Metoda za određivanje otpornosti građevinskih materijala na smrzavanje odnosi se na područje ispitivanja građevinskih proizvoda, posebno cigle, silikata i keramičkog kamena. Metoda za određivanje otpornosti građevinskog materijala na mraz uključuje zasićenje uzoraka u vodi ili otopini natrijevog klorida, površinsko ciklično zamrzavanje i odmrzavanje uzoraka i vizualnu procjenu otpornosti na mraz, dok se zamrzavanje vrši 5-10 minuta, a odmrzavanje se vrši. 3-5 minuta 0,1-0,2 dijela ispitne površine, promjena načina zamrzavanja i odmrzavanja se vrši brzinom od 30-40 °/min, a uzorci se potapaju u vodu i otopinu natrijum hlorida za 90- 95% njihove zapremine. Pronalazak omogućava smanjenje trajanja ispitivanja, smanjenje intenziteta rada i povećanje pouzdanosti rezultata ispitivanja.
Pronalazak se odnosi na oblast ispitivanja građevinskih materijala, a posebno na određivanje njihove otpornosti na mraz. Poznata metoda za određivanje otpornosti građevinskih materijala na mraz, uključujući zasićenje uzoraka u vodi ili otopini natrijum hlorida, zamrzavanje uzoraka na zraku na temperaturi od minus 20 o C u trajanju od 2 do 4 sata i odmrzavanje uzoraka u vodenom mediju ili natrijum hloridu rastvora na temperaturi od 20 o C u trajanju od 1,5 - 2 sata, registracija broja ciklusa smrzavanja-odmrzavanja dok se ne postigne gubitak čvrstoće uzoraka od 25% ili gubitak mase od 5% ili do pojave spoljašnjih znakova uništenja pojavljuju, koji se koriste za procjenu otpornosti građevinskih materijala na mraz (1). Nedostatak ove metode je značajna složenost i trajanje testa te potreba za korištenjem složene i glomazne opreme. Postoji metoda za ubrzano određivanje otpornosti građevinskog materijala na smrzavanje zasićenjem uzoraka sa čeličnom šipkom koja je u nju ugrađena vodom, smrzavanjem i odmrzavanjem i fiksiranjem naglog povećanja početnog električnog potencijala čelične šipke, koja se koristi za procjenu otpornost materijala na mraz (2). Poznata je metoda za određivanje otpornosti na smrzavanje uzoraka građevinskog materijala omjerom karakteristika konstrukcije i čvrstoće, koja se odlikuje time što se za strukturnu karakteristiku uzima kapilarna i kontrakcijska poroznost, a za čvrstoću - rad razaranja uzoraka ( 3). Nedostaci poznatih metoda (2, 3) su indirektnost metoda za određivanje otpornosti na mraz i, kao rezultat, niska točnost rezultata. Osim toga, nedostaci metoda (1, 2, 3) su u tome što određivanje otpornosti na mraz u uslovima direktnog volumetrijskog smrzavanja ne odgovara stvarnim radnim uslovima građevinskog materijala koji je izložen naizmeničnim negativnim i pozitivnim temperaturama samo na jednom. strana. Stoga rezultati ispitivanja građevinskog materijala dovode do velikog širenja u vrijednostima otpornosti materijala na mraz. Poznata je metoda za određivanje otpornosti građevinskog materijala na smrzavanje jednostranim zamrzavanjem u zamrzivaču u posebnom spremniku koji osigurava odvođenje topline s jedne strane ispitnih uzoraka, odmrzavanje u vodenoj kupelji, određivanje strukturnih i čvrstoća. uzoraka, nakon čega slijedi izračunavanje otpornosti na mraz prema formuli (4). Poznata je metoda za određivanje otpornosti građevinskog materijala na smrzavanje, uključujući zasićenje uzorka vodom, cikličkim unosom pod tlakom porcija vode, izračunatih po empirijskoj formuli (5). Nedostaci poznatih metoda (4, 5) su nedovoljno visoka pouzdanost rezultata ispitivanja zbog upotrebe proračunskih formula pomoću empirijskih koeficijenata. Najbliži ovom pronalasku je metoda za određivanje otpornosti na mraz, uključujući jednostrano zamrzavanje zida od cigle ili kamena na temperaturi zraka od 15 - 20 o C u trajanju od 8 sati, odmrzavanje smrznute strane zidane površine prskanjem na temperatura vode 15 - 20 o C 8 sati, registracija broja ciklusa smrzavanja i odmrzavanja do pojave vidljivih znakova razaranja na površini zida (ljuštenje, raslojavanje, pucanje, usitnjavanje) ili gubitkom mase i čvrstoće , koji se koristi za procjenu otpornosti na mraz uzoraka građevinskog materijala (6). Nedostaci poznate metode su visoka složenost, cijena i dugo trajanje ispitivanja, što ne dozvoljava operativnu kontrolu proizvoda, značajni troškovi energije za stvaranje uslova smrzavanja. Tehnički rezultat izuma je smanjenje trajanja ispitivanja, smanjenje intenziteta rada, povećanje pouzdanosti rezultata ispitivanja. Tehnički rezultat postignut je činjenicom da u poznatom tehničkom rješenju, uključujući predzasićenje uzoraka u vodi ili otopini natrijum hlorida, jednostrano ciklično zamrzavanje i odmrzavanje uzoraka, te vizualnu procjenu otpornosti na mraz, usmjeravanje, tačkasto zamrzavanje se vrši 5 do 10 minuta i odmrzavanje 3 - 5 min 10 - 20% otvorene površine ispitivanih uzoraka, a promena režima zamrzavanja i odmrzavanja vrši se brzinom od 30 - 40 o po minuta, a uzorci se urone u vodu ili rastvor natrijum hlorida do 90 - 95% zapremine. Metoda je izvedena na sljedeći način. Uzorci namijenjeni za ispitivanje otpornosti na mraz prethodno su zasićeni vodom ili otopinom natrijevog klorida. Zatim su tri uzorka postavljena u obliku slova T u kontejner sa licem prema gore. Nakon toga se u posudu sipa voda ili rastvor natrijum hlorida sve dok uzorci ne budu uronjeni do 90-95% zapremine. Zatim je usmjerenom strujom hladnog zraka na temperaturi od minus 15 - 20 o C obrađen spoj tri uzorka, tj. 10 - 20% njihove površine u roku od 5 - 10 minuta. Zatim su, brzinom od 30 - 40 o C u minuti, prešli na režim grijanja i isti spoj tretirali strujom toplog zraka temperature 15 - 20 o C u trajanju od 3 - 5 minuta i bilježili broj smrzavanja. i ciklusi odmrzavanja do vidljivih znakova razaranja (raslojavanje, pucanje, lomljenje, ljuštenje), koji su korišteni za procjenu otpornosti građevinskog materijala na mraz. Upotreba u predloženom tehničkom rješenju metode točkastog, usmjerenog zamrzavanja u trajanju od 5 - 10 min i odmrzavanja 3 - 5 min 10 -20% otvorene površine ispitivanih uzoraka omogućava vam da u kratkom vremenu stvorite uslove za tok procesa blizak stvarnim tokom rada. Zbog nagle (30 - 40 o C u minuti) promjene režima smrzavanja i odmrzavanja, u porama materijala nastaje naponsko stanje koje uzrokuje destruktivne procese, odnosno labavljenje strukture, intenziviranje mikropukotina i, shodno tome, povećanje propusnosti. Uranjanje uzoraka u vodu ili rastvor natrijum hlorida sa 90 - 95% zapremine uzorka obezbeđuje uslove za stalnu migraciju vlage na otvorenu prednju površinu ispitnog uzorka kroz kapilare i mikropukotine. Sve ove tehnike omogućavaju brzo određivanje otpornosti na mraz, blizu stvarnoj. Neznačajni troškovi energije, nizak intenzitet rada, dostupnost i pouzdanost rezultata omogućavaju provođenje tekuće kontrole proizvedenih proizvoda i pravovremeno otkrivanje kršenja tehnološkog procesa. Izvori informacija 1. GOST 10090.1-95, GOST 10090.2-95 "Beton. Metode za određivanje otpornosti na mraz. 2. A.S. SSSR N 482676 M. klasa C 01 N 33/38, 1975. 3. N 43 klasa M.6 SSSR. C 01 N 25/02, 1975. 4. A.S. SSSR N 828849 M. klasa C 01 N 33/38, 1982. 5. A.S. SSSR N 1255921 M. klasa C 01 N 33/38, 1986. 6. GOST i-911. silikatne opeke i kamenje Metode određivanja i upijanja vode, gustine i kontrole otpornosti na mraz.
TVRDITI
Metoda za određivanje otpornosti građevinskog materijala na mraz, uključujući zasićenje uzoraka u vodi ili otopini natrijevog klorida, ciklično zamrzavanje i odmrzavanje otvorene površine uzoraka i vizualnu procjenu otpornosti na mraz, karakterizirana time da 10-20% površine testnog uzorka se zamrzava i odmrzava 5-10 minuta, odnosno 3-5 minuta, a promjena načina zamrzavanja i odmrzavanja vrši se brzinom od 30-40 stupnjeva. / min, dok su uzorci uronjeni u vodu ili rastvor natrijum hlorida na 90 - 95% zapremine.
Čvrstoća i otpornost na deformacije ovise o zasićenosti betona vodom. Takođe, na ove parametre utiču uticaj temperature vazduha i njene razlike. Ako beton ima prekomjeran sadržaj vode, tada na niskim temperaturama kristalizira. Led nema kamo da ide, što dovodi do preteranog unutrašnjeg pritiska.
To dovodi do krajnjeg vlačnog naprezanja u zidovima pora. Takve promjene doprinose smanjenju čvrstoće betona. Nakon odmrzavanja formiranog leda u porama, to će dovesti do smanjenja čvrstoće betona samo u slučajevima prekomjernog sadržaja vode.
Do smanjenja čvrstoće betona može doći i kada je voda neravnomjerno raspoređena u porama tijekom proizvodnje ili kada se vodena para nastala u njemu zamrzne. S povećanjem zasićenosti betona vodom, čvrstoća ohlađenih uzoraka do 400 i do 600 prvo raste do određene vrijednosti, a zatim značajno opada. Maksimalna vrijednost čvrstoće betona je funkcija stupnja smanjenja temperature i količine vode sadržane u porama. Imajte na umu da nakon odmrzavanja, čvrstoća betona se smanjuje. Također je vrijedno naglasiti da dugotrajno izlaganje niskim temperaturama (čak i uz njihove fluktuacije) dovodi do postepenog gubitka čvrstoće betona. Poznato je da ako beton ima manje vlage i veću čvrstoću prije smrzavanja, onda je uz produženo izlaganje niskim temperaturama zimi otpornost betona znatno veća. Mogućnost zasićenja betona vodom zavisi od njegove strukture, tačnije od sistema kapilara formiranih u prostoru cementnog kamena. Moguće je poboljšati strukturu betona smanjenjem poroznosti betona i formiranjem zatvorenog sistema pora. Eksperimenti su pokazali da mikropukotine koje su nastale pod predopterećenjem, tokom ciklusa odmrzavanja i smrzavanja, značajno ubrzavaju uništavanje betona.
Beton visoke čvrstoće izrađuje se prema određenoj tehnologiji i ima ravnomjerniju strukturu, zbog čega ima povećanu otpornost na mraz. Smanjenje vodopropusnosti takvog betona postiže se smanjenjem poroznosti. U betonsku smjesu se dodaju organski strukturotvorni aditivi u obliku smole, koji se neutraliziraju pomoću SNV za uvlačenje zraka. Zahvaljujući upotrebi GKZH-94, zrak se uvlači u betonsku smjesu i formiraju se zatvorene pore vrlo malog promjera.
Umjetno formiranje takvih pora značajno povećava čvrstoću betona tijekom ponovnog odmrzavanja i smrzavanja. Upotreba aditiva povećava vodopropusnost i otpornost na mraz, ali smanjuje čvrstoću betona. Beton sa dodatkom START i GKZH-94 koristi se u teškim klimatskim uslovima. Takav beton ima povećanu čvrstoću i otpornost na mraz.
Sposobnost materijala zasićenog vodom da izdrži ponovljeno smrzavanje i odmrzavanje naizmjenično bez znakova uništenja i značajnog smanjenja gustoće. Do uništenja dolazi zbog činjenice da se voda u porama, kada se zamrzne, povećava u volumenu za oko 9%. Najveća ekspanzija vode pri prelasku u led uočava se na temperaturi od -4°C, dalje smanjenje temperature ne uzrokuje povećanje volumena leda. Kada se voda zamrzne, zidovi pora doživljavaju značajan pritisak i mogu se srušiti. Kada su sve pore potpuno ispunjene vodom, uništavanje materijala može doći čak i kod jednog zamrzavanja. Kada je porozni materijal zasićen vodom, makrokapilari se uglavnom pune, mikrokapilari se djelimično pune vodom i služe kao rezervne pore, gdje se voda istiskuje prilikom smrzavanja. Shodno tome, otpornost građevinskih materijala na mraz je određena veličinom i prirodom poroznosti i uvjetima njihovog rada.
Što je veća, to je manja apsorpcija vode i veća je vlačna čvrstoća materijala. Gusti materijali su otporni na mraz. Od poroznih materijala, samo oni materijali koji uglavnom imaju zatvorene pore ili vodu imaju otpornost na mraz. Zauzima manje od 90% pora. Materijal se smatra otpornim na mraz ako se nakon utvrđivanja broja ciklusa smrzavanja i odmrzavanja u stanju zasićenom vodom njegova čvrstoća smanji za najviše 15-25%, a gubitak težine kao rezultat usitnjavanja nije veći od 5 %. Otpornost na mraz karakteriše broj ciklusa naizmeničnog smrzavanja na -15, -17°C i odmrzavanja na temperaturi od 20°C. Broj ciklusa (marka) koje materijal mora izdržati ovisi o uvjetima njegove buduće službe u konstrukciji i klimatskim uvjetima. Prema broju otpornih ciklusa naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja (stepen otpornosti na mraz), materijali se dijele na razrede Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 i više. U laboratorijskim uslovima zamrzavanje se vrši u frižiderima. Jedan ili dva ciklusa zamrzavanja u frižideru daju efekat blizu 3-5 godina atmosferskog delovanja.
TOPLOTNA PROVODNOST
Svojstvo materijala da prenosi toplinu kroz debljinu s jedne površine na drugu. Toplotna provodljivost karakterizira količina topline (J) koja prolazi kroz materijal debljine 1 m s površinom od 1 m2 u trajanju od 1 sekunde pri temperaturnoj razlici od 1°C na suprotnim površinama materijala. Toplotna provodljivost materijala direktno zavisi od njegovog hemijskog sastava, poroznosti, vlažnosti i temperature na kojoj se toplota prenosi. Vlaknasti materijali imaju različitu toplotnu provodljivost u zavisnosti od smera toplote u odnosu na vlakna (u drvu, na primer, toplotna provodljivost duž vlakana je dvostruko veća nego preko vlakana). Finoporozni materijali i materijali sa zatvorenim porama imaju veću toplotnu provodljivost od materijala velikih pora i materijala sa komunikacionim porama. To je zbog činjenice da se prijenos topline konvekcijom povećava u velikim porama koje komuniciraju, što povećava ukupnu toplinsku provodljivost.
S povećanjem sadržaja vlage u materijalu, toplinska provodljivost se povećava, jer voda ima toplinsku provodljivost 25 puta veću od zraka. Toplotna vodljivost sirovine još više raste sa smanjenjem njegove temperature, jer je toplinska vodljivost leda nekoliko puta veća od toplinske vodljivosti vode. Toplotna provodljivost materijala je od velike važnosti u izgradnji omotača zgrada - zidova, plafona, podova, krovova. Lagani i porozni materijali imaju malu toplotnu provodljivost. Što je veća zapreminska gustina materijala, veća je i njegova toplotna provodljivost. Na primjer, koeficijent toplinske provodljivosti teškog betona zapreminske težine 2400 kg/m3 je 1,25 kcal/m-h-deg, a pjenastog betona zapreminske težine od 300 kg/m3 je samo 0,11 kcal/m-h-deg.
TOPLOTNI KAPACITET
Svojstvo materijala da akumulira toplinu kada se zagrije. Nakon naknadnog hlađenja, materijali s visokim toplinskim kapacitetom oslobađaju više topline. Stoga, kada se koriste materijali sa povećanim toplinskim kapacitetom za zidove, podove, stropove i druge dijelove prostorije, temperatura u prostorijama može ostati stabilna dugo vremena.
Koeficijent toplinskog kapaciteta je količina topline potrebna za zagrijavanje 1 kg materijala u HS. Građevinski materijali imaju koeficijent toplinskog kapaciteta manji od koeficijenta toplinskog kapaciteta vode, koja ima najveći toplinski kapacitet (4,2 kJ/(kg°C)). Kako se materijali vlaže, njihov toplinski kapacitet se povećava, ali se istovremeno povećava i toplinska provodljivost.
Toplinski kapacitet materijala važan je u slučajevima kada je potrebno uzeti u obzir akumulaciju topline, na primjer, prilikom izračunavanja toplinske otpornosti zidova i stropova grijanih zgrada kako bi se održala temperatura u prostoriji bez oštrih fluktuacija kada se promijeni toplinski režim, pri proračunu grijanja materijala za zimski rad, pri proračunu ugradnje peći. U nekim slučajevima potrebno je izračunati dimenzije peći koristeći volumetrijski specifični toplinski kapacitet - količinu topline potrebne za zagrijavanje 1 m3 materijala u HW.
APSORPCIJA VODE
Svojstvo materijala da upija i zadržava vodu u direktnom kontaktu s njim. Karakterizira ga količina vode koju apsorbira suhi materijal potpuno uronjen u vodu, a izražava se kao postotak mase (upijanje vode po masi).
Količina vode koju je uzorak apsorbirao, u odnosu na njegovu zapreminu, je volumna apsorpcija vode. Volumenska apsorpcija vode odražava stepen punjenja pora materijala vodom. Budući da voda ne prodire u sve zatvorene pore i ne zadržava se u otvorenim šupljinama, volumetrijska apsorpcija vode je uvijek manja od prave poroznosti. Volumetrijska apsorpcija vode je uvijek manja od 100%, a apsorpcija vode po masi može biti veća od 100%.
Upijanje vode građevinskih materijala varira uglavnom ovisno o volumenu pora, njihovoj vrsti i veličini.
Kao rezultat zasićenja vodom, svojstva materijala se značajno mijenjaju: gustoća i vodljivost vode se povećavaju, neki materijali (na primjer, drvo, glina) povećavaju volumen. Zbog kršenja veza između čestica materijala i prodornih čestica vode, smanjuje se čvrstoća građevinskih materijala.
KOEFICIJENT OMEKŠAVANJA
Omjer tlačne čvrstoće materijala zasićenog vodom i tlačne čvrstoće materijala u suhom stanju. Koeficijent omekšavanja karakterizira vodootpornost materijala. Za materijale koji se lako natapaju, kao što je glina, faktor omekšavanja je 0. Za materijale koji u potpunosti zadržavaju svoju čvrstoću kada su izloženi vodi (metal, staklo, itd.), faktor omekšavanja je 1. Materijali sa faktorom omekšavanja većim od 0,8 klasifikovani su kao vodootporni. Na mjestima koja su podložna sustavnoj vlazi, nije dozvoljeno koristiti građevinski materijal s koeficijentom omekšavanja manjim od 0,8.
Oporavak vlage
Svojstvo koje karakteriše brzinu sušenja materijala u prisustvu uslova okoline (smanjenje vlažnosti, zagrevanje, kretanje vazduha). Prinos vlage karakteriše količina vode koju materijal gubi dnevno pri relativnoj vlažnosti od 60% i temperaturi od 20°C. U prirodnim uslovima, usled gubitka vlage, izvesno vreme nakon završetka građevinskih radova, uspostavlja se ravnoteža između sadržaja vlage građevinskih konstrukcija i okoline. Ovo stanje ravnoteže naziva se vazdušno-suha ili vazdušno-vlažna ravnoteža.
PROPUSNOST VODE
Sposobnost materijala da propušta vodu pod pritiskom. Karakteristika vodopropusnosti je količina vode koja je prošla u roku od 1 sekunde kroz 1 m2 površine materijala pod pritiskom od 1 MPa. Gusti materijali (čelik, staklo, većina plastike) su vodootporni. Metoda za određivanje vodopropusnosti ovisi o vrsti građevinskog materijala. Vodopropusnost direktno ovisi o gustoći i strukturi materijala – što je više pora u materijalu i što su one veće, veća je i vodopropusnost. Prilikom odabira krovnih i hidrotehničkih materijala najčešće se ne ocjenjuje vodopropusnost, već vodonepropusnost, koju karakterizira vremenski period nakon kojeg se javljaju znakovi curenja vode pod određenim pritiskom ili granična vrijednost pritiska vode pri kojoj voda ne prolazi kroz uzorak.
AIR RESISTANCE
Sposobnost materijala da izdrži ponovljeno sistematsko vlaženje i sušenje dugo vremena bez značajnih deformacija i gubitka mehaničke čvrstoće. Promjena vlažnosti uzrokuje da mnogi materijali mijenjaju svoj volumen - bubre kada se navlaže, skupljaju se kada se osuše, pucaju itd. Različiti materijali se različito ponašaju u odnosu na djelovanje promjenjive vlažnosti. Beton je, na primjer, pri promjenljivoj vlažnosti sklon razaranju, jer se cementni kamen skuplja tijekom sušenja, a agregat praktički ne reagira - kao rezultat toga dolazi do vlačnog naprezanja, cementni kamen se otkida od agregata. Za povećanje otpora zraka građevinskih materijala koriste se hidrofobni aditivi.
DEFORMACIJE VLAGE
Promjena veličine i volumena materijala kada se promijeni njegov sadržaj vlage. Smanjenje veličine i zapremine materijala tokom sušenja naziva se skupljanje ili skupljanje, povećanje se naziva bubrenje.
Do skupljanja dolazi i povećava se kao rezultat smanjenja slojeva vode koji okružuju čestice materijala i djelovanja unutrašnjih kapilarnih sila, koje nastoje da zbliže čestice materijala. Oticanje je posljedica činjenice da polarne molekule vode, prodirući između čestica ili vlakana, zgušnjavaju svoje hidratacijske ljuske. Visoko porozne i vlaknaste materijale koji mogu apsorbirati mnogo vode karakterizira veliko skupljanje (na primjer, celularni beton 1-3 mm/m; teški beton 0,3-0,7 mm/m; granit 0,02-0,06 mm/m; keramička cigla 0,03 -0,1 mm/m.
Otpornost na vodu- sposobnost materijala da održi svoju čvrstoću kada je zasićen vodom: procjenjuje se koeficijentom omekšavanja K VELIČINA, koji je jednak omjeru krajnje čvrstoće materijala pri kompresiji u stanju zasićenom vodom R V MPa, prema krajnja čvrstoća suhog materijala R suho, MPa:
Kvantitativno, vodootpornost se obično procjenjuje masom vode (u%) koju je uzorak apsorbirao (prema tzv. vodoapsorpciji), ili relativnom. promijeniti u.-l. indikatori (najčešće linearne dimenzije, električna ili mehanička svjetla) nakon određenog vremena u vodi. Vodootpornost u pravilu karakterizira koeficijent. omekšavanje Kp (omjer vlačne, tlačne ili savijajuće čvrstoće materijala zasićenog vodom prema odgovarajućem indikatoru u suhom stanju). Materijali se smatraju vodootpornim ako je Kp veći od 0,8. To uključuje, na primjer, mnoge metale, sinterovanu keramiku, staklo.
Vodopropusnost- sposobnost materijala da propušta vodu pod pritiskom. Karakteristika vodopropusnosti je količina vode koja je prošla u roku od 1 s kroz 1 m2 površine materijala pri datom pritisku vode. Za određivanje vodopropusnosti koriste se različiti uređaji za stvaranje željenog jednostranog pritiska vode na površini materijala. Način određivanja ovisi o namjeni i vrsti materijala. Vodopropusnost ovisi o gustoći i strukturi materijala. Što je više pora u materijalu i što su ove pore veće, to je veća njegova vodopropusnost.
Vodootporan(engleski) vodonepropusnost) - karakteristika materijala, mjerena u SI u metrima ili paskalima i koja pokazuje pri kojim vrijednostima hidrostatskog tlaka ovaj materijal gubi sposobnost da ne upija ili propušta vodu kroz sebe.
Određivanje vodootpornosti "mokrom tačkom" na osnovu mjerenja maksimalnog pritiska pri kojem voda ne prodire kroz uzorak;
Određivanje vodootpornosti koeficijentom filtracije; na osnovu određivanja koeficijenta filtracije pri konstantnom pritisku iz izmjerene količine filtrata i vremena filtracije;
Ubrzana metoda za određivanje koeficijenta filtracije (filter metar);
Ubrzana metoda za određivanje vodootpornosti betona prema strujanju zraka.
Otpornost građevinskih materijala na mraz. Metode definicije. Dizajni sa povećanim zahtjevima za otpornost na mraz.
Otpornost na mraz- svojstvo materijala zasićenog vodom da izdrži višestruko naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje bez znakova uništenja i značajnog smanjenja čvrstoće.
Uništavanje materijala nastaje tek nakon ponovljenih naizmjeničnih zamrzavanja i odmrzavanja.
Materijali se ispituju na otpornost na mraz metodom naizmjeničnog zamrzavanja i odmrzavanja uzoraka. Temperatura smrzavanja treba da bude (-20 ± 2) °C. Odmrzavanje se vrši u vodi na temperaturi od 15 - 20 °C. Za određivanje otpornosti na mraz obično se koriste amonijačne rashladne jedinice.
Kocke uzoraka ili cilindri dimenzija najmanje 5 cm (za homogene materijale 3 i nehomogene 5 komada) označavaju se i provjeravaju lupom i čeličnom iglom na pukotine, oštećenja i sl. na njihovoj površini. Uzorci su zasićeni vodom do konstantne težine i izvagani, zatim stavljeni u frižider i držani na (-20 2)°C 4 sata. Nakon tog vremena, vade se iz frižidera i spuštaju da se odmrznu u kadi s vodom na sobnoj temperaturi 4 sata. Nakon odmrzavanja, uzorci se pregledavaju na oštećenja. Ako se pojave pukotine ili ljuštenja, ispitivanje se prekida. Ako se ne uoče nikakvi nedostaci, ispitivanje se nastavlja tako što se uzorci vraćaju u frižider na 4 sata.
Uzorci se podvrgavaju uzastopnom zamrzavanju, odmrzavanje i pregled onoliko puta koliko je predviđeno regulatornim dokumentom za materijal koji se ispituje.
Nakon završetka testa, uzorci se brišu vlažnom krpom i izvagaju. Gubitak težine se izračunava po formuli, %:
,
(10)
gdje je m masa uzorka osušenog prije ispitivanja, g;
m 1 - isto, nakon ispitivanja, g.
Smatra se da je materijal prošao ispitivanje ako nakon broja ciklusa smrzavanja i odmrzavanja utvrđenog normativnim dokumentom nema vidljivih znakova uništenja i ne gubi više od 5% mase. Ova metoda zahtijeva posebnu opremu i puno vremena. Ako je potrebno brzo procijeniti otpornost materijala na mraz, koristi se ubrzana metoda pomoću otopine natrijevog sulfata.
ubrzana metoda
Pripremljeni uzorci su osušeni do konstantne težine, izvagani, označeni i potopljeni u zasićeni rastvor natrijum sulfata na sobnoj temperaturi 20 sati. Zatim se stavljaju na 4 sata u rernu u kojoj se održava temperatura na 115 °C. Nakon toga, uzorci se ohlade na normalnu temperaturu, ponovo potapaju u rastvor natrijum sulfata na 4 sata i ponovo stavljaju u pećnicu na 4 sata. Takvo naizmjenično držanje uzoraka u otopini natrijum sulfata i sušenje se ponavlja 3, 5, 10 i 15 puta, što odgovara 15, 25, 50 - 100 i 150 - 300 ciklusa zamrzavanja i odmrzavanja. Ova metoda se temelji na činjenici da zasićeni rastvor kalijum sulfata, koji prodire u pore materijala tokom sušenja, postaje prezasićen i kristalizira, povećavajući volumen. U tom slučaju nastaju naprezanja koja su mnogo veća od napona uzrokovanih smrzavanjem vode. Stoga je 1 ciklus ubrzanih testova ekvivalentan 5 - 20 ciklusa konvencionalnih
ILI DRUGA VARIJANTA:
Materijal se smatra otpornim na mraz ako se nakon utvrđivanja broja ciklusa smrzavanja i odmrzavanja u stanju zasićenom vodom njegova čvrstoća smanji za najviše 15-25%, a gubitak težine kao rezultat usitnjavanja nije veći od 5 %. Otpornost na mraz karakteriše broj ciklusa naizmeničnog smrzavanja na -15, -17°C i odmrzavanja na temperaturi od 20°C. Broj ciklusa (marka) koje materijal mora izdržati ovisi o uvjetima njegove buduće službe u konstrukciji i klimatskim uvjetima. Prema broju otpornih ciklusa naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja (stepen otpornosti na mraz), materijali se dijele na razrede Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 i više. U laboratorijskim uslovima zamrzavanje se vrši u frižiderima. Jedan ili dva ciklusa zamrzavanja u frižideru daju efekat blizu 3-5 godina atmosferskog delovanja.
Prilikom odabira marke materijala za otpornost na mraz, uzimaju se u obzir vrsta građevinske konstrukcije, njeni radni uvjeti i klima u građevinskom području. Klimatske uslove karakteriše srednja mjesečna temperatura najhladnijeg mjeseca i broj ciklusa naizmjeničnog hlađenja i zagrijavanja prema dugogodišnjim meteorološkim osmatranjima. Otpornost na mraz lakog betona, cigle, keramičkog kamena za vanjske zidove zgrada obično je u rasponu od 15-35, betona za izgradnju mostova i puteva - 50-200, za hidraulične konstrukcije - do 500 ciklusa. Trajnost zgrade ovisi o otpornosti na mraz. materijala u konstrukcijama izloženim atm. faktori i voda.
Dizajni sa povećanom zahtjevnom otpornošću na mraz: hidraulične konstrukcije (šipovi, mostovi). Otvoreni bazen, otvoreni vodovod, kanalizacija,
Otpornost na mraz i njeni odlučujući faktori.
Otpornost na mraz- to je sposobnost materijala u stanju zasićenom vodom da izdrži ponovljeno naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje. Otpornost materijala na smrzavanje zavisi od njegove strukture, stepena ispunjenosti pora vodom, oblika i veličine pora, prisustva zarobljenog vazduha u porama nakon zasićenja vodom, jonskog sastava, temperature itd. Otpornost materijala na mraz je određena brojem ciklusa smrzavanja (-18 (-\+2)) i odmrzavanja u vodi (+20 (-\+2)), nakon čega uzorci smanjuju čvrstoću za najviše 5% ili težina ne više od 5% /
Otpornost na mraz - svojstvo materijala zasićenog vodom da izdrži naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje. Otpornost materijala na mraz kvantificira se markom otpornosti na mraz. Za marku materijala u smislu otpornosti na mraz uzima se najveći broj ciklusa naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja, koje uzorci materijala mogu izdržati bez smanjenja tlačne čvrstoće za više od 15%; nakon ispitivanja, uzorci ne bi trebali imati vidljiva oštećenja - pukotine, lomljenje (gubitak mase nije veći od 5%). Trajnost građevinskih materijala u konstrukcijama izloženim atmosferskim faktorima i vodi ovisi o otpornosti na mraz.
Stepen otpornosti na mraz određuje se projektom, uzimajući u obzir vrstu konstrukcije, njene radne uvjete i klimu. Klimatske uslove karakteriše srednja mjesečna temperatura najhladnijeg mjeseca i broj ciklusa naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja prema dugogodišnjim meteorološkim osmatranjima.
Laki beton, cigla, keramički kamen za vanjske zidove obično imaju otpornost na mraz od 15, 25, 35. Međutim, beton koji se koristi u izgradnji mostova i puteva mora imati klasu 50, 100 i 200, a hidraulički beton - do 500.
Izlaganje betona naizmjeničnom smrzavanju i odmrzavanje slično je ponovnom izlaganju ponovljenom vlačnom opterećenju, što uzrokuje zamor materijala.
Ispitivanje otpornosti materijala na mraz u laboratoriju provodi se na uzorcima utvrđenog oblika i veličine (betonske kocke, cigle itd.). prije testiranja, uzorci su zasićeni vodom. Nakon toga se zamrzavaju u frižideru od -15 do -20C, tako da se voda smrzava u finim porama. Uzorci izvađeni iz frižidera se odmrzavaju u vodi na temperaturi od 15-20C, čime se obezbeđuje vodozasićeno stanje uzoraka.
Za procjenu otpornosti materijala na mraz koriste se metode fizičke kontrole, a prije svega pulsna ultrazvučna metoda. Može se koristiti za praćenje promjene čvrstoće ili modula elastičnosti betona tokom cikličkog smrzavanja i određivanje marke betona prema otpornosti na mraz u ciklusima smrzavanja i odmrzavanja, čiji broj odgovara dozvoljenom smanjenju čvrstoće ili modula elastičnost.