23. Физические свойства материалов Истинная плотность ρи – масса единицы объема абсолютно плотного материала, т. Е. Без пор. Вычисляется она в кг/м3, кг/дм3 или г/см3 по формуле

ρ_и = m/V_a ,

где m – масса материала кг, г; V_a – объем материала в плотном состоянии,

Средняя плотность ρ_с – масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. с порами. Она может быть сухого материала, в состоянии естественной или другой влажности, указываемой в стандарте. Среднюю плотность в кг/м³, кг/дм³, г/см³ вычисляют по формуле

ρ_с = m/V,

где m – масса материала, кг, г; V – объем материала, м³, дм³,см³.

Насыпная плотность ρ_н – масса единицы объема сыпучего материала. Ее определяют для щебня, гравия, песка, цемента и др. Насыпную плотность, кг/м³, кг/дм³, г/см³, вычисляют по формуле

ρ_н = m/V,

где m – масса сыпучего материала, кг, г; V – объем сыпучего материала, м³.

Относительная плотность d – отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4 °С, имеющая плотность 1000 кг/м³. Относительная плотность (безразмерная величина) определяется по формуле

d = ρ_с/ρ_ст.

Пористость П – степень заполнения объема материала порами. Вычисляется в процентах по формуле

П = ( 1 – ρ_с/ρ_и)·100,

где ρ_с , ρ_и – средняя и истинная плотности материала.

Влажность W – содержание воды в материале в данный момент. Она определяется отношением массы воды, содержащейся в материале в момент взятия пробы для испытания, к массе сухого материала. Вычисляется в процентах по формуле

W = ( m_в – m_с ) / m_с · 100,

где m_в, m_с – масса влажного и сухого материалов, г.

Морозостойкость – способность материалов в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании.

Теплопроводность – способность материалов проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал. Теплопроводность λ, Вт/(м∙°С), равна количеству тепла Q, Дж, проходящего через материал толщиной δ = 1 м, площадью S = 1 м² за время τ = 1 ч при разности температур между поверхностями T₁ – T₂ = 1 °C;

λ = Qδ / [Sτ (t₁ – t₂)].

Теплопроводность материала оказывает влияние на термическое сопротивление ограждения, например наружной стены здания, чердачного перекрытия. Термическое сопротивление ограждения R, м² · °С/ Вт, определяется по формуле

R = δ / λ,

где δ – толщина ограждения, м; λ – теплопроводность, Вт/(м · °С).

Термическое сопротивление слоя ограждения прямо пропорционально его толщине и обратно пропорционально теплопроводности его материала.

Теплоемкость – способность материалов поглощать тепло при нагревании. Она характеризуется удельной теплоемкостью с, Дж/(кг · °С), которая равна количеству тепла Q, Дж, затраченному на нагревание материала массой m = 1 кг, чтобы повысить его температуру на t₂ – t₁ = 1 °C:

с = Q/ [m(t₂ – t₁ )].