Коррозия 1-го вида объясняется процессами растворения отдельных компонентов материалов и выноса их протекающей водой. Эти процессы особенно интенсивны при фильтрации воды сквозь толщу материала. Коррозия 2-го вида основана на обменных химических реакциях взаимодействия материалов с растворенными в воде химическими веществами и образовании легкорастворимых или аморфных продуктов. Сюда относятся, например, процессы, возникающие в бетоне при действии кислот, магнезиальных солей и пр.
При коррозии 3-го вида в порах материалов происходит накопление малорастворимых солей, кристаллизация которых является причиной их ослабления и разрушения. Типичный пример коррозии 3-го вида - сульфатная коррозия бетона. Интенсивность взаимодействия материалов и агрессивной среды зависит от температуры, условий контакта, наличия давления, скорости движения среды у поверхности сооружений. Коррозионную стойкость материалов увеличивают, повышая их плотность, вводя специальные вещества, замедляющие коррозионные процессы,- ингибиторы, применяя различные защитные покрытия. Кроме химической стойкости к химическим свойствам относятся растворимость, токсичность, экзотермичность, адгезионная способность и др.
Для строительных конструкций, работающих под воздействием определенных нагрузок, решающее значение имеют механические свойства материалов. Внешние нагрузки могут вызывать разрушение или деформации материалов. Сопротивление материалов процессам механического разрушения характеризуется их прочностными свойствами, а способность изменять под воздействием нагрузок форму и размеры - деформативными свойствами.
Мерой прочности материалов является предел прочности - максимальное напряжение, при котором материал разрушается под воздействием нарастающей нагрузки.
В материалах могут развиваться процессы хрупкого или пластического разрушения. Первые характерны, например, для природных и искусственных каменных материалов и стекол. При хрупком разрушении материалы не испытывают пластической деформации. Пластическое разрушение характерно для пластичных металлов, битумов, размягченных стекол и др. Этому виду разрушения свойственно постепенное утоньшение одного из сечений испытываемого образца.
Механизм процесса разрушения материалов сводится к возникновению напряжений и развитию до критического размера микротрещин. Микротрещины образуются на дефектах структуры материала - неоднородностях, царапинах и т. д. Процессом, препятствующим разрушению и снижающим рост трещин, является пластическая деформация материала.
Прочность материалов зависит от длительности и характера приложения нагрузки, температуры, среды, состояния поверхности и других факторов. В зависимости от вида напряженного состояния различают прочность при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, кручении. Разрушение может происходить при напряжениях, меньших предела прочности, но при соответствующих значениях времени приложения нагрузки и температуры материала. При медленном увеличении нагрузки происходит сначала упругая деформация, затем пластическая и, наконец, разрыв материала, а при большом - для большинства материалов наступает хрупкое разрушение. Наиболее быстро хрупкое разрушение развивается под воздействием растягивающих или изгибающих напряжений.
Под действием многократно повторяющихся нагрузок (вибрация, частые удары, замораживание и оттаивание), по величине меньше критических, происходит расшатывание структуры материалов и накопление дефектов, что ведет к усталостному разрушению. Разрушение этого вида очень чувствительно к изменению среды, окружающей образец. Уменьшению прочности нагруженного материала способствуют побочные процессы, вызываемые агрессивным действием среды и адсорбционным эффектом ПАВ.
При проектировании строительных- конструкций используется коэффициент запаса прочности, позволяющий учитывать неоднородность материалов.
Наиболее распространенным способом определения прочности материалов является испытание контрольных образцов их разрушением. Разрушение производится с помощью гидравлических прессов, предназначенных для испытания строительных материалов на сжатие и изгиб под статической нагрузкой. Предел прочности #, МПа, рассчитывают по формулам: при сжатии и растяжении где к - переводной коэффициент от прочности испытываемых образцов к эталонной прочности, т. е. прочности образцов определенной (стандартной) формы и размеров; Р - разрушающая нагрузка, Н; Р -- площадь поперечного сечения, м2; / - расстояние между опорами, м; Ъ и к- ширина и высота поперечного сечения образца, м.
Наряду с определением прочности материалов разрушением контрольных образцов в практику строительства внедряются неразрушающие методы контроля прочности материалов непосредственно в изделиях, конструкциях и сооружениях (ультразвуковые, механические и т. д.).
