Незамерзающая влага в материалах
НЕЗАМЕРЗАЮЩАЯ ВЛАГА В МАТЕРИАЛАХ — часть влаги, в жидком состоянии, содержащейся в материале при отрицат. темп-ре. Н.в.м. следует отличать от переохлажд. воды. Если для первой это устойчивое состояние, то для второй — неустойчивое. Чем меньший объем занимает вода, тем до более низкой темп-ры ее можно переохладить, после чего она все-таки замерзнет. Для эксперимент, определения кол-ва Н.в.м. чаще всего используют методы, основ, на измерении: объема поровой влаги (дилатометрич. метод); теплоты плавления льда во влажном пористом материале (калориметрич. метод); электрофизич. свойств влажного материала при его замораживании (кондуктомет-рич. и диэлькометрич. метод). Исследования показали, что при понижении темп-ры ниже 0 С замерзание поровой влаги начинается не при 0°С, а при более низкой темп-ре (до -3 С). Осн. кол-во влаги замерзает в интервале-от темп-ры нач. замерзания до -6—10°С. При дальнейшем понижении темп-ры замерзание влаги почти не происходит и кол-во Н.в.м. уменьшается очень слабо при темп-рах эксплуатации строит, конструкций. При нагревании заморож. образцов наблюдается гистерезис льдистости, т.е. кол-во Н.в.м. при опаивании меньше, чем ее кол-во при замораживании при одной и той же темп-ре. Предложено неск. теоретич.,положений, объясняющих причины Н.в.м. Наиболее часто упоминаются следующие.
Наличие в поровой влаге растворенных солей.Известно, что темп-ра образования льда в растворе ниже, чем в чистой воде. Чем выше концентрация раствора, тем ниже эта темп-ра.
Наличие пленки воды н а поверхности льда. Теорию этого явления разработал Н. Флэтчер, к-рый предложил ф-лу для расчета толщины пленки d, м: d - 2,8107lg(40/A Т - 0,4),где А Т — понижение темп-ры от С. Пленка воды стабильна при AT < 13°С и существует до AT- 30°С, при дальнейшем понижении темп-ры пленка исчезает.
Повышение давления в порах материала, заполненных водой, при образовании в них льда. Этот эффект основан на расширении воды при ее замерзании. Известно ур-ние Клайперона — Клаузиуса, связывающее темп-ру плавления (замерзания) с давлением в объеме: dP/dT -Я / T(l/p в - р л), где/* — давление, Па; 7" — темп-ра, К; X —уд. теплота плавления льда, Дж/кг; р в, р л — плотность соответственно воды и льда, кг/м3. Поскольку р в - Ю3 кг/м3, р л -0,92103 кг/м3, то dT/dP™— 1/107КПа, или —1°С/100 атм, т.е. при повышении давления на 100 атм темп-ра плавления понижается на 1°С. Если в строит, материалах это явление и отмечается, то только до
О 8
темп-ры -22 С и давления 22'10 Па (22 000 атм), т.к. в этом диапазоне изменения темп-ры и давления вода переходит при замерзании в лед 1 с указ. плотностью. Др. модификации льда имеют большую плотность, чем вода, и указ. эффекта не будет.
Взаимодействие в оды с поверхностью лор материала и вызванное этим искажение ее структу-р ы. При этом образуется пленка незамерзающей воды на поверхности пор или ее прослойка между льдом и поверхностью пор. Толщина таких прослоек зависит от темп-ры и гидрофильности материала и может составлять от неск. им до десятых долей нм. Свойства воды в прослойках зна чительно от-личаются от ее свойств в объеме, напр., ее вязкость может быть выше в 100 раз. В реальных строит, материалах, по-видимому, совместно действуют все указ. причины незамерзания воды, однако особо существ, являются первая и последняя.
НЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная струя при неравенстве темп-р приточного и окружающего воздуха. Характерная особенность ее — искривление первонач. траектории движения струи за счет действия гравитац. сил. Н.п.с. — это воздушные струи систем воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха при больших перепадах темп-р. Степень неизотермич-ности оценивают по значению критерия Архимеда Ar- (gdjvo1) - (tn - t0/TB), где g — ускорение свободного падения; v0 — нач. скорость струи; d — диаметр (характерный размер выпускного отверстия); гв - to — избыточная темп-ра воздуха в нач.-сечении; Тв — абсолютная темп-ра окружающего воздуха.