Свойства, связанные с действием воды на материал

Свойства, связанные с действием воды на материал

Гигроскопичность или сорбционная влажность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать воду из окружающего воздуха.

Высокой сорбционной влажностью отличаются материалы растительного происхо­ждения: древесина, торф. Теплоизоляционные, стеновые и другие пористые материалы обладают развитой внутренней поверхностью пор и поэтому также имеют высокую сорбционную  способность.

Водопоглощение — это способность материала, погружённого в воду, впитывать и удерживать её.

Водопоглощение определяют по объёму и массе.

,

где m_в — масса образца материала, насыщенного водой; m_с — масса образца в сухом состоянии; V — объём материала.

Водопоглощение по массе — определяют  по формуле

,

Водопоглощенние по массе различных материалов колеблется в широких пределах: гранита — 0,02-0,7%, тяжелого плотного бетона — 2-4%, кирпича — 8-15%, пористых теплоизоляционных материалов — 100% и больше.

Связь между водопоглощением по массе и водопоглощением по объёму определяется соотношением:

,

где ρ₀ — средняя плотность. Водопоглощение используют для оценки структуры материла, привлекая для этой цели коэффициент насыщения пор водой равный отношению водопоглощения по объему к пористости:

,

где П —истинная  пористость. Коэффициент насыщения может изменяться от 0 (все поры в материале замкнутые) до 1 (все поры открытые), тогда W₀ = П.

Коэффициент размягчения — отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности сухого материала.

Коэффициент размягчения характеризует водостойкость материала, он изменяется от 0 (размокшие глины и др.) до 1 (металлы и др.). Природные и искусственные каменные материалы не применяют в строительных конструкциях, находящихся в воде, если их коэффициент размягчения меньше 0,8.

,

где R_н  — прочность насыщенного водой материала; R_с— прочность сухого матери­ала.

Водопроницаемость — это свойство материала пропускать воду под давлением.

Коэффициент фильтрации характеризует водопроницаемость материала.

,

где  k_ф = V_в — количество воды в куб.м, проходящей через стенку площадью S = 1 м³, толщиной a = 1 м за время t = 1 ч при разности гидростатического давления на границах стенки (EN-US'>p₁ — p₂) = 10 Па. Размерность: (м/ч).

Паропроницаемость

При возникновении у поверхности ограждения разности давления водяного пара происходит массоперенос через толщу ограждения.

Паропроницаемость выражается в .

Относительные значения паропроницаемости некоторых строительных материалов представлены в таблице.  Стеновые материалы должны обладать определённой паропроницаемостью (т.е. стена должна дышать). В зимнее время водяной стремится пройти через толщу ограждения и, попадая в его холодную часть, конденсируется при определённой температуре (т.н. точка росы).

Усадкой (усушкой) называют уменьшение размеров материала при его высыхании. Она вызывается уменьшением толщины слоев воды, окружающих частицы материала, и действием внутренних капиллярных сил, стремящихся сблизить час­тицы материала. Усадка некоторых строительных материалов представлена в таблице.

Набухание (разбухание) происходит при насыщении материала водой. Полярные молекулы воды, проникая в промежутки между частицами или волокнами, слагающими материал, как бы расклинивают их, при этом утолщаются гидратные оболочки вокруг частиц, исчезают внутренние мениски, а с ними и капиллярные силы.

Морозостойкость (F, Мрз) — свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное многократное замораживание и оттаивание без значительной потери в массе и прочности. Морозостойкость материала количественно оценивается маркой по морозостойкости. Например, лёгкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен зданий обычно имеют морозостойкость F 15, F 25, F 35. Бетон, применяемый в строительстве мостов и дорог, должен иметь марку F 50, F 100 и F 200, гидротехнический бетон — до F 500.