Теплофізичні властивості
До основних теплофізичних властивостей, що оцінюють відношення матеріалу до теплових впливів, відносятьсятеплопровідність, теплоємність, термостійкість, вогнетривкість, вогнестійкість.
Теплопровідність - здатність матеріалу передавати через свою товщу тепловий потік, що виникає при різниці температур на поверхнях, що обмежують матеріал. Ця властивість оцінюєтьсякоефіцієнтом теплопровідності (),, що представляє відношення кількості теплоти, що пройшла протягом 1 год через випробуваний матеріал товщиною 1 м, площею1м 2 при різниці температур на його протилежних поверхнях в 1° - Вт/м.
Теплопровідність матеріалу залежить від речовинного складу, будови та характеру пористості, температури та вологості матеріалу. Теплопровідність матеріалів залежить від їхньої середньої щільності, хімічного складу, структури, характеру пір та вологості.
Найбільший вплив на теплопровідність надає середня щільність матеріалів.
Значно зростає теплопровідність матеріалів із зволоженням.
Особливості структури мають значний вплив на теплопровідність. Наприклад, якщо матеріал має волокнисту будову, то тепло вздовж волокон передається швидше, ніж упоперек. Так, теплопровідність деревини вздовж волокон дорівнює 0.30, а поперек - 0.15 Вт/м. Дрібнопористі матеріали менш теплопровідні, ніж крупнопористі; матеріали із замкнутими порами мають меншу теплопровідність, ніж матеріали із сполученими порами. Тому під час розрахунку конструкцій коефіцієнт теплопровідності будівельних матеріалів приймають для температурно-влажностных умов її експлуатації.
Теплоємність – властивість матеріалу поглинати (акумулювати) при нагріванні тепло та виділяти його при охолодженні. При охолодженніматеріали виділяють тепло, причому тим більше, чим вища їхня теплоємність. Коефіцієнт теплоємності за масою З m дорівнює кількості тепла (Дж), необхідної для нагрівання 1 кг матеріалу на 1 o З:
де: Q – кількість тепла, кДж; m – маса матеріалу, кг; (t1 – t2) – різниця температур.
Питома теплоємність кам'яних матеріалів складає 755-925, лісових - 2420-2750 Дж/(кг * o С). Найбільшу теплоємність має вода - 4900 Дж/(кг * o С). Тому з підвищенням вологості матеріалів їхня теплоємність зростає, а сталеві конструкції вимагають для нагріву меншої енергії.
Теплоємність враховується при розрахунку теплостійкості стін та перекриттів опалювальних будівель, підігріву матеріалів у зимовий період.
Якщо будівельний матеріал складається з декількох складових частин (наприклад, бетон або будівельний розчин), то коефіцієнт теплоємності такого матеріалу розраховують як суму творів теплоємностей компонентів, що його складають, на їх вагову частку в матеріалі.
Вогнетривкість – здатність матеріалу витримувати тривалий вплив високих температур без деформацій та руйнування. За ступенем вогнетривкості матеріали поділяють навогнетривкі, що працюють без зниження властивостей при температурі понад 1580°С,тугоплавкі– 1580…1350°С талегкоплавкі– нижче 1350° З.
Межа вогнестійкості конструкцій та матеріалів характеризується часом (год) від початку теплового впливу і до появи однієї з ознак граничного стану.
Вогнестійкість (займистість) будівельних матеріалів підрозділяється нанезгорянні,трудносгоряемыеізгорянні.
Незгоряніматеріали не горять, не тліють і не обвуглюються. Це кам'яні матеріали, метали.
Важкозаймисті– матеріали, якіпід дією вогню або високої температури важко запалюються, тліють або обвуглюються, але після видалення джерела вогню їх горіння і тління припиняються (фіброліт, що складається з деревних стружок і цементного каменю, асфальтобетон, деякі полімерні матеріали).
Згоряння– матеріали, які при контакті з вогнем спалахують і горять відкритим полум'ям навіть у разі ліквідації джерела вогню (деревина, бітум, полімерні матеріали).