Всё о материалах для каменного дома

Мельников Илья

Теплопроводность – свойство материала передавать теплоту при наличии разности температур с одной и другой сторон. Теплопроводность материала оценивается количеством теплоты в Дж, проходящей через образец толщиной 1 м, площадью 1 м² за 1 ч при разности температур противоположных поверхностей образца 1 °С.

Теплопроводность материала зависит от природы и строения материала, пористости, влажности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Материалы кристаллического и крупнопористого строения обычно более теплопроводны, чем материалы аморфного и мелкопористого строения. Если материал имеет слоистое или волокнистое строение,

то теплопроводность его зависит от направления потока теплоты по отношению к волокнам, например теплопроводность древесины вдоль волокон в два раза больше, чем поперек волокон. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Теплопроводность однородного материала зависит от средней плотности (чем меньше плотность, тем меньше теплопроводность, и наоборот). К примеру, теплопроводность в воздушно-сухом состоянии тяжелого бетона 1,3-1,6, керамического кирпича 0,8-0,9, минеральной ваты 0,06-0,09 Вт/(м•°С). Влажные материалы более теплопроводны, чем сухие. Объясняется это тем, что теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха. При повышении температуры теплопроводность увеличивается, что имеет существенное значение для выбора теплоизоляционных материалов, применяемых для изоляции трубопроводов, котельных установок и др.

От теплопроводности зависит толщина стен и перекрытий отапливаемых зданий, толщина тепловой изоляции горячих поверхностей, например трубопроводов.

Теплоемкость – это свойство материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты и выделять ее при охлаждении. Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость <кДж/(кг•°С)>, равная количеству теплоты (Дж), необходимому для нагревания 1 кг материала на 1°С. Удельная теплоемкость искусственных каменных материалов 0,75-0,92, древесины – 2,4-2,7, стали – 0,48, воды – 4,187 кДж/(кг•°С).

Это свойство материалов учитывают при расчетах теплостойкости стен и перекрытий отапливаемых зданий, подогрева составляющих бетонной и растворной смесей для зимних работ, при расчете печей.

Звукопоглощение – это способность материала ослаблять интенсивность звука при прохождении его через материал. Степень поглощения звука характеризуется коэффициентом звукопоглощения. Звукопоглощение материала зависит от его структуры. Материалы с сообщающимися открытыми порами поглощают звук лучше, чем материалы с замкнутыми порами. Наилучшими звукоизолирующими свойствами обладают многослойные стены и перегородки с чередующимися слоями пористых и плотных материалов.

Звукопроницаемость – это свойство материала пропускать звуковую волну. Она оценивается коэффициентом звукопроницаемости, который характеризует относительное уменьшение силы звука при прохождении его через толщу материала.

Огнестойкость – это свойство материалов противостоять действию высоких температур. По степени огнестойкости материалы делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы – кирпич, бетон, сталь – под действием огня или высоких температур не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. Трудносгораемые материалы – фибролит, асфальтовый бетон – под действием огня тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются. Сгораемые материалы – дерево, рубероид, пластмассы – воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть даже после удаления источника огня.

Огнеупорность – это свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь при этом. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, выдерживающие действие температур до 1580°С и выше (шамотный, динасовый кирпич), тугоплавкие, выдерживающие действие температур 1350-1580°С (тугоплавкий кирпич), легкоплавкие, размягчающиеся или разрушающиеся при температуре ниже 1350°С (керамический кирпич).

Среди механических свойств строительных материалов, применяемых в каменной кладке, в первую очередь выделим прочность. Прочность – это способность материала сопротивляться разрушению при действии внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения. Прочность материала характеризуется пределом прочности при сжатии, изгибе и растяжении.

Предел прочности стеновых материалов при сжатии и изгибе определяют по ГОСТу.

Упругость – это свойство материала деформироваться под нагрузкой и принимать после снятия нагрузки первоначальную форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости. К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.

Пластичность – это свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. К пластичным материалам относят битум и др.

Хрупкость – это свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без заметной пластичной деформации. К хрупким материалам относят природные камни, кирпич, бетон, стекло, чугун и т.п.

Сопротивление удару – это свойство материала сопротивляться разрушению под действием ударных нагрузок. В процессе эксплуатации зданий и сооружений материалы в некоторых конструкциях подвергаются динамическим (ударным) нагрузкам, например в фундаментах кузнечных молотов, бункерах, дорожных покрытиях.

Твердость – это способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Это свойство материалов важно при устройстве полов и дорожных покрытий.

Твердость природных каменных материалов определяют по минералогической шкале твердости (Мооса) – каждым предыдущим минералом можно нанести царапину на последующем.

Истираемость – это свойство материала сопротивляться воздействию истирающих усилий. Это свойство важно для материалов, подвергающихся истиранию (плитки для полов, лестничные ступени и др.). Истираемость материалов определяют в лабораториях.

Износ – это разрушение материала при совместном действии истирания и удара. Подобное воздействие на материал происходит при эксплуатации дорожных покрытий, полов промышленных зданий, и т. п.

Химические свойства материалов также важны в строительном деле – они характеризуют способность материала вступать в реакции с другими веществами и при этом частично или полностью изменять свои первоначальные структуру и свойства.

Химическая стойкость – это способность материалов противостоять разрушающему воздействию щелочей, кислот, растворенных в воде солей и газов.

Коррозионная стойкость – свойство материалов сопротивляться агрессивному воздействию среды. К агрессивным средам относят воду, газы, растворы кислот и щелочей, органические растворители.

Многие строительные материалы разрушаются под воздействием кислот. Высокая химическая и коррозионная стойкость наблюдается у природных каменных материалов (диабаз, андезит, базальт), плотной керамики. Кислотостойкостью обладают и некоторые полимерные материалы.

Растворимость – это способность материала растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости материала служит концентрация его насыщенного раствора. Если материал под действием растворителя ухудшает свои свойства или разрушается, то растворимость является отрицательным фактором. В некоторых случаях растворимость используют как составную часть технологии.