ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

При относительных давлениях водяного пара, превышающих 0,3, вся поверхность пор покрыта слоем адсорбата и появляется возможность образования капиллярного конденсата в менисках. При относительных давлениях водяного пара р/р _s>0,9 часть пор заполнена жидким конденсатом, а другая часть свободна от жидкости. Обязательным условием пленочного течения является наличие свободной от воды внутренней поверхности пор. В реальном материале при насыщении пор влагой свободная поверхность уменьшается. На основе исследованных характеристик пористой структуры материалов и физических свойств воды разработана модель влажного пористого материала, которая позволяет исследовать изменение влагопереносных свойств материала в зависимости от их влагосодержания и температуры. Разработана программа для ЭВМ, которая позволяет получить коэффициенты диффузии водяного пара, пленочной и объемной жидкости.

Толщина смачивающих пленок зависит от относительного давления водяного пара и от свойств внутренней поверхности пор. На рис. 1 приведены результаты расчета зависимостей коэффициентов пленочной диффузии а ₂^пл от р/р _s для некоторых строительных материалов. Из рисунка видно: при р/р »0,85 все зависимости имеют небольшой максимум, который, по всей видимости, отмечает подвижность контактной жидкости. Коэффициенты пленочной диффузии влаги (рис. 2) на начальной стадии увлажнения материала растут до некоторого максимума, а затем наблюдается спад до минимума и постепенный рост при дальнейшем увеличении влагосодержания материала. Объяснить этот максимум можно образованием контактных «манжет» и перемещением влаги при выравнивании капиллярных давлений вокруг манжет. Зависимости коэффициентов диффузии объемной влаги и коэффициентов фильтрации жидкой фазы влаги под действием градиента капиллярных давлений приведены на рис. 3. С повышением влагосодержания материала коэффициенты фильтрации возрастают практически во всем диапазоне увлажнения.

Сравнение зависимостей коэффициентов пленочной и объемной диффузии от влагосодержания пенобетона дает основание предполагать, что на начальной стадии увлажнения происходит объемной заполнение микропор и «манжет» в мезопорах. В пористых материалах, в которых микропоры отсутствуют (минераловатные плиты) или их очень мало (красный глиняный обоженный кирпич), эти коэффициенты не имеют всплесков. Движение объемной жидкости в капиллярно-пористом материале возможно лишь при соприкосновении этого материала со свободной поверхностью воды. Поэтому коэффициенты влагопроводности, рассчитанные по формуле (рис. 4), могут быть использованы при расчетах конструкций зданий, которые соприкасаются с открытой поверхностью воды.

Рис. 1. Зависимости коэффициентов пленочной диффузии жидкой фазы влаги от р/рsпри Т=293 К:

1-керамзитобетон; 2-газосиликат; 3-красный кирпич; 4-минеральная вата.

Рис. 2. Изменение коэффициентов пленочной диффузии влаги от объемного влагосодержания

1-красного кирпича; 2-цементного раствора; 3-газосиликата

Рис. 3. Зависимости коэффициентов диффузии объемной влаги от влагосодержания материалов

1-газосиликата; 2-цементного раствора; 3-минеральной ваты.

Рис. 4. Зависимости коэффициентов пленочной (1) и объемной (2) диффузии жидкой влаги от влагосодержания пенобетона (600 кг/м ³).