dipilih dalam kristal.
Mengisi istilah
Sifat fisika materi meliputi:
- Viskositas.
- Titik leleh.
- Kepadatan.
- Titik didih.
- Konduktivitas termal.
- Warna.
- Konsistensi.
- Permeabilitas dielektrik.
- Penyerapan.
- Kapasitas panas.
- Masalah.
- Radioaktivitas.
- Induktansi.
- Keriting.
- Konduktivitas listrik.
Dan sifat-sifat fisik material sebagian besar diwakili oleh yang berikut:
- Kepadatan.
- Kekosongan.
- Porositas.
- Higroskopisitas.
- Permeabilitas air.
- Pengembalian kelembapan.
- Penyerapan air.
- Tahan udara.
- Tahan beku.
- Tahan panas.
- Konduktivitas termal.
- Tahan api.
- Refractoriness.
- Resistensi radiasi.
- Tahan kimia.
- Daya tahan.
Sifat fisik, kimia, dan teknologi bahan sama pentingnya. Tetapi kami akan menganalisis kategori pertama secara lebih rinci. Mari kita sajikan karakteristik sifat fisik yang paling penting dari bahan struktural.
Kepadatan
Salah satu sifat terpenting dalam ilmu material. Kepadatan dibagi menjadi tiga kategori:
- Benar. Massa per satuan volumebahan yang dianggap benar-benar padat.
- Rata-rata. Ini sudah merupakan massa satuan volume dalam keadaan alami material (dengan pori-pori dan rongga). Jadi, kerapatan rata-rata produk dari bahan yang sama mungkin berbeda - tergantung pada kehampaan dan porositas.
- Massal. Ini digunakan untuk bahan lepas - itu adalah pasir, batu pecah, semen. Ini adalah rasio massa bahan bubuk dan butiran dengan seluruh volume yang ditempati (ruang antara partikel juga termasuk dalam perhitungan).
Kepadatan material memengaruhi karakteristik teknologinya - kekuatan, konduktivitas termal. Ini akan secara langsung tergantung pada porositas dan kelembaban. Dengan meningkatnya kelembaban, masing-masing, kepadatan akan meningkat. Ini juga merupakan indikator karakteristik untuk menentukan efektivitas biaya bahan.
Porositas
Di antara sifat fisik, teknologi dan mekanik bahan, porositas bukanlah yang terakhir. Ini adalah tingkat mengisi volume produk dengan pori-pori.
Dalam konteks ini, pori-pori adalah sel terkecil yang berisi air atau udara. Mereka bisa besar atau kecil, terbuka atau tertutup. Jika pori-pori kecil, misalnya, diisi dengan udara, ini meningkatkan sifat insulasi termal material. Nilai porositas membantu untuk menilai karakteristik penting lainnya - daya tahan, kekuatan, penyerapan air, kepadatan.
Pori-pori terbuka berkomunikasi baik dengan lingkungan dan satu sama lain, dapat diisi dengan air secara artifisialketika bahan dicelupkan ke dalam zat cair. Biasanya bergantian dengan yang tertutup. Dalam bahan penyerap suara, misalnya, porositas terbuka dan perforasi dibuat secara artifisial - untuk penyerapan energi suara yang lebih intens.
Distribusi dan ukuran pori tertutup ditandai sebagai berikut:
- Kurva integral distribusi volume pori per satuan volume sepanjang jari-jarinya.
- Kurva distribusi volume pori diferensial.
Kekosongan
Kami terus mempertimbangkan sifat fisik bahan (kepadatan, ketahanan beku, dan lainnya). Yang berikutnya adalah kekosongan. Ini adalah nama jumlah rongga yang terbentuk di antara butir-butir individu dari material yang gembur dan lepas. Ini adalah batu pecah, pasir, dll.
Permeabilitas air
Permeabilitas air adalah kemampuan suatu bahan untuk melepaskan cairan saat mengering dan menyerap air saat basah.
Selama mempelajari sifat fisik bahan, Anda perlu memperhatikan fakta bahwa kejenuhan dengan air dapat terjadi dalam dua cara: ketika terkena zat dalam keadaan cair atau ketika hanya terkena uapnya.
Dari sini muncul dua sifat penting lainnya - ini adalah higroskopisitas dan penyerapan air.
Higroskopisitas
Bagaimana sifat fisik material ini ditentukan dalam ilmu material? Higroskopisitas - kemampuan untuk menyerap uap air dan menyimpannya di dalamkarena kondensasi kapiler. Itu secara langsung tergantung pada kelembaban relatif dan suhu udara, ukuran, variasi dan jumlah pori-pori zat, sifatnya.
Jika suatu bahan secara aktif menarik molekul air dengan permukaannya, maka itu disebut hidrofilik. Jika bahan, sebaliknya, menolaknya dari dirinya sendiri, maka itu disebut hidrofobik. Selain itu, beberapa bahan hidrofilik sangat larut dalam air, sedangkan bahan hidrofobik menolak efek media berair.
penyerapan air
Jika kita berbicara secara singkat tentang sifat fisik bahan bangunan, kita tidak bisa tidak menyebutkan penyerapan air - kemampuan untuk menahan dan menyerap cairan. Sifat tersebut dicirikan oleh volume air yang diserap oleh bahan kering ketika bahan tersebut terendam seluruhnya dalam air. Dinyatakan sebagai persentase massa (bahan).
Penyerapan air akan lebih kecil dari porositas produk yang sebenarnya, karena sejumlah pori-pori di dalamnya tetap tertutup. Oleh karena itu, itu akan bervariasi dari jumlah, volume, tingkat keterbukaan mereka. Sifat bahan, hidrofilisitasnya juga akan mempengaruhi nilainya.
Sebagai akibat dari kejenuhan bahan dengan air, sifat fisik lainnya terkadang berubah secara signifikan: konduktivitas termal dan densitas meningkat, volume meningkat (khas untuk tanah liat, kayu), kekuatan menurun karena putusnya ikatan antar individu partikel.
Pengembalian kelembapan
Ini adalah kemampuan suatu bahan untuk melepaskan uap air ke lingkungan. Sedang aktifudara, bahan mentah dan produk mempertahankan kelembabannya hanya dalam kondisi tertentu - pada kelembaban udara keseimbangan relatif. Jika indikator di bawah nilai ini, maka bahan mulai melepaskan uap air ke atmosfer, mengering.
Kecepatan proses ini tergantung pada beberapa faktor: pada perbedaan antara kelembaban bahan itu sendiri dan kelembaban udara (semakin besar, semakin intens pengeringan), pada sifat bahan itu sendiri - porositas, sifat, hidrofobisitasnya. Jadi, bahan baku dengan pori-pori besar, hidrofobik akan lebih mudah memberikan cairan daripada bahan hidrofilik, dengan pori-pori kecil.
Tahan udara
Tahanan udara adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan pengeringan dan pelembaban sistematis berulang untuk waktu yang lama tanpa kehilangan kerapatan mekanisnya, serta tanpa deformasi yang signifikan.
Beberapa bahan mulai membengkak ketika dibasahi secara berkala, beberapa menyusut, beberapa melengkung terlalu banyak. Kayu, misalnya, mengalami deformasi bergantian. Semen yang sering dijemur cenderung rusak, hancur.
Permeabilitas air
Ini adalah sifat fisik - kemampuan bahan untuk melewatkan cairan di bawah tekanan melalui mereka. Hal ini ditandai dengan volume air, yang melewati 1 meter persegi dalam 1 jam. m bahan di bawah tekanan 1 MPa.
Penting untuk dicatat bahwa ada juga bahan yang benar-benar tahan air. Ini adalah baja, bitumen, kaca, jenis utama plastik.
Tahan beku
Properti fisik penting dalam realitas Rusia. Ini adalah nama kemampuan bahan yang jenuh dengan air untuk menahan pembekuan dan pencairan yang berulang tanpa penurunan kekuatan yang signifikan, munculnya tanda-tanda kehancuran yang terlihat.
Penghancuran selama proses ini sering kali disebabkan oleh fakta bahwa ketika membeku, volume air meningkat sekitar 9%. Pada saat yang sama, ekspansi terbesarnya pada transisi ke es diamati pada -4 °C. Saat mengisi pori-pori material dengan air, ekspansi dan pembekuannya, dinding pori mengalami kerusakan yang signifikan, yang mengarah pada penghancuran material.
Dengan demikian, ketahanan beku akan menentukan tingkat kejenuhan pori-pori dengan air, kepadatannya. Ini adalah bahan padat yang dianggap tahan beku. Dari berpori, hanya mereka yang dibedakan oleh kehadiran besar pori-pori tertutup yang dapat dikaitkan dengan kategori ini. Atau yang pori-porinya tidak lebih dari 90% berisi air.
Sifat fisik dapat mewakili kemampuan material yang penting. Beberapa di antaranya sudah kami bahas secara detail di artikel. Ini adalah kemampuan untuk menahan dingin, pengisian berulang dengan air dan pengeringan, menahan, menyerap, melepaskan cairan dan karakteristik penting lainnya.
