Гидро- и теплофизические свойства материалов. Гигроскопичность и капиллярное всасывание пористых материалов.
Все строительные материалы можно разделить на две большие группы: в первую относятся те, которые смачиваются водой (гидрофильные), во вторую те, которые водой не смачиваются (их называют гидрофобными). Определяется тип материала очень просто – по капле воды: в том случае, если мы будем иметь дело с гидрофильным веществом, угол, образованный стороной капли и поверхностью материала, будет больше 90°, а если вещество гидрофобное, угол окажется меньше 90°
Рассмотрим
некоторые гидрофизические свойства
строительных материалов более подробно
и начнём мы с гигроскопичности –
способности гидрофильных пористых
материалов поглощать частицы воды из
воздуха, наполненного её парами.
Гигроскопичность строительных материалов
можно охарактеризовать количеством
влаги, поглощённой из воздуха – этот
параметр называют сорбционной или
гигроскопичной влажностью и его
можно определить по нижеприведённой
формуле:
Если пористый материал своей поверхностью касается воды, то имеет место, так называемое капиллярное всасывание (свойство пористо-капиллярных материалов поднимать воду по капиллярам, оно вызывается силами поверхностного натяжения, возникающими на границе раздела твердой и жидкой фаз). Способность строительного материала впитывать в себя влагу посредством капиллярного всасывания и впоследствии её в себе удерживать принято называть водопоглощением. Зависит водопоглощение от того, насколько много пор содержится в материале, а также от их размера и вида.
Различают водопоглощение по массе и водопоглощение по объёму. Объёмное водопоглощение характеризует степень заполнения объёма исследуемого материала водой и рассчитывается с помощью нижеприведённой формулы:
Ve – объём, который имеет образец
материала в естественном состоянии
(см3). Объёмное водопоглощение
достигает максимум 100% и позволяет
оценить лишь открытую пористость
исследуемого образца материала (вода
не может проникнуть в закрытые поры).
Водопоглощение
по массе рассчитывается согласно
следующей формуле:
Влажность — отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии. Вычисляется по тем же формулам, что и водопоглощение, и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественно влажном, а не в насыщенном водой состоянии. Для многих строительных материалов влажность нормирована. Например, влажность молотого мела — 2 %, комового — 12, стеновых материалов — 5...7, воздушно- сухой древесины 12...18%. Водостойкость — свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения Кр = К/Кс— отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой прочности сухого материала Кс - Он изменяется от 0 (для глины) до 1 (стекло, металлы). Материалы, у которых коэффициент размягчения больше 0,75, называют водостойкими. Влагоотдача — это способность материала терять находящуюся в его порах воду. Величину влагоотдачи определяют, измеряя (в процентах) количество воды, испарившейся из образца в течение суток при температуре воздуха 20 °С и его относительной влажности 60%. Вес испарившейся воды равен разнице между весом образца до начала опыта и весом образца после окончания опыта.
Водопроницаемость — свойство материала пропускать через себя воду под давлением. Степень водопроницаемости в основном зависит от строения и пористости материала. Чем больше в материале открытых пор и пустот, тем больше его водопроницаемость. Морозостойкость — свойство материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения и без значительного снижения прочности и массы.