Огнеупорность и огнестойкость материалов. Пути их повышения.

Огнеупорность- свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580°С и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы применяют для внутренней футеровки промышленных печей. Определяется с помощью конусов Зегера.

По огнеупорности делятся на: высокоогнеупорные (деформируются при температуре 1800°); огнеупорные (1580°-1800°); тугоплавкие (1350°-1580°); легкоплавкие(˃1350°)

Огнестойкость- свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Она зависит от сгораемости материала, т.е. от его способности воспламеняться и гореть.

По огнестойкости: трудносгораемые(композиты, некоторые полимеры); несгораемые(керамика, бетон, металлы); сгораемые (древесина).

Однако необходимо учитывать, что некоторые несгораемые материалы при пожаре растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (металлы) при температуре, начиная с 600°С. Поэтому конструкции из подобных материалов нередко приходится защищать более огнестойкими материалами.

Сгораемые органические материалы, которые горят открытым пламенем, необходимо защищать от возгорания. Широко используют конструктивные меры, исключающие непосредственное воздействие огня на материал в условиях пожара. Применяют защитные вещества-антипирены.

Антипирены — химические препараты, предохраняющие древесину и материалы на ее основе от воздействия огня.

Существуют следующие общедоступные методы повышения огнестойкости строительных конструкций и материалов:

1.Пропитка материалов и конструкций антипиренами.

2.Покрытие поверхности специальными огнезащитными красками (толщина слоя защитного покрытия до 200 мкм).

3.Обмазка огнезащитными пастами (огнестойкой мастикой и герметиками) и огнезащитной штукатуркой слоем, толщиной до 2-х см.

4.Облицовка огнестойкими обоями

5.Защита строительных конструкций жесткими экранами: огнестойкими плитами, панелями, щитами и др

Очень популярны метод повышения огнеупорности – обработка конструкций и материалов специальными веществами, которые называются антипирены. Антипирены должны иметь дующие свойства:

1.Препятствовать горению и тлению защищаемого материала;

2.Не вызывать коррозию металлических конструкций;

3.Не влиять (не повышать) на гигроскопичные свойства деревянных конструкций;

4.Не являться ядовитыми для людей и животных;

5.Не влиять на финишные покрытия, нанесенные на обработанный ими (антипиренами) материал;

6.Обеспечивать биостойкость пропитанного ими материала (самостоятельно или в комплексе с растворами антисептиков);

7.Не затруднять механическую обработку материала;

8.Не влиять на другие свойства пропитываемого материала;

9.Сохранять защитные свойства в течение длительного срока.

 

Вопрос 21.

Теплопроводность материалов. Способы определения.

Теплопроводность -способность материала пропускать через свою толщу тепло.

Количественно оценивается коэффициентом теплопроводности(лямбда).

Лямбда -количество тепла в ккал проходящих через стену толщиной в 1 м, площадью 1 м^2, при перепаде температур на противоположных сторонах стены в 1 градус и за единицу времени в 1 час(ккал/(мм^2*градус*час)=Вт/(м*градус))

На практике удобно судить о теплопроводности по плотности материала. Известна формула Некрасова, связывающая теплопроводность(лямбда) с относительной плотностью каменного материала d:

Лямбда=1,16*(на корень квадратный из(0,0196+0,22*d^2))-0,16

 

Вопрос 22.

Звукопроницаемость и звукопоглащаемость материалов. Влияние структуры.

Звукопроницаемость строительных материалов – способность материалов пропускать через свою толщу звуковую волну. Характеризуется звукопроницаемость строительных материалов коэффициентом звукопроницаемости, который показывает относительное уменьшение силы звука при прохождении его через толщу строительного материала. Звукопроницаемость практически является отрицательным свойством строительных материалов. Например, коэффициент звукопроницаемости деревянной перегородки толщиной 2,5 см равен 0,65, а бетонной стены такой же толщины – 0,11.

 

Звукопоглощение строительных материалов – способность материала поглощать звук или снижать его уровень при прохождении через материал. Эта способность строительных материалов в первую очередь зависит от толщины, пористости материала и многослойности материала. Чем больше пор в материале, тем выше его способность поглощать звук. Звукопоглощение строительных материалов принято оценивать коэффициентом звукопоглощения т. е. отношением энергии, поглощенной материалом, к общему количеству падающей энергии в единицу времени. За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м² открытого окна. Коэффициент звукопоглощения может изменяться в пределах от 0 до 1. Если звукопоглощение равно 0, то звук полностью отражается от строительного материала. Если же этот коэффициент приближается к 1 то звук полностью поглощается материалом. Согласно нормативным показателям СНиП стройматериалы, имеющие коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 Гц, могут относиться к звукопоглощающим материалам. Коэффициент звукопоглощения определяется практическим способом в акустической трубе и подсчитывается по формуле: А(зв)=Е(погл)/Е(пад)

А(зв) — коэффициент звукопоглощения;

Е(погл) — поглощённая звуковая волна;

Е(пад) — падающая звуковая волна;

 

Вопрос 23.

Водостойкость и воздухостойкость: сущность явления, способы оценки.

Водостойкость — способность материала сопротивляться агрессивному воздействию на него воды. Результатом такого воздействия может быть снижение прочности материала, связанное с частичным разрушением структуры вследствие разрыва наиболее слабых химических связей.

Причинами частичного разрушения структуры могут быть следующие:

- адсорбционно-активное воздействие тонких водных пленок на микротрещины, имеющиеся в пористой структуре материала;

- химическое воздействие воды на метастабильные контакты различных фаз;

- деформация структуры в результате процессов набухания и усадки гидрофильных составляющих материала.

Критерием водостойкости принято считать 20%-ное снижение прочности в результате водонасыщения материала. Количественно водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения Кразм, который определяется по формуле

К_разм = (R_сух — R_нас) / Rсух,

где R_сух и R_нас пределы прочности при сжатии соответственно сухих и водонасыщенньхх образцов материала, МПа.

Воздухостойкость — способность материала выдерживать циклические воздействия увлажнения и высушивания без заметных деформаций и потери механической прочности.Многократное гигроскопическое увлажнение и высушивание вызывает в материале знакопеременные напряжения и со временем приводит к потере им несущей способности.

Вопрос 24. Морозостойкость материалов: сущность явления, способы оценки. Влияние структуры.

Морозостойкость -способность материала сохранять структуру и первоначальные свойства при переменном при переменном замораживании и оттаивании в насыщенном водой состоянии.

Кмрз=(Wпоглащ/Wнасыщ)<=0,8

Реально морозостойкость материалов выражается маркой(F)

F - кол-во циклов, кот. материал проходит до критической потери массы и прочности.

Для оценки морозостойкости материала применяют физические методы контроля и прежде всего импульсный ультрозвуковой метод. С его помощью можно проследить изменение прочности или модуля упругости бетона в процессе циклического замораживания и определить марку бетона по морозостойкости.

Механизм разрушения структуры материала при перепадах температуры связан с явлением расширения — сжатия и изменением упругих свойств материала. При низких температурах материал становится более хрупким, ломким; резко снижается его ударная прочность.

 

Вопрос 25.