Теплофізичні та фізико-механічні властивості будівельних матеріалів

Теплопровідність - це здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої при наявності різниці температур на цих поверхнях. Така здатність характеризується коефіцієнтом теплопровідності l, Вт/(мК⁰):

(17)

де q - поверхнева густина теплового потоку, Вт/м ²; d - товщина матеріалу, м; DТ - різниця температур на ділянці завтовшки d, К⁰; Q - кількість теплоти, Дж; F - площа перерізу, м²; t - тривалість проходження теплового потоку.

Значення l залежить від ступеня пористості й характеру пор, структури, вологості, температури, а також від виду матеріалу. Найбільше на теплопровідність впливає пористість.

Будівельні матеріали з дрібними та закритими порами менше теплопровідні, тоді як матеріали з великими та сполученими порами характеризуються вищим l (виникає рух повітря, конвекція).

Для орієнтовного визначення теплопровідності l для матеріалів мінерального походження існує емпірична формула В.П.Некрасова:

, (18)

де d - відносна густина.

З теплопровідністю пов’язаний термічний опірR_б:

R_b = d¤l (19)

де R_б - термічний опір одношарової огороджувальної конструкції, d - товщина стінового матеріалу, м.

Від значення термічного опору залежить товщина зовнішніх стін і витрата палива на опалення будівель.

Для граніту l = 2,8…3,0 Вт/м·К⁰ , важкого бетону - 1,1...1,5; цегли керамічної - 0,7...0,8.

Теплоємність - це здатність матеріалу під час нагрівання поглинати теплоту. Вона характеризується питомою теплоємністю, тобто кількістю теплоти, необхідної для нагрівання одиниці маси на 1^о,

, (20)

де Q - кількість теплоти, необхідної для нагрівання матеріалу, Дж; т - маса матеріалу, кг; t₂ і t₁ - відповідно кінцева й початкова температури нагрівання, К⁰.

Для житлових і опалювальних будівель вибирають матеріали з невеликим коефіцієнтом теплопровідності, але з вищою питомою теплоємкістю С. Наприклад, питома теплоємність кам’яних природних і штучних матеріалів становить 0,76...0,92, сухої деревини 2,7...3,0. Тому дерев’яні стіни акумулюють більше теплоти, ніж кам’яні, а згодом можуть віддавати її всередину приміщення.

Вогнестійкість - це здатність матеріалу витримувати дію високих температур або вогню й води (під час пожеж), не руйнуючись. За ступенем вогнестійкості будівельні матеріали поділяють на три групи:

- неспалимі – це матеріали, які під дією вогню чи високих температур не горять, не тліють і не обвуглюються (мінеральні вати);

- важкоспалимі – це матеріали, які під дією вогню або високих температур злегка займаються, тліють та обвуглюються, а коли віддаляється джерело вогню, ці процеси припиняються (асфальтобетон);

- спалимі - це матеріали, які під дією вогню або високої температури займаються або тліють. Ці явища тривають і тоді, коли усунуто джерело вогню (деревина).

Границя вогнестійкості характеризується проміжком часу від початку займання до виникнення в конструкції граничного стану (несуча здатність, поява тріщин).

Вогнетривкість - це здатність матеріалу витримувати тривалу дію високих температур, не деформуючись і не розплавляючись. Використовуються при спорудженні печей, труб, котельних.

Залежно від максимальної температури експлуатації ці матеріали поділяють на:

- вогнетривкі, що витримують t ³ 1580 С⁰ (шамот);

- тугоплавкі, що працюють в інтервалі t = 1350 - 1580 С⁰;

- легкоплавкі, із вогнетривкістю менш як 1350 С⁰ (цегла керамічна).

Дата добавления: 2014-01-04