5. Гидроскопичность и влажность материалов и факторы их определяющие. Гигроскопичность строительных материалов

 

— свойство материалов поглощать (сорбировать) влагу из окружающего влажного воздуха. Количество влаги, поглощенной (при установившемся гигротермическом равновесии) весовой единицей материала, зависит от относительной влажности и темп-ры окружающей воздушной среды, а также от природы материала (химич. состава, физич. структуры, гидрофильности). Особенности гигроскопичности отдельных строит, материалов выражаются изотермами сорбции — кривыми зависимости количества поглощенной влаги от относительной влажности воздуха при определенной темп-ре. Процессы сорбции у плотных строит, материалов протекают очень медленно; для завершения поглощения влаги до равновесного состояния требуется неск. месяцев. Поэтому исследованиями, проводимыми на сравнительно больших образцах, помещаемых на ограниченный срок во влажную воздушную среду (напр., кубики 7X7X7 см в течение 10 суток), нельзя установить макс, количество поглощенной влаги— предел гигроскопичности. Свойства гигроскопичности важны при расчете влагоизоляции и оценке долговечности конструкций. Отношение разности между макс, значением гигроскопич. влажности и влажностью материала в воздушно-сухом состоянии к разности соответствующих значений влажности окружающей воздушной среды характеризует влагоемкость (пароемкость) материала, от величины к-рой зависит требуемая непроницаемость влагоизоляционных слоев конструкции. В тех случаях, когда влажность приближается к пределу гигроскопичности или превышает его, возрастает опасность постепенного разрушения материалов от биологич. процессов, действия влаги, мороза, коррозии и сокращается долговечность конструкций.

Гигроскопичность

Анализируя вышеизложенное, можно заключить, что при уменьшении радиуса пор ниже критического значения (< 0,5 мкм) исчезает капиллярный подсос, однако жидкость все же заполняет даже мельчайшие поры за счет конденсации паров на их стенки с последующим переходом пленок в столбик жидкости. Такое свойство заполнения пор жидкостью называют гигроскопичностью структуры.

Согласно эмпирическому уравнению Фрейндлиха можно рассчитать количество адсорбированного газа или водяного пара (α):

α = Kp^l/n,

где: p^l/n — давление газа;

       К и п — эмпирические параметры, постоянные для адсорбента и газа при определенной температуре.

Такие высокопористые материалы, как силикагель, древесина керамзитовый гравий и др., могут быть использованы в качестве регуляторов влажности в замкнутых объемах. Ограждающие конструкции из древесины и керамического кирпича благодаря гигроскопичности структуры и в зависимости от климатических условий регулируют влажностный режим помещения, т.е. они как бы дышат.

П.А. Ребиндер дает следующую классификацию пор по насыщению их жидкостью (табл. 3.4).

Пористость как основная характеристика структуры во многом определяет такие ее свойства, как теплопроводность, прочность и др.

 Таблица 3.4. Классификация пор по насыщению их жидкостью

Структура материала	Размер пор, мкм	Характер пор	Характер процесса	Физический смысл явления
Крупнопористая	>10 (20)	Макропоры (резервные)	Насыщение окунанием	Гравитационное вытеснение газа жидкостью
Пористая	10 (20)…0,5	Капилляры (опасные)	Капиллярный подсос	φкп > φпт
Мелкопористая	< 0,5	Микропоры (безопасные)	Сорбция и конденсация	α= Кр1/n

Влажность материалов

   важнейшая характеристика гигроскопических свойств. Относится к классу физических свойств и определяет гигиенические свойства одежды и обуви и их назначение. При оценке гигроскопических свойств материалов чаще всего пользуются характеристикой их фактической В. - показателем процентного содержания влаги в материале при фактической влажности воздуха. Фактическая В. зависит от волокнистого состава, структуры нитей, строения материала.

Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах. Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные.

Влажность зависит от природы вещества, а в твёрдых телах, кроме того, от степени измельчённости или пористости. Содержание химически связанной, так называемой конституционной воды, например гидроокисей, выделяющейся только при химическом разложении, а также воды кристаллогидратной не входит в понятие влажности.