Теплофизические свойства строительных материалов
|
Теплофизические свойства определяют выбор материала для ограждающих конструкций зданий и сооружений. Теплоемкость - способность материалов поглощать тепло при нагревании. Характеризуется удельной теплоемкостью, с, Дж/(кг*°С), которая равна количеству тепла Q, Дж, необходимому для нагревания материала массой m = 1 кг на 1 °C:  Теплоемкость учитывается при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий, расхода тепла на подогрев материалов в зимний период. Теплопроводность - способность материалов проводить тепло. Теплопередача возникает в результате перепада (градиента) температур на поверхностях, ограничивающих материал. Теплопередача обусловлена изменением частоты и амплитуды колебаний атомов в структуре, излучением квантов энергии, движением воздуха в порах. Теплопроводность характеризуется коэффициентом внутренней теплопроводности, который равен количеству теплоты, проходящей через однородную стенку толщиной 1 м, площадью 1 м2 за время 1 с при разности температур на поверхностях стены равной 1°C, λ, Вт/(м*°С):  Теплопроводность материала зависит главным образом от пористости и влажности. С повышением пористости материала его теплопроводность понижается, так как λ воздуха сравнительно невелика. Теплопроводность материалов повышается при увлажнении, так как λ сухого воздуха составляет 0,024, а λ воды - 0,58 Вт/(м*°С), т. е. в 25 раз выше. При замерзании воды в порах теплопроводность повышается еще приблизительно в 4 раза. Термическое сопротивление или сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R, м2*°С/Вт:  По СНиПу сопротивление теплопередаче стены должно изменяться в пределах от 2 до 6 в зависимости от климатической зоны. Теплостойкость - способность материала не разрушаться при многократных резких изменениях температуры. Теплостойкость зависит от коэффициента линейного температурного расширения (КЛТР) материала, который показывает на какую долю увеличивается длина образца материала при нагревании на 1°С. Теплостойкость увеличивается со снижением КЛТР. Огнестойкость - способность материала не разрушаться от действия высоких температур и воды при пожаре. Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими свойствами: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью. По показателю горючести материалы подразделяют на горючие и негорючие. К негорючим материалам относятся - строительный камень, бетон, керамика, металлические сплавы и другие. Однако, при температуре выше 600°C на некоторых негорючих материалах появляются трещины (некоторые горные породы, бетон), конструкции могут существенно деформироваться (металлические сплавы). Такие материалы и конструкции в необходимых случаях защищают более огнестойкими материалами. Горючие строительные материалы подразделяются по параметрам горючести, по воспламеняемости (трудновоспламеняемые, умеренно воспламеняемые и легковоспламеняемые), по распространению пламени (4 типа) и по токсичности (4 группы).  Огнеупорность - способность материалов выдерживать длительное воздействие высоких температур без значительных пластических деформаций. Огнеупорные материалы должны выдерживать воздействие среды с температурой выше 1580°C, тугоплавные - 1350-1580°C и легкоплавные - менее 1350°С. Радиационная стойкость и защитные свойства материалов - способность материала сохранять структуру и свойства при воздействии ионизирующих излучений. Защитные свойства материала оцениваются его способностью поглощать гамма- и нейтронное излучение. О защитных свойствах судят по поглощению излучения слоем материала, который ослабляет интенсивность ионизирующего излучения в 2 раза. Толщина слоя половинного ослабления излучения у тяжелого цементного бетона составляет 0,1 м. |
