краска. Учебник рекомендовано
![]()
|
жарной опасностью и огнестойкостью. |
Таблица 1.1. Плотность и пористость материалов . (усредненные значения) | |||
Материал | Р, г/см3 | Рт, Г./СМ3 | ■■ п, % |
Сталь | 7,85 | 7,85 | 0 |
Стекло оконное | 2,65 | 2,65 | 0 |
Стеклопластик | 2,0 | 2,0 | 0 |
Гранит | . 2,7 - | 2,67 | 1,5 |
Бетон тяжелый | 2,6 | 2,4 | 10 |
Кирпич керамический полнотелый . | 2,65 | ’ !>7 | 35 |
Древесина (сосна) | 1,54 | 0,5 ; | 65 |
Древесно-волокнистая плита | 1,5 | 0,23 | 85 |
Пенополистирол | 1,05 ! | 0,03 | 97 |
. 25 %. ;
керамические материалы;
многие полимерные материалы;
большинство природных камней.
для рулонных и мастичных кровельных и гидроизоляционных материалов — временем, по прошествии которого вода под заданным давлением начнет просачиваться через образец;
для гидроизоляционных строительных растворов и бетонов— односторонним гидростатическим давлением, при котором вода в стандартных условиях еще не проходит через образец цилиндрической формы.
Щ. Теплопроводность — способность материала проводить тепло-
'iy сквозь свою толщу при перепаде температур на противополож- ■ ’ пых поверхностях ограждения. Теплопроводность X характеризу- .. • отся количеством теплоты, Дж, передаваемой через 1 м2 поверх по-
![](421063_html_e188571e0988a3bf.png)
стй материала толщиной 1м за 1 с при разности температур 1 °С. Размерность X— Вт/(м • К) или Вт/(м • °С).
Теплопроводность материала зависит:
от химического состава И строения твердого вещества;
степени и характера пористости;
влажности и температуры, при которой происходит те- плоперенос.
У материалов волокнистого и слоистого строения теплопроводность различна в зависимости от направления теплового потока: вдоль или поперек волокон (слоев).
Органические вещества имеют, как правило, меньшую теплопроводность, чем минеральные. Вещество в Кристаллическом состоянии лучше проводит теплоту, чем в аморфном при том же химическом составе. Но в любом случае теплопроводность твердого вещества во много раз выше, чем сухого воздуха, равная 0,023 Вт/(м • °С).
Тепловой поток в пористом материале распространяется через твердый «каркас» и воздушные ячейки. Следовательно, чем больше пористость, тем Ниже теплопроводность. Присутствие крупных и Сообщающихся пор повышает суммарную теплопроводность, так как в них дополнительно происходит конвективный перенос ■теплоты.
Теплопроводность резко возрастает при увлажнении материала вследствие того, что X воды в 25 раз выше, чем возДуха. Замерзание воды в порах еще ухудшает теплозащитные свойства ограждения, так как теплопроводность льда равна 2,3 Вт/(м • °С), т. е. в четыре раза больше, чем воды. Теплопроводность большинства строительных материалов (кроме металлов, магнезитовых огнеупоров) увеличивается с повышением температуры.
Материалы с теплопроводностью при 20 “Сне более 0,175 Вт/(м • “С) относятся; к теплоизоляционным. Эти материалы имеют высокую пористость. Поры имеют вид мелких замкнутых ячеек или тонких воздушных слоев, разделяющих волокна. «Каркас» сложен аморфными веществами. Теплоизоляционные материалы применяют для тепловой изоляции стен и перекрытий зданий, теплопроводов, котлов, печей и холодильников.
Теплоемкость — способность Материала поглощать теплоту при нагревании; характеризуется удельной теплоемкостью С, равной количеству теплоты, Дж, Необходимой для нагревания 1 кг материала на 1 “С. Удельную теплоемкость принято выражать в кДж/(кг • °С).
Теплоемкость материала зависит от химической природы и влажности. ЗДельная теплоемкость древесины различных пород составляет от 2,4 до 2,7 кДж/(кг • °С), природных и искусственных ка-
менных материалов —^ от 0,75 до 0,95 кДж/(кг • °С), металлов (сталь, чугун) — от 0,4 до 0,5 кДж/(кг- °С). У воды теплоемкость наибольшая — С=4,2 кДж/ (кг • °С), поэтому при увлажнении материала теплоемкость возрастает.
Теплоемкость строительных материалов учитывают при теплотехнических расчетах, например при определении затрат топлива и энергии на нагрев материалов и конструкций при выполнении работ в зимнее время.
Тепловое расширение — свойство материала деформироваться при изменении температуры: расширяться — при нагревании, сжиматься — при охлаждении. Характеризуется температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), равным относительной деформации материала в рассматриваемом направлении при изменении температуры на 1 °С.
Тепловое расширение связано с химической природой материала и зависит от энергии связи между структурными элементами твердого вещества. Значения ТКЛР для стали и материалов из камня малы и достаточно близки между собой, для древесины и особенно пластмасс — существенно выше. Волокнистые и слоистые материалы по-разному деформируются вдоль и поперек волокон (слоев) .
Вследствие теплового расширения деформации материала в наружных конструкциях при сезонных изменениях температуры достигают значительных значений. Например, при повышении температуры от -20 до +30 °С относительная деформация цементного раствора составляет 0,6. ..0,8 мм/м. Во избежание растрескивания в сооружениях большой протяженности устраивают температурные швы.
Для материалов, состоящих из разнородных компонентов, и конструкций, объединяющих несколько материалов, необходимо учитывать совместимость температурных деформаций составляющих. При существенно различающихся ТКЛР изменения температуры могут вызвать большие внутренние напряжения и как результат — коробление и растрескивание материала.
Строительные материалы и конструкции при возгорании в помещении могут, с одной стороны, способствовать вознщщовению опасных проявлений пожара (высокой температуры, пламени, дыма и т. п.) и его развитию, а с другой стороны, ограничивать распространение огня и сохранять несущий каркас здания до ликвидации пожара. Поведение материалов и конструкций в условиях пожара характеризуется пожарной опасностью и огнестойкостью.
Пожарная опасность — комплекс свойств, которые способствуют возникновению и развитию Пожара. Набор пожарнотехнических характеристик различен для негорючих и горючих материалов и учитывает их назначение. Негорючие материалы не обладают пожарной опасностью. Для горючих отделочных материалов пожарная опасность характеризуется: степенью горючести; воспламеняемостью; дымообразующей способностью; токсичностью продуктов горения.
Материалы для покрытия полов испытывают на распространение пламени по поверхности.
По степени горючести материалы подразделяются на четыре группы:
Г1 — слабо горючие;
Г2 — умеренно горючие;
ГЗ — нормально горючие;
Г4 — сильно горючие.
Степень горючести устанавливают испытанием материала в камере сжигания под действием пламени газовой горелки. Стандартная интенсивность воздействия обеспечивается регулированием расхода газа. Образец должен иметь длину 100 см и ширину 19 см; толщина — реальная толщина материала, но не более 7 см. Продолжительность действия открытого пламени вдоль образца — 10 мин. В ходе испытания определяют степень повреждения образца по массе и длине, продолжительность самостоятельного горения и (или) тления после выключения горелки и температуру дымовых газов. К повреждениям образца относятся выгорание и обугливание материала.
Для понижения горючести древесину пропитывают специальными веществами — антипиренами, которые разлагаются при нагревании и выделяют негорючие газы. В этом случае после удаления огня горение и тление прекращаются. Антипирены вводят и в состав полимерных материалов (самозатухающий пенопласт).
Показатели пожарной опасности учитывают при выборе материалов для внутренней отделки помещений, особенно на путях эвакуации при пожаре: общих коридоров, холлов, фойе, лестничных клеток, вестибюлей.
Огнестойкость — это свойство материала в конструкции сопротивляться действию пожара и ограничивать распространение его опасных факторов. Характеризуется пределом огнестойкости — временем, мин, от начала теплового воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления предельного состояния, зависящего от назначения конструкции. Предельным состоянием считают:
обрушение или чрезмерные деформации конструкции (потеря несущей способности);
образование сквозных трещин или отверстий, через которые могут проникать пламя: й дым (потеря целостности);
слишком большой нагрев необогреваемой поверхности, что может вызвать самопроизвольное воспламенение горючих материалов (потеря теплоизолирующей способности).
В огнестойких конструкциях должны использоваться негорючие материалы (бетон, сталь, керамический кирпич). Однако необходимо учитывать, что при пожаре температура может достигать 1 000 °С и некоторые негорючие материалы (гранит) растрескиваются, другие (сталь) — сильно деформируются, у третьих (известняк, мрамор) — начинается химическое разложение. Для повышения огнестойкости конструкций из подобных материалов на их поверхность следует наносить огнезащитные вспучивающиеся составы.
Акустические свойства. Акустические свойства характеризуют взаимодействие материала со звуком, т. е. слышимыми звуковыми волнами. Звуковые волны подразделяются на воздушные и ударные. Воздушный звук появляется, распространяется в воздухе и действует на ограждение. При этом поток звуковой энергии частично отражается поверхностью^ частично поглощается материалом, остальная энергия проходит сквозь ограждение.
Звукопоглощение — способность материала поглощать звуковую энергию. Характеризуется коэффициентом звукопоглощения, равным отношению поглощенной звуковой энергий к энергии, падающей на поверхность материала в единицу времени.
Звукопоглощение зависит от степени и характера пористости материала и состояния его поверхности. Коэффициент звукопоглощения тем выше, чем больше пористость и больше доля пор, сообщающихся между собой и выходящих на поверхность материала. Для повышения звукопоглощающей способности материалы дополнительно перфорируют (устраивают сквозные отверстия) или делают лицевую поверхность рельефной.
Материалы, имеющие коэффициент звукопоглощения на средних частотах больше 0,2, относятся к звукопоглощающим и используются для борьбы с воздушным шумом.
Звукопроводность — свойство материала передавать звуковые Колебания через свою толщу. Звукопроводность материала влияет (Id Звукоизолирующую Способность ограждения.
Для эффективного снижения уровня воздушного шума ограждение должно иметь достаточную массу. Если масса велика, то энергии звука не хватает, чтобы пройти сквозь ограждение, так как для
этого необходимо привести частицы материала в колебательное движение.
Ударный звук возникает и распространяется в материале при ударных, вибрационных и иных механических воздействиях непосредственно на конструкцию. Наибольшей проницаемостью ударного звука обладают плотные материалы с высокой упругостью. Низкая звукопроводность у пористых малоупругих материалов волокнистого, ячеистого и губчатого строения, так как звуковая энергия поглощается и рассеивается развитой внутренней поверхностью материала, переходя в тепловую. В наибольшей степени защищают от распространения ударного шума многослойные ограждения с чередующимися слоями плотных и пористых (звукоизоляционных) материалов.
![](421063_html_b283441c8feff69c.gif)