Влияние влажности на теплопроводность при отрицательной температуре

При температуре воздуха ниже 0С в наружных ограждениях имеется зона с отрицательной температурой. Так как материалы ограждений обычно в большей или меньшей степени увлажнены, то влага в порах и может замерзнуть. Учитывая более высокую теплопроводность льда по сравнению с водой, полагают, что теплозащитная способность ограждения при этом должна ухудшиться.

Имеющиеся в литературе данные а коэффициентах теплопроводности строительных материалов довольно разные. Так, по данным А. У. Франчука, Т. Ф. Таганцевой н Ю. Г. Бурова теплопроводность материалов пои отрицательной температуре больше, чем при положительной. В Ушков показывает, что в легких бетонах н з пористых заполнителях (керамзитобетон, шлакопемзобетон) теплопроводность материалов при отрицательной температуре может быть меньше, чем при полу-киельной. Он объясняет это тем, что во влажных пористых материалах при отрицательной температуре влага, замерзая в первую очередь в .крупных порах, не превращается в лед, а выпадает в виде инея, коэффициент теплопроводная способность цементирующего соединения увеличилась.

В условиях теплоплажностной обработки образование цементирующих веществ в автоклавных материалах про исходит как за счет взаимодействии шлакового вяжущего с кварцем, так и с полевошпатовыми минералами в полевошпатовом песке. На базе песков, содержащие полевые шпаты (до 60%), что соответствует содержанию R20 да 7%. могут быть получены автоклавные строительные материалы хорошего качества.




Относительное уменьшение теплопроводности материалов может быть объяснено фазовым составом воды и особенностями процесса ее замерзания в порах материалов. При влажности меньшем, чем содержание незамерзшей воды при данной отрицательной температуре, влага в материале не претерпевает фазовых превращений, а следовательно, теплопроводность материала не может быть больше, чем при положительной. Более того, вследствие влияния температуры па теплопроводность, последняя при отрицательной температуре будет меньше чем при положительной.

При большом влагосодержащая часть воды в материале замерзает. Вначале лед образуется на стенках крупных пор, н так как лед обладает значительным подсасыпающим действием, то к нему подтягивается влага из мелких пор, где вода замерзает при более низкой температуре. До тех пор, пока растущие кристаллы льда достигнут противоположных стенок пор, вследствие «обезвоживания» мелких нор, теплопроводность материала при отрицательной температуре будет меньше, чем при положительной. Заполнение большинства пор образовавшимся льдом происходит при весьма большой влажности материала. В этом случае лед в порах образует «мостики холода», и теплопроводность материала резко возрастает и становится больше, чем при положнтельной температуре.

Условно можно рассматривать три степени увлажнения:

Область малой влажности, когда она не превышает значения содержания не- замерзшей воды. В этой области теплопроводность материала при отрицательной температуре меньше, чем прн положительной, вследствие отсутствия фазовых переходов воды в лед п влияния температуры на теплопроводность материала.

Область средней влажности — от значения содержания незамерзшей воды до влажности, соответствующей равенству коэффициентов теплопроводности при температурах выше и ниже 0°С. В этой области теплопроводность материала прн отрицательной температуре также меньше, чем при положительной вследствие «обезвоживания» мелких и отсутствие «мостиков холода» в крупных порах.

Область большой влажности или перед увлажнения. При этой влажности теплопроводность материала при отрицательной температуре больше, чем при положительной: увеличение это вызвано наличием в большинстве пор «мостиков холода».

Таким образом, наличие незамерзшей воды и особенности процесса льдообразования в пористых строительных материалах оказывает своеобразное влияние на теплопроводность при отрицательной температуре. При небольшой влажности теплопроводность Mart риалов при отрицательной температуре меньше, чем при положительной, и только по достижении определенной влажности теплопроводность материалов резко возрастает и становится значительно больше, чем при положительной.

Представление о той, что коэффициент теплопроводности влажных магриалов при отрицательной температуре всегда больше, чем при положительной, ошибочно. Величина его больше, чем при положительной лишь в том случае, если влажность материи ia превышает некоторую критическую величину.

Критическая влажность для разных материалов различна: чем больше содержание незамерзшей воды, тем она выше. Превышение влажности за пределы критического значения приводит к резкому возрастанию коэффициент теплопроводности терпела.

Местные переувлажнения даже в тонком слое при отрицательных темпера i/pax могут оказать заметное отрицательное влияние на теплозащитную способность ограждения.