Книги по строительству и ремонту

Строительные материалы

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ

Водопоглощением материала называют способность его впитывать и удерживать воду. Определяют его по разности весов образца материала в насыщенном водой и в абсолютно сухом состояния и выражают в процентах от веса сухого материала или в процентах от объема образца. Весовое водопоглощение обозначается Вшс, объемное 50б«

Обычно насыщение материала водой (особенно если оно происходит без нагрева, вакуумирования и т. д.) наступает до заполнения все» го объема труднодоступных пор. Кроме того, в материале имеется известное количество замкнутых пор. Поэтому объемное водопоглощение материала обычно меньше его пористости. Способы насыщения различных материалов при определении водопоглощения устанавливаются соответствующими ГОСТами.

Отсюда получается формула для перехода от одного вида водопоглощения к другому:

Объемное водопоглощение, численно равное объему пор, доступных для воды, называется видимой (кажущейся) пористостью материала в отличие от действительной (истинной) пористости. Объемное водопоглощение всегда меньше 100%, так как всегда часть объема материала занимает его вещество, а весовое водопоглощение у материалов очень пористых и очень легких (например, у торфяных теплоизоляционных плит) может быть больше 100%.

Водопоглощение различных строительных материалов колеблется в очень широких пределах. Так, весовое водопоглощение глиняного обыкновенного кирпича составляет от 8 до 20, керамических плиток — не выше 2, тяжелого бетона с объемным весом до 2,5 T/MS — около 3, гранита— 0,5—0,7 и гидроизоляционного материала (гидроизола) —2%.

Для насыщения водой образец материала постепенно погружают нее или выдерживают в кипящей воде. Свойства насыщенного .материала существенно изменяются: увеличивается теплопроводность, объемный вес, а у некоторых материалов (например, у дерева) также и объем, уменьшается прочность (вследствие ослабления связей между частицами)

Ввиду очень большого влияния, которое оказывает на материалы насыщение водой, желательно испытывать их прочность не только в сухом, но и в насыщенном состоянии. Отношение прочности насыщенного водой материала к прочности его в сухом состоянии называется- коэффициентом размягчения материала. Он является важным показателем, так как характеризует водостойкость материала, который в условиях работы в сооружении может подвергаться воздействию воды. Коэффициент размягчения колеблется в пределах от 0 (у глиняных необожженных материалов) до 1 (у материалов, не изменяющих своей прочности от действия воды, например у стали, битумов). Каменные материалы (природные и искусственные) нельзя применять в условиях воздействия на них воды, если коэффициент их размягчения меньше 0,75. Материалы с коэффициентом размягчения   больше   0,75   называют   водостойкими.

2. ВЛАГООТДАЧА

«Влагоотдачей называют свойство материала выделять воду при наличии соответствующих условий в окружающей среде (понижение влажности, нагрев, движение воздуха). Влагоотдачу выражают скоростью высыхания материалов, т. е. количеством воды (в процентах от веса или объема стандартного образца материала), теряемым в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60% и температуре 20° С.

Влажность материала, т. е. весовое содержание воды в материале, значительно ниже, чем его полное водопоглощение. Вследствие влагоотдачи через некоторое время (полгода — год) после постройки устанавливается равновесие между влажностью строительных конструкций и воздуха. Это состояние равновесия называется воздушно-сухим состоянием.

В лабораторных условиях (в сушильном шкафу) можно высушить материал до полного удаления влаги (при температуре 110° С). В таком состоянии материал называется абсолютно сухим. В строительных конструкциях материалы никогда не находятся в абсолютно сухом состоянии, они всегда имеют определенную степень влажности, выражаемую в процентах от веса сухого материала.

3. ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ

-'Водопроницаемостью называют способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости материалов зависит от

их плотности и строения: особо плотные-

материалы (например, стекло, битумы,

сталь) водонепроницаемы, материалы

с замкнутыми мелкими порами практиче

ски также водонепроницаемы. п Величина

водонепроницаемости выражается коли

чеством воды в граммах, прошедшей за

1 ч через 1 см2 поверхности материала

при постоянном давлении. Многие мате

риалы должны обладать определенной

степенью водонепроницаемости. Особен-

для   гидроизоляционных   и   кровельных

материалов.

Материалы испытывают на водопроницаемость на специальных аппаратах (рис. 1). Образец 1 конической формы (на рисунке он показан схематически, не в масштабе; обычно его толщина, н-апример для некоторых растворов, не превышает 2—3 см) закладывают в металлическую коническую форму 2. Боковые поверхности образца заливают парафином. Вода насосом 3 под давлением, регистрируемым манометром 4, подается к образцу снизу, прижимает его к стенкам формы и просачивается через сообщающиеся между собой поры на внешнюю поверхность. Прошедшая через образец вода стекает по трубке в стакан, и ее взвешивают.

Для гидроизоляционных и кровельных материалов водопроницаемость является важнейшим показателем их качества. Образцы таких материалов (например, рубероида) испытывают под давлением небольшого столба воды (50 мм), определяют время, по истечении которого появляются первые признаки просачивания воды (пятно, капля). Точно так же при испытании глиняной черепицы ограничиваются качественными показателями водопроницаемости.

4. МОРОЗОСТОЙКОСТЬ

Морозостойкостью называют способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и без допустимого понижения прочности.

Некоторые строительные материалы, соприкасающиеся с водой и наружным воздухом (например, материалы гидросооружений, кровельные, стеновые), постепенно разрушаются; разрушение вызывается тем, что материал полностью насыщается водой, которая при температуре ниже нуля замерзает в порах, увеличиваясь в объеме примерно на 9%. Лед, образующийся в порах материала, давит на стенки пор и может их частично разрушить, вследствие чего прочность материала понижается; этому способствует  также  перемещение  (миграция)  влаги   по  порам.

Плотные материалы (без пор или с незначительно открытой пористостью), поглощающие весьма мало воды, морозостойки.; Пористые же материалы обладают удовлетворительной морозостойкостью только в случае, если вода практически заполняет до 80—85% доступных пор. Чтобы материал обладал морозостойкостью, его коэффициент размягчения должен быть не ниже 0,75, так как размокающие примеси отрицательно влияют на морозостойкость.

Материалы испытывают на морозостойкость в холодильных камерах. Испытание заключается в многократном (от 10 до 200 раз, в зависимости от условий работы сооружений) замораживании образца, насыщенного водой, с оттаиванием в воде комнатной температуры после каждого замораживания.'.Температура замораживания должна быть ниже минус 17° С, так как в тончайших порах (капиллярах), имеющихся в некоторых строительных материалах, вода замерзает только при указанной температуре.^Морозостойкими считают те материалы^ кото^ рые после установленного для них числа циклов замораживания и оттаивания не имеют выкрашиваний, трещин, расслаивания и не теряют в весе более 5%. Прочность образцов, подвергавшихся испытанию на морозостойкость, по сравнению с прочностью контрольных образцов, не подвергавшихся испытанию, не должна понижаться более чем на 25%.

По числу выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания различают материалы следующих марок: Мрз 10, Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35, Мрз 50, Мрз 100, Мрз 150 и Мрз 200.

Если нужно провести ускоренное испытание морозостойкости материала, то вместо замораживания образцы погружают в  насыщенный раствор сернокислого натрия Na2SO4 • 10Н2О и высушивают после полного насыщения при 105° С. О полном насыщении образца можно судить по прекращению роста веса образца. Кристаллы сернокислого натрия, образующиеся в порах испытуемого материала, давят на стенки пор сильнее замерзающей воды, т. е. это испытание является более жестким, чем описанное выше. Если материал не выдерживает его, надо обязательно провести испытание на морозостойкость в холодильных камерах при насыщении материала водой.

5. ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ

Под химической, или коррозионной стойкостью понимают способность материалов сопротивляться действию кислот, щелочей, растворенных в воде газов и солей.

В условиях работы в конструкциях строительные материалы очень часто подвергаются действию агрессивных жидкостей и газов. Так, проходящие по канализационным системам сточные жидкости могут содержать свободные кислоты и щелочи, которые разрушают поверхности металлических и железобетонных труб. Растворенные соли, находящиеся в морской воде в большом количестве, могут разрушающе действовать на бетонные сооружения.

Большинство строительных материалов не обладает стойкостью к действию кислот и щелочей. Весьма нестойко в этом отношении, например, дерево, вследствие чего оно мало применяется на химических заводах. Битумы относительно быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей, а многие природные каменные материалы— под действием кислот (например, известняки, мраморы, доломиты и др.). Почти все цементы, за исключением специальных кислотостойких, также плохо противостоят действию кислот. Высокой стойкостью к действию щелочей и кислот обладают керамические материалы с очень плотным черепком — облицовочные плитки, плитки для полов, канализационные трубы, специальный кирпич для устройства канализационных коллекторов, стекло и др. Некоторые природные каменные материалы (например, бештаунит, базальт) также высококислотостойки.