Пружністю твердого тіла називають його властивість мимовільно відновлювати первинну форму і розміри після припинення дії зовнішньої сили. Пружна деформація повністю зникає після припинення дії зовнішньої сили, тому її прийнято називати оборотної.
Пластичністю твердого тіла називають його властивість змінювати форму і розміри під дією зовнішніх сил не руйнуючись, причому після припинення дії сили тіло не може мимовільно відновити свої розміри і форму, і в тілі залишається деяка залишкова деформація, яка називається пластичною деформацією.
Пластичну, або залишкову, деформацію, що не зниклу після зняття навантаження, називають незворотною.
Основними характеристиками деформативних властивостей будівельного матеріалу є: відносна деформація, модуль пружності Юнга і коефіцієнт Пуассона.
Зовнішні сили, прикладені до тіла, викликають зміна міжатомних відстаней, чому відбувається зміна розмірів тіла, що деформується на величину d l в напрямку дії сили.
Відносна деформація дорівнює відношенню абсолютної деформації d l до первісного лінійного розміру l тіла.
Формула розрахунку: є = d l / l,
де є - відносна деформація.
Модуль пружності (модуль Юнга) пов'язує пружну деформацію є і одновісне напруга s лінійним співвідношенням, що виражає закон Гука.
де E - модуль Юнга.
При одноосьовому розтягуванні (стисканні) напруження визначається за формулою:
де Р - діюча сила; F - площа початкового поперечного перерізу елемента.
Приклади будівельних матеріалів по даній властивості:
Модуль пружності є міру жорсткості матеріалу. Матеріали з високою енергією міжатомних зв'язків (вони плавляться при високій температурі) характеризуються і великим модулем пружності.
Залежність модуля пружності Е ряду матеріалів від температури плавлення (t пл.) Дивись в таблиці.
Модуль пружності Е пов'язаний з іншими пружними характеристиками матеріалу за допомогою коефіцієнта Пуассона. Одновісне розтягнення (стиснення) s z викличе деформацію по цій осі - є z і стиснення по бічних напрямках - є x і - є y, які у изотропного матеріалу рівні між собою.
Коефіцієнт Пуассона, або коефіцієнт поперечного стиснення μ дорівнює відношенню:
Приклади будівельних матеріалів по даній властивості:
Коефіцієнт Пуассона бетону - 0,17 - 0,2, поліетилену - 0,4.
Міцність - властивість матеріалу чинити опір руйнуванню під дією внутрішніх напружень, викликаних зовнішніми силами або іншими факторами (обмежена усадка, нерівномірне нагрівання і т. П.).
Міцність матеріалу оцінюють межею міцності (тимчасовим опором) R. певним при даному виді деформації. Схема діаграм деформацій.
Для крихких матеріалів (природних кам'яних матеріалів, бетонів, будівельних розчинів, цегли та ін.) Основною прочностной характеристикою є межа міцності при стисненні.
Межа міцності при осьовому стисненні дорівнює частці від ділення величини руйнівного сили на первісну площа поперечного перерізу зразка (куба, циліндра, призми).
Формула розрахунку: R сж = Р розр / F,
де R сж - межа міцності при осьовому стисненні; Р розр - руйнівна сила; F - початкова площа поперечного перерізу зразка.
Межа міцності при осьовому розтягу R р використовується в якості прочностной характеристики стали, бетону, волокнистих і інших матеріалів.
Залежно від співвідношення R р / R сж можна умовно розділити матеріали на три групи:
1) матеріали, у яких R р> R сж (волокнисті - деревина та ін.); Схема стандартних методовопределенія міцності при стисненні представлена на таблиці.
2) R р = R сж (сталь);
3) R р 
Механічні випробування проводяться на гідравлічному пресі.
Схему стандартних методів визначення міцності при вигині і розтягуванні дивись в таблиці.
Межа міцності при вигині визначають шляхом випробування зразка у вигляді балочок на двох опорах.
Формула розрахунку: R р • і = М / W,
де R р • і - межа міцності при вигині; М - згинальний момент; W - момент опору.
Коефіцієнт конструктивної якості (к.к.к.) матеріалу дорівнює відношенню показника міцності R до відносної середньої щільності p о.
Формула розрахунку: к.к.к. = R / p о.
Отже, це міцність, віднесена до одиниці середньої щільності. Кращі конструкційні матеріали мають високу міцність при малій середньої щільності.
Приклади значень к.к.к. для деяких будівельних матеріалів:
склопластик - 225; деревина (без вад) - 200; сталь високоміцна - 127; сталь - 51; легкий конструкційний бетон - 22,2; важкий бетон - 16,6; легкий бетон - 12,5; цегла - 5,56.
Твердістю називають властивість матеріалу чинити опір проникненню в нього іншого, більш твердого тіла.
Твердість мінералів оцінюють шкалою Мооса. представленої десятьма мінералами, з яких кожен наступний своїм гострим кінцем дряпає всі попередні. Ця шкала включає мінерали в порядку зростання твердості від 1 до 10.
1. Тальк, Mg3 [Si4O10] [OH] 2 - легко дряпається нігтем.
2. Гіпс, CaSO4 • 2H2O - дряпається нігтем.
3. Кальцит, CaCO3 - легко дряпається сталевим ножем.
4. Флюорит (плавиковий шпат), CaF - дряпається сталевим ножем під невеликим натиском.
5. Апатит, Ca5 [PO4] 3 F - дряпається ножем під сильним натиском.
6. Ортоклаз, К2О.Al2О3.6SiO2 - дряпає скло.
7. Кварц, SiO2; топаз, Al2 [SiO4] (F, OH) 2; корунд, Al2 О3; алмаз, С - легко дряпають скло, застосовуються в якості абразивних (истирающих і шліфуються) матеріалів.
Твердість деревини, маталлу, бетону і деяких інших будівельних матеріалів визначають, вдавлюючи в них сталева кулька або твердий наконечник (у вигляді конуса або піраміди). В результаті випробування обчислюють число твердості
HB = P / F,
де F - площа поверхні відбитка.
Від твердості матеріалів залежить їх зношуваність: чим вище твердість, тим менше стираність.
Стираність оцінюють втратою початкової маси зразка матеріалу, віднесеної до площі поверхні стирання F.
де m 1 і m 2 - маса зразка до і після стирання. Розмірність: (г / кв.см).
Це властивість важливо для експлуатації доріг, підлог, сходів, і т. П.
Зносом називають властивість матеріалів чинити опір одночасному впливу стирання і ударів.
Опір удару - здатність матеріалу чинити опір дії удару падаючого вантажу. Для визначення міцності матеріалів при ударі застосовуються спеціальні копри.
Для природних матеріалів маса падаючого вантажу дорівнює 2 кг. Висота падіння від 1 до 90 см. Випробовувані зразки - циліндри, висотою 3 см і діаметром 2 см.