Влияние хлористого натрия на теплопроводность газобетона
В последние годы появились статьи, посвященные чрезвычайно актуальной, сложной и очень важной проблеме — влиянию агрессивной среды на теплотехнические свойства ограждающих конструкций. Однако наряду с материалами, содержащими результаты исследований, опубликована статья
Возражение вызывает уже сама постановка задачи. Известно, что цементный газобетон представляет собой влагоемкий материал. Поэтому его использование в качестве материала для ограждающих конструкций в условиях повышенной влажности окружающей среды не рекомендуется. Правда, в республиках Советской Прибалтики и Швеции цементный газобетон широко используют в жилищном строительстве, но в зданиях с влажным и мокрым температурно-влажностным режимом, а тем более в промзданиях с агрессивными средами наружные стены из цементного газобетона применять нельзя. Это в полной мере относится к производственным зданиям калийных заводов.
Известно, что воздушная среда как в производственных помещениях, так и на территории калийных заводов характеризуется достаточно высокой концентрацией аэрозоля хлористых солей натрия, калия и магния. Эти соли с гигроскопичностью 75, 83 и 32%, попадая в толщу ограждающих конструкций, вызывают нежелательное повышение их влажности. Крн- етал.югидратные формы этих солей обладают большим объемом по отношению к безводным формам, что при колебаниях температуры и влажности окружающей среды вызывает разрушение не только глиняного кирпича, но даже и керамзитобетона плотностью 1200 кг/м3. Поэтому цементный газобетон в наружных стенах производственных зданий на калийных заводах никогда не применялся и в дальнейшем его использование не предполагается.
Следовательно, выведенные авторами уравнения для определения коэффициента теплопроводности газобетона в широком диапазоне плотности, влажности и солесодержания не имеют практического значения.
Экспериментальная часть работы [1] выполнена на основе метода математического планирования при рассмотрении влияющих факторов только на двух уровнях, что предполагает линейную зависимость коэффициента теплопроводности газобетона от плотности, влажности и солесодержания, что совершенно неправомерно.
В СНиП II-3-79 показано, что коэффициент теплопроводности газобетона зависит от плотности нелинейно. Влияние влажности на коэффициент теплопроводности газобетона можно практически считать линейным, хотя теоретически это не совсем так. Что же касается влияния растворов солей на коэффициент теплопроводности строительных материалов, то, как справедливо отмечают авторы работы [1], исследования в данной области ограниченны. Именно это влияние и является предметом исследования. А поскольку экспериментальные данные по изучаемому предмету практически отсутствуют, то задаваться априори линейной зависимостью коэффициента теплопроводности газобетона от солесодержания и рассматривать этот фактор только на двух уровнях является грубым допущенном.
Анализ уравнения регрессии (1) [1] свидетельствует о том. что при оценке значимости коэффициентов также допущена грубая ошибка.
Коэффициенты уравнения регрессии с, значимы, если
Коэффициент теплопроводности галита при t = 0°С равен 6,98 Вт/(м-°С), что в 12 раз больше коэффициента теплопроводности воды (0,599 Вт/(м-°С) при t = = 20°С), и примерно в 250 раз больше коэффициента теплопроводности воздуха (0,024...0,031 Вт/(м-°С) при размерах пор 0,1...2 мм. Коэффициент теплопроводности раствора хлористого натрия снижается при повышении концентрации с 0 до 20% с 0,599 до 0,578 Вт/(м-°С), то есть всего на 3,5% [4—6].
Анализ прямых на рис. 1 [1] при стабилизированном факторе плотности (например, у=600 KTJU3) показывает, что при W=0 коэффициент теплопроводности газобетона повышается с увеличением солесодержания. С этим условно можно согласиться, имея в виду величину коэффициента теплопроводности галита. Практически при игольчатой форме кристаллообразований в газобетоне изменение характера пористости уменьшает коэффициент теплопроводности.
Исходя из данных источника [6], чем выше концентрация раствора хлористого натрия в капиллярно-пористом материале при фиксированной влажности, тем меньше его коэффициент теплопроводности.
При 30%-ной влажности газобетона с увеличением солесодержания с 0 до 3% по массе концентрация раствора в порах увеличивается с 0 до 9,1% и сопровождается закономерным снижением коэффициента его теплопроводности. Однако вызывает сомнение приведенный в работе [1] порядок значений коэффициента теплопроводности. При 15%-ной влажности газобетона и при солесодержаиии 3% по массе концентрация раствора увеличивается до 16,6%, что повышает разницу значении коэффициентов теплопроводности засоленных и незаселенных материалов. Однако на рис. 1 [1] вся группа прямых сходится в одной точке, т. е. разница равна 0. Концентрация насыщенного раствора хлористого натрия при температуре 20СС составляет 26,4%. При 10%-ной влажности газобетона и солесодержащих 3% по массе концентрация раствора хлористого натрия достигает 23%, т. е. раствор в порах не является насыщенным. При этом чем выше солесодержание, тем меньше должен быть коэффициент теплопроводности газобетона, а как видно из рис. 1, коэффициент теплопроводности газобетона с увеличением солесодержания растет»
Методы математической статистики всегда следует подчинять материальной природе изучаемых явлений. Попытка авторов статьи [1] игнорировать качественную природу физики явления теплопроводности солесодержащих строительных материалов и подменить всесторонний анализ экспериментальных данных односторонним рассмотрением количественных результатов является формально математической, но физически необоснованной, н, в конечном счете, в приложении к решению инженерной задачи привела к выводам, противоречащим основным законам физики.
Таким образом, с нашей точки зрения, общая постановка задачи исследования, результаты которого приведены в работе [1]. не имеет ни практического, и теоретического значения. Построение плана эксперимента и статистическая обработка его результатов выполнена некорректно. Выводы авторов не соответствуют реальной картине процессов теплопередачи в гетерогенном теле, что особенно наглядно просматривается на рис. 1 [1] в диапазоне влажности газобетона 10... ...30%.