- •Лекция 2. Стандартизация свойств. Физические, механические, физико-химические свойства см. Долговечность и надежность
- •2.1. Стандартизация свойств. Марки материалов
- •2.2. Физические свойства
- •2.2.1. Истинная плотность
- •2.2.2. Средняя плотность
- •2.2.3.Насыпная плотность
- •Относительная плотность
- •Пористость
- •2.2.12. Влагоотдача
- •2.2.13. Водопроницаемость
- •2.2.17. Морозостойкость
- •2.2.18. Теплопроводность
- •2.2.19. Теплоемкость
- •2.2.20. Теплостойкость
- •2.2.21. Термическая стойкость
- •2.2.22. Коэффициент линейного температурного расширения (клтр)
- •2.2.23. Огнестойкость
- •2.2.24. Огнеупорность
- •2.2.25. Жаростойкость
- •2.2.26. Акустические свойства
2.2.17. Морозостойкость
Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многоразовое попеременное замораживание и оттаивание без уменьшения прочности при сжатии и потерь массы в нормальных условиях.
Марка по морозостойкости характеризуется оптимальным числом циклов замораживания – оттаивания, которое выдерживает исследуемый материал. Например, кирпич керамический выпускают марок F15, F25, F35, F50 (цифры обозначают число циклов).
Наиболее морозостойкие материалы – плотные материалы с низким водопоглащением, однородные по структуре.
Коэффициент насыщения пор водой - отношение водопоглощения по объему к пористости. Позволяет оценить структуру материала. Изменяется от нуля (все поры замкнутые) до единицы (все поры открыты, т.е. ):
. (2.11).
Морозостойкость – свойство материала, насыщенного водой, выдерживать многократное замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушения и снижения прочности. Материал считают выдержавшим испытания, если потеря массы образцов составляет не более 5 %, а прочность снижается не более чем на 15 %. Косвенно характеризуется коэффициентом насыщения . При менее 0,8 материал морозостоек.
2.2.18. Теплопроводность
Теплопроводность – это способность материала передавать теплоту от одной поверхности к другой при наличии разницы температур на этих поверхностях. Характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей через материал толщиной 1 м площадью 1 м2 в течение 1 с при разности температур на противоположных поверхностях материала . Из всех природных и искусственных материалов воздух имеет наименьшую теплопроводность .
Значение зависит от степени пористости и характера пор, структуры, влажности, температуры, а также от вида материала. Наибольшее влияние на теплопроводность оказывает пористость.
Строительные материалы с мелкими и закрытыми порами меньше теплопроводны. Материалы с большими и соединенными между собой порами, характеризуются более высокой теплопроводностью (возникает движение воздуха, конвекция).
Для приблизительного определения теплопроводности для материалов минерального происхождения существует эмпирическая формула В.П. Некрасова:
, (2.12)
где - - относительная плотность.
Теплопроводность учитывается при теплотехнических расчетах толщины стен и перекрытий отапливаемых зданий. Она связана с термическим сопротивлением :
, (2.13)
где - термическое сопротивление однослойной ограждающей конструкции, ;
- толщина стенового материала, м.
От значения термического сопротивления зависят толщина наружных ограждающих конструкций и затраты на отопление здания.
Для гранита ; тяжелого бетона – 1,1…1,5; керамического кирпича 0,7…0,8.
2.2.19. Теплоемкость
Способность материала в момент нагревания аккумулировать (поглощать) теплоту. Она характеризуется удельной теплоемкостью – количеством теплоты, необходимой для нагревания единицы массы на :
, (2.14)
где - - количество теплоты, необходимой для нагревания материала, Дж;
- масса материала, кг;
- соответственно конечная и начальная температура, .
Для жилых и отапливаемых зданий выбирают материал с небольшой, но более высокой, чем удельная, теплоемкостью .
Например, удельная теплоемкость каменных природных и искусственных материалов составляет 0,76…0,92 , сухой древесины 2,7…3,0. Поэтому древесные стены аккумулируют больше теплоты, чем каменные, а спустя некоторое время отдают ее в середину помещения.