Шпаргалка по Архитектуре (стр. 3 из 6)

где т_с — масса сухого образца, г; т_в — масса влажного образца, г.

При увлажнении материалы изменяют свои свойства увеличиваются плотность, теплопроводность и снижается прочность.

Поэтому при хранении и перевозке строительных материалов ГОСТ требует предохранения их от увлажнения.

Водопоглощением называют свойство материалов впитывать и удерживать воду. Водопоглощение определяют по стандартной методике, погружая образцы материала в воду с температурой 20 ± 2 °С и выдерживая их в воде определенное время. Водопоглощение можно определить по отношению к массе сухого материала или по отношению к естественному объему материала. Различают водопоглощение по массе — W и по объему — W и вычисляют их по формулам (в %):

где т_с — масса сухого образца, г; т_н— масса образца, насыщенного

водой, г; V— объем образца в естественном состоянии, см³.

Водопоглощение материала обычно меньше его пористости, так как поры могут быть закрытыми или очень мелкими и вода в них не проникает, а в очень крупных порах вода не удерживается. У высокопористых материалов (древесина, минераловатные и стекловолок-нистые плиты) водопоглощение по массе может быть более 100%; объемное водопоглощение всегда меньше 100%.

Для насыщения водой образец погружают в воду постепенно или выдерживают его в кипящей воде (СТБ 4.2306—94).

В результате насыщения водой свойства материалов значительно изменяются: увеличиваются теплопроводность, плотность, а у некоторых материалов (например, у дерева) также и объем.

Установим зависимость между водопоглощением по массе и по объ

Показатели водопоглощения строительных материалов различны. Например, водопоглощение по массе гранита 0,1...0,8%, керамических плиток для полов — 1...4, тяжелого бетона — 2...3, керамического кирпича — 8...15, теплоизоляционных газосиликатных материалов — 50...75%.

Увлажнение и насыщение водой отрицательно влияет на прочность материалов, снижая ее.

Водостойкостью материала называют его способность сопротивляться разрушительному действию влаги. Количественно водостойкость материала оценивают коэффициентом размягчения К_р. Последний равен отношению предела прочности материала, насыщенного водой R_н, к пределу прочности сухого материала R_с: К_р = R_н /R_с.

Коэффициент размягчения колеблется в пределах от 0 (у глиняных необожженных материалов) до 1 (у стали, битумов). Материалы с коэффициентом размягчения больше 0,8 называют водостойкими.

Водостойкость — важная характеристика строительных материалов, которые применяют в гидротехнических сооружениях. Водостойкость можно повысить искусственно, снижая гидрофильность, уменьшая смачиваемость материалов водой, а также нанесением гидрофобных покрытий.

Высокая гидрофобность и водостойкость некоторых материалов позволяют применять их в качестве гидроизоляционных материалов (битумы, полимерные пленки).

Влагоотдача — свойство материала отдавать воду при наличии соответствующих условий в окружающей среде (повышении температуры, движении воздуха, снижении влажности воздуха).

Водопроницаемостью называют способность материала пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 см² площади испытуемого материала (образца) при постоянном давлении. Материалы особо плотные, т.е. у которых истинная и средняя плотности равны (металл, стекло), являются водонепроницаемыми.

Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации Кф (м²/ч). Коэффициент фильтрации обратно пропорционален водонепроницаемости материала.

Чем больше коэффициент фильтрации, тем ниже марка материала по водонепроницаемости. Например, водонепроницаемость бетона характеризуется марками W2, W4, W6, W8, WlO, W12 (цифры обозначают максимальное давление в МПа: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2).

. Теплофизические свойства строительных материалов

Морозостойкость — свойство насыщенного водой материала выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания без признаков разрушения и значительного снижения прочности.

Определение морозостойкости материалов проводят в лабораториях на стандартных образцах (бетонные кубы, кирпич и т.п.). Перед испытанием образцы насыщают водой. После этого их помещают в холодильные камеры, замораживают при температуре от —15 до -20 °С и выдерживают некоторое время (4...8 ч), чтобы вода замерзла даже в тонких порах. Затем образцы оттаивают в воде комнатной температуры +20 °С в течение 4 ч и более. Одно такое испытание называют циклом. Число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое должен выдерживать материал без разрушения при условии, что прочность его понизится не более чем на 25%, а потеря массы не превысит 5%, и характеризует морозостойкость материала. По степени морозостойкости, т.е. по числу выдержанных циклов, материалы подразделяют на марки: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200, F300, F400, F500 (СТБ 4.204—94). Например, керамический кирпич по морозостойкости подразделяют на марки F15, F25, F35, F50; тяжелый бетон — F50, F75, F100, F150, F200, F300.

Пористые материалы, как правило, являются достаточно морозостойкими, если при насыщении вода заполняет не более 85% объема пор. Значит, наибольшей морозостойкостью обладают плотные материалы и материалы с закрытой структурой пор и пустот. Обычно после замораживания наблюдается понижение прочности материала по сравнению с прочностью в водонасыщенном состоянии.

Отношение предела прочности при сжатии замороженного образца к пределу прочности при сжатии образца, насыщенного водой, называется коэффициентом морозостойкости К_F :

У морозостойких материалов К_F > 0,75. По результатам лабораторных испытаний строительных материалов на морозостойкость можно прогнозировать срок их службы в естественных условиях: один цикл испытаний примерно соответствует трем годам эксплуатации.

Морозостойкость гидротехнических и дорожных покрытий F50...F300. Применением поверхностно-активных веществ (ПАВ) регулируют структуру бетона и существенно повышают его морозостойкость.

При выборе материалов важно знать их реакцию на действие высоких температур, открытого огня, звуковых волн, различных излучений. Эти характеристики определяют области применения материалов общего и специального назначения. Так, материалы ограждающих конструкций зданий и сооружений должны уменьшать теплообмен с окружающей средой; важным показателем надежности конструкционных и отделочных материалов является их огнестойкость; при выборе материалов для звукопоглощающих облицовок нужно знать их акустические свойства.

Свойства материалов, связанные с изменением температуры, называют теплофизическими.

Теплопроводностью называют свойство материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Свойство проводить тепло является общим для всех строительных материалов, однако теплопроводность разных материалов различна (см. табл. 1).

Теплопроводность материала зависит от характера пор и вида материала, его пористости, влажности, плотности и средней температуры, при которой происходит передача тепла.

Степень теплопроводности различных строительных материалов характеризуется теплопроводностью, которая обозначается буквой \.

Рассмотрим передачу тепла плоской стеной с параллельными ограничивающими поверхностями из материала толщиной а (м) и площадью А (м²). Если на поверхностях стены будут различные, но постоянные температуры Т₁ и T₂ (Т₁ > Т₂ ), то через стену будет проходить постоянный тепловой поток. Количество тепла Q (Дж), проходящее через стену за Z с, прямо пропорционально разности температур, площади стены и времени Z и обратно пропорционально толщине стены:

отсюда можно определить теплопроводность (Вт/(м·К)):

т.е. теплопроводность численно равна количеству теплоты, проходящей за 1 с через стену толщиной 1 м площадью 1 м² при разности температур на поверхностях 1 К (СТБ 4.206—94).

Большинство строительных материалов содержит поры, пустоты. Теплопроводность воздуха λ = 0,020 Вт/(м·К) меньше, чем у твердых материалов. Поэтому увеличение пористости материалов приводит к снижению теплопроводности. Иногда теплопроводность материалов характеризуют величиной, обратной теплопроводности — термическим сопротивлением: R=-1/λ . Теплопроводность воздуха очень низкая, вследствие этого он оказывает большое термическое сопротивление прохождению теплового потока. Характер пор также влияет на теплопроводность материала. При одинаковой пористости теплопроводность материала будет тем меньше, чем мельче поры, так как в крупных порах происходит передача теплоты конвекцией. Теплопроводность возрастает при наличии сообщающихся крупных пор. Материалы с замкнутыми порами менее теплопроводны, чем с сообщающимися.