Они обуславливают возможность создания из материала конструкций с заданными механическими свойствами. К этой группе относят твердость, истираемость, износ и т.д.
Твердость - способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого материала. От твердости зависит, в частности, истираемость поверхности слоев дорожных покрытий. Твердость каменных материалов можно определить по шкале твердости (табл. 6.1.2).
Таблица 6.1.2
Шкала твердости
| Показатель твердости | Минерал | Характеристика твердости |
| Тальк или мел | Легко чертится ногтем | |
| Каменная соль | Чертится ногтем | |
| Кальцит или ангидрит | Легко чертится стальным ножом | |
| Плавиковый шпат | Чертится стальным ножом под небольшим давлением | |
| Апатит | Чертится стальным ножом под большим нажимом, стекло не чертится | |
| Ортоклаз | Слегка царапает стекло, стальным ножом не чертится | |
| Кварц | Легко чертит стекло, стальным ножом не чертится |
Истираемость - способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий. Истираемость определяют на стандартных машинах, вычисляя массу истертого образца к его площади (г/см2). Истираемость имеет большое значение для строительных материалов, используемых в дорожных покрытиях.
Износ - свойства материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов. Износ определяют на образцах, которые испытывают во вращающихся барабанах со стальными шарами. Показатель износа - потеря массы образца (%) в процессе испытания.
Истираемость щебня (гравия) оценивают путем испытания в полочном барабане. Количество чугунных или стальных шаров в барабане, а также количество оборотов барабана назначают в зависимости от размера испытуемого материала (табл. 6.1.3).
Таблица 6.1.3
Количество шаров и оборотов барабана
| Размер фракции, мм | Количество чугунных или стальных шаров в барабане | Количество оборотов барабана |
| 5-10 | ||
| 10-20 | ||
| 20-40 |
Класс щебня (гравия) по истираемости оценивают по потере в массе. Скорость вращения барабана - 30 оборотов в мин. (рис. 6.1.2).
(6.1.9)
где И - показатель истираемости;
Р 1 - масса щебня (гравия) до испытания;
Р 2 - масса щебня (гравия) после просеивания пробы, прошедшей испытание.
Рис. 6.1.2. Полочный барабан для определения прочности при износе: 1 - полка
По потере массы при износе (истирании) в полочном барабане щебень подразделяют на очень прочный (износ менее 20 %), прочный - 21...30 %, средней прочности - 31...45 %, слабый - 46...55 %, очень слабый - более 56 %.
Коэффициент конструктивного качества (удельная прочность) материала представляет собой отношение прочности (МПа) к средней плотности. Лучшие конструктивные материалы имеют высокую прочность при малой и средней плотности, что способствует созданию легких конструкций. У сплавов из алюминия коэффициент конструктивного качества превышает 250, бетонов - 12...25, кирпича - 5...6.
6.1.5. Технологические свойства
Они характеризуют поведение материалов при технологических процессах, их обработке и переработке (например, буримость, дробимость горных скальных пород; формуемость, слеживаемость, нерасслаиваемость бетонных смесей; вязкость жидкообразных минералов и смесей, твердение, адгезия и др.). По технологическим свойствам судят о возможности переработки и получения доброкачественной продукции из исходных материалов при принятой технологии и имеющемся техническом оборудовании.
Очень часто не представляется возможным определить ту или иную характеристику материала, необходимую для расчетов в технологических и эксплуатационных процессах, точными методами физики, механики и химии. Поэтому в практике используют условные показатели, которые определяют приближенными методами.
Например, вязкость битумов трудно измерить строгими физическими методами, поэтому предложено вязкость вязких битумов определять путем пенетрации (глубина погружения стандартной иглы в битум при температуре 25°С). Вязкость жидких битумов и дегтей определяют с помощью стандартного вискозиметра по времени истечения вяжущего через калиброванное отверстие 5 мм при 60°С.
Удобоукладываемость бетонных смесей - скорость переформования в секундах стандартного конуса из бетонной смеси в равновеликий цилиндр.
Формуемость - свойство смесей, составленных из различных компонентов, приобретать заданную форму при минимальных затратах средств.
Нерасслаиваемость - свойство смеси сохранять неоднородность при транспортировании и формовании.
Названные и многие другие свойства оцениваются количественно условными показателями, несогласующимися с принятой международной системой единиц. Поэтому эти показатели в разных странах неодинаковы, в большинстве случаев они нормированы в пределах одной страны, а иногда - в пределах отрасли.