مقاومة الصقيع لمواد ومنتجات البناء. ما هي مقاومة الصقيع وما هي طرق تحديدها؟ ما هي متطلبات مقاومة الصقيع لمواد السيراميك والجدران والكسوة؟ طرق مراقبة مقاومة الصقيع

طريقة تحديد مقاومة الصقيع مواد بناءينتمي إلى منطقة الاختبار منتجات البناءوخاصة الطوب وأحجار السيليكات والسيراميك. تشتمل طريقة تحديد مقاومة الصقيع لمواد البناء على تشبع العينات في الماء أو محلول كلوريد الصوديوم، والتجميد الدوري السطحي وإذابة العينات والتقييم البصري لمقاومة الصقيع، مع إجراء التجميد لمدة 5-10 دقائق، والذوبان لمدة 3- 5 دقائق 0.1-0.2 أجزاء من سطح الاختبار، يتغير نظام التجميد والذوبان بسرعة 30-40 درجة / دقيقة، ويتم غمر العينات في محلول الماء وكلوريد الصوديوم إلى 90-95٪ من حجمها. يقلل الاختراع من مدة الاختبار، ويقلل من كثافة اليد العاملة، ويزيد من موثوقية نتائج الاختبار.

يتعلق الاختراع بمجال اختبار مواد البناء، ولا سيما لتحديد مقاومتها للصقيع. هناك طريقة معروفة لتحديد مقاومة الصقيع لمواد البناء، بما في ذلك تشبع العينات في الماء أو محلول كلوريد الصوديوم، وتجميد العينات في الهواء عند درجة حرارة 20 درجة مئوية تحت الصفر لمدة 2 - 4 ساعات وإذابة العينات في محلول مائي. البيئة أو محلول كلوريد الصوديوم عند درجة حرارة 20 درجة مئوية لمدة 1.5 - 2 ساعة، مع تسجيل عدد دورات التجميد والذوبان حتى فقدان قوة العينات بنسبة 25٪ أو فقدان الكتلة بنسبة 5٪ أو حتى ظهور علامات خارجية يظهر التدمير الذي يتم من خلاله الحكم على مقاومة الصقيع لمواد البناء (1). عيب هذه الطريقة هو التعقيد الكبير للاختبار ومدته والحاجة إلى استخدام معدات معقدة وضخمة. هناك طريقة معروفة لتسريع تحديد مقاومة الصقيع لمواد البناء عن طريق تشبع العينات بقضيب فولاذي مدمج فيها بالماء والتجميد والذوبان، وتسجيل زيادة حادة في الإمكانات الكهربائية الأولية للقضيب الفولاذي، والتي من خلالها يتم الحكم على مقاومة المادة للصقيع (2). هناك طريقة معروفة لتحديد مقاومة الصقيع لعينات مواد البناء تعتمد على نسبة الخصائص الهيكلية وخصائص القوة، وتتميز بأن مسامية الشعيرات الدموية والانكماش تؤخذ كخاصية هيكلية، وتؤخذ أعمال التدمير للعينات كخاصية إنشائية. خاصية القوة (3). تتمثل عيوب الطرق المعروفة (2، 3) في عدم مباشرة طرق تحديد مقاومة الصقيع، ونتيجة لذلك، انخفاض دقة النتائج. بالإضافة إلى ذلك، فإن عيوب الطرق (1، 2، 3) هي أن تحديد مقاومة الصقيع في ظل ظروف التجميد الحجمي المباشر لا يتوافق مع ظروف التشغيل الفعلية لمواد البناء، والتي تتعرض بالتناوب لدرجات حرارة سلبية وإيجابية على جانب واحد فقط. ولذلك فإن نتائج اختبارات مواد البناء تؤدي إلى انتشار واسع في قيم مقاومة الصقيع للمادة. هناك طريقة معروفة لتحديد مقاومة الصقيع لمواد البناء عن طريق التجميد من جانب واحد في الثلاجة في حاوية خاصة تضمن إزالة الحرارة من جانب واحد من عينات الاختبار، والذوبان في حمام مائي، وتحديد الهيكلية و خصائص القوة العينات مع الحساب اللاحق لمقاومة الصقيع باستخدام الصيغة (4). هناك طريقة معروفة لتحديد مقاومة الصقيع لمواد البناء، والتي تتضمن تشبع العينة بالماء عن طريق إدخال أجزاء من الماء تحت الضغط بشكل دوري، محسوبة وفق الصيغة التجريبية (5). تتمثل عيوب الطرق المعروفة (4، 5) في عدم موثوقية نتائج الاختبار بشكل كافٍ بسبب استخدام الصيغ الحسابية باستخدام المعاملات التجريبية. الأقرب إلى الطريقة المقترحة هي طريقة لتحديد مقاومة الصقيع، بما في ذلك التجميد من جانب واحد للطوب أو البناء الحجري عند درجة حرارة هواء - 15 - 20 درجة مئوية لمدة 8 ساعات، وإذابة الجانب المتجمد من البناء عن طريق الرش درجة حرارة الماء من 15 - 20 درجة مئوية لمدة 8 ساعات، وتسجيل عدد دورات التجميد والذوبان حتى تظهر علامات التدمير المرئية على سطح البناء (التقشير، التصفيح، التشقق، التشظي)، أو بفقدان الكتلة وال القوة التي يتم من خلالها الحكم على مقاومة الصقيع لعينات مواد البناء (6). تتمثل عيوب الطريقة المعروفة في كثافة اليد العاملة العالية والتكلفة ومدة الاختبار الطويلة، مما لا يسمح بالتحكم التشغيلي للمنتجات، وتكاليف الطاقة الكبيرة لخلق ظروف التجميد. والنتيجة الفنية للاختراع المقترح هي تقليل مدة الاختبار، وتقليل كثافة اليد العاملة، وزيادة موثوقية نتائج الاختبار. يتم تحقيق النتيجة الفنية من خلال حقيقة أنه في الحل الفني المعروف، بما في ذلك التشبع الأولي للعينات في الماء أو محلول كلوريد الصوديوم، يتم إجراء التجميد الدوري من جانب واحد وإذابة العينات، والتقييم البصري لمقاومة الصقيع، والتجميد الموضعي الاتجاهي. يخرج لمدة 5 - 10 دقائق ويذوب لمدة 3 - 5 دقائق 10 - 20% من السطح المفتوح لعينات الاختبار، ويتم تغيير أوضاع التجميد والذوبان بسرعة 30 - 40 درجة في الدقيقة، ويتم يتم غمر العينات في الماء أو محلول كلوريد الصوديوم إلى 90 - 95٪ من حجمها. تم تنفيذ الطريقة على النحو التالي. كانت العينات المعدة لاختبار مقاومة الصقيع مشبعة مسبقًا في الماء أو في محلول كلوريد الصوديوم. ثم تم تركيب ثلاث عينات على شكل حرف T في حاوية بحيث يكون السطح الأمامي متجهاً لأعلى. بعد ذلك، يسكب الماء أو محلول كلوريد الصوديوم في الوعاء حتى تغمر العينات بنسبة 90 - 95% من حجمها. ثم تمت معالجة وصلة ثلاث عينات بتدفق مباشر للهواء البارد عند درجة حرارة 15 - 20 درجة مئوية تحت الصفر، أي. 10 - 20% من سطحها لمدة 5 - 10 دقائق. ثم، بسرعة 30 - 40 درجة مئوية في الدقيقة، تحولوا إلى وضع التسخين وعالجوا نفس المفصل بتدفق هواء دافئ عند درجة حرارة 15 - 20 درجة مئوية لمدة 3 - 5 دقائق وسجلوا عدد التجميد ودورات الذوبان حتى تظهر علامات التدمير (التصفيح، التشقق، التقطيع، التقشير)، والتي تم استخدامها للحكم على مقاومة الصقيع لمواد البناء. إن الاستخدام في الحل الفني المقترح للتجميد الموضعي لمدة 5 - 10 دقائق والذوبان لمدة 3 - 5 دقائق بنسبة 10 - 20٪ من السطح المفتوح للعينات التي تم اختبارها يسمح لنا بتهيئة الظروف في وقت قصير للعمليات القريبة من الفعلية أثناء التشغيل. بسبب التغيير الحاد (30 - 40 درجة مئوية في الدقيقة) في أنظمة التجميد والذوبان، يتم إنشاء حالة إجهاد في مسام المادة، مما يسبب عمليات مدمرة، وهي تخفيف الهيكل، وتكثيف الشقوق الصغيرة، وبالتالي، زيادة في النفاذية. إن غمر العينات في الماء أو محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 90 - 95٪ من حجم العينة يضمن الظروف الملائمة للهجرة المستمرة للرطوبة إلى السطح الأمامي المفتوح لعينة الاختبار من خلال الشعيرات الدموية والشقوق الدقيقة. كل هذه التقنيات تجعل من الممكن تحديد مقاومة الصقيع بسرعة، وهي قريبة من المقاومة الفعلية. تسمح تكاليف الطاقة المنخفضة وانخفاض كثافة اليد العاملة وإمكانية الوصول إلى النتائج وموثوقيتها بالمراقبة المستمرة للمنتجات المصنعة والكشف عن الانتهاكات في الوقت المناسب العملية التكنولوجية. مصادر المعلومات 1. GOST 10090.1-95، GOST 10090.2-95 "الخرسانة. طرق تحديد مقاومة الصقيع. 2. AS USSR N 482676 M. class C 01 N 33/38، 1975 3. AS USSR N 435621 M. class C 01 N 25/02، 1975 4. AS USSR N 828849 M. class C 01 N 33/38، 1982 5. AS USSR N 1255921 M. class C 01 N 33/38، 1986 6. GOST 7025-91 السيراميك والسيليكات الطوب والحجارة: طرق تحديد وامتصاص الماء والكثافة ومقاومة الصقيع.

مطالبة

طريقة لتحديد مقاومة الصقيع لمواد البناء، بما في ذلك تشبع العينات في الماء أو محلول كلوريد الصوديوم والتجميد الدوري وإذابة السطح المفتوح للعينات والتقييم البصري لمقاومة الصقيع، وتتميز بأن 10 - 20٪ من يتم تجميد سطح عينة الاختبار وإذابته لمدة 5 - 10 دقائق على التوالي، 3 - 5 دقائق، ويتم تغيير أوضاع التجميد والذوبان بسرعة 30 - 40 درجة. /دقيقة بينما تغمر العينات في الماء أو محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 90 - 95% من حجمها.

تعتمد قوتها ومقاومتها للتشوه على تشبع الخرسانة بالماء. تتأثر هذه المعلمات أيضًا بتأثيرات درجة حرارة الهواء وتغيراتها. إذا كان هناك محتوى مائي زائد في الخرسانة، فإنها سوف تتبلور عند درجات حرارة منخفضة. ليس للجليد مكان يذهب إليه، مما يؤدي إلى زيادة الضغط الداخلي.
يؤدي إلى أقصى قدر من إجهاد الشد في جدران المسام. تساهم هذه التغييرات في انخفاض قوة الخرسانة. بعد ذوبان الجليد المتكون في المسام سيؤدي ذلك إلى انخفاض في قوة الخرسانة فقط في حالات المحتوى المائي الزائد.
يمكن أن يحدث انخفاض في قوة الخرسانة أيضًا عندما يتم توزيع الماء بشكل غير متساو في المسام أثناء الإنتاج أو عندما يتجمد بخار الماء المتكون فيه. مع زيادة تشبع الخرسانة بالماء، تزيد قوة العينات المبردة حتى 400 وما يصل إلى 600 أولاً إلى قيمة معينة، ثم تنخفض بشكل كبير. تعتمد القوة القصوى للخرسانة على درجة انخفاض درجة الحرارة وكمية الماء الموجودة في المسام. لاحظ أنه بعد الذوبان، تقل قوة الخرسانة. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة منخفضة (حتى مع تقلباتها) يؤدي إلى فقدان تدريجي لقوة الخرسانة. من المعروف أنه إذا كانت الخرسانة تحتوي على رطوبة أقل وقوة أكبر قبل التجميد، فعند التعرض لفترة طويلة لدرجات حرارة منخفضة فترة الشتاءمقاومة الخرسانة أعلى من ذلك بكثير. تعتمد إمكانية تشبع الخرسانة بالماء على بنيتها، وبالتحديد على النظام الشعري المتكون في فراغ الحجر الأسمنتي. يمكن تحسين هيكل الخرسانة عن طريق تقليل مسامية الخرسانة وتشكيلها نظام مغلقمن أجل. أظهرت التجارب أن الشقوق الصغيرة التي نشأت أثناء التحميل المسبق، أثناء دورة الذوبان والتجميد، تسرع بشكل كبير من تدمير الخرسانة.
يتم إنتاج الخرسانة عالية القوة باستخدام تقنية معينة ولها بنية أكثر توازناً، مما يجعلها أكثر مقاومة للصقيع. يتم تحقيق انخفاض في نفاذية الماء لهذه الخرسانة عن طريق تقليل المسامية. تضاف المضافات العضوية المكونة للهيكل على شكل راتينج إلى الخليط الخرساني، والتي يتم تحييدها بواسطة مادة SNF التي تحبس الهواء. بفضل استخدام GKZh-94، يتم سحب الهواء إلى الخليط الخرساني، ويتم تشكيل المسام المغلقة ذات القطر الصغير جدًا.
إن التكوين الاصطناعي لهذه المسام يزيد بشكل كبير من قوة الخرسانة أثناء الذوبان والتجميد المتكرر. يؤدي استخدام المواد المضافة إلى زيادة نفاذية الماء ومقاومة الصقيع ولكنه يقلل من قوة الخرسانة. يتم استخدام الخرسانة مع إضافة SNV وGKZh-94 في الظروف المناخية القاسية. زادت هذه الخرسانة من القوة ومقاومة الصقيع.

قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجمد والذوبان المتكررين بالتناوب دون ظهور علامات التدمير أو انخفاض كبير في الكثافة. يحدث التدمير بسبب زيادة حجم الماء الموجود في المسام بحوالي 9٪ عند تجميده. ويلاحظ أكبر توسع للمياه أثناء التحول إلى الجليد عند درجة حرارة -4 درجة مئوية؛ أي انخفاض آخر في درجة الحرارة لا يسبب زيادة في حجم الجليد. عندما يتجمد الماء، تتعرض جدران المسام لضغط كبير ويمكن أن تنهار. عندما تمتلئ جميع المسام بالكامل بالماء، يمكن أن يحدث تدمير للمادة حتى مع تجميد واحد. عندما تكون المادة المسامية مشبعة بالماء، تمتلئ الشعيرات الدموية الكبيرة بشكل أساسي، وتمتلئ الشعيرات الدموية الدقيقة جزئيًا بالماء وتكون بمثابة مسام احتياطية يتم ضغط الماء فيها أثناء عملية التجميد. وبالتالي، فإن مقاومة الصقيع لمواد البناء تتحدد بحجم وطبيعة المسامية وظروف عملها.

كلما انخفض امتصاص الماء وزادت قوة الشد للمادة، زادت ارتفاعها. المواد الكثيفة مقاومة للصقيع. من بين المواد المسامية، فقط تلك المواد التي تحتوي بشكل أساسي على مسام مغلقة أو ماء تكون مقاومة للصقيع. يشغل أقل من 90% من المسام. تعتبر المادة مقاومة للصقيع إذا انخفضت قوتها بنسبة لا تزيد عن 15-25٪، بعد تحديد عدد دورات التجميد والذوبان في حالة مشبعة بالماء، ولا يتجاوز فقدان الوزن بسبب التقطيع 5٪. تتميز مقاومة الصقيع بعدد دورات التجميد المتناوب عند -15، -17 درجة مئوية والذوبان عند درجة حرارة 20 درجة مئوية. يعتمد عدد الدورات (الدرجة) التي يجب أن تتحملها المادة على ظروف خدمتها المستقبلية في الهيكل وعلى الظروف المناخية. بناءً على عدد دورات التجميد والذوبان التي يمكن تحملها (درجة مقاومة الصقيع)، يتم تقسيم المواد إلى درجات Mrz 10، 15، 25، 35، 50، 100، 150، 200 وأكثر. في ظروف المختبر، يتم التجميد في غرف التبريد. تعطي دورة أو دورتان من دورات التجميد في غرفة التبريد تأثيرًا يقارب 3-5 سنوات من التأثير الجوي.

توصيل حراري

خاصية المادة لنقل الحرارة من خلال سمكها من سطح إلى آخر. تتميز الناقلية الحرارية بكمية الحرارة (J) التي تمر عبر مادة سمكها 1 م ومساحة 1 م2 لمدة 1 ثانية عندما يكون فرق درجة الحرارة على الأسطح المتقابلة من المادة 1 درجة مئوية. تعتمد الموصلية الحرارية للمادة بشكل مباشر عليها التركيب الكيميائيوالمسامية والرطوبة ودرجة الحرارة التي يحدث فيها انتقال الحرارة. تتميز المواد الليفية بموصلات حرارية مختلفة اعتمادًا على اتجاه الحرارة بالنسبة للألياف (في الخشب، على سبيل المثال، تكون الموصلية الحرارية على طول الألياف أعلى بمرتين من الموصلية عبر الألياف). تتمتع المواد والمواد المسامية الدقيقة ذات المسام المغلقة بموصلية حرارية أكبر من المواد ذات المسام الكبيرة والمواد ذات المسام المترابطة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه في المسام الكبيرة والمترابطة، يتم تعزيز نقل الحرارة عن طريق الحمل الحراري، مما يزيد من إجمالي التوصيل الحراري.

مع زيادة رطوبة المادة، تزداد الموصلية الحرارية، لأن الماء لديه موصلية حرارية أكبر 25 مرة من الهواء. تزداد الموصلية الحرارية للمادة الخام بشكل أكبر مع انخفاض درجة حرارتها، لأن الموصلية الحرارية للجليد أكبر بعدة مرات من الموصلية الحرارية للماء. تعتبر الموصلية الحرارية للمادة ذات أهمية كبيرة عند بناء أغلفة المباني - الجدران والأسقف والأرضيات والأسقف. المواد الخفيفة والمسامية لديها موصلية حرارية قليلة. كلما زاد الوزن الحجمي للمادة، زادت موصليتها الحرارية. على سبيل المثال، معامل التوصيل الحراري للخرسانة الثقيلة ذات الوزن الحجمي 2400 كجم/م3 هو 1.25 كيلو كالوري/م-س-درجة، ومعامل التوصيل الحراري للخرسانة الرغوية ذات الوزن الحجمي 300 كجم/م3 هو 0.11 كيلو كالوري/م-س-درجة فقط.

السعة الحرارية

خاصية المادة لتراكم الحرارة عند تسخينها. عندما يتم تبريدها لاحقًا، فإن المواد ذات السعة الحرارية العالية تطلق المزيد من الحرارة. لذلك، عند استخدام مواد ذات قدرة حرارية متزايدة للجدران والأرضيات والأسقف وأجزاء أخرى من الغرفة، يمكن أن تظل درجة الحرارة في الغرف مستقرة لفترة طويلة.

معامل السعة الحرارية - كمية الحرارة اللازمة لتسخين 1 كجم من المادة في نظام التدفئة. تتمتع مواد البناء بمعامل سعة حرارية أقل من معامل السعة الحرارية للماء الذي يتمتع بأعلى سعة حرارية (4.2 كيلوجول/(كجم درجة مئوية)). عندما يتم ترطيب المواد، تزداد قدرتها الحرارية، ولكن في نفس الوقت، تزداد أيضًا الموصلية الحرارية.

تعد السعة الحرارية للمادة مهمة في الحالات التي يكون فيها من الضروري مراعاة تراكم الحرارة، على سبيل المثال، عند حساب المقاومة الحرارية لجدران وأسقف المباني الساخنة من أجل الحفاظ على درجة الحرارة في الغرفة دون تقلبات مفاجئة عندما يتغير الوضع الحراري عند حساب تسخين المواد للعمل في فصل الشتاء، عند حساب تصميم الأفران. في بعض الحالات، من الضروري حساب أبعاد الفرن باستخدام السعة الحرارية النوعية الحجمية - كمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 متر مكعب من المادة في النظام المنسق.

أمتصاص الماء

خاصية المادة لامتصاص الماء والاحتفاظ به عند الاتصال المباشر به. وتتميز بكمية الماء التي تمتصها المادة الجافة المغمورة تماما في الماء، ويعبر عنها بنسبة مئوية من الكتلة (امتصاص الماء بالكتلة).

كمية الماء التي تمتصها العينة مقسومة على حجمها هي امتصاص الماء على الحجم. يعكس امتصاص الماء من حيث الحجم درجة امتلاء مسام المادة بالماء. وبما أن الماء لا يخترق جميع المسام المغلقة ولا يتم الاحتفاظ به في الفراغات المفتوحة، فإن امتصاص الماء الحجمي يكون دائمًا أقل من المسامية الحقيقية. يكون امتصاص الماء الحجمي دائمًا أقل من 100%، ويمكن أن يكون امتصاص الماء بالكتلة أكثر من 100%.

يختلف امتصاص الماء في مواد البناء بشكل رئيسي حسب حجم المسام ونوعها وحجمها.

نتيجة للتشبع بالماء، تتغير خصائص المواد بشكل كبير: تزداد الكثافة وموصلية الماء، ويزداد حجم بعض المواد (مثل الخشب والطين). بسبب اختلال الروابط بين جزيئات المواد واختراق جزيئات الماء، تنخفض قوة مواد البناء.

معامل التليين

نسبة قوة الانضغاط لمادة مشبعة بالماء إلى قوة الانضغاط للمادة في الحالة الجافة. يميز معامل التليين مقاومة الماء للمادة. بالنسبة للمواد التي يسهل نقعها، مثل الطين، يكون معامل التليين هو 0. وبالنسبة للمواد التي تحتفظ بقوتها بالكامل عند تعرضها للماء (المعادن والزجاج وما إلى ذلك)، يكون معامل التليين هو 1. المواد التي بها معامل تليين أكثر من 0.8 تصنف على أنها مقاومة للماء. في الأماكن المعرضة للرطوبة المنتظمة، لا يجوز استخدام مواد البناء بمعامل تليين أقل من 0.8.

إطلاق الرطوبة

خاصية تميز معدل تجفيف المادة في ظل الظروف البيئية (انخفاض الرطوبة، التدفئة، حركة الهواء). يتميز فقدان الرطوبة بكمية الماء التي تفقدها المادة يوميًا عند رطوبة هواء نسبية تبلغ 60٪ ودرجة حرارة 20 درجة مئوية. في الظروف الطبيعية بسبب فقدان الرطوبة، بعد مرور بعض الوقت على الانتهاء أعمال بناء، يتم إنشاء التوازن بين الرطوبة بناء الهياكلوالبيئة. تسمى حالة التوازن هذه بتوازن الهواء الجاف أو الهواء الرطب.

نفاذية الماء

قدرة المادة على تمرير الماء تحت الضغط. خاصية نفاذية الماء هي كمية الماء التي تمر عبر 1 م 2 من سطح المادة خلال ثانية واحدة عند ضغط 1 ميجا باسكال. المواد الكثيفة (الفولاذ والزجاج ومعظم البلاستيك) مقاومة للماء. تعتمد طريقة تحديد نفاذية الماء على نوع مادة البناء. تعتمد نفاذية الماء بشكل مباشر على كثافة المادة وبنيتها - فكلما زاد عدد المسام في المادة وكبر حجمها، زادت نفاذية الماء. عند اختيار مواد الأسقف والمواد الهيدروليكية، لا يتم تقييم نفاذية الماء في أغلب الأحيان، بل مقاومة الماء، والتي تتميز بفترة زمنية تظهر بعدها علامات تسرب المياه تحت ضغط معين أو قيمة محدودة لضغط الماء الذي يحدث عنده الماء لا تمر عبر العينة

مقاومة الهواء

قدرة المادة على تحمل الترطيب والتجفيف المنهجي المتكرر لفترة طويلة دون تشوه كبير وفقدان القوة الميكانيكية. تؤدي التغيرات في الرطوبة إلى تغير حجم العديد من المواد - فهي تنتفخ عندما تكون مبللة، وتتقلص عندما تجف، وتتشقق، وما إلى ذلك. مواد متعددةتتصرف بشكل مختلف فيما يتعلق بعمل الرطوبة المتغيرة. الخرسانة، على سبيل المثال، مع الرطوبة المتغيرة عرضة للتدمير، لأن حجر الأسمنت يتقلص عندما يجف، والحشو لا يتفاعل عمليا - نتيجة لذلك، ينشأ إجهاد الشد، وحجر الأسمنت ممزق من الحشو. لزيادة مقاومة الهواء لمواد البناء، يتم استخدام إضافات مسعور.

تشوهات الرطوبة

التغيرات في حجم المادة وحجمها عندما تتغير رطوبتها. يسمى الانخفاض في حجم المادة وحجمها أثناء التجفيف بالانكماش أو الانكماش، وتسمى الزيادة بالتورم.

يحدث الانكماش ويزداد نتيجة نقص طبقات الماء المحيطة بجزيئات المادة وعمل القوى الشعرية الداخلية التي تعمل على تقريب جزيئات المادة من بعضها البعض. يرجع التورم إلى حقيقة أن جزيئات الماء القطبية، التي تخترق بين الجزيئات أو الألياف، تزيد من سماكة قذائفها المائية. تتميز المواد ذات البنية المسامية والليفية العالية التي يمكنها امتصاص الكثير من الماء بالانكماش العالي (على سبيل المثال، الخرسانة الخلوية 1-3 مم/م؛ الخرسانة الثقيلة 0,3-0,7 مم/م؛ الجرانيت 0,02-0,06 مم/م)؛ طوب السيراميك 0.03-0.1 مم/م.

مقاوم المياه- قدرة المادة على الحفاظ على قوتها عند تشبعها بالماء: ويتم تقديرها من خلال معامل التليين K SIZE، والذي يساوي نسبة قوة الانضغاط النهائية للمادة في حالة مشبعة بالماء R في MPa، إلى القوة القصوى للمادة الجافة R الجافة، MPa:

يتم تقييم مقاومة الماء عادةً كميًا بواسطة كتلة الماء (بالنسبة المئوية) التي تمتصها العينة (بواسطة ما يسمى بامتصاص الماء)، أو بالوزن النسبي. تغيير s.l. المؤشرات (في أغلب الأحيان الأبعاد الخطية أو الخواص الكهربائية أو الميكانيكية) بعد فترة معينة من البقاء في الماء. كقاعدة عامة، تتميز مقاومة الماء بمعامل. تليين Kp (نسبة قوة الشد أو الضغط أو الانحناء للمادة المشبعة بالماء إلى قيمتها المقابلة في الحالة الجافة). تعتبر المواد التي تحتوي على Kp أكبر من 0.8 مقاومة للماء. وتشمل هذه، على سبيل المثال، العديد من المعادن والسيراميك الملبد والزجاج.

نفاذية الماء- قدرة المادة على تمرير الماء تحت الضغط. إن خاصية نفاذية الماء هي كمية الماء التي تمر عبر 1 م 2 من سطح المادة خلال 1 ثانية عند ضغط ماء معين. لتحديد نفاذية الماء، يتم استخدام أجهزة مختلفة لإنشاء ضغط الماء المطلوب من جانب واحد على سطح المادة. تعتمد طريقة التحديد على الغرض ونوع المادة. تعتمد نفاذية الماء على كثافة المادة وبنيتها. كلما زاد عدد المسام في المادة، وكلما كانت هذه المسام أكبر، زادت نفاذية الماء.

ضد للماء(إنجليزي) ضيق الماء) - خاصية المادة التي تقاس بالمتر الدولي أو بالباسكال وتظهر عند قيم الضغط الهيدروستاتيكي التي تفقد هذه المادة قدرتها على عدم امتصاص الماء أو تمريره من خلال نفسها.

تحديد مقاومة الماء عن طريق "النقطة الرطبة" بناءً على قياس الضغط الأقصى الذي لا يتسرب عنده الماء عبر العينة؛

تحديد مقاومة الماء عن طريق معامل الترشيح. يعتمد على تحديد معامل الترشيح عند ضغط ثابت من الكمية المقاسة من الترشيح ووقت الترشيح؛

طريقة سريعة لتحديد معامل الترشيح (مقياس الترشيح)؛

طريقة سريعة لتحديد مقاومة الخرسانة للماء من خلال مقاومتها للهواء.

1. مقاومة الصقيع لمواد البناء. طرق التحديد. تصميمات ذات متطلبات متزايدة لمقاومة الصقيع.

مقاومة الصقيع- خاصية المادة المشبعة بالماء لتحمل التجميد والذوبان المتكرر بالتناوب دون ظهور علامات التدمير وانخفاض كبير في القوة.

لا يحدث تدمير المادة إلا بعد التجميد والذوبان المتكررين.

يتم اختبار المواد لمقاومة الصقيع عن طريق التجميد البديل وإذابة العينات. يجب أن تكون درجة حرارة التجميد (-20 ± 2) درجة مئوية. يجب أن يتم الذوبان في الماء عند درجة حرارة 15 - 20 درجة مئوية. لتحديد مقاومة الصقيع، وعادة ما تستخدم وحدات التبريد الأمونيا.

يتم وضع علامة على مكعبات أو أسطوانات العينات ذات أبعاد لا تقل عن 5 سم (للمواد المتجانسة 3 والمواد غير المتجانسة 5 قطع) ويتم فحصها باستخدام عدسة مكبرة وإبرة فولاذية للتأكد من عدم وجود شقوق أو تلف أو ما إلى ذلك على سطحها. يتم تشبع العينات بالماء حتى وزن ثابت ووزنها ثم توضع في الثلاجة وتحفظ عند درجة حرارة (-202) درجة مئوية لمدة 4 ساعات. بعد هذا الوقت، يتم إخراجها من الثلاجة ووضعها في حمام ماء في درجة حرارة الغرفة لمدة 4 ساعات حتى تذوب. بعد الذوبان، يتم فحص العينات بحثًا عن أي ضرر. في حالة ظهور شقوق أو شقوق، يتم إيقاف الاختبار. إذا لم يتم ملاحظة أي عيوب، يستمر الاختبار بوضع العينات مرة أخرى في الثلاجة لمدة 4 ساعات.

تخضع العينات للتجميد والذوبان والتفتيش بشكل متسلسل عدة مرات على النحو المنصوص عليه في الوثيقة التنظيمية للمادة التي يتم اختبارها.

بعد الاختبار، يتم مسح العينات بقطعة قماش مبللة ووزنها. يتم حساب فقدان الوزن باستخدام الصيغة٪:

, (10)

حيث m هي كتلة العينة المجففة قبل الاختبار، g؛

م 1 – نفس الشيء بعد الاختبار ز.

تعتبر المادة قد اجتازت الاختبار إذا لم يكن لديها أي علامات واضحة للتدمير، بعد عدد دورات التجميد والذوبان التي تحددها الوثيقة التنظيمية، ولا تفقد أكثر من 5٪ من كتلتها. تتطلب هذه الطريقة معدات خاصة والكثير من الوقت. إذا كان من الضروري إجراء تقييم سريع لمقاومة الصقيع للمادة، يتم استخدام طريقة سريعة باستخدام محلول كبريتات الصوديوم.

طريقة معجلة

يتم تجفيف العينات المحضرة إلى وزن ثابت، ووزنها، ووضع علامات عليها، وغمرها في محلول مشبع من كبريتات الصوديوم في درجة حرارة الغرفة لمدة 20 ساعة. ثم يتم وضعها في خزانة التجفيف لمدة 4 ساعات، حيث يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند 115 درجة مئوية. بعد ذلك، يتم تبريد العينات إلى درجة الحرارة العادية، ثم يتم غمرها مرة أخرى في محلول كبريتات الصوديوم لمدة 4 ساعات ثم يتم وضعها مرة أخرى في خزانة التجفيف لمدة 4 ساعات. يتم تكرار هذا الحفظ المتناوب للعينات في محلول كبريتات الصوديوم والتجفيف 3 و5 و10 و15 مرة، وهو ما يتوافق مع 15 و25 و50-100 و150-300 دورة من التجميد والذوبان. تعتمد هذه الطريقة على حقيقة أن المحلول المشبع من كبريتات البوتاسيوم، الذي يخترق مسام المادة عند التجفيف، يصبح مفرط التشبع ويتبلور، ويزداد حجمه. في هذه الحالة تنشأ ضغوط تتجاوز بشكل كبير الضغوط الناجمة عن تجميد الماء. ولذلك، فإن دورة واحدة من الاختبارات المتسارعة تعادل 5 – 20 دورة من الاختبارات التقليدية

أو متغير آخر:

تعتبر المادة مقاومة للصقيع إذا انخفضت قوتها بنسبة لا تزيد عن 15-25٪، بعد تحديد عدد دورات التجميد والذوبان في حالة مشبعة بالماء، ولا يتجاوز فقدان الوزن بسبب التقطيع 5٪. تتميز مقاومة الصقيع بعدد دورات التجميد المتناوب عند -15، -17 درجة مئوية والذوبان عند درجة حرارة 20 درجة مئوية. يعتمد عدد الدورات (الدرجة) التي يجب أن تتحملها المادة على ظروف خدمتها المستقبلية في الهيكل وعلى الظروف المناخية. بناءً على عدد دورات التجميد والذوبان التي يمكن تحملها (درجة مقاومة الصقيع)، يتم تقسيم المواد إلى درجات Mrz 10، 15، 25، 35، 50، 100، 150، 200 وأكثر. في ظروف المختبر، يتم التجميد في غرف التبريد. تعطي دورة أو دورتان من دورات التجميد في غرفة التبريد تأثيرًا يقارب 3-5 سنوات من التأثير الجوي.

عند اختيار درجة المواد على أساس مقاومة الصقيع، يتم أخذ نوع هيكل المبنى وظروف تشغيله والمناخ في منطقة البناء بعين الاعتبار. تتميز الظروف المناخية بمتوسط ​​درجة الحرارة الشهرية لأبرد شهر وعدد دورات التبريد والاحترار المتناوبة حسب الأرصاد الجوية طويلة المدى. عادة ما يكون معدل الصقيع للخرسانة خفيفة الوزن والطوب والأحجار الخزفية للجدران الخارجية للمباني في حدود 15-35 للخرسانة لبناء الجسور والطرق - 50-200 للهياكل الهيدروليكية - حتى 500 دورة. تعتمد متانة المبنى على مقاومة الصقيع. المواد في الهياكل المعرضة لأجهزة الصراف الآلي. العوامل والمياه.

تصميمات ذات متطلبات متزايدة لمقاومة الصقيع: الهياكل الهيدروليكية (الأكوام والجسور). حمام سباحة خارجي، وإمدادات المياه في الهواء الطلق، وهياكل الصرف الصحي،

مقاومة الصقيع والعوامل المحددة لها.

مقاومة الصقيع- قدرة المادة في حالة مشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان المتكررين. تعتمد مقاومة المادة للصقيع على بنيتها، ودرجة امتلاء المسام بالماء، وشكل وحجم المسام، ووجود الهواء المحبوس في المسام بعد تشبع الماء، والتركيب الأيوني، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك. يتم تحديد مقاومة المادة للصقيع من خلال عدد دورات التجميد (-18(-\+2)) والذوبان في الماء (+20(-\+2))، وبعد ذلك تقلل العينات من قوتها بما لا يزيد عن 5% أو الوزن بما لا يزيد عن 5%./

مقاومة الصقيع هي قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان البديلين. يتم قياس مقاومة الصقيع للمادة بواسطة العلامة التجارية المقاومة للصقيع. تعتبر درجة مقاومة الصقيع للمادة هي أكبر عدد من دورات التجميد والذوبان المتناوب التي يمكن أن تتحملها عينات المواد دون تقليل قوة الضغط بأكثر من 15٪؛ بعد الاختبار، يجب ألا تحتوي العينات على أضرار مرئية - الشقوق والتقطيع (فقدان الكتلة لا يزيد عن 5٪). تعتمد متانة مواد البناء في الهياكل المعرضة للعوامل الجوية والمياه على مقاومة الصقيع.

يتم تحديد درجة مقاومة الصقيع من قبل المشروع، مع الأخذ بعين الاعتبار نوع الهيكل وظروف تشغيله والمناخ. تتميز الظروف المناخية بمتوسط ​​درجة الحرارة الشهرية لأبرد شهر وعدد دورات التجمد والذوبان المتناوبة حسب ملاحظات الأرصاد الجوية طويلة المدى.

عادة ما تتمتع الخرسانة خفيفة الوزن والطوب والأحجار الخزفية للجدران الخارجية بمقاومة للصقيع تبلغ 15 و25 و35. ومع ذلك، يجب أن تكون الخرسانة المستخدمة في بناء الجسور والطرق بدرجة 50 و100 و200، والخرسانة الهيدروليكية - حتى 500.

إن تعريض الخرسانة للتجميد والذوبان بالتناوب يشبه التعرض المتكرر لأحمال الشد المتكررة مما يسبب تعباً في المادة.

يتم اختبار مقاومة الصقيع للمادة في المختبر على عينات من الشكل والحجم المحددين (مكعبات خرسانية، طوب، إلخ). قبل الاختبار، يتم تشبع العينات بالماء. بعد ذلك، يتم تجميدها في الثلاجة من -15 إلى -20 درجة مئوية بحيث يتجمد الماء في المسام الرقيقة. يتم إذابة العينات المأخوذة من غرفة التبريد في الماء عند درجة حرارة 15-20 درجة مئوية، مما يضمن الحالة المشبعة بالماء للعينات.

لتقييم مقاومة الصقيع للمادة، يتم استخدام طرق التحكم الفيزيائي، وقبل كل شيء، طريقة الموجات فوق الصوتية النبضية. بمساعدتها، يمكنك تتبع التغير في القوة أو معامل المرونة للخرسانة أثناء التجميد الدوري وتحديد درجة الخرسانة بناءً على مقاومتها للصقيع في دورات التجميد والذوبان، والتي يتوافق عددها مع الانخفاض المسموح به في القوة أو المرونة معامل.