ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
происходит при воздействии адсорбционно-связанной влаги. Расклинивающее действие этой влаги воз-
никает при толщине полимолекулярной пленки влаги около 3⋅10
–5
см.
Капиллярная влага за счет сил капиллярного давления воды может вызывать сложные напряжения в
материале кладки. При этом в капиллярах образуются растягивающие напряжения, связанные с поверх-
ностным натяжением (см. рис. 4.4),
θ
α
=
α
cos)/2( rP , (4.12)
где α – поверхностное натяжение воды, Па; r – радиус капилляра, м; θ – угол смачивания, град.
Видно, что такие напряжения способствуют снижению давления жидкости в капиллярах и появле-
нию напряжений сжатия и изгиба в материале вокруг капилляров. При полном смачивании материалов
капиллярное давление может достигать величины 5,0⋅10
6
Па.
Разрушению материалов кладки способствует одновременное воздействие с влагой отрицательных
температур. Замерзающая в капиллярах и порах влага увеличивается в объеме, вызывая значительные
напряжения в материале конструкции.
Процесс заполнения капилляров влагой при естественном увлажнении кладки различен для круп-
ных и мелких капилляров. В мелких капиллярах влага поднимается на большую высоту, чем в крупных.
Вода из крупных пор за счет разности давления капиллярного отсоса отсасывается в смежные мелкие
поры и капилляры. При замерзании воды свободные крупные поры служат дополнительным объемом,
обеспечивающим компенсацию расширения влаги в мелких порах и капиллярах. В этой связи крупнопорис-
тые кирпичи более морозостойки.
При низких температурах материалов кладки и замерзании воды в порах и капиллярах могут возни-
кать большие напряжения, во много раз превосходящие прочность материала кирпичей. В наибольшей
мере это проявляется в том случае, если поры полностью заполнены водой.
Давление в порах при замерзании в них воды может быть вычислено по формуле
ллвв
/)( dpVdpVTKQdT
−
=
, (4.13)
где Q = 3,35·10
5
Дж/кг – скрытая теплота плавления льда; Т = 273 К – абсолютная температура плавле-
ния льда; V
в
= 1·10
–3
м
3
/кг,
V
л
= 1,091·10
–3
м
3
/кг – удельные объемы воды и льда; dp
в
, dp
л
– давления в порах воды и льда, Па; dТ –
разность температур, °С.
При одинаковых давлениях воды и льда dp = dp
в
= dp
л
формула (4.13) имеет вид
dpVVTQdT )(/)(
лв
−
=
. (4.14)
Зная численные значения величин, входящих в формулу (4.14), можно получить формулу для опре-
деления dp в виде
dTdp ⋅⋅−=
7
10348,1
. (4.15)
Из формулы (4.15) видно, что понижение температуры на 1 °С приводит к росту давления в порах
кладки на 13,48 МПа. При понижении температуры на 20 °С давление составит соответственно 269
МПа.
В случае, если вода при замерзании льда и увеличении его объема свободно вытекает из пор, давле-
ние льда после замерзания и при дальнейшем понижении температуры может определяться как
dTdp ⋅⋅−=
6
1013,1
, (4.16)
P
α
P
α
P
P
Рис. 4.4 Схема образования
капиллярного давления в
материале
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- …
- следующая ›
- последняя »
