что такое водопоглощение материала

Гигроскопичность — свойство пористо-капиллярного материала поглощать влагу из воздуха.
Степень поглощения зависит от температуры и относительной влажности воздуха. С увеличением относительной влажности и снижением температуры воздуха гигроскопичность повышается.
Гигроскопичность характеризуют отношением массы поглощенной материалом влаги при относительной влажности воздуха 100% и температуре +20 °С к массе сухого материала.

Гигроскопичность отрицательно сказывается на качестве строительных материалов. Так, цемент при хранении под влиянием влаги воздуха комкуется и снижает свою прочность. Весьма гигроскопична древесина, от влаги воздуха она разбухает, коробится, трескается.
Чтобы уменьшить гигроскопичность деревянных конструкций и предохранить их от разбухания, древесину покрывают масляными красками и лаками, пропитывают полимерами, которые препятствуют проникновению влаги в материал.

Капиллярное всасывание — свойство пористо-капиллярных материалов поднимать воду по капиллярам. Оно вызывается силами поверхностного натяжения, возникающими на границе раздела твердой и жидкой фаз.
Капиллярное всасывание характеризуют высотой поднятия уровня воды в капиллярах материала, количеством поглощенной воды и интенсивностью всасывания. Когда фундамент находится во влажном грунте, грунтовые воды могут подниматься по капиллярам и увлажнять низ стены здания.

Во избежание сырости в помещении устраивают слой гидроизоляции отделяющий фундамент от стены.
С увеличением капиллярного всасывания снижаются прочность, стойкость к химической и морозостойкость строительных материалов.

Водопоглощение — свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах.
Водопоглощение выражают степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему Wо) или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала.

Водопоглощение различных материалов находится в широких пределах (% по массе):
гранита 0,02. 1;
плотного тяжелого бетона 2. 5;
керамического кирпича 8. 25;
асбестоцементных прессованных плоских листов — не более 18;
теплоизоляционных материалов 100 и более.

У высокопористых материалов водопоглощение по массе может превышать пористость, но водопоглощение по объему всегда меньше пористости, так как вода не проникает в очень мелкие поры, а в очень крупных не удерживается. Водопоглощение плотных материалов (сталь, стекло, битум) равно нулю.
Водопоглощение отрицательно сказывается на других свойствах материалов: понижаются прочность и морозостойкость, материал набухает, возрастает его теплопроводность и увеличивается плотность.

Влажность — отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии.
Вычисляется по тем же формулам, что и водопоглощение, и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественно влажном, а не в насыщенном водой состоянии.

При транспортировании, хранении и применении материалов имеют дело не с водопоглощением, а с их влажностью. Влажность меняется от 0 % (для абсолютно сухих материалов) до значения полного водопоглощения и зависит от пористости, гигроскопичности и других свойств материала, а также от окружающей среды — относительной влажности и температуры воздуха, контакта материала с водой и т. д.

Влагоотдача — свойство материала терять находящуюся в его Числовой характеристикой влагоотдачи является количеством воды (в%), испарившейся из образца в течение 1 суток при тнмпературе 20 °С и относительной влажности воздуха 60 %.
Влагоотдачу учитывают, например, при уходе за твердеющим бетоном, при сушке оштукатуренных известковым раствором стен и перегородок.
В первом случае желательна замедленная, а во втором — быстрая влагоотдача.

Водопроницаемость — свойство материала пропускать через себя воду под давлением.
Степень водопроницаемости в основном зависит от строения и пористости материала. Чем больше в материале открытых пор и пустот, тем больше его водопроницаемость.

Водопроницаемость характеризуют коэффициентом фильтрации (м/ч) — количеством воды (в м3), проходящей через материал площадью 1 м2, толщиной 1 м за 1 час при разности гидростатического давления на границах стенки 9,81 Па.
Чем ниже коэффициент фильтрации, тем выше марка материала по водонепроницаемости.
Водонепроницаемыми являются плотные материалы (гранит, металлы, стекло) и материалы с мелкими замкнутыми порами (пенопласты).

Для гидроизоляционных материалов важна оценка не водопроницаемости, а их водонепроницаемости, которая характеризуется или временем, по истечении которого появляется просачивание воды под определенным давлением через образец материала (мастика, гидроизол), или максимальным давлением воды, при котором она еще не проходит через образец материала за время испытания (специальные строительные растворы).

Воздухе-, газо- и паропроницаемость — свойства материала пропускать через свою толщу соответственно воздух, газ и пар.
Они зависят главным образом от строения материала, дефектов его структуры и влажности.

Количественно воздухо- и газопроницаемость характеризуются коэффициентами воздухо- и газопроницаемости, которые равны количеству воздуха (газа) (м3), проходящего в течение 1 ч через 1 м2 материала толщиной в 1 м при разности давлений на поверхность в 9,81 Па.
Воздухо- и газопроницаемость выше, если в материале больше сообщающихся пор; наличие воды в порах понижает эти свойства материала.

Паропроницаемость возникает при различном содержании и упругости пара по обе стороны поверхности, что зависит от темпертуры водяных паров и характеризуется коэффициентом паропроницаемости, который равен количеству водяного пара (в г), проникающего в течение 1 ч через 1 м2 материала толщиной 1 м при разности давлений пара на поверхностях 133,3 Па.

Стеновые и отделочные материалы должны обладать определенной проницаемостью, должны «дышать». Достаточные газо- и паропроницаемость стеновых материалов предотвращают разрушение стен снаружи от мороза и при последующем оттаивании.
Паронепроницаемые материалы располагают с той стороны ограждения, с которой содержание пара в воздухе больше.

Материалы, насыщенные водой, практически газонепроницаемы.
Лакокрасочные покрытия либо уменьшают, либо сохраняют паропроницаемость строительных материалов.
Чем меньше паропроницаемость лакокрасочной пленки, тем выше ее антикоррозионные свойства.

Морозостойкость — свойство материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения и без значительного снижения прочности и массы.

Морозостойкость — одно из основных свойств, характеризующих долговечность строительных материалов в конструкциях и сооружениях. При смене времен года некоторые материалы, подвергаясь периодическому замораживанию и оттаиванию в обычных атмосферных условиях, разрушаются. Это объясняется тем, что вода, находящаяся в порах материала, при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9. 10%; только очень прочные материалы способны выдерживать это давление льда (200 МПа) на стенки пор.

Высокой морозостойкостью обладают плотные материалы, которые имеют малую пористость и закрытые поры.
Материалы пористые с открытыми порами и соответственно с большим водопоглощением часто оказываются не морозостойкими. Материалы у которых после установленных для них стандартом испытаний, состоящих из попеременного многократного замораживания (при температуре не выше —17 °С) и оттаивания (в воде), не появляются трещины, расслаивание, выкрашивание и которые теряют не более 25 % прочности и 5 % массы, считаются морозостойкими.

По морозостойкости, т. е. по числу выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания, материалы подразделяют на марки:
Мрз; 15; 25; 35; 50; 100; 150; 200; 300; 400 и 500.
Так, марка по морозостойкости штукатурного раствора Мрз 50 означает, что раствор выдерживает не менее 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания без потерь прочности и массы.

Важно понять, что для пористых материалов особенно опасно совместное действие воды и знакопеременных температур. Морозостойкость зависит от состава и структуры материала, она снижается с уменьшением коэффициента размягчения и увеличением открытой пористости.
Критерий морозостойкости материала — коэффициент морозостойкости Кмрз = Кмрз/Кнас — отношение предела прочности при сжатии материала после испытания к пределу прочности при сжатии водонасыщенных образцов, не подвергнутых испытанию, в эквивалентном возрасте.

Для морозостойких материалов мрз должен быть более 0,75. Принято также считать, что если коэффициент размягчения камня не ниже 0,9, то каменный материал морозостоек.

Источник

Водопоглощение полимерных материалов: методы определения

Под воздействием влаги полимерных материалах могут происходить существенные изменения, причем в гидрофильных пластиках они проявляются резче, чем в гидрофобных. Диффузия влаги в полимер сопровождается уменьшением в нем межмолекулярного взаимодействия, которое до определенного уровня может оказаться полезным с точки зрения прочностных свойств, но дальнейшее возрастание влагосодержания оказывает отрицательное воздействие.

Таким образом, необходимо оценивать возможность влияния внешней жидкой среды на пластмассы.

Водопоглощение – это параметр, который позволяет определить степень гидрофобности материала. Существуют два метода определения водопоглощения: в холодной воде и ускоренный – в кипящей.

Определение водопоглощения в холодной воде

Оборудование и материалы: шкаф сушильный, весы, эксикатор, стеклянный стакан, вода дистиллированная, образцы материалов, бумага фильтровальная.

Ход работы: Образцы высушивают в термошкафу в течение 24 ч при температуре 50±3°С. После сушки образцы охлаждают в эксикаторе с осушителем и взвешивают с точностью 0,00 1г. В стеклянный стакан наливают дистиллированную воду и помещают в него образцы так, чтобы они были полностью покрыты водой и не соприкасались между собой и стенками стакана.

Образцы выдерживают в воде при температуре 23±2°С в течение 24 ч. После этого их вынимают из воды, промокают фильтровальной бумагой и взвешивают. Время от момента извлечения до момента взвешивания не должно превышать 1 мин.

Формула 1 для расчета водопоглощения

За результат принимают среднее арифметическое значение трех экспериментов и округляют до 0,1%.

Определение водопоглощения в кипящей воде

Оборудование и материалы: шкаф сушильный, весы, эксикатор, стеклянный стакан, вода дистиллированная, образцы из полиэтилена, полипропилена, полиамида, полиэтилентерефталата, бумага фильтровальная.

Ход работы: Образцы высушивают в термошкафу в течение 24 ч при температуре 50±3°С. После сушки образцы охлаждают в эксикаторе с осушителем и взвешивают с точностью 0,001 г.

В сосуд с кипящей водой помещают образцы так, чтобы они были полностью покрыты водой и не соприкасались между собой и стенками стакана и выдерживают в течение 30±1 мин.

После этого образцы переносят в стакан с холодной дистиллированной водой и выдерживают до охлаждения в течение 15±1 мин. Далее образцы извлекают из воды, промокают фильтровальной бумагой и взвешивают. Время от момента извлечения до момента взвешивания не должно превышать 1 мин.

За результат принимают среднее арифметическое значение трех экспериментов и округляют до 0,1%.

Источник

Водопоглощение материалов. Выбираем «свою» теплоизоляцию

Водопоглощение материалов. Выбираем «свою» теплоизоляцию

Как меняются теплоизоляционные свойства материала при контакте с водой и паром? Как в теплоизоляцию проникает влага? Что такое сорбционное увлажнение и чем оно отличается от водопоглощения? Вторая статья Дмитрия Абрамова из серии «Своя теплоизоляция».

Перед чтением этой статьи рекомендую ознакомиться с предыдущей: «Коэффициент теплопроводности. Выбираем «свою» теплоизоляцию». Вам понадобятся базовые технические термины, которые были в ней подробно рассмотрены.

Что такое сорбционное увлажнение теплоизоляции, водопоглощение, конденсация водяных паров

В разговорах о свойствах теплоизоляции часто встречаются термины, описывающие конкретные физические процессы.

Сорбция [от лат. sorbere — поглощать] — поглощение твердым телом или жидкостью какого-либо вещества из окружающей среды.
Большой толковый словарь русского языка Кузнецова

Следовательно, сорбционное увлажнение теплоизоляции — это явление поглощения влаги из воздуха, когда водяной пар за счет разницы давлений проходит через теплоизоляцию, и часть этого пара остается внутри.

Водопоглощение — свойство материала поглощать и задерживать воду, определяемое отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала.
Из ГОСТ 10832-2009 «Песок и щебень перлитовые вспученные. Технические условия»

Проще говоря, водопоглощение — когда теплоизоляция набирает влагу при прямом контакте с водой.

Конденсация — переход вещества из газообразного состояния в жидкое или кристаллическое.
Толковый словарь Ожегова

Следовательно, конденсация водяных паров — превращение водяных паров в воду или лед.

Как влага проникает в теплоизоляцию и как она влияет на теплопроводность

Все теплоизоляционные материалы имеют некоторую влажность. Уровень влажности в значительной степени определяет теплоизоляционные свойства материала и его фактический коэффициент теплопроводности. При повышении влажности коэффициент теплопроводности существенно увеличивается. Как следствие теплоизоляционные свойства ухудшаются. Чем меньше в теплоизоляции влаги, тем лучше ее свойства.

Влага накапливается в теплоизоляции по ряду причин. В большинстве случаев, причиной является сорбционное увлажнение и последующая конденсация водяных паров в самом материале.

От чего зависит количество проникающей в изоляцию влаги и как его сократить до минимума

Введем понятие теплоизоляционной конструкции, как оно дается в СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

Теплоизоляционная конструкция — конструкция, состоящая из одного или нескольких слоев теплоизоляционного материала (изделия), защитно-покровного слоя и элементов крепления.
Из СП 61.13330.2012

Примечание: если у теплоизоляции есть пароизоляционный слой (например, фольга или фольгированное покрытие), он тоже входит в состав теплоизоляционной конструкции.

Количество проникающей в теплоизоляцию влаги будет зависеть от следующих параметров:

Для правильного проектирования теплоизоляционных конструкций необходимо знать, как изменяются характеристики теплопроводности применяемых материалов при изменении температуры и влажности во время эксплуатации.

При этом можно избежать конденсации водяных паров в теплоизоляционной конструкции за счет правильного конструктивного решения с применением сплошного (непрерывного) пароизоляционного слоя.

Методы определения сорбционных свойств материалов и их водопоглощения. Как правильно сравнивать результаты

Существуют разные методики измерения сорбционной влажности и водопоглощения. Например, сорбционную влажность материала можно определить по еще советскому, но физически точному ГОСТ 24816, актуализированному в 2014 году, и по ГОСТ 17177-91.

По ГОСТ 24816 испытания проводятся при температуре 20±0,5 °C, имеют установленные параметры влажности воздуха и дают более точный результат. Измерения характеризуются законченным процессом сорбции ввиду длительности испытаний, и позволяют достаточно точно описать процесс сорбции различных материалов.

По ГОСТ 17177-91 испытания проводятся по ускоренной методике при 22±5 °C, параметры влажности воздуха вписываются в результаты по факту проведения испытаний. Сам метод называется «Метод ускоренного определения сорбционной влажности», его результаты менее точные.

Я рекомендую сравнивать сорбционные свойства теплоизоляции, определенные по стандартам ГОСТ 24816, как более точные.

Материалы ALMALEN, например, в лидер ах среди одноклассников по этому показателю: от 0,4 до 1,9 % по массе, в зависимости от линейки продукции. Значения указаны при 97 % относительной влажности воздуха.

Водопоглощение материалов ранее определялось по ГОСТ 4650-80, теперь же оно определяется по гармонизированным европейским методикам, описанным, например в ГОСТ Р EN 1609.

Гармонизация стандарта — приведение его содержания в соответствие с другим стандартом для обеспечения взаимозаменяемости продукции (услуг), взаимного понимания и сопоставимости результатов испытаний и информации, содержащейся в стандартах.

При сравнении результатов водопоглощения по массе учитывайте плотность материала. 5 % увлажнение теплоизоляционного материала плотностью 100 кг/м 3 и объемом 0,1 м 3 означает, что изоляция содержит 500 г воды. А 5 % увлажнение при плотности 30 кг/м 3 и том же объеме 0,1 м 3 — это всего 150 г воды в изоляции.

Источник

• ← Цетиловый спирт что это такое в лекарстве
• лиоцелл tencel что за ткань →