Теплофизические свойства

Теплопроводность - способность материала проводить через себя теплоту.

Это свойство является главным для теплоизоляционных материа­лов, применяемых для устройства ограждающих конструкций зданий. Тепловой поток проходит через твердый "каркас" и воздуш­ные ячейки пористого материала. Теплопроводность воздуха λ = 0,023 Вт/(м·°С) значительно меньше, чем у твердого вещества, из которого со­стоит "каркас" строительного материала. Поэтому увеличение пористости материала является основным способом уменьшения теплопроводности. Чтобы снизить количество теплоты, передаваемой конвенцией и излучением, следует создавать в материале мелкие за­крытые поры. Теплопроводность связана с плотно­стью материала: чем выше плотность, тем выше теплопроводность. Теплопроводность материала также возрастает при увлажнении материала, т.к. теплопроводность воды λ = 0,59 Вт/(м·°С).

О теплопроводности материала можно судить по его плотности. Известна формула В.П.Некрасова, связывающая теплопроводность с относительной плотностью каменного материала.

, (11)

где d – относительная плотность материала по отношению к плотности воды (безразмерная величина).

Теплоемкость - это способность материала поглощать и удерживать в себе теплоту.

Теплоемкость опреде­ляется количеством теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг материала, чтобы повысить его температуру на 1°С. Те­плоем­кость стали - 0,48 кДж/(кг ·°С), неорганических строитель­ных материалов (бе­тонов, кирпича, природных каменных мате­риалов) изменяется в пределах 0,75…0,92 кДж/(кг ·°С). Тепло­емкость сухих органических материалов (напри­мер, древесины) - 2,39…2,72 кДж/(кг·°С), вода имеет наибольшую теплоем­кость - 4,19 кДж/(кг ·°С), поэтому с повышением влажности мате­риалов их теп­лоемкость возрастает.

Огнеупорность - свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °С и выше), не размяг­чаясь и не деформируясь.

Огнеупорные материалы (шамот, динас, магнезитовый кирпич) применяют для труб, внутренней футеровки промышленных печей.

Тугоплавкие материалы выдерживают температуры до 1350 °С.

Жаростойкие материалы (жа­ростойкий бетон, керамический кирпич) выдерживают температуры до 1000 °С.

Огнестойкость - свойство материала сопротивляться дейст­вию огня при пожаре в течение определенного времени.

В зависимости от степени огнестойкости строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгора­емые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию. При этом некоторые ма­териалы почти не деформируются (керамический кирпич, черепица), другие могут сильно деформироваться (сталь) или разрушаться, растрескиваться (природные камни, например, гранит), особенно при одновремен­ном воздействии воды, применяемой при тушении пожаров.

Труд­носгораемые материалы под воздействием высоких температур тле­ют и обугливаются, но при удалении огня процессы горения, тления и обугливания полностью прекращаются. К таким материалам относятся фибролит, гидроизол, асфальтовый бетон и др.

Сгорае­мые материалы воспламеняются и горят или тлеют под воздействи­ем огня или высокой температуры, причем горение или тление про­должается также после удаления источника огня. Среди них — древесина, войлоку битумы, смолы и др.

Температурное расширение - свойство материала увеличивать размеры и объем при нагревании.

Коэффициент линейного температурного расширениябетона и стали составляет 10 ·10^-6 °С^-1, гранита – 8…10 ·10^-6 °С^-1, дерева - 20 ·10^-6 °С^-1. При сезонном изменении температуры окружающей среды и материа­ла на 50 °С относительная температурная деформация достигает примерно 0,5-1 мм/м. Во избежание растрескивания в сооружениях большой протяженности устраивают деформацион­ные швы.