1. Влажность и теплопроводность материалов

Материалы строительных конструкций работают в условиях влажной атмосферы, а многие из них (стены, фундаменты,…) - даже во влажной среде. Это может привести к ухудшению их свойств и к снижению срока службы строительных конструкций.

С увеличением влажности возрастает объем некоторых материалов (разбухают древесина, ДСП и др.), снижается их прочность и увеличивается теплопроводность.

Влажность –это содержание воды в твердом теле, порошке или газе:

,

где m_в - масса материала во влажном состоянии;

mс – масса высушенного материала.

Вода может поглощаться материалом из окружающей среды (воздуха или почвы). Это будет гигроскопичность материала. Свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах называется водопоглощением (приложение 3). Величина водопоглощения определяется по объемному W_o или весовому W_в соотношению воды и материала:

W_o=V_в / V_м ,

где V_в –объем воды, который поглощает образец;

V_м -объем образца материала.

Водопоглощение не напрямую, но во многом зависит от пористости материала (прил. 3). Некоторые пористые материалы при изменении влажности изменяют свои размеры (объемы).

Усадка – это уменьшение размеров детали при его высыхании, т.е. при снижении влажности. Обратный процесс усадке – набухание, происходящее при насыщении материала водой. Частицы воды расклинивают волокна (частицы) материала, поэтому происходит увеличение размеров.

Естественно, чем выше пористость материала, тем больше усадка. Так, максимальная усадка будет у древесины (пористость до 67%) - 30…100 мм/м, средняя усадка у кирпича керамического (пористость 32%) – 0,003…0,1 мм/м и минимальная - у гранита (пористость 0,5…1%) - 0,002…0,06 мм/м.

Повторяющиеся циклы высыхания и увлажнения таких строительных материалов, как асфальт, бетон, кирпич и древесина приводят к образованию трещин и разрушению материала.

Морозостойкость кирпича, бетона и других пористых материалов – это способность материала, насыщенного водой, выдерживать многократное попеременное (циклическое) замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и допустимого понижения прочности. Величина морозостойкости оценивается маркой морозостойкости (F25, F35, F50, F100,…), в котором цифра показывает количество циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдержат образцы материала без существенного снижения прочности их на сжатие.

Хладостойкость – это способность полимерных материалов противостоять отрицательным температурам.

Теплопроводность – это свойство материала передавать тепло от одного тела другому. Величина теплового потока зависит не только от разности температур (Т₁ - Т₂) на противоположных сторонах изделия, от площади F и толщины изделия h, но и существенно от теплопроводности материала :

Q =F(T₁- T₂) / h, Вт.

Отсюда следует, что теплопроводность  - это отношение произведения количества тепла Q, проходящего через пластину материала, на толщину пластины h, отнесенное к ее площади F и к разности температур на ее сторонах (Т₁ - Т₂).

Размерностью теплопроводности будет [] = Втхм/(м²хК)= Вт/(мхК).

Теплопроводность материала зависит от его физических свойств (строения, структуры и пористости), от температуры и влажности.