книги / Свойства строительных материалов в примерах и задачах

частях или процентах от объёма материала в естественном

состоянии.

З а к р ы т а я

п о р и с т о с т ь

П 3

это порис­

состоянии и определяется по формуле

Па

П -

П0

Ш)

где П и П 0 - пористость

соответственно

общая и открытая

ной из

формул:

4iycT " ^

^упл

или XiycT - 0

^ упл) Ю О , (15)

где

|<

-

коэффициент уплотнённости

сыпучего материала

где

рн - насыпная плотность сыпучего

материала,

кг/к* или г /с t?;

Jf -

средняя плотность отдельных зёрен

сыпучего

материала, кг/к?

или r/oi?o

кК У П К

--

^

,

(17)

г

где

р н -

насыпная плотность

сыпучего материала,

кг/м*

или r> cV^;

р

- истинная

плотность этого материала, кг/к?

или

г/ск?.

У д е л ь н ы й

в е с

d

-

вес

единицы объёма вещества или

р

d = — >

(18)

V

Р

m g ,

(19)

где

гт\

- масса вещества или материала в сухом или влажном состо­

янии, кг

или т;

Q. -

ускорение

свободного падения или силы тя­

жести, зависит от географической широты нахождения материальной

точки и её высоты над

уровнем моря, м/с^0

На широте Москвы на уров­

не

моря

g s

9,8156

м/о^. При

решении

задач принимать

g =

- 9

.807

м/с2.

В о д о п о г л о щ а е м о с т ь

- свойство пористого

материала при непосредственном контакте с

водой самопроизвольно

водопоглощаемость

в процентах по

объёму

по

и по массе

пм

и определяется по формулам:

в,по

m e -

" Ч

100,

( 20)

Р н 2о Y E

т в- т с

1 0 0 ,

(21)

П М

т

с

где

т в

масса материала

с поглощённой им водой (без избы­

точного

давления), г

или кг;

т

с - масса

материала в сухом

состоянии, г

или

кг;

р н

0

-

истинная плотность воды,

г/см^

или кг/м^;

\ /

-

*

в естественном состоянии,

'к

У^

объём материала

см

к ВП

в,по

( 22)

п

где

П

общая пористость материала

в процентах от объёма этого

материала

в естественном состоянии.-

В о д о н а с ы щ а е м о с т ь -

свойство пористого материа­

избыточного давления и удерживать её во всех открытых порах

(фильтт-

ровых и тупиковых). Выражается водонасыцаемость в процентах

по

объёму

В,,л

и по массе

B UIU

и определяется по формулам:

НО

н м

mB

mc

100 ,

(23)

P«,»V£

m

B -

r n c

(24)

ВH M

100 ,

mf

где

m B

-

масса материала,

насыщенного водой

(с избыточным

давлением),

г

или кг;

т с

-

масса материала в сухом состоя­

нии,

г или

кг;

Р н 2 о

“

истинная плотность воды, г/см3 или

кг/м3 :

V£

объём материала в естественном

состоянии, см3

или

м .

В о д о с т о й к о с т ь

-

способность материала сохранять

кости

или размягчения

(безразмерная величина), определяет-

ся по формуле

х

(25)

’

» .

где

к в

предел

прочности

материала на

сжатие после увлажне­

ния за

счёт насыщения водой или

её

поглощения,

МПа или

кПа;

Rc -

- предел прочности материала на

сжатие в сухом или

воздушно-сухом

состоянии, МПа или кПа.

Материал

считается

водостойким,

если

к р

^

0,8 .

В л а г о с т о й к о с т ь

-

способность материала

длительно

нии и высыхании,

характеризуется коэффициентом

влагостойкости

Vr

(безразмерная

величина), определяется по формуле

къ

( 26)

D =

R.

где

R к

-

конечный предел прочности материала на сжатие после

многократного попеременного увлажнения и высыхания, МПа или кПа;

R,

начальный предел прочности материала

на сжатие, МПа или*

кПа. Материал считается влагостойким, если

U . >

0 ,8 . Л

В о д о н е п р о н и ц а е м о с т ь

- пойство

материала

ды в 0 ,3 МПа,

то

это означает, что давление в

0 ,3 МПа образцы уже

не вьщержива

т.

Поэтому материалу присваивается марка

по водонепро­

ницаемости

В2 по

предыдущей ступени давления,

то есть

по давлению

в 0 ,2 МПа,

которое образцы в своём большинстве

выдержали.

В о д о п р о н и ц а е м о с т ь

- свойство материала про­

фициентом фильтрации

К ф ,

м /с

или м /сут, который определяется

по

формуле

V

кф

(27)

"

S \

I ~г'

Л

где

количество

воды,

фильтруемой через

слой материала,

м^;

5

площадь фильтрующей поверхности слоя материала,

м^;

TL

-

интервал

времени,

в течение

которого

осуществляется

фильтрация воды через материал,с или сут;

{

-

напорный гради­

ент,

безразмерная

величина;

^

-

температурная поправка,

учи­

тывающая вязкость

фильтруемой воды, безразмерная

величина.

Напорный градиент и температурная поправка определяются по фор­

мулам:

i,

—— —,

(28)

-г

= 0,7

+ 0,03 t ,

(29)

5

где

Н и

W

-

отметки уровня

воды с двух противоположных сто­

рон

слоя материала,

м;

5

-

толщина

слоя материала,

м;

*t

-

- температура ^лльтруемой воды,

°С.

Напорный градиент можегх

быть

постоянной величиной при неизмен­

лее удобна в расчётах.

Определяется коэффициент паропроницаемости

по формуле

кп

ГПп5

■(30)

S х,

Др

где

m n -

количество

пара,

проходящего через

слой материала,

кг или мг;

5 -

толщина слоя материала, м;

S

площадь

паропроницаемой

поверхности

слоя материала, м^;

T L -

интер­

слой

материала, с ил»* ч;

Др

перепад парциальн х давлений

пара

с двух противоположных

сторон

слоя материала, Па.

переменной - при изменении этого установившегося

режима в процессе

миграции.

В л а ж н о с т ь

-

степень усвоения материалом

влаги

в виде

воды и её

паров. Выражается

влажность в процентах по

объёму

(обычно

для теплоизоляционных материалов)

W Q и по массе

(для любых ма­

териалов)

W M

и определяется

по формулам:

Г в -

пг\с

Р Н, ° Ч

100 ,

(31)

т в -

т с

W м

т .

100

(32)

где

т ъ -

масса материала

во

влажном состоянии, г или кг;

масса

материала в сухом

состоянии, г

или

кг; Рн2о ~

- истинная плотность

воды,

г/си

или кг/*.:^;

V .

-

объём мате-

р.*ала

в естественном

состоянии,

3

о

с

см

или м .

RH

и

R K -

соответственно начальный и конечный преде-

прочности материала на сжатие во влажном (после поглощения воды)

состоянии,

Л1а;

косффиииентом морозостойкости по водоусвоению

(безраз­

мерная величина),

определяемым по формуле

М .

-----

134)

оттаивания

составляет не менее 85 %(может даже и 100 %)'. Но если

з условии

задачи подчёркивается, что данный материал точно соответ­

испытаний понизился и достиг нижнего допускаемого

предела, в резуль­

тате чего стал составлять точно 85 %.

Для морозостойких материалов коэффициент

М в

должен

быть не более 0 ,8 5 .

Q

5

(55)

Л

s ( t B -

*н К

где

Q.

количество теплоты,

проходящей

через

слой материала,Дк;

5

толщина этого слоя материала, м;

S

площадь•теплопро­

водящей поверхности слоя материала,

ьг\ t B

и

t H

темпера­

ной) слоя материала, °С;

x t

интервал времени,

в течение

кото­

рого проводится теплота через слой материала, с .

Температурный перепад или разность температур

t H)

мо­

Л

1,16 \/о,0196

♦ 0,22 уг2

0,16

(Зб)

иО

где

% -

относительная

оредняя плотность

каменного

строитель­

ного материала, влажность

которого не превышает 7.% по объёму.

Подсчёт усреднённого

коэффициента теплопроводности

А с для

A M + А 2Ч

+

♦ А Л

(37)

Л с --

+ VL

ч

♦

20

г д е

Х 2,

X

коэффициенты теплопроводности

пер­

в о г о , в т о р о г о ,

. .

г \

-

го

составляющего

материала, Б т/(м -°С );

,

V 2

,

объёмы

п ер в ого, второго,

П,

- го

со ст а в л я ю щ его

м а т ер и а л а

в

ч а ст я х ,

процентах

или

физических едини­

ц а х и з м е р е н и я .

И р

м

е

ч а

н

и

е .

Коэффициент теплопроводности нан ято на­

зы в а ть

истинны м ,

если

он

характеризует теплопроводность мате­

р и а л а

при

с т р о г о

определённой

температуре. Если же этот

коэффи­

ц и ен т х а р а к т е р и зу е т

теплопроводность материала в рассматривае-

т ем п ер атур н ом

и н тер вал е,

его

принято

называть

средним.

Т

е

п

л

о

п е

р

е

д

а

ч

а -

эт о

теплообмен

между дв: :я тепло­

н о си т ел я м и

в в и д е

г а з а

или

жидкости

через разделяющий их слой твёр­

д о г о м а т ер и а л а

или

ч е р е з

поверхность

рпэдела

между ними.

П од

теп л ообм ен ом

понимается

самопроизвольный процесс переноса

т е п л о т ы ,

обусл овл ен н ы й градиентом

температуры*

Осуществляется такой

п е р е н о с

теп л оты з а

с ч ё т

теплопроводности,

конвекции и теплоизлуче­

н и я .

Г р а д и ен т тем пературы

представляет собоГ

температурный перепад

в

с л о е

м а т ер и а л а

толщиной

I

м ,

°С /м . В зависимости от

степени стаби­

л и за ц и и

п р о ц е с с а

п ер едач и

теплоты ,

градиент

температуры может быть

п о с т о я н н о й

или п ерем ен н ой

величиной.

Т е п л о п е р е д а ч а

обычно

включает

в

себя

теплоусвоение (усвоение

т еп л о ты

с л о е м т в ё р д о г о

материала

чер ез нагреваемые его

поверхности

о т

б о л е е

г о р я ч е й

ж идкости

или г а з а ) ,

теплопроводность

(проводимость

т еп л о ты

в

с л о е э т о г о

м атериала)

и теплоотдачу

(отдача

теплоты матери­

ал ом ч е р е з

охлаж даем ы е

поверхности

более

холодной

подвижной среде).

И н т ен си в н о ст ь

п ер ед а ч и

теплоты

при

теплопередаче

характеризуем'-я

к оэф ф и ц и ен том

т еп л оп ер едач и

к тп

,

о т /( ь г - 0С ), который опреде­

л я е т с я п о

ф орм уле

к тп

(38)

г д е

R CT

-

соп роти вл ен и е

теплопередаче

(или полное термичес­

к о е с о п р о т и в л е н и е ),

м^*°С/Вт, определяется

по

форцуле

RCT

«у -

*Я.,

<*»

г д е

R ^

R _

и

R

-

соответственно

сопротивления

п е-

р е д а ч е

теп л оты

у

п ов ер хн ости

е е

усвоения,

в

проводящем

слое