Méthode de détermination de la résistance au gel matériaux de construction appartient à la zone de test produits de construction, en particulier briques, pierres silicatées et céramiques. La méthode de détermination de la résistance au gel des matériaux de construction comprend la saturation des échantillons dans de l'eau ou une solution de chlorure de sodium, la congélation et la décongélation cycliques de surface des échantillons et l'évaluation visuelle de la résistance au gel, la congélation étant effectuée pendant 5 à 10 minutes et la décongélation pendant 3 à 10 minutes. 5 minutes 0,1 à 0,2 parties de la surface d'essai, les régimes de congélation et de décongélation changent à une vitesse de 30 à 40 degrés/min et les échantillons sont immergés dans de l'eau et une solution de chlorure de sodium à 90 à 95 % de leur volume. L'invention réduit la durée des tests, réduit l'intensité du travail et augmente la fiabilité des résultats des tests.
L'invention concerne le domaine des tests de matériaux de construction, en particulier la détermination de leur résistance au gel. Il existe une méthode connue pour déterminer la résistance au gel des matériaux de construction, qui consiste à saturer des échantillons dans de l'eau ou une solution de chlorure de sodium, à congeler les échantillons dans l'air à une température de moins 20 °C pendant 2 à 4 heures et à décongeler les échantillons dans un milieu aqueux. environnement ou solution de chlorure de sodium à une température de 20 o C pendant 1,5 à 2 heures, en enregistrant le nombre de cycles de congélation-dégel jusqu'à ce qu'une perte de résistance des échantillons de 25 % ou une perte de masse de 5 % soit obtenue ou jusqu'à des signes extérieurs de destruction apparaissent, permettant de juger de la résistance au gel des matériaux de construction (1). L'inconvénient de cette méthode est la complexité et la durée importantes du test ainsi que la nécessité d'utiliser des équipements complexes et encombrants. Il existe une méthode connue pour déterminer de manière accélérée la résistance au gel des matériaux de construction en saturant des échantillons avec une tige d'acier incorporée dans ceux-ci avec de l'eau, en les gelant et en les dégelant, et en enregistrant une forte augmentation du potentiel électrique initial de la tige d'acier, par laquelle le la résistance au gel du matériau est jugée (2). Il existe un procédé connu pour déterminer la résistance au gel d'échantillons de matériaux de construction sur la base du rapport des caractéristiques structurelles et de résistance, caractérisé en ce que la porosité capillaire et de contraction est prise comme caractéristique structurelle, et le travail de destruction des échantillons est considéré comme un caractéristique de résistance (3). Les inconvénients des méthodes connues (2, 3) sont le caractère indirect des méthodes de détermination de la résistance au gel et, par conséquent, la faible précision des résultats. De plus, les inconvénients des méthodes (1, 2, 3) sont que la détermination de la résistance au gel dans des conditions de congélation volumétrique directe ne correspond pas aux conditions réelles de fonctionnement du matériau de construction, qui est alternativement exposé à des températures négatives et positives sur un seul côté. Par conséquent, les résultats des tests des matériaux de construction conduisent à une large diffusion des valeurs de résistance au gel du matériau. Il existe une méthode connue pour déterminer la résistance au gel des matériaux de construction par congélation unilatérale dans un congélateur dans un récipient spécial qui assure l'évacuation de la chaleur d'un côté des échantillons d'essai, décongélation dans un bain d'eau, détermination de la structure et caractéristiques de résistance échantillons avec calcul ultérieur de la résistance au gel à l'aide de la formule (4). Il existe une méthode connue pour déterminer la résistance au gel des matériaux de construction, qui consiste à saturer l'échantillon avec de l'eau en introduisant cycliquement sous pression des portions d'eau, calculées selon la formule empirique (5). Les inconvénients des méthodes connues (4, 5) sont la fiabilité insuffisamment élevée des résultats de test en raison de l'utilisation de formules de calcul utilisant des coefficients empiriques. La méthode la plus proche de la méthode proposée est une méthode de détermination de la résistance au gel, comprenant le gel unilatéral de la maçonnerie en brique ou en pierre à une température de l'air de - 15 à 20 ° C pendant 8 heures, le dégel du côté gelé de la maçonnerie par aspersion à une température de l'eau de 15 - 20 o C pendant 8 heures, enregistrement du nombre de cycles de gel et dégel jusqu'à l'apparition de signes visibles de destruction à la surface de la maçonnerie (écaillage, délaminage, fissuration, effritement), ou par perte de masse et résistance, par laquelle la résistance au gel des échantillons de matériaux de construction est jugée (6). Les inconvénients du procédé connu sont sa forte intensité de main-d'œuvre, son coût et sa longue durée de test, qui ne permettent pas le contrôle opérationnel des produits, ainsi que les coûts énergétiques importants pour créer des conditions de gel. Le résultat technique de l'invention proposée est de réduire la durée des tests, de réduire l'intensité du travail et d'augmenter la fiabilité des résultats des tests. Le résultat technique est obtenu par le fait que dans la solution technique connue, comprenant la saturation préliminaire des échantillons dans de l'eau ou une solution de chlorure de sodium, la congélation et la décongélation cycliques unilatérales des échantillons et l'évaluation visuelle de la résistance au gel, une congélation ponctuelle directionnelle est effectuée. sortir pendant 5 à 10 minutes et décongeler pendant 3 à 5 minutes 10 à 20 % de la surface ouverte des échantillons d'essai, et le changement des modes de congélation et de décongélation est effectué à une vitesse de 30 à 40 o par minute, et le les échantillons sont immergés dans de l'eau ou une solution de chlorure de sodium à 90 - 95 % de leur volume. La méthode a été réalisée comme suit. Les échantillons destinés aux tests de résistance au gel ont été pré-saturés dans de l'eau ou une solution de chlorure de sodium. Ensuite, trois échantillons ont été installés en forme de T dans un conteneur avec la surface avant tournée vers le haut. Après cela, de l'eau ou une solution de chlorure de sodium a été versée dans le récipient jusqu'à ce que les échantillons soient immergés à 90 à 95 % de leur volume. Ensuite, le joint de trois échantillons a été traité avec un flux dirigé d'air froid à une température de moins 15 à 20 o C, c'est-à-dire 10 à 20 % de leur surface pendant 5 à 10 minutes. Ensuite, à une vitesse de 30 à 40 oC par minute, ils sont passés en mode chauffage et ont traité le même joint avec un flux d'air chaud à une température de 15 à 20 o C pendant 3 à 5 minutes et ont enregistré le nombre de gels. et des cycles de dégel jusqu'à signes visibles de destruction (délaminage, fissuration, écaillage, pelage), qui ont été utilisés pour juger de la résistance au gel des matériaux de construction. L'utilisation dans la solution technique proposée d'une congélation ponctuelle directionnelle pendant 5 à 10 minutes et d'une décongélation pendant 3 à 5 minutes de 10 à 20 % de la surface ouverte des échantillons testés nous permet de créer en peu de temps des conditions pour des processus proches de ceux réels pendant le fonctionnement. En raison d'un changement brusque (30 - 40 o C par minute) des régimes de gel et de dégel, un état de contrainte est créé dans les pores du matériau, provoquant des processus destructeurs, à savoir un relâchement de la structure, une intensification des microfissures et, par conséquent, un augmentation de la perméabilité. L'immersion des échantillons dans l'eau ou une solution de chlorure de sodium à hauteur de 90 à 95 % du volume de l'échantillon garantit des conditions de migration constante de l'humidité vers la surface avant ouverte de l'échantillon à tester à travers les capillaires et les microfissures. Toutes ces techniques permettent de déterminer rapidement la résistance au gel, proche de la résistance réelle. Les faibles coûts énergétiques, la faible intensité de main-d'œuvre, l'accessibilité et la fiabilité des résultats permettent une surveillance continue des produits fabriqués et une détection rapide des violations processus technologique. Sources d'information 1. GOST 10090.1-95, GOST 10090.2-95 "Béton. Méthodes de détermination de la résistance au gel. 2. A.S. URSS N 482676 M. classe C 01 N 33/38, 1975 3. A.S. URSS N 435621 M. classe C 01 N 25/02, 1975 4. A.S. URSS N 828849 M. classe C 01 N 33/38, 1982 5. A.S. URSS N 1255921 M. classe C 01 N 33/38, 1986 6. GOST 7025-91 Céramique et silicate briques et pierres : méthodes de détermination et de contrôle de l'absorption d'eau, de la densité et de la résistance au gel.
Réclamer
Procédé pour déterminer la résistance au gel de matériaux de construction, comprenant la saturation d'échantillons dans de l'eau ou une solution de chlorure de sodium, la congélation et la décongélation cycliques de la surface ouverte des échantillons et l'évaluation visuelle de la résistance au gel, caractérisé en ce que 10 à 20 % de la surface de l'échantillon d'essai est congelée et décongelée pendant respectivement 5 à 10 minutes, 3 à 5 minutes, et le changement des modes de congélation et de décongélation est effectué à une vitesse de 30 à 40 degrés. /min, tandis que les échantillons sont immergés dans de l'eau ou une solution de chlorure de sodium à hauteur de 90 à 95 % de leur volume.
Sa solidité et sa résistance à la déformation dépendent de la saturation en eau du béton. Ces paramètres sont également affectés par les effets de la température de l'air et ses changements. S’il y a une teneur excessive en eau dans le béton, celui-ci cristallisera à basse température. La glace n’a nulle part où aller, ce qui entraîne une pression interne excessive.
Cela conduit à une contrainte de traction maximale dans les parois des pores. De tels changements contribuent à une diminution de la résistance du béton. Après décongélation de la glace formée dans les pores, cela entraînera une diminution de la résistance du béton uniquement en cas de teneur en eau excessive.
Une diminution de la résistance du béton peut également se produire lorsque l'eau est inégalement répartie dans les pores pendant la production ou lorsque la vapeur d'eau qui s'y forme gèle. Avec l'augmentation de la saturation en eau du béton, la résistance des échantillons refroidis jusqu'à 400 et jusqu'à 600 augmente d'abord jusqu'à une certaine valeur, puis diminue considérablement. La résistance maximale du béton dépend du degré de diminution de la température et de la quantité d’eau contenue dans les pores. A noter qu'après décongélation, la résistance du béton diminue. Il convient également de souligner qu'une exposition prolongée à des températures basses (même avec leurs fluctuations) entraîne une perte progressive de la résistance du béton. On sait que si le béton a moins d'humidité et une plus grande résistance avant le gel, alors avec une exposition prolongée à de basses températures dans période hivernale La résistance du béton est bien plus élevée. La possibilité de saturation en eau du béton dépend de sa structure, plus précisément du système capillaire formé dans l'espace de la pierre de ciment. La structure du béton peut être améliorée en réduisant la porosité du béton et en formant systeme ferme por. Des expériences ont montré que les microfissures apparues lors de la précharge, lors du cycle de dégel et de gel, accélèrent considérablement la destruction du béton.
Le béton à haute résistance est produit à l'aide d'une certaine technologie et présente une structure plus uniforme, grâce à laquelle il présente une résistance accrue au gel. Une diminution de la perméabilité à l'eau d'un tel béton est obtenue en réduisant la porosité. Des additifs organiques structurants sous forme de résine sont ajoutés au mélange de béton, qui sont neutralisés par du SNF entraîneur d'air. Grâce à l'utilisation de GKZh-94, l'air est aspiré dans le mélange de béton et des pores fermés de très petit diamètre se forment.
La formation artificielle de tels pores augmente considérablement la résistance du béton lors de dégels et de gels répétés. L'utilisation d'additifs augmente la perméabilité à l'eau et la résistance au gel, mais réduit la résistance du béton. Les bétons additionnés de SNV et de GKZh-94 sont utilisés dans des conditions climatiques difficiles. Un tel béton a une résistance et une résistance au gel accrues.
Capacité d'un matériau saturé d'eau à résister à des alternances répétées de gel et de dégel sans signes de destruction ni diminution significative de sa densité. La destruction est due au fait que l'eau dans les pores augmente de volume d'environ 9 % lorsqu'elle est gelée. La plus grande expansion de l'eau lors de la transition vers la glace est observée à une température de -4°C ; une nouvelle diminution de la température n'entraîne pas d'augmentation du volume de glace. Lorsque l’eau gèle, les parois des pores subissent une pression importante et peuvent s’effondrer. Lorsque tous les pores sont complètement remplis d'eau, la destruction du matériau peut se produire même en cas de gel unique. Lorsque le matériau poreux est saturé d'eau, les macrocapillaires sont principalement remplis, les microcapillaires sont partiellement remplis d'eau et servent de pores de réserve dans lesquels l'eau est expulsée pendant le processus de congélation. Par conséquent, la résistance au gel des matériaux de construction est déterminée par la taille et la nature de la porosité et les conditions de leur fonctionnement.
Plus l’absorption d’eau est faible et plus la résistance à la traction du matériau est élevée, plus elle est élevée. Les matériaux denses résistent au gel. Parmi les matériaux poreux, seuls les matériaux contenant principalement des pores fermés ou de l'eau résistent au gel. Occupe moins de 90 % des pores. Un matériau est considéré comme résistant au gel si, après avoir établi le nombre de cycles de gel et de dégel dans un état saturé d'eau, sa résistance n'a pas diminué de plus de 15 à 25 % et la perte de poids due à l'écaillage ne dépasse pas 5 %. La résistance au gel est caractérisée par le nombre de cycles alternés de congélation à -15, -17°C et de décongélation à une température de 20°C. Le nombre de cycles (grade) que doit supporter le matériau dépend des conditions de son futur service dans l'ouvrage et des conditions climatiques. En fonction du nombre de cycles de gel et de dégel alternés pouvant être supportés (le degré de résistance au gel), les matériaux sont divisés en qualités Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 et plus. Dans des conditions de laboratoire, la congélation est réalisée dans des chambres frigorifiques. Un ou deux cycles de congélation dans la chambre frigorifique donnent un effet proche de 3 à 5 ans d'action atmosphérique.
CONDUCTIVITÉ THERMIQUE
Propriété d'un matériau à transférer la chaleur à travers l'épaisseur d'une surface à une autre. La conductivité thermique est caractérisée par la quantité de chaleur (J) traversant un matériau de 1 m d'épaisseur et d'une superficie de 1 m2 pendant 1 seconde lorsque la différence de température sur les surfaces opposées du matériau est de 1°C. La conductivité thermique d'un matériau dépend directement de sa composition chimique, la porosité, l'humidité et la température à laquelle le transfert de chaleur se produit. Les matériaux fibreux ont des conductivités thermiques différentes selon la direction de la chaleur par rapport aux fibres (dans le bois par exemple, la conductivité thermique le long des fibres est deux fois plus élevée qu'à travers les fibres). Les matériaux à porosité fine et les matériaux à pores fermés ont une conductivité thermique supérieure à celle des matériaux à grande porosité et des matériaux à pores interconnectés. Cela est dû au fait que dans les pores larges et interconnectés, le transfert de chaleur par convection est amélioré, ce qui augmente la conductivité thermique totale.
Avec l'augmentation de l'humidité du matériau, la conductivité thermique augmente, puisque l'eau a une conductivité thermique 25 fois supérieure à celle de l'air. La conductivité thermique de la matière première augmente encore plus avec une diminution de sa température, puisque la conductivité thermique de la glace est plusieurs fois supérieure à la conductivité thermique de l'eau. La conductivité thermique du matériau est d'une grande importance lors de la construction de l'enveloppe des bâtiments - murs, plafonds, sols, toits. Les matériaux légers et poreux ont une faible conductivité thermique. Plus le poids volumétrique du matériau est élevé, plus sa conductivité thermique est élevée. Par exemple, le coefficient de conductivité thermique d'un béton lourd d'un poids volumétrique de 2400 kg/m3 est de 1,25 kcal/m-h-deg, et celui du béton mousse d'un poids volumétrique de 300 kg/m3 n'est que de 0,11 kcal/m-h-deg.
CAPACITÉ THERMIQUE
Propriété d'un matériau d'accumuler de la chaleur lorsqu'il est chauffé. Lorsqu'ils sont ensuite refroidis, les matériaux à capacité thermique élevée libèrent davantage de chaleur. Par conséquent, lors de l'utilisation de matériaux à capacité thermique accrue pour les murs, les sols, les plafonds et d'autres parties de la pièce, la température dans les pièces peut rester stable pendant longtemps.
Coefficient de capacité thermique - la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 kg de matériau sur un système de chauffage. Les matériaux de construction ont un coefficient de capacité thermique inférieur à celui de l'eau, qui possède la capacité thermique la plus élevée (4,2 kJ/(kg°C)). À mesure que les matériaux sont humidifiés, leur capacité thermique augmente, mais en même temps, leur conductivité thermique augmente également.
La capacité thermique d'un matériau est importante dans les cas où il est nécessaire de prendre en compte l'accumulation de chaleur, par exemple lors du calcul de la résistance thermique des murs et plafonds de bâtiments chauffés afin de maintenir la température dans la pièce sans fluctuations brusques lorsque la changements de régime thermique, lors du calcul du chauffage des matériaux pour les travaux hivernaux, lors du calcul de la conception des fours. Dans certains cas, il est nécessaire de calculer les dimensions du four en utilisant la capacité thermique spécifique volumétrique - la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 m3 de matériau sur le HS.
ABSORPTION DE L'EAU
Propriété d'un matériau d'absorber et de retenir l'eau en contact direct avec lui. Elle est caractérisée par la quantité d'eau absorbée par un matériau sec complètement immergé dans l'eau, et est exprimée en pourcentage de la masse (absorption d'eau massique).
La quantité d’eau absorbée par un échantillon divisée par son volume correspond à l’absorption d’eau en volume. L'absorption d'eau en volume reflète le degré auquel les pores du matériau sont remplis d'eau. Puisque l’eau ne pénètre pas dans tous les pores fermés et n’est pas retenue dans les vides ouverts, l’absorption volumétrique de l’eau est toujours inférieure à la véritable porosité. L'absorption volumétrique de l'eau est toujours inférieure à 100 % et l'absorption massique de l'eau peut être supérieure à 100 %.
L'absorption d'eau des matériaux de construction varie principalement en fonction du volume des pores, de leur type et de leur taille.
En raison de la saturation en eau, les propriétés des matériaux changent considérablement : la densité et la conductivité de l'eau augmentent, ainsi que le volume de certains matériaux (par exemple le bois, l'argile). En raison de la rupture des liaisons entre les particules de matériaux et les particules d'eau pénétrantes, la résistance des matériaux de construction diminue.
COEFFICIENT DE ramollissement
Rapport entre la résistance à la compression d'un matériau saturé d'eau et la résistance à la compression d'un matériau à l'état sec. Le coefficient de ramollissement caractérise la résistance à l'eau du matériau. Pour les matériaux facilement imbibables, comme l'argile, le coefficient de ramollissement est de 0. Pour les matériaux qui conservent pleinement leur résistance lorsqu'ils sont exposés à l'eau (métal, verre, etc.), le coefficient de ramollissement est de 1. Matériaux avec un coefficient de ramollissement supérieur à 0,8 sont classés comme imperméables. Dans les endroits soumis à une humidité systématique, l'utilisation de matériaux de construction ayant un coefficient de ramollissement inférieur à 0,8 n'est pas autorisée.
LIBÉRATION D'HUMIDITÉ
Propriété qui caractérise la vitesse de séchage d'un matériau en présence de conditions environnementales (faible humidité, chauffage, mouvement de l'air). La perte d'humidité est caractérisée par la quantité d'eau qu'un matériau perd chaque jour à une humidité relative de l'air de 60 % et une température de 20 °C. Dans des conditions naturelles en raison de la perte d'humidité, quelque temps après l'achèvement les travaux de construction, un équilibre s’établit entre l’humidité structures de construction et l'environnement. Cet état d’équilibre est appelé équilibre air sec ou air humide.
PERMÉABILITÉ À L'EAU
La capacité d'un matériau à laisser passer l'eau sous pression. La caractéristique de la perméabilité à l'eau est la quantité d'eau traversant 1 m2 de surface du matériau en 1 seconde à une pression de 1 MPa. Les matériaux denses (acier, verre, la plupart des plastiques) sont imperméables. La méthode de détermination de la perméabilité à l'eau dépend du type de matériau de construction. La perméabilité à l'eau dépend directement de la densité et de la structure du matériau : plus le matériau a de pores et plus ils sont grands, plus la perméabilité à l'eau est grande. Lors du choix des matériaux de toiture et hydrauliques, ce n'est le plus souvent pas la perméabilité à l'eau qui est évaluée, mais la résistance à l'eau, caractérisée par une période de temps au bout de laquelle des signes de fuite d'eau apparaissent sous une certaine pression ou une valeur limite de pression d'eau à laquelle l'eau ne coule pas. ne traverse pas l’échantillon.
RÉSISTANCE À L'AIR
Capacité d'un matériau à résister longtemps à un mouillage et un séchage systématiques et répétés sans déformation significative ni perte de résistance mécanique. Les changements d'humidité entraînent une modification du volume de nombreux matériaux : ils gonflent lorsqu'ils sont humidifiés, rétrécissent lorsqu'ils sont secs, se fissurent, etc. Divers matériaux se comportent différemment par rapport à l’action d’une humidité variable. Le béton, par exemple, avec une humidité variable, est sujet à la destruction, car la pierre de ciment rétrécit en séchant et la charge ne réagit pratiquement pas - en conséquence, une contrainte de traction apparaît, la pierre de ciment est arrachée de la charge. Pour augmenter la résistance à l'air des matériaux de construction, des additifs hydrophobes sont utilisés.
DÉFORMATIONS D'HUMIDITÉ
Modifications de la taille et du volume d'un matériau lorsque son humidité change. Une diminution de la taille et du volume d'un matériau lors du séchage est appelée retrait ou retrait, une augmentation est appelée gonflement.
Le retrait se produit et s'accentue du fait d'une diminution des couches d'eau entourant les particules du matériau et de l'action de forces capillaires internes tendant à rapprocher les particules du matériau. Le gonflement est dû au fait que les molécules d’eau polaires, pénétrant entre les particules ou les fibres, épaississent leurs coques d’hydratation. Les matériaux à structure très poreuse et fibreuse pouvant absorber beaucoup d'eau se caractérisent par un retrait élevé (par exemple, béton cellulaire 1-3 mm/m ; béton lourd 0,3-0,7 mm/m ; granit 0,02-0,06 mm/m ; brique en céramique 0,03-0,1 mm/m.
Résistance à l'eau- la capacité d'un matériau à conserver sa résistance lorsqu'il est saturé d'eau : Elle est appréciée par le coefficient de ramollissement K SIZE, qui est égal au rapport de la résistance ultime à la compression du matériau à l'état saturé d'eau R en MPa, sur la résistance ultime du matériau sec R sec, MPa :
La résistance à l'eau est généralement évaluée quantitativement par la masse d'eau (en %) absorbée par l'échantillon (par ce qu'on appelle l'absorption d'eau), ou par son poids relatif. changement de s.l. indicateurs (le plus souvent dimensions linéaires, propriétés électriques ou mécaniques) après un certain temps de séjour dans l'eau. En règle générale, la résistance à l'eau est caractérisée par un coefficient. adoucissement Kp (le rapport entre la résistance à la traction, à la compression ou à la flexion d'un matériau saturé d'eau et sa valeur correspondante à l'état sec). Les matériaux dont le Kp est supérieur à 0,8 sont considérés comme imperméables. Il s'agit par exemple de nombreux métaux, de la céramique frittée et du verre.
Perméabilité à l'eau- la capacité du matériau à laisser passer l'eau sous pression. La caractéristique de la perméabilité à l'eau est la quantité d'eau traversant 1 m2 de surface du matériau en 1 s à une pression d'eau donnée. Pour déterminer la perméabilité à l'eau, divers appareils sont utilisés pour créer la pression d'eau unilatérale requise sur la surface du matériau. La méthode de détermination dépend de la destination et du type de matériau. La perméabilité à l'eau dépend de la densité et de la structure du matériau. Plus un matériau contient de pores et plus ces pores sont grands, plus sa perméabilité à l’eau est grande.
Imperméable(Anglais) Étanchéité) - une caractéristique d'un matériau, mesurée en mètres SI ou en pascals et montrant à quelles valeurs de pression hydrostatique ce matériau perd sa capacité à ne pas absorber ou laisser passer l'eau à travers lui-même.
Détermination de la résistance à l'eau par « point humide » ; basée sur la mesure de la pression maximale à laquelle l'eau ne s'écoule pas à travers l'échantillon ;
Détermination de la résistance à l'eau par coefficient de filtration ; est basé sur la détermination du coefficient de filtration à pression constante à partir de la quantité mesurée de filtrat et du temps de filtration ;
Méthode accélérée de détermination du coefficient de filtration (filtratmètre) ;
Une méthode accélérée pour déterminer la résistance à l'eau du béton par sa résistance à l'air.
Résistance au gel des matériaux de construction. Méthodes de détermination. Conceptions avec des exigences accrues en matière de résistance au gel.
Résistance au gel- la propriété d'un matériau saturé d'eau de résister à des alternances répétées de gel et de dégel sans signes de destruction et sans diminution significative de sa résistance.
La destruction du matériau ne se produit qu'après une alternance répétée de congélation et de décongélation.
Les tests de résistance au gel des matériaux sont effectués par la méthode de congélation et de décongélation alternées des échantillons. La température de congélation doit être de (-20 ± 2) °C. La décongélation doit être effectuée dans de l'eau à une température de 15 à 20 °C. Pour déterminer la résistance au gel, des unités de réfrigération à l'ammoniac sont généralement utilisées.
Des échantillons de cubes ou de cylindres d'au moins 5 cm (pour les matériaux homogènes 3 et les matériaux hétérogènes 5 pièces) sont marqués et, à l'aide d'une loupe et d'une aiguille en acier, vérifiés pour déceler des fissures, des dommages, etc. Les échantillons sont saturés d'eau jusqu'à poids constant et pesés, puis placés au réfrigérateur et y sont conservés à (-20 2)°C pendant 4 heures. Passé ce délai, ils sont sortis du réfrigérateur et placés dans un bain d'eau à température ambiante pendant 4 heures pour décongeler. Après décongélation, les échantillons sont inspectés pour déceler tout dommage. Si des fissures ou des éclats apparaissent, l'essai est arrêté. Si aucun défaut n'est observé, l'essai est poursuivi en plaçant à nouveau les échantillons au réfrigérateur pendant 4 heures.
Les échantillons sont soumis à une congélation, une décongélation et une inspection séquentielles autant de fois que prescrit par le document réglementaire du matériau testé.
Après les tests, les échantillons sont essuyés avec un chiffon humide et pesés. La perte de poids est calculée à l'aide de la formule % :
,
(10)
où m est la masse de l'échantillon séché avant l'essai, g ;
m 1 – pareil, après le test, g.
Le matériau est considéré comme ayant réussi le test si, après le nombre de cycles de congélation et de décongélation fixé par le document réglementaire, il ne présente aucun signe visible de destruction et ne perd pas plus de 5 % de sa masse. Cette méthode nécessite un équipement spécial et beaucoup de temps. S'il est nécessaire d'évaluer rapidement la résistance au gel d'un matériau, une méthode accélérée est utilisée utilisant une solution de sulfate de sodium.
Méthode accélérée
Les échantillons préparés sont séchés jusqu'à poids constant, pesés, étiquetés et immergés dans une solution saturée de sulfate de sodium à température ambiante pendant 20 heures. Ils sont ensuite placés dans une étuve de séchage pendant 4 heures, dans laquelle la température est maintenue à 115°C. Après cela, les échantillons sont refroidis à température normale, à nouveau immergés dans une solution de sulfate de sodium pendant 4 heures et à nouveau placés dans une étuve de séchage pendant 4 heures. Cette alternance de conservation des échantillons dans une solution de sulfate de sodium et de séchage est répétée 3, 5, 10 et 15 fois, ce qui correspond à 15, 25, 50 - 100 et 150 - 300 cycles de congélation et décongélation. Cette méthode est basée sur le fait qu'une solution saturée de sulfate de potassium, pénétrant dans les pores du matériau lors du séchage, devient sursaturée et cristallise en augmentant de volume. Dans ce cas, des contraintes apparaissent qui dépassent largement les contraintes provoquées par le gel de l’eau. Par conséquent, 1 cycle de tests accélérés équivaut à 5 à 20 cycles de tests conventionnels
OU UNE AUTRE VARIANTE :
Un matériau est considéré comme résistant au gel si, après avoir établi le nombre de cycles de gel et de dégel dans un état saturé d'eau, sa résistance n'a pas diminué de plus de 15 à 25 % et la perte de poids due à l'écaillage ne dépasse pas 5 %. La résistance au gel est caractérisée par le nombre de cycles alternés de congélation à -15, -17°C et de décongélation à une température de 20°C. Le nombre de cycles (grade) que doit supporter le matériau dépend des conditions de son futur service dans l'ouvrage et des conditions climatiques. En fonction du nombre de cycles de gel et de dégel alternés pouvant être supportés (le degré de résistance au gel), les matériaux sont divisés en qualités Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 et plus. Dans des conditions de laboratoire, la congélation est réalisée dans des chambres frigorifiques. Un ou deux cycles de congélation dans la chambre frigorifique donnent un effet proche de 3 à 5 ans d'action atmosphérique.
Lors du choix d'une qualité de matériau basée sur la résistance au gel, le type de structure du bâtiment, ses conditions d'exploitation et le climat de la zone de construction sont pris en compte. Les conditions climatiques sont caractérisées par la température mensuelle moyenne du mois le plus froid et le nombre de cycles alternés de refroidissement et de réchauffement selon les observations météorologiques à long terme. Le taux de gel du béton léger, de la brique et des pierres céramiques pour les murs extérieurs des bâtiments est généralement compris entre 15 et 35, pour le béton destiné à la construction de ponts et de routes - 50 à 200, pour les structures hydrauliques - jusqu'à 500 cycles. La durabilité du bâtiment dépend de la résistance au gel. matériaux dans les structures exposées à l'atmosphère. facteurs et eau.
Conceptions avec des exigences accrues en matière de résistance au gel: ouvrages hydrauliques (pieux, ponts). Piscine extérieure, adduction d'eau extérieure, ouvrages d'assainissement,
Résistance au gel et ses facteurs déterminants.
Résistance au gel- c'est la capacité d'un matériau saturé en eau à résister à des alternances répétées de gel et de dégel. La résistance au gel d'un matériau dépend de sa structure, du degré de remplissage des pores en eau, de la forme et de la taille des pores, de la présence d'air emprisonné dans les pores après saturation en eau, de la composition ionique, de la température, etc. La résistance au gel d'un matériau est déterminée par le nombre de cycles de congélation (-18(-\+2)) et de décongélation dans l'eau (+20(-\+2)), après quoi les échantillons ne réduisent pas la résistance de plus de 5 % ou en poids pas plus de 5 %. /
La résistance au gel est la capacité d’un matériau saturé d’eau à résister alternativement au gel et au dégel. La résistance au gel du matériau est quantifiée par la marque de résistance au gel. Le degré de résistance au gel d'un matériau est considéré comme étant le plus grand nombre de cycles de gel et de dégel alternés que les échantillons de matériaux peuvent supporter sans réduire la résistance à la compression de plus de 15 % ; Après les tests, les échantillons ne doivent présenter aucun dommage visible - fissures, écailles (perte de masse ne dépassant pas 5 %). La durabilité des matériaux de construction dans les structures exposées aux facteurs atmosphériques et à l'eau dépend de la résistance au gel.
Le degré de résistance au gel est établi par le projet en tenant compte du type d'ouvrage, de ses conditions d'exploitation et du climat. Les conditions climatiques sont caractérisées par la température mensuelle moyenne du mois le plus froid et le nombre de cycles alternés de gel et de dégel selon les observations météorologiques à long terme.
Le béton léger, la brique et les pierres céramiques pour murs extérieurs ont généralement une résistance au gel de 15, 25, 35. Cependant, le béton utilisé dans la construction de ponts et de routes doit avoir une qualité de 50, 100 et 200, et le béton hydraulique - jusqu'à 500.
Soumettre le béton à une alternance de gel et de dégel est similaire à une exposition répétée à des charges de traction répétées, provoquant une fatigue du matériau.
Les tests de résistance au gel du matériau en laboratoire sont effectués sur des échantillons de forme et de taille établies (cubes de béton, briques, etc.). Avant les tests, les échantillons sont saturés d'eau. Ensuite, ils sont congelés au réfrigérateur entre -15 et -20 °C afin que l'eau gèle dans les pores fins. Les échantillons retirés de la chambre de réfrigération sont décongelés dans de l'eau à une température de 15 à 20 °C, ce qui garantit l'état saturé d'eau des échantillons.
Pour évaluer la résistance au gel d'un matériau, des méthodes de contrôle physique et surtout la méthode des ultrasons pulsés sont utilisées. Avec son aide, vous pouvez retracer l'évolution de la résistance ou du module d'élasticité du béton lors du gel cyclique et déterminer la qualité du béton en fonction de sa résistance au gel lors des cycles de gel et de dégel, dont le nombre correspond à la diminution admissible de la résistance ou de l'élasticité. module.