На что влияет водопоглощение

Водопоглощение

Водопоглощение параметр, измеряющий пористость керамической плитки. Высокий коэффициент водопоглощения указывает на то, что структура плитки пористая, а низкий – на то, что структура материала более плотная. Как правило, низкие значения водопоглощения, соответствуют более высоким прочностным характеристикам плитки (поверхностная твёрдость, прочность на изгиб, устойчивость к истиранию, морозостойкость) и, как следствие, влияют на область применения и условия эксплуатации материала.

Водопоглощение плитки измеряется количеством воды, которое поглощает керамическая плитка в определённых лабораторных условиях, и выражается процентным соотношением к массе сухой плитки. Согласно европейскому стандарту EN ISO 10545-3 проникание воды в открытые поры образцов определяют с помощью двух методов: кипячение и водонасыщение в вакууме. При кипячении происходит водонасыщение только легко заполняемых открытых пор, при вакуумном методе заполняются почти все открытые поры. Метод кипячения применяют для классификации керамических плиток или плит, а также для спецификации изделий. Вакуумный метод применяют для определения открытой пористости, кажущейся плотности и объёмной плотности, а также водопоглощения. Суть испытаний заключается в том, что сухие керамические плитки насыщают водой, а затем погружают в воду. Перед испытаниями образцы просушивают при температуре 110±5 °С в специальном термошкафу до постоянной массы, то есть до тех пор пока разность масс после двух последовательных взвешиваний в интервале 24 часов не будет составлять менее 0,1 %. Затем в эксикаторе плиткам дают остыть до комнатной температуры, применяя силикагель или другой соответствующий сушильный агент, но не кислоту. Затем каждую керамическую плитку взвешивают с определённым уровнем точности, результаты регистрируют, и переходят к дальнейшим испытаниям.

Метод кипячения

Керамические плитки помещают в ёмкость вертикально, таким образом, чтобы они не касались друг друга, и были окружены слоем воды толщиной пять сантиметров. Уровень этого слоя сохраняется на протяжении всего испытания. Воду с образцами доводят до кипения и поддерживают процесс кипения на протяжении двух часов. Затем нагревание прекращается, и плитки остывают до комнатной температуры. Для охлаждения иногда используют воду комнатной температуры или охлаждающие тэны. Затем мягкой влажной салфеткой из замши, подсушивают поверхности плиток. Профильные поверхности также тампонируют замшевой салфеткой. Сразу же после такой обработки каждую керамическую плитку взвешивают таким же образом, как и в сухом состоянии.

Вакуумный метод

Керамические плитки помещают в вакуумной камере, так чтобы они не касались друг друга. Затем давление в камере понижают, создают разрежение в 10±1 кПа и поддерживают его в течение получаса. После этого, при созданном разрежении, вакуумную камеру начинают заполнять водой до момента, пока плитки не покроются слоем воды в пять сантиметров. Затем камеру сообщают с атмосферой, а плитки в течение последующих пятнадцати минут выдерживают под водой. После чего плитки извлекают, подсушивают замшевой салфеткой и сразу же взвешивают таким же образом, как и в сухом состоянии.

Отношение масс керамических плиток в сухом и насыщенном водой состоянии позволяет рассчитать водопоглощение по формуле:

Как уже было сказано ранее, пористость оказывает влияние на физические и химические свойства материала. Именно поэтому в европейских стандартах водопоглощение используется в качестве параметра для классификации керамической плитки (например EN 14411). Выбирая плитку, следует помнить, что, чем ниже степень водопоглощения, тем устойчивее будет её сопротивление к интенсивным механическим и гидротермальным воздействиям.

Источник

Как водопоглощение кирпича влияет на выбор кладочного раствора?

Когда у облицовочного кирпича очень низкое водопоглощение (менее 6%) — это хорошо. Он меньше впитывает влагу и меньше разрушается под воздействием низких температур, но при этом усложняется процесс кладочных работ. Рассказываем, почему это происходит и что делать.

Что такое водопоглощение кирпича?

Водопоглощение — это способность кирпича впитывать влагу и удерживать ее внутри. Эта характеристика выражается в процентном соотношении к собственному объему. От водопоглощения напрямую зависит срок эксплуатации керамического изделия. Проникая в кирпич и замерзая, вода расширяется, разрушая его изнутри. Чем больше воды будет питать кирпич, тем больший урон нанесет вода и наоборот.

Стандартным водопоглощением керамического кирпича считается показатель 6-12%. Для клинкерных изделий показатель существенно ниже — не более 3%.

А причем здесь раствор?

Выбор раствора напрямую зависит от водопоглощения используемого кирпича. Дело в том, что у кирпича с нормальным водопоглощением 7-12% сцепление с кладочным раствором происходит за счет пор, а в клинкерных кирпичах и изделиях с минимальным водопоглощением пор практически нет. Сцепление в этом случае происходит за счет химической адгезии, то есть, склеивания поверхностей. Это достигается за счет специальных добавок в растворе. Поэтому для облицовочного кирпича с водопоглощением 6% требуется специальный кладочный раствор, как для клинкерного кирпича.

Если кирпич с низким водопоглощением 5-6% клеить на обычный цементный раствор, то через пару дней такая стена просто развалится.

Какое решение?

Выбрать кладочный раствор, который соответствует водопоглощению вашего лицевого кирпича. Наши эксперты рекомендуют смеси «Квик-микс» V.O.R. из линейки VZ и VM. Например, кладочный раствор VZ01 подходит для кирпича с водопоглощением 2-5%. Его особенность в том, что он решает сразу 2 проблемы: подходит для выполнения кирпичной кладки и отделки швов в одном рабочем цикле.

Цветные кладочные растворы V.O.R. основаны на неорганических щелочестойких красящих пигментах, которые устойчивы к морозу, влаге, жаре и УФ-лучам. На выбор предлагается 12 оттенков смеси: от белого и серого до черного и коричневого. При этом бренд готов предложить и другие цвета по индивидуальному запросу.

Если у вас есть вопросы к экспертам Unimart, пишите их в форме обратной связи ниже или звоните нам по телефону: +7(495)118-39-52.

Источник

Водопоглощение материалов. Выбираем «свою» теплоизоляцию

Водопоглощение материалов. Выбираем «свою» теплоизоляцию

Как меняются теплоизоляционные свойства материала при контакте с водой и паром? Как в теплоизоляцию проникает влага? Что такое сорбционное увлажнение и чем оно отличается от водопоглощения? Вторая статья Дмитрия Абрамова из серии «Своя теплоизоляция».

Перед чтением этой статьи рекомендую ознакомиться с предыдущей: «Коэффициент теплопроводности. Выбираем «свою» теплоизоляцию». Вам понадобятся базовые технические термины, которые были в ней подробно рассмотрены.

Что такое сорбционное увлажнение теплоизоляции, водопоглощение, конденсация водяных паров

В разговорах о свойствах теплоизоляции часто встречаются термины, описывающие конкретные физические процессы.

Сорбция [от лат. sorbere — поглощать] — поглощение твердым телом или жидкостью какого-либо вещества из окружающей среды.
Большой толковый словарь русского языка Кузнецова

Следовательно, сорбционное увлажнение теплоизоляции — это явление поглощения влаги из воздуха, когда водяной пар за счет разницы давлений проходит через теплоизоляцию, и часть этого пара остается внутри.

Водопоглощение — свойство материала поглощать и задерживать воду, определяемое отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала.
Из ГОСТ 10832-2009 «Песок и щебень перлитовые вспученные. Технические условия»

Проще говоря, водопоглощение — когда теплоизоляция набирает влагу при прямом контакте с водой.

Конденсация — переход вещества из газообразного состояния в жидкое или кристаллическое.
Толковый словарь Ожегова

Следовательно, конденсация водяных паров — превращение водяных паров в воду или лед.

Как влага проникает в теплоизоляцию и как она влияет на теплопроводность

Все теплоизоляционные материалы имеют некоторую влажность. Уровень влажности в значительной степени определяет теплоизоляционные свойства материала и его фактический коэффициент теплопроводности. При повышении влажности коэффициент теплопроводности существенно увеличивается. Как следствие теплоизоляционные свойства ухудшаются. Чем меньше в теплоизоляции влаги, тем лучше ее свойства.

Влага накапливается в теплоизоляции по ряду причин. В большинстве случаев, причиной является сорбционное увлажнение и последующая конденсация водяных паров в самом материале.

От чего зависит количество проникающей в изоляцию влаги и как его сократить до минимума

Введем понятие теплоизоляционной конструкции, как оно дается в СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

Теплоизоляционная конструкция — конструкция, состоящая из одного или нескольких слоев теплоизоляционного материала (изделия), защитно-покровного слоя и элементов крепления.
Из СП 61.13330.2012

Примечание: если у теплоизоляции есть пароизоляционный слой (например, фольга или фольгированное покрытие), он тоже входит в состав теплоизоляционной конструкции.

Количество проникающей в теплоизоляцию влаги будет зависеть от следующих параметров:

Для правильного проектирования теплоизоляционных конструкций необходимо знать, как изменяются характеристики теплопроводности применяемых материалов при изменении температуры и влажности во время эксплуатации.

При этом можно избежать конденсации водяных паров в теплоизоляционной конструкции за счет правильного конструктивного решения с применением сплошного (непрерывного) пароизоляционного слоя.

Методы определения сорбционных свойств материалов и их водопоглощения. Как правильно сравнивать результаты

Существуют разные методики измерения сорбционной влажности и водопоглощения. Например, сорбционную влажность материала можно определить по еще советскому, но физически точному ГОСТ 24816, актуализированному в 2014 году, и по ГОСТ 17177-91.

По ГОСТ 24816 испытания проводятся при температуре 20±0,5 °C, имеют установленные параметры влажности воздуха и дают более точный результат. Измерения характеризуются законченным процессом сорбции ввиду длительности испытаний, и позволяют достаточно точно описать процесс сорбции различных материалов.

По ГОСТ 17177-91 испытания проводятся по ускоренной методике при 22±5 °C, параметры влажности воздуха вписываются в результаты по факту проведения испытаний. Сам метод называется «Метод ускоренного определения сорбционной влажности», его результаты менее точные.

Я рекомендую сравнивать сорбционные свойства теплоизоляции, определенные по стандартам ГОСТ 24816, как более точные.

Материалы ALMALEN, например, в лидерах среди одноклассников по этому показателю: от 0,4 до 1,9 % по массе, в зависимости от линейки продукции. Значения указаны при 97 % относительной влажности воздуха.

Водопоглощение материалов ранее определялось по ГОСТ 4650-80, теперь же оно определяется по гармонизированным европейским методикам, описанным, например в ГОСТ Р EN 1609.

Гармонизация стандарта — приведение его содержания в соответствие с другим стандартом для обеспечения взаимозаменяемости продукции (услуг), взаимного понимания и сопоставимости результатов испытаний и информации, содержащейся в стандартах.

При сравнении результатов водопоглощения по массе учитывайте плотность материала. 5 % увлажнение теплоизоляционного материала плотностью 100 кг/м 3 и объемом 0,1 м 3 означает, что изоляция содержит 500 г воды. А 5 % увлажнение при плотности 30 кг/м 3 и том же объеме 0,1 м 3 — это всего 150 г воды в изоляции.

Источник

Водостойкость и пористость материалов

Водостойкость

Водостойкость – способность материала сохранять прочность при насыщении водой. У одних материалов (например, у цементного бетона) прочность при насыщении водой увеличивается, у других (например, у гипсовых материалов) – резко снижается.

Показателем водостойкости является коэффициент размягчения К_разм, который определяется как отношение предела прочности (при сжатии) материала в насыщенном водой состоянии R_cx к пределу прочности сухого материала R_сж: К_разм = R‘_сж / R_сж

Значения коэффициента размягчения для различных материалов находятся в интервале от 0 (необожженные глиняные материалы) до 1 (стекло, металлы, битум, фарфор). Материалы с коэффициентом размягчения не менее 0,8 относят к водостойким. Водостойкими, например являются кварцит, гранит, мрамор и др.

Пористость

Для сыпучих материалов вычисляется межзерновая пористость (пустотность). Она определяется по этой же формуле, только для расчета вместо истинной плотности берут среднюю плотность, или насыпную среднюю плотность.

В объеме материала могут одновременно находиться поры и пустоты. Поры (от греческого порос – выход, отверстие) – это мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой, пустоты – более крупные ячейки и полости между кусками рыхло насыпанного материала, заполненные воздухом.

Пористость материала существенно влияет на такие его свойства, как средняя плотность, прочность, водопоглощение, влажность, водопроницаемость, морозостойкость, теплопроводность и др.

Примерные значения пористости, %, для некоторых строительных материалов приведены ниже:

металлы и стекло 0

туф вулканический 20—60

Пористость – физическое свойство, используемое при косвенной оценке водо- поглощения горных пород, их долговечности и т. п. Пористость вычисляют по известным значениям средней и истинной плотности.

Водопоглощение

Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать в порах воду. Оно, как правило, не характеризует истинную пористость материала, так как часть пор оказывается недоступной для воды, а в заполненных водой порах частично остается воздух. Водопоглощение определяют по массе B_мас или объему В_об в процентах.

Водопоглощение B_мас равно отношению массы воды, поглощенной образцом при насыщении, к массе сухого образца: B_мас = [(m₁ – m) / m] • 100 %, где m – масса сухого образца, кг; m₁ – масса насыщенного водой образца, кг.

Водопоглощение В_об равно отношению массы воды, поглощенной образцом при насыщении, к объему образца: В_об = [(m₁ – m) / V] • 100 %

Для перехода B_мас к В_об пользуются фор мулой В_об = V_мас γ, которая выводится из уравнения В_об / В_мас = (m₁ – m) / V: (m₁ – m) / m = m / V = γ.

Увлажнение и насыщение строительных материалов водой, как правило, отрицательно влияет на их основные свойства – увеличивает среднюю плотность, тепло- и электропроводность, снижает прочность. Водопоглощение зависит от количества и характера пор. Примерные значения водопоглощения, %, для различных материалов приведены ниже:

керамическая плитка для полов 1—4

Водопоглощение – важное физическое свойство камня, которым пользуются при ориентировочной оценке его долговечности. Так, например, если указанный параметр у породы не превышает 0,5 %, ее не испытывают на морозостойкость, полагая, что порода имеет вполне достаточную долговечность (в стандартах на блоки и на камни бортовые). У горных пород, используемых при производстве стеновых материалов, водопоглощение не должно превышать: для вулканических туфов – 50, для других пород—30%.

Определение водопоглощения горной породы производят на пяти образцах – кубиках с размером ребра 40—50 мм или цилиндрах с диаметром и высотой 40—50 мм. Каждый образец очищают щеткой от рыхлых частиц, пыли и высушивают до постоянной массы. После полного остывания образцов на воздухе их взвешивают на настольных или циферблатных весах, укладывают в сосуд с водой комнатной температуры в один ряд (уровень воды в сосуде должен быть на 20—100 мм выше верхней грани образцов) и выдерживают в течение 48 ч. Далее образцы вынимают из сосуда,- вытирают досуха мягкой тканью и поштучно взвешивают. При этом массу воды, вытекшей из пор образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца.

Водопоглощение горной породы вычисляют как среднее арифметическое результатов определения водопоглощения пяти образцов. Значения этого показателя для наиболее распространенных видов облицовочного камня СНГ даны в приложении.

Влажность – количество содержащейся в материале влаги, отнесенное к массе материала в сухом состоянии. Влажность W вычисляют по формуле W = [(m₁ – m) / m] • 100 % (здесь m – масса сухого образца, кг; m₁
– масса влажного образца, кг).

Влажность учитывают при транспортировке, хранении и приемке материалов по массе. Она влияет на теплопроводность, устойчивость к гниению и некоторые другие свойства материалов.

Водопроницаемость

Водопроницаемость – свойства материала пропускать воду под давлением. Это одна из главных эксплуатационных характеристик кровельных и гидроизоляционных материалов, брезентов, кожи, Величина водопроницаемости определяется количеством воды (мл), которое пропускает материал в единицу времени (ч) через площадь (1 см 2 ) при постоянном давлении.

Обратным свойством – водонепроницаемостью – характеризуются особо плотные материалы (например, сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).

Источник

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Физические свойства и структурные характеристики

Под истинной плотностью (кг/м 3 ) понимают массу единицы объема абсолютно плотного материала.

Под средней плотностью понимают массу единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии (с пустотами и порами). Средняя плотность одного и того же вида материала может быть разной в зависимости от пористости и пустотности.

Сыпучие материалы (песок, щебень, цемент и др.) характеризуются насыпной плотностью — отношением массы зернистых и порошкообразных материалов ко всему занимаемому ими объему, включая и пространство между частицами. От плотности материала в значительной мере зависят его технические свойства, например прочность, теплопроводность. Этими данными пользуются при определении толщины ограждающих конструкций отапливаемых зданий, размера строительных конструкций, расчетах транспортных средств, подъемно-транспортного оборудования и др. Значения средней плотности строительных материалов находятся в широких пределах.

Плотность зависит от пористости и влажности материала. С увеличением влажности плотность материала увеличивается. Показатель плотности является характерным и для оценки экономичности.

Пористостью (%) материала называют степень заполнения его объема порами. Поры — это мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой. Поры бывают открытые и закрытые, мелкие и крупные. Мелкие поры, заполненные воздухом, придают строительным материалам теплоизоляционные свойства. По величине пористости можно приближенно судить о других важных свойствах материала: плотности, прочности, водопоглощении, долговечности и др. Для конструкций, от которых требуется высокая прочность или водонепроницаемость, применяют плотные материалы, а для стен зданий — материалы со значительной пористостью, обладающие хорошими теплоизоляционными свойствами.
Открытые поры сообщаются с окружающей средой и могут сообщаться между собой, они заполняются водой при погружении в ванну с водой. В материале обычно имеются открытые и закрытые поры. В звукопоглощающих материалах специально создаются открытая пористость и перфорация для большего поглощения звуковой энергии.

Закрытая пористость по размерам и распределению пор характеризуется: а) интегральной кривой распределения объема пор по их радиусам в единице объема и б) дифференциальной кривой распределения объема пор по их радиусам.

Пористость, полученная с помощью ртутного поромера, позволяет определить размер и объем пор каждой величины и оценить форму их. Ртуть не смачивает поры большинства строительных материалов и проникает в них при повышенном давлении. при нулевом давлении несмачивающая жидкость не будет проникать в поры.

Удельную поверхность порового пространства определяют, используя средний условный радиус пор или адсорбционными методами (по адсорбции водяного пара, азота или другого инертного газа).

Удельная поверхность (см 2 /г) пропорциональна массе адсорбированного водяного пара (газа), необходимой для покрытия мономолекулярным слоем всей внутренней поверхности пор (в 1 г на 1 г сухого материала).

Свойства строительного материала определяются его составом, структурой и прежде всего значением и характером пористости.

Пустотность — количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпанного материала (песка, щебня и т. п.) или имеющихся в некоторых изделиях, например в пустотелом кирпиче, панелях из железобетона. Пустотность песка и щебня составляет 35. 45%, пустотелого кирпича — 15. 50%.

Водопроницаемость — способность материала поглощать воду при увлажнении и отдавать ее при высушивании. Насыщение материала водой может происходить при действии на него воды в жидком состоянии или в виде пара. В связи с этим соответственно различают два свойства материала: гигроскопичность и водопоглощение.

Гигроскопичность — свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их вследствие капиллярной конденсации. Она зависит от температуры воздуха, его относительной влажности, вида, количества и размера пор, а также от природы вещества. Одни материалы энергично притягивают своей поверхностью молекулы воды, и их называют гидрофильными, другие отталкивают воду, и их относят к гидрофобным. Отдельные гидрофильные материалы способны растворяться в воде, тогда как гидрофобные стойко сопротивляются действию водной среды. При прочих равных условиях гигроскопичность материала зависит от его природы, величины поверхности, структуры (поры и капилляры). Материалы с одинаковой пористостью, но имеющие более мелкие поры и капилляры, оказываются более гигроскопичными, чем крупнопористые материалы.

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать воду. Характеризуется оно количеством воды, поглощаемой сухим материалом, погруженным полностью в воду, и выражается в процентах от массы.

Водопоглощение всегда меньше истинной пористости, так как часть пор оказывается закрытой, не сообщающейся с окружающей средой и недоступной для воды. Объемное водопоглощение всегда меньше 100%, а водопоглощение по массе у очень пористых материалов может быть более 100%.

Водопоглощение строительных материалов изменяется главным образом в зависимости от объема пор, их вида и размеров. Влияют на величину водопоглощения и природа вещества, степень гидрофильное его.

В результате насыщения водой свойства материалов значительно изменяются: увеличиваются плотность и теплопроводность, а в некоторых материалах (древесине, глине) увеличивается объем (они разбухают), понижается прочность вследствие нарушения связей между частицами материала проникающими молекулами воды.

Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии называется коэффициентом размягчении.
Этот коэффициент характеризует водостойкость материала. Для легкоразмокаемых материалов (глина) Кразм = 0, для материалов (металл, стекло), которые полностью сохраняют свою прочность при действии воды, Кразм = 1. Материалы с Кразм > 0,8 относят к водостойким материалы с Кразм 2 площади испытуемого материала при давлении 1 МПа. Плотные материалы (сталь, стекло, битум, большинство пластмасс) водонепроницаемы.

Морозостойкость — способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Систематические наблюдения показали, что многие материалы в условиях попеременного насыщения водой и замораживания постепенно разрушаются. Разрушение происходит в связи с тем, что вода, находящаяся в порах материала, при замерзании увеличивается в объеме примерно до 9%. Наибольшее расширение воды при переходе в лед наблюдается при температуре —4°С; дальнейшее понижение температуры не вызывает увеличения объема льда. При заполнении пор водой и ее замерзании стенки пор начинают испытывать значительные напряжения и могут разрушаться. Определение степени морозостойкости материала производят путем замораживания насыщенных водой образцов при температуре от — 15 до —17°С и последующего их оттаивания. Такую низкую температуру опыта принимают по той причине, что вода в тонких капиллярах замерзает только при —10 °С.

Морозостойкость материала зависит от плотности и степени насыщения водой их пор. Плотные материалы морозостойки. Из пористых материалов морозостойкостью обладают только такие, у которых имеются в основном закрытые поры или вода занимает менее 90% объема пор. Материал считают морозостойким, если после установленного числа циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии прочность его снизилась не более чем на 15%, а потери в массе в результате выкрашивания не превышали 5%. Если образцы после замораживания не имеют следов разрушения, то степень морозостойкости устанавливают по коэффициенту морозостойкости.

Для морозостойких материалов Kf не должен быть менее 0,75. По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания (степени морозостойкости) материалы имеют марки F 10, 15; 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более.

В лабораторных условиях замораживание образцов производят в холодильных камерах. Один — два цикла замораживания в камере дают эффект, близкий к (3. 5)-годичному действию атмосферы. Существует также ускоренный метод испытания, по которому образцы погружают в насыщенный раствор сернокислого натрия и затем высушивают при температуре 100. 110°С. Образующиеся при этом в порах камня кристаллы десятиводного сульфата натрия (со значительным увеличением объема) давят на стенки пор еще сильнее, чем вода при замерзании. Такое испытание является особо жестким. Один цикл испытания в растворе сернокислого натрия приравнивается к 5. 10 и даже 20 циклам прямых испытаний замораживанием.

Теплопроводность — свойство материала пропускать тепло через свою толщину. Теплопроводность материала оценивают количеством тепла, проходящим через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м 2 за 1 ч при разности температур на противоположных плоскопараллельных поверхностях образца в 1°С. Теплопроводность материала зависит от многих факторов: природы материала, его структуры, степени пористости, характера пор, влажности и средней температуры, при которой происходит передача тепла. Материалы с закрытыми порами менее теплопроводны, нежели материалы с сообщающимися порами. Мелкопористые материалы имеют меньшую теплопроводность, чем крупнопористые. Это объясняется тем, что в крупных и сообщающихся порах возникает движение воздуха, сопровождающееся переносом тепла. Теплопроводность однородного материала зависит от плотности. Так, с уменьшением плотности материала теплопроводность уменьшается, и наоборот. Общей зависимости между плотностью материала и теплопроводностью не установлено, однако для некоторых материалов, имеющих влажность 1. 7% по объему, такая зависимость наблюдается.

На теплопроводность значительное влияние оказывает влажность. Влажные материалы более теплопроводны, нежели сухие. Объясняется это тем, что теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха.

Теплопроводность характеризует теплофизические свойства материалов, определяя их принадлежность к классу теплоизоляционных (А — до 0,082; Б — 0,082. 0,116 и т. д.), конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных (более 0,210).

Теплопроводность материала можно также характеризовать термическим сопротивлением, величиной, обратной теплопроводности.

Теплопроводность имеет очень важное значение для материалов, используемых в качестве стен и перекрытий отапливаемых зданий, для изоляции холодильников и различных тепловых агрегатов (котлов, теплосетей и т. п.). От величины теплопроводности непосредственно зависят затраты на отопление зданий, что особенно важно при оценке экономической эффективности ограждающих конструкций жилых домов и др.

Термическое сопротивление — важная характеристика наружных ограждающих конструкций; от нее зависят толщина наружных стен и затраты на отопление зданий.

Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании тепло. Характеризуется теплоемкость удельной теплоемкостью.

Удельная теплоемкость стали составляет 460, каменных материалов — 755. 925; тяжелого бетона — 800. 900; лесных материалов — 2380. 2720. Теплоемкость материала имеет важное значение в тех случаях, когда необходимо учитывать аккумуляцию тепла, например при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, с целью сохранения температуры в помещении без резких колебаний при изменении теплового режима, при расчете подогрева материала для зимних бетонных работ, при расчете печей и т. д.

Огнестойкость — способность материала выдерживать действие высокой температуры без потери несущей способности (большого снижения прочности и значительных деформаций).

Это свойство важно при пожарах, а так как в процессе тушения пожаров применяют воду, то при оценке степени огнестойкости материала действие высокой температуры сочетают с действием воды.

Строительные материалы по огнестойкости делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы под воздействием высокой температуры или огня не тлеют и не обугливаются (природные и искусственные неорганические материалы, металлы). Однако одни из этих материалов под воздействием высокой температуры не растрескиваются и не деформируются, например керамический кирпич, а другие, в частности сталь, подвержены значительным деформациям. Поэтому стальные конструкции не могут быть отнесены к огнестойким. Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высоких температур обугливаются, тлеют или с трудом воспламеняются, но продолжают гореть или тлеть только при наличии огня (древесина, пропитанная огнезащитными составами). Сгораемые материалы горят и тлеют под воздействием огня или высоких температур и продолжают гореть после устранения огня (все органические материалы, не подвергнутые пропитке огнезащитными составами).

Огнеупорность — свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур не деформируясь и не расплавляясь. Материалы по степени огнеупорности подразделяют на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. К огнеупорным относят материалы, выдерживающие продолжительное воздействие температуры от 1580°С и выше. Тугоплавкие выдерживают температуру 1350. 1580°С, а легкоплавкие имеют огнеупорность ниже 1350°С.

Термическая стойкость материала характеризуется его способностью выдерживать определенное количество циклов резких тепловых изменений без разрушения. Термическая стойкость зависит от степени однородности материала, температурного коэффициента расширения составляющих его частей. Чем меньше коэффициент температурного расширения, тем выше термическая стойкость материала. К термически нестойким материалам можно отнести стекло, гранит.

Радиационная стойкость — свойство материала сохранять свою структуру и физико-механические характеристики после воздействия ионизирующих излучений. Развитие атомной энергетики и широкое использование источников ионизирующих излучений в различных отраслях народного хозяйства вызывают необходимость оценки радиационной стойкости и защитных свойств материалов. Уровни радиации вокруг современных источников ионизирующих излучений настолько велики, что может произойти глубокое изменение структуры материала. Поток радиоактивного излучения при встрече с конструкциями из данного материала может поглощаться в разной степени в зависимости от толщины ограждения, вида излучения и природы вещества защиты. Для защиты от нейтронного потока применяют материалы, содержащие в большом количестве связанную воду; от у-излучений — материалы с большой плотностью (свинец, особо тяжелый бетон). Связанную воду содержат гидратиро-ванные бетоны, лимонитовая руда (водный оксид железа) и др. Уменьшить интенсивность проникания нейтронного излучения через бетон можно путем введения в него специальных добавок (бора, кадмия, лития).

Химическая стойкость — способность материала сопротивляться воздействию кислот, щелочей, растворов солей и газов.

Наиболее часто подвергаются действию агрессивных жидкостей и газов санитарно-технические сооружения, канализационные трубы, животноводческие помещения, гидротехнические сооружения (находящиеся в морской воде, имеющей большое количество растворенных солей). Не способны сопротивляться действию даже слабых кислот карбонатные природные каменные материалы — известняк, мрамор и доломит; не стоек к действию концентрированных растворов щелочей битум. Наиболее стойкими материалами по отношению к действию кислот и щелочей являются керамические материалы и изделия, а также многие изделия на основе пластмасс.

Долговечность — способность материала сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации. Такими факторами могут быть: изменение температуры и влажности, действие различных газов, находящихся в воздухе, или растворов солей, находящихся в воде, совместное действие воды и мороза, солнечных лучей. При этом потеря материалом механических свойств может происходить в результате нарушения сплошности структуры (образования трещин), обменных реакций с веществами внешней среды, а также в результате изменения состояний вещества (изменения кристаллической решетки, перекристаллизации, перехода из аморфного в кристаллическое состояние). Процесс постепенного изменения (ухудшения) свойств материалов в эксплуатационных условиях иногда называют старением.

Долговечность и химическая стойкость материалов непосредственно связаны с величиной затрат на эксплуатацию зданий и сооружений. Повышение долговечности и химической стойкости строительных материалов является наиболее актуальной задачей в техническом и экономическом отношениях.

Источник