Строительные материалы и изделия

Гидрофизические свойства материалов

Влажность W (%) — это содержание влаги в материале в дан­ных условиях: W - [{mw-т)/т] 100, где т„ — масса материала во влажном состоянии; т — масса высушенного материала.

С увеличением влажности возрастает объем (набухание), сни­жается прочность и увеличивается теплопроводность материалов.

Гигроскопичность — это способность материала адсорбиро­вать парообразную влагу из воздуха. Вследствие гигроскопично­сти высушенные материалы, находясь на воздухе, приобретают некоторую влажность, которая называется равновесной, так как она изменяется с влажностью воздуха, стремясь к равновесию с ней. Наиболее гигроскопичным материалом является древе­сина; ее влажность в воздушно-сухом состоянии может состав­лять 9... 15 %.

Водостойкость — это способность материала противостоять растворяющему, адсорбционному и химическому воздействию воды. Водостойкость характеризуют коэффициентом размягчения кр, равным отношению прочности материала, насыщенного во­дой, к прочности сухого материала: кр = Лнас/Rcyx.

Коэффициент размягчения изменяется от 0 (глина) до 1 (сталь). Материалы с кр < 0,8 являются неводостойкими, их не применя­ют в конструкциях, работающих в воде.

Водонепроницаемость характеризуют наибольшим перепадом давления воды, который выдерживает материал в условиях стан­дартного испытания (см. подразд. 9.5).

Понятие морозостойкость неоднозначно для абсолютно плот­ных и пористых материалов. Для материалов на основе битумов и полимеров, а также для металлов под морозостойкостью понима­ют способность сохранять пластические свойства на морозе и ха­рактеризуют морозостойкость наинизшей температурой, при ко­торой материал еще не становится хрупким и его можно дефор­мировать, не опасаясь образования трещин.

Морозостойкость бетона, кирпича и других пористых материа­лов — это способность насыщенных водой образцов сохранять свою прочность при многократном замораживании и оттаивании воды в порах. Морозное разрушение материала происходит в результате
расширения воды при переходе в лед (при одинаковой массе объем льда больше объема воды примерно на 9 %).

Морозостойкость характеризуется маркой (F15, F25, ,

F1000) — числом циклов замораживания и оттаивания, которое выдерживает материал в условиях стандартного испытания. Мар­ку по морозостойкости задают в проекте сооружения в зависимо­сти от возможного насыщения водой и прогнозируемого числа переходов температуры через 0 °С.

Прямой метод оценки морозостойкости включает в себя:

1) подготовку двух серий образцов (основных и контрольных);

2) предварительное насыщение образцов водой;

3) выполнение заданного маркой числа циклов заморажива­ния (в морозильной камере при t < -17 °С) и оттаивания (в воде при t > 17 °С) основных образцов;

4) испытание образцов обеих серий на прочность при сжатии.

Отношение прочности основных образцов к прочности кон­трольных называется коэффициентом морозостойкости (XMp3 = = Лосн/ЛКОнтр)- Считается, что материал выдержал заданное число циклов, если коэффициент морозостойкости оказался не ниже некоторого нормированного значения (для кирпича — 0,75; для гидротехнического бетона — 0,95).

Морозостойкость тем выше, чем меньшую долю составляет от­крытая пористость; больше в порах остается защемленного возду­ха, который легко сжимается при расширении замерзающей воды и не дает подняться давлению; выше прочность материала при растяжении.