Najogólniej o reakcji materiału na otaczające środowisko decyduje:*budowa chemiczna (skład i związany z nim rodzaj wiązań);*rodzaj środowiska; atmosferyczne (tlen, temperatura, promieniowanie, rodzaj i zawartość zanieczyszczeń), wodne, ziemne;Zasada – podobne, dobrze współpracuje z podobnym – wszystkie mat. o odczynie kwaśnym są odporne na działanie kwasów, mniej lub bardziej podatne na działanie alkali (AKR – pęcznienie alkaiczne, degradacja włókien szklanych).Materiały o charakterze zasadowym nie są odporne na kwasy. Efekt działania kwasów zależy od rozpuszczalności tworzonych produktów.Produkt rakcji uszczelnia i wzmacnia tynki, beton, ale i niszczy jego zdolność do ochrony zbrojenia.Zawsze silniejszy kwas wypiera słabszyCaCO3+SO3+H2O=>CaSO4+2H2O (gips)Odporne na działanie kwasów i zasad są materiały ceramiczne (zawierają dużo bezwodnika kwasu krzemowego), bitumy i wiele tworzyw sztucznych – stosuje się je tam gdzie agresywność jest duża:urządzenia sanitarne, kanalizacyjne, posadzki kwasoodporne itp.Metale i stopy – poza szlachetnymi – reagują z tlenem – produkty reakcji – telnki – kruche.Roztwarzają się w kwasach, stopy bardziej odporne – (stale kwasoodporne, w powietrzu tlenki zasadowe znajdują się rzadko, zawsze natomiast są bezwodniki kwasowe CO2;SO3;SO2;NO i pochodne);Mat.organicznego pochodzenia (drewno, bitumy, tw.sztuczne) – w sprzyjających warunkach łączą się z tlenem – palą – są paliwem. Tworzywa sztuczne są mniej odporne na działanie promieni słonecznych – reakcje rodnikowe rozkładają je pod wpływem ultrafioletu (pierwszy sygnał – zmiana barwy).Rozpuszczanie – ługowanie składników, tworzenie wykwitów z wodorotlenku (węglan chemiczny):białe wykwity (wynik przepuszczalności dla wody)podobnie jak żółte lub rdzawe nacieki powierzchni żelbetu to informacja o korozji zbrojenia;WŁAŚCIWOŚCI  MECHANICZNECharakteryzują reakcję mat.na działanie różnego rodzaju sił.1kg = 9,8065 N1N=0,1kg[kN/cm2] = [10 MPa][kg/cm2]=atmosfera techniczna [at]Rodzaje naprężeń:+czysto liniowe – rozciągające i ściskające σ=F/A;+styczne, ścinające – czyste ścinanie τ=Fs/A+rozciąganie dwuosiowe - σ=F/A (płaski stan naprężeń);+hydrostatyczne (objętościowo) – p=(-P/A);Reakcją materiału na obciążenie jest odkształcenie:*wzdłużne: εn=(u/l0);*poprzeczne: εn=(v/l0);*ścinaniem γ=(W/l0)=tgΘ; sprężyste (γ=Θ);*objętościowe Δ=(ΔV/V);Aby przewidzieć zachowanie się mat. pod obciążeniem trzeba znać zależność pomiędzy naprężeniem, a wywołanym przez to naprężeniem odkształceniem.Dla ciał stałych dopóki naprężenie są względnie małe, odkształcenia są proporcjonalne do naprężeń – liniowa zależność.*dla normalnych naprężeń (ściskanie, rozciąganie) zakres liniowy (sprężysty – odwracalność odkształceń) opisuje prawo Hooka:σ=E*εn;  εn=[(l-l0)/l0]=(Δl/l0)moduł Younga E [GPa] – współczynnik proporcjonalności – charakteryzuje sztywność materiału, to jest odporność na odkształcenia (stała materiałowa);*dla naprężeń stycznych: τ=G*γ ; G-m.ściskania [Gpa], γ – odkształcenia;*dla ciśnienia hydrostatycznego:                p=-k*( ΔV/V); k-moduł ściśliwości;*współczynnik Poissona υ=(-εn(poprz)/ εn(podł.));Odkształcenia sprężyste zanikają z prędkością dźwięku po odjęciu obciążenia;Plastyczne(postaciowe) – metale, większość tw. Sztucznych;Kruche – mat.niemetaliczne i nieorganiczne (kamień, ceramika, szkło);Duże różnice w wartościach modułów sprężystości mat. wynikają z różnicy w budowie wiązań;Typy wiązań:+kowalencyjne C-C ; E=1000 (GN/m2)+czysto jonowe NaCl; E=30-70+czyste metaliczne Cu-Cu; E=30-150;+wodorowe H2O-H2O; E=8+van der Waalsa (polimery); E=2Im wyższa temp.topnienia tym mniejszy moduł sprężystości.+Materiały z wiązaniami I-go rodzaju (jonowe, atomowe, metaliczne) o wysokich temp.topnienia (1000-5000°K) charakteryzują się dużymi wartościami modułów;+Materiały z wiązaniami II-go rodzaju (wodorowe, van der Waalsa – słabe) topią się w 100-500°K, charakteryzują się małymi E;+Materiały o więcej niż jednym rodzaju wiązań – wypadkowy moduł sprężystości zależy od kierunku działania siły w stusunku do rodzaju wiązań;*polimery i żywice mają E 100x mniejsze od najmniejszych wynikających z obliczeń – pomiędzy łańcuchami działają siły typu van der Waalsa;Liniowa zależność σ-ε kończy naprężenie przy którym pojawia się odkształcenie trwałe (nieodwracalne), plastyczne lub kruche.Rodzaj odkształceń trwałych zależyod budowy chemicznej materiału:**Kruche (pęknięcie) – typowe dla materiałów o wiązaniach jonowych, atomowych i mieszanych (cegły szkło i beton;Odkształcenia plastyczne – z wiązaniami metalicznymi i mieszanymi (I i II rodzaju), metale, tworzywa sztuczne, bitumy.Naprężenie odpowiadające granicy proporcjonalności (sprężystości) nazywa się granicą sprężystości.Dla mat. plastycznych wyznacza się w próbach rozciągania, kruchych w próbach zgniatania lub ściskania;Wytrzymałość materiału – graniczna wartość naprężeń przekroczenie których prowadzi do zniszczenia mat.;największy opór jaki siły wiązań mogą przeciwstawić siłom zewnętrznym;Rodzaje badań:+mat.ciągliwe i drewno – twardość, zmęczenie (ft – rozciąganie);+mat.kruche – zginanie,udarność, twardość, zmęczenie, pełzanie;+mat.o konsystencji ciekłej – opad, lepkość plastyczna, rozpływ, granica płynięcia;Wytrzymałość na rozciąganie ftFt=[Fmax/A0] = δmax [Mpa]-maksymalne naprężenie po przekroczeniu którego odkształca aż do zerwania, zachodzi przy coraz mniejszym naprężeniu.Pośrednie próby wyznaczenia wytrzymałości na rozciąganie dla materiałów kruchych:+metoda brazylijska;+próba rozciągania przy rozłupywaniu (wykorzystuje się tu wtórne naprężenia rozciągające);Wytrzymałość na ściskanie fCfC=[Fmax/A] = [MPa]podstawowe badanie materiałów kruchych – ceramika, beton, kmaień;+sześcian (15x15x15 do 10x10x10 cm dla betonu i 5x5x5 cm kamień;+walec (d=15 h=30 cm dla betonu, d=h=5cm dla kamienia, d=h=8cm dla zaprawy);+prostopadłościan (drewno a=2, h = 3 cm);Im mniej jednorodna budowa materiału tym wymagana jest większa próbka;Kruchość kk=(ft/fC)dla mat. z grupy kruchych przyjęto za wskaźnik kruchości stosunek wytrzymałości na rozciąganie do wytrzymałości na ściskanie;k<1/8 =>materiał kruchyWytrzymałość na zginanie fbFb=(M/W) [MPa]M=(F*l)/4; W=(b*h2)/6;Głównie oznacza się dla mat.kruchych. Zginanie łączy ze sobą zjawiska towarzyszące ściskaniu i rozciąganiu. Największe τ występuje na powierzchni.Wartości naprężeń występujące w chwili pękania nazywa się umowną wytrzymałością na zginanie;TwardośćDefiniuje się jako zdolność mat. do stawiania oporu trwałym odkształceniom powierzchni lub zarysowaniem, wgniataniem, ścieraniem, cZyli jest miarą odporności materiału na lokalne uszkodzenia obciążeniami:+statycznymi (wgniatanie);(Janki itd.)+dynamicznymi ścieranie); (talk-diament,skala Mohsa)Badania twardości wykonuje się głównie dla mat. okładzinowych i podłogowych);Odporność na wgniatanieDefiniuje się jako odporność na odkształcenia trwałe wywołane działaniem sił skupionych. Wyniki pomiarów zależą od:+wielkości i geometrii wgłębnika (kula, piramida, stożek itd.);+wielkości obciążenia;Wszystkie polegają na wtłaczaniu wgłębnika w badany materiał przy znanym obciążeniu.Metody:+Brinnela (kulka stalowa)-metale,tw.sztuczne+Vickersa (diament,piramida o podst.kwadrat+Rockwella (diament,stożek)-ekstremalnie cinkie próbki;+Knoopa (diament,piramid.)-pomiar mikrotwardości;+Janki (stalowa kulka) – drewno;Zarysowanie i ścieranieJest to zdolność mat.do stawiania oporu na zniszczenie wynikające z tarcia z poruszającymi się obiektami lub materiałami. Oznacza się względną twardość 2 materiałów, twardszy jest w stanie zarysować mniej twardy, na odwrót jest to nie możliwe; Skala Mohsa: 1-talk; 2-gips; 3-kalcyt; 4-fluoryt; 5-apatyt; 6-ortoklaz; 7-kwarc; 8-topraz; 9-korund; 10-diament;Twardość materiału określa się stopniem twardości materiału poprzedzaj/ącego ten, zostawił na próbce wyraźną rysę.ŚcieralnośćOd twardości i sprężystości zależy odporność materiału na ścieranie;sposób wyznaczania i miara zależą od geometrii materiału:+proste kształty (mat.kamienne, ceramika) pomiar na tarczy Bohmego z użyciem określonej porcji mat.ściernego. Miarą jest ubytek masy lub zmniejszenie wysokości próbki po działaniu okre/ślonej normą liczbie obrotów tarczy;+materiały ziarniste – ścierane w bębnie Devala – miarą odporności na ścieranie jest zwiększenie zawartości frakcji drobnej wyznaczonej analizą sitową z różnicy przed i po próbie ścierania;UdarnośćOdporność na działanie spiętrzonych naprężeń; miarą udarności (dawniej wiązkość) jest energia potrzebna do stłuczenia lub złamania próbki w okolicy karbu lub pęknięcia:+mat.kruche fb > ft ;+betony ceramika: fb ≈ 2ft ; fb ≈ (1/5)fC ;ZmęczenieOdporność mat. Na cyklicznie zmieniające się naprężenia nazywa się odpornością na zmęczenie, a rodzaj uszkodzenia materiału nazywa się zmęczeniem (nie dotyczy szkła i kości); (im mniejsze naprężenia tym większa liczba cykli);Pełzanie(właściwości reologiczne) zależne od czasu odkształcenie powstałe pod wpływem długotrwałych obciążeń ( za pełzanie odpowiedzialny jest ruch wody w porach – im bardziej porowaty materiał tym bardziej podatny jest na pełzanie);materiały można podzielić na 3 grupy:+porowate – wrażliwe na zawilgocenie –ruch wody w porach;+bitumiczne i oparte na tw.sztucznych (termoplastyczne);+metale;