Свойства по отношению к воде

Гигроскопичность – свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха. Поглощение влаги из воздуха происходит из-за адсорбции водяного пара на внутренней поверхности пор материала и конденсацией. Увлажнение материала увеличивает его теплопроводные свойства.

Т.к. водяной пар скапливается на стенках пор, то даже при длительной выдержки пористых материалов на воздухе их влажность достаточно велика.

Если конструкция находится в воде, то происходит капиллярное всасывание, т.е. вода поднимается по высоте материала по капиллярам, увлажняя нижнюю часть конструкции. Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощенной воды, интенсивностью (скоростью) всасывания.

Уменьшение капиллярного всасывания означает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.

Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать в порах влагу, %. Различают водопоглощение по массе и по объему.

Водопоглощение по массе:

где m – масса сухого образца, г;

m₁ – масса насыщенного водой образца, г.

Водопоглощение по объему:

где V – объем образца.

При чем, отношение водопоглощения по объему к водопоглощению по массе равно средней плотности материала.)

Водопоглощение характеризует структуру материала для этого используют коэффициент насыщения пор (отношение водопоглощения по объему к пористости). Водопоглощение увеличивает плотность, теплопроводность материала возрастает, прочность и морозостойкость материала уменьшается.

Коэффициент размягчения – отношение прочности материала в насыщенном водой состоянии к прочности материала с сухом состоянии. (где R_B – прочность материала, насыщенного водой, МПа, R_C – прочность материала в сухом состоянии). Коэффициент размягчения характеризует водостойкость материала (0 – размокающие глины, 1 – металлы). Для природных и искусственных каменных материалов КР меньше 0,8.

Водонепроницаемость – свойство материала пропускать воду под давлением. Коэффициент фильтрации (К_Ф, м/ч) характеризует водонепроницаемость материала – это количество воды, проходящей через стенку площадью 1м², толщиной 1м, за время 1 час, при разности гидростатического давления на границах стенки 1 м.вод.ст.

Водонепроницаемость материала характеризуется маркой, которая означает гидростатическое давление, при котором образец материала не пропускает воду. Чем ниже коэффициент фильтрации, тем выше марка материала по водонепроницаемости.

Газо- паропроницаемость – свойство материала при возникновении у поверхностей разности давления газа пропускать его через поры и трещины. Зависят от структуры (пористости и плотности) материала.

Стеновой материал должен обладать определенной проницаемостью, т.к. стена должна «дышать», для естественной вентиляции. Паронепроницаемые материал располагают с той стороны ограждения, с которой содержание водяного пара в воздухе больше, иначе из-за разности давлений пар будет стремиться наружу, что способствует быстрому разрушению материал, особенно в зимнее время.

Влажностные деформации – деформации в материале, происходящие при изменении влажности, приводящие к изменению объема и размеров материала.

Усадка (усушка) – уменьшение размеров материала при высыхании. Вызвана уменьшением толщины слоев материала, действием внутренних капиллярных сил, которые стремятся сблизить частицы материала.

Набухание – происходит при насыщении материала водой. Молекулы воды расклинивают частицы или волокна материала, утолщаются гидратные оболочки вокруг частиц. Чередование высыхания и увлажнения пористого материала сопровождается попеременными деформациями усадки и набухания, что при многократном циклическом повторении вызывает трещины, ускоряет разрушение материала (бетон дорожных покрытий, наружные части гидротехнических сооружений).

Высокопористые материалы (древесина, ячеистый бетон) способны поглощать большое количество воды, характеризуются большой усадкой:

Морозостойкость – свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. За марку по морозостойкости (обозначается F) принимают наибольшее количество циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%, после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений (потеря массы должна быть не более 5%). От морозостойкости зависит долговечность материала, подверженного действию атмосферных факторов и воды (легкий бетон до 35, бетон для дорог до 200, гидротехнический бетон – 500).

При наступлении даже небольших морозов (от – 5 °С до – 8 °С) вода в порах материала замерзает и при переходе в лед увеличивается в объеме на 9%, в стенках пор возникают растягивающие напряжения, что приводит к постепенному разрушению материала.