Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Теплофизические свойства строительных материалов
Морозостойкость — свойство насыщенного водой материала выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Определение морозостойкости материалов проводят в лабораториях на стандартных образцах (бетонные кубы, кирпич и т.п.). Перед испытанием образцы насыщают водой. После этого их помещают в холодильные камеры, замораживают при температуре от —15 до -20 °С и выдерживают некоторое время (4...8 ч), чтобы вода замерзла даже в тонких порах. Затем образцы оттаивают в воде комнатной температуры +20 °С в течение 4 ч и более. Одно такое испытание называют циклом. Число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое должен выдерживать материал без разрушения при условии, что прочность его понизится не более чем на 25%, а потеря массы не превысит 5%, и характеризует морозостойкость материала. По степени морозостойкости, т.е. по числу выдержанных циклов, материалы подразделяют на марки: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200, F300, F400, F500 (СТБ 4.204—94). Например, керамический кирпич по морозостойкости подразделяют на марки F15, F25, F35, F50; тяжелый бетон — F50, F75, F100, F150, F200, F300. Пористые материалы, как правило, являются достаточно морозостойкими, если при насыщении вода заполняет не более 85% объема пор. Значит, наибольшей морозостойкостью обладают плотные материалы и материалы с закрытой структурой пор и пустот. Обычно после замораживания наблюдается понижение прочности материала по сравнению с прочностью в водонасыщенном состоянии. Отношение предела прочности при сжатии замороженного образца к пределу прочности при сжатии образца, насыщенного водой, называется коэффициентом морозостойкости КF:
У морозостойких материалов КF > 0,75. По результатам лабораторных испытаний строительных материалов на морозостойкость можно прогнозировать срок их службы в естественных условиях: один цикл испытаний примерно соответствует трем годам эксплуатации. Морозостойкость гидротехнических и дорожных покрытий F50...F300. Применением поверхностно-активных веществ (ПАВ) регулируют структуру бетона и существенно повышают его морозостойкость. При выборе материалов важно знать их реакцию на действие высоких температур, открытого огня, звуковых волн, различных излучений. Эти характеристики определяют области применения материалов общего и специального назначения. Так, материалы ограждающих конструкций зданий и сооружений должны уменьшать теплообмен с окружающей средой; важным показателем надежности конструкционных и отделочных материалов является их огнестойкость; при выборе материалов для звукопоглощающих облицовок нужно знать их акустические свойства.
Свойства материалов, связанные с изменением температуры, называют теплофизическими. Теплопроводностью называют свойство материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Свойство проводить тепло является общим для всех строительных материалов, однако теплопроводность разных материалов различна (см. табл. 1). Теплопроводность материала зависит от характера пор и вида материала, его пористости, влажности, плотности и средней температуры, при которой происходит передача тепла. Степень теплопроводности различных строительных материалов характеризуется теплопроводностью, которая обозначается буквой \. Рассмотрим передачу тепла плоской стеной с параллельными ограничивающими поверхностями из материала толщиной а (м) и площадью А (м2). Если на поверхностях стены будут различные, но постоянные температуры Т1 и T2 (Т1 > Т2), то через стену будет проходить постоянный тепловой поток. Количество тепла Q (Дж), проходящее через стену за Z с, прямо пропорционально разности температур, площади стены и времени Z и обратно пропорционально толщине стены:
отсюда можно определить теплопроводность (Вт/(м·К)):
т.е. теплопроводность численно равна количеству теплоты, проходящей за 1 с через стену толщиной 1 м площадью 1 м2 при разности температур на поверхностях 1 К (СТБ 4.206—94). Большинство строительных материалов содержит поры, пустоты. Теплопроводность воздуха λ = 0,020 Вт/(м·К) меньше, чем у твердых материалов. Поэтому увеличение пористости материалов приводит к снижению теплопроводности. Иногда теплопроводность материалов характеризуют величиной, обратной теплопроводности — термическим сопротивлением: R =-1/λ. Теплопроводность воздуха очень низкая, вследствие этого он оказывает большое термическое сопротивление прохождению теплового потока. Характер пор также влияет на теплопроводность материала. При одинаковой пористости теплопроводность материала будет тем меньше, чем мельче поры, так как в крупных порах происходит передача теплоты конвекцией. Теплопроводность возрастает при наличии сообщающихся крупных пор. Материалы с замкнутыми порами менее теплопроводны, чем с сообщающимися.
Теплопроводность материала зависит и от его структуры: у материалов с волокнистым и слоистым строением теплопроводность поперек и вдоль направления волокон неодинакова (древесина). На теплопроводность материала оказывает влияние его влажность. Влажные материалы более теплопроводны, чем сухие, так как у воды λ = 0,052 Вт/(м·К), т.е. в 25 раз больше, чем у воздуха. При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает и лишь у некоторых (например, металлов) уменьшается. Теплопроводность — важное свойство материалов для наружных стен, перекрытий и покрытий, изоляции теплосетей, холодильников, котлов и т.п. Степень теплопроводности очень важно знать у материалов, используемых для устройства так называемых ограждающих конструкций зданий (т.е. наружных стен, верхних перекрытий, полов в нижнем этаже) и в особенности теплоизоляционных материалов, назначение которых способствовать сохранению тепла в помещениях и тепловых установках. Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании и отдавать при охлаждении определенное количество теплоты. Отношение теплоемкости к единице массы называют удельной теплоемкостью с. Для нагревания материала, имеющего массу (кг) от температуры Т1 (К) до Т 2 (К), необходимо затратить количество теплоты (Дж), прямо пропорциональное массе материала и разности температур:
где с — удельная теплоемкость, Дж/(кг·К), отсюда
т.е. удельная теплоемкость численно равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 К. Удельная теплоемкость строительных материалов различна. Например, у сосны— 2,51 кДж/(кг·К), у природных камней— 0,75...0,93, у керамического кирпича — 0,74, у тяжелого бетона — 0,8...0,92, у воды — 4,187 кДж/(кг·К). Теплоемкость строительных материалов учитывают при расчетах теплоустойчивости наружных стен отапливаемых зданий, расчете подогрева составляющих растворов, бетонов и т.п. для работы в зимнее время, а также при расчете отопительных систем. Огнестойкость — способность материала противостоять действию огня, высоких температур и воды в условиях пожара. У одних материалов (известняк, доломит, органические материалы) огонь вызывает химическое разложение, другие (алюминий, пластмассы) плавятся, третьи (сталь, гранит) деформируются и разрушаются. Для повышения огнестойкости материалов их пропитывают или обрабатывают специальными огнезащитными составами — антипиренами. Эти составы под действием огня выделяют газы, не поддерживающие горения, или образуют на материале пористый защитный слой, замедляющий его нагрев.
Огнеупорность — свойство материала выдерживать продолжительное воздействие высоких температур без деформаций и размягчения. По степени огнеупорности материалы подразделяют на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Огнеупорные материалы могут выдерживать длительное воздействие температуры свыше 1580 °С. Их применяют для футеровки внутренних поверхностей промышленных печей (шамотный кирпич, магнезитовые и графитовые материалы). Тугоплавкие материалы могут выдерживать без размягчения температуру 1350...1580 ° С (гжельский кирпич для кладки печей). Легкоплавкие материалы размягчаются при температуре ниже 1350 °С (полнотелый и пустотелый керамический кирпич).
|
||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-03-02; просмотров: 214; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.148.112.79 (0.01 с.) |