Сопротивляемость основных материалов

Сопротивляемость основных материалов

Электропроводящие свойства стройматериалов не относятся к важным параметрам. При выборе материала на эту характеристику обращают внимание далеко не в первую очередь, иногда вообще не берут в расчет. Но бывают случаи, когда надо оценить изоляционные свойства стройматериала.

Как измеряется электропроводность стройматериалов

Первое, на что надо обратить внимание – практически все стройматериалы являются гигроскопичными, то есть, имеют свойство накапливать влагу. И изоляционные свойства очень сильно зависят от степени насыщенности водой. Все замеренные и заявленные параметры ничего не стоят, если строительный материал намок или «насосал» влагу из атмосферы – из диэлектриков он немедленно превращается в неплохой проводник. 

Другой момент – выбор единицы измерения. Обычное для проводников удельное сопротивление использовать будет некорректно – эта величина используется, когда длина проводника намного превышает его толщину. Трудно представить провода из дерева или бетона, поэтому применяются другие единицы:

  • удельное объемное сопротивление – такое сопротивление имеет куб из материала, если напряжение прикладывается с противоположных сторон;
  • удельное поверхностное сопротивление – сопротивление плоского квадрата, на сторонах которого установлены измерительные электроды.

Все эти величины определяются экспериментальным путем в разных условиях, поэтому они могут отличаться от источника к источнику.

Дерево как диэлектрик

Сухое дерево является неплохим диэлектриком. Его изоляционные свойства зависят, кроме влажности, от породы дерева и от направления измерения сопротивления (вдоль волокон оно меньше, чем поперек). Для примера несколько цифр удельного объемного сопротивления для разных пород древесины:

  • сосна – 2,3*1015 ом х см поперек волокон, 1,8*1015 вдоль;
  • ель - 7,6*1016 ом х см поперек волокон, 3,8*1016 вдоль;
  • клен – 6,6*1017 ом х см поперек волокон, 3,3*1017 вдоль.

Все данные получены при влажности дерева 0%. Еще несколько цифр, чтобы оценить влияние влажности на изоляционные свойства дерева в зависимости от влажности:

  • сосна – 2,3*1015 ом х см для сухой древесины, 5*1011 при влажности 7%; 
  • ель - 7,6*1016 ом х см для сухой древесины, 1*1012 при влажности 7%.

Очевидно, что при изменении влажности древесины всего на 7% сопротивление уменьшается в 10000 раз. Поэтому доверять дереву, как диэлектрику, бессмысленно.

Бетон

В это понятие входит огромное количество разных видов смесей, имеющих разные физические и химические свойства. Состав бетона определяет и его электропроводность. Поэтому говорить о конкретных цифрах смысла нет – слишком большой разброс от смеси к смеси. Стоит лишь упомянуть о гигроскопичности бетона и о зависимости электропроводности от насыщения стройматериала влагой. Хотя эта зависимость не такая резкая, как у дерева -при изменении влажности в пределах 10%, электропроводность меняется лишь в разы (или меньше).

Кирпич

Электрические параметры глиняного кирпича также зависят от состава и от влажности. Закон изменения сопротивления от насыщения водой примерно таков же, как и у бетона. Надо лишь заметить, что играет роль и состав воды – количество растворенных в ней солей. Морская вода может усиливать электропроводность кирпича до 10 раз эффективнее, чем пресная.

Электрические свойства стройматериалов – крайне нестабильный параметр, который зависит от внешних факторов. Поэтому полагаться на эти материалы, как на изоляторы – неверно. Если электрические характеристики дерева или бетона важны, следует принимать дополнительные меры.