ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Существующие методы исследования влагопереносных свойств влажных пористых строительных материалов трудоемки, требуют значительных временных затрат на проведение прямых опытов. Кроме этого требуется информация о локальном распределении влаги внутри образца, которую получают путем предварительной разрезки образца (способ разрезной колонки) на отдельные части, что нарушает структурную целостность и искажает результаты опыта.

Разработана методика и компьютерная программа caple для расчета характеристик пористой структуры и кинетики изменения коэффициентов тепло- и влагопереноса влажных пористых материалов в зависимости от изменения их влагосодержания и температуры. При этом в качестве исходных данных для определения характеристик пористой структуры, используют изотерму десорбции воды и величину полного водонасыщения пористого материала, получаемые из опыта. Программа позволяет получить распределение объемов пор по размерам радиусов, дифференциальное и интегральное распределения, изменение удельной свободной внутренней поверхности пор при изменении влагосодержания, а также определить коэффициенты извилистости пор, активной поверхности и пористости.

На базе определяемых характеристик пористой структуры разработана модель влажного пористого материала, представляющая собой дисперсную систему, состоящую из твердой фазы (скелета материала), инертной по отношению к воде, и пористого пространства, свойства которого изменяются в зависимости от степени заполнения пор влагой, ее температуры и фазового состояния. Предлагаемая методика, основанная на микродинамическом подходе, позволяет связать процессы влагопереноса со структурными особенностями пористых тел, физическими свойствами воды и силами взаимодействия ее с поверхностью пор. В результате получена возможность моделирования и прогноза изменения тепло- и влагопереносных свойств пористых материалов в зависимости от их влагосодержания и температуры.

Программа caple позволяет получить, наряду с характеристиками пористой структуры материалов, кинетику изменения коэффициентов парообразной, пленочной, объемной и совместной диффузии влаги, а также изменение коэффициентов теплопроводности при изменении влагосодержания и температуры материала. Кроме того, получают кривую замерзания воды в порах, т.е. количество незамерзшей влаги в порах материала при понижении температуры ниже температуры замерзания свободной воды. Программа позволяет установить зависимости влагосодержания материалов от потенциалов влажности и соотнести все полученные зависимости к этим потенциалам. Коэффициенты и их зависимости используют для расчета прогноза температурно-влажностного режима наружных ограждающих конструкций зданий, что позволяет решать проблемы их долговечности, повышения энергосберегающих и санитарно-гигиенических качеств.