Водопроницаемость

Паропроницаемость

Паропроницаемость является разновидностью газопроницаемости с той лишь особенностью, что пар способен в зависимости от условий изменять свое агрегатное состояние, т.е. конденсироваться, вытесняя газовую фазу, и значительно изменять свойство структуры. В табл. 3.6. приведены данные о сопротивлении паропроницаемости некоторых материалов.

Паропроницаемость, как характеристику структуры рассматривают в двух аспектах:

- материаловедческом — защита структуры и конструкции в целом от разрушительного действия конденсата;

- теплофизическом — решение проблемы создания надлежащего телловлажностного режима помещения.

Таблица. 3.6. Сопротивление паропроницанию некоторых строительных материалов

Материал	Толщина слоя, мм	Сопротивление паропроницанию, м^2.ч^.Па/мг
Плиты древесноволокнистые, твердые		0,11
Листы гипсовые (сухая штукатурка)		0,12
Пергамин кровельный	0,4	0,33
Толь кровельный	1,9	0,4
Рубероид	1,5	1,1
Пленка полиэтиленовая	0,16	7,3

В обоих случаях устраивают так называемую пароизоляцию с внутренней стороны ограждающих конструкций, в частности наружных стен и покрытий здания, из газопаронепроницаемых материалов. Качество таких материалов характеризуется сопротивлением паропроницанию R_n в м^2.ч^.Па^.с/мг.

Водопроницаемость - способность пористой структуры про­пускать воду (жидкие среды) под давлением. Как характеристика структуры водопроницаемость аналогична газопроницаемости и подчиняется тем же законам течения жидкости под давлением.

Методы определения водопроницаемости позволяют полнее су­дить о характере пористой структуры.

Определение водопроницаемости сухих и предварительно на­сыщенных образцов дает близкие по значению конечные результа­ты. Однако в первом случае по кинетике проницания воды, характе­ризуемой изменением электропроводности, можно судить об анизо­тропии пор, для чего водопроницаемость измеряют в трех взаимно перпендикулярных направлениях, тогда как во втором - такой вывод сделать невозможно.

Фактор анизотропии выражается среднеквадратичным отклоне­нием а выборочной дисперсии коэффициентов водопроницаемости

в трех направлениях (к_ь к₂, к₃), отнесенных к его среднему значениюКс_Р:

К_аниз = σ/ Кс_Р

Чем ниже значение этого фактора, тем меньше степень анизо­тропии структуры. Для изотропной структуры он равен нулю.

Значение водопроницаемости одной и той же структуры значи­тельно ниже, чем газопроницаемости. Это можно объяснить рядом причин:

- значительным различием величин вязкости жидкостей и газа;

- возможным образованием застойных зон жидкости вследствие
отрыва вязкой жидкости в процессе обтекания твердого тела;

- уменьшением фильтрации жидкости, связанным с действием
электростатических сил между жидкостью и твердой фазой.

Свойство, обратное водопроницаемости, - водонепроницае­мость. Характеризует структуру плотных материалов, работающих в условиях непосредственного контакта с водой (например, гидро­технический бетон). Такие материалы подразделяются на классы по водонепроницаемости (W2, W4, W6, W8, W12). Цифра показывает величину давления воды в кгс/см², при котором образец - цилиндр высотой 15 см не пропускает воду.

Особенности структуры поверхностного слоя.

Структура поверхностного слоя искусственных строительных материалов, как правило, отличается от структуры внутренних слоев по двум причинам. Первая, атомы и молекулы, расположенные на поверхности, имеют избыточную энергию по сравнению с частицами, расположенными внутри материала. Вторая, поверхностный слой постоянно взаимодействует с окружающей средой, благодаря чему он претерпевает постоянные изменения, как в процессе изготовления изделий, так и в процессе их эксплуатации.

Избыточная энергия поверхностного слоя возникает вследствие того, что каждая частица на поверхности твердого тела и жидкости имеет некомпенсированные химические связи, которые образуют на поверхности несимметричное силовое поле. Это силовое поле втягивает поверхностные частицы во внутрь материала, создавая на поверхности напряжение сжатия. Поверхностный слой, таким образом, постоянно находится в упруго-напряженном состоянии, а его частицы обладают значительно большим запасом потенциальной энергии, чем частицы внутреннего слоя. Благодаря этому частицы поверхностного слоя более активно реагируют с окружающей средой, более активно вступают в химические реакции.

Величина энергии поверхностного слоя прямо пропорциональна энергии химической связи данного материала и зависит от параметров окружающей среды. Так, например, поверхностная энергия твердого тела на границе с жидкостью, которая его смачивает, уменьшается на величину, равную силе взаимодействия поверхностных частиц с жидкостью.

Большое влияние на строение и поверхностных, и внутренних слоев материала оказывают примеси, смачивание поверхности активными жидкостями, диффузионные процессы.

Примеси оказывают не однозначное влияние на свойства внешних и внутренних слоев. Если примеси имеют меньшую поверхностную энергию, чем материал, то они равномерно распределяются по поверхности, уменьшая его энергию. Если большую, - то концентрируются на отдельных участках поверхности или перемещаются во внутренние слои материала, где могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на его свойства.

Смачивание имеет большое значение при формировании композиционных материалов, искусственных строительных конгломератов (по определению Рыбьева). Смачивание компонентов искусственных смесей необходимо для уменьшения энергии поверхностей твердых составляющих, что позволяет получать более плотные их упаковки в искусственных конгломератах.

Диффузия представляет собой самопроизвольное перемещение частиц вещества, в результате которого устанавливается равновесное распределение концентрации этих частиц в объеме газа, жидкости, твердого тела. Перенос частиц методом диффузии мы наблюдаем при получении - обжиге строительной керамики, глазуровании керамических плит, получения фарфора и пр. Высокая прочность фарфора не в малой степени определена диффузией расплава в направлении кристаллической части материала, в результате чего уплотняется структура и упрочняется зона контакта.

Дата добавления: 2014-01-06