Metoda określania mrozoodporności materiały budowlane należy do obszaru testowego produkty budowlane, w szczególności cegły, silikaty i kamienie ceramiczne. Metoda określania mrozoodporności materiałów budowlanych obejmuje nasycanie próbek wodą lub roztworem chlorku sodu, powierzchniowe cykliczne zamrażanie i rozmrażanie próbek oraz wizualną ocenę mrozoodporności, przy czym zamrażanie prowadzi się przez 5-10 minut, a rozmrażanie przez 3- Po 5 minutach 0,1-0,2 części badanej powierzchni, reżimy zamrażania i rozmrażania zmieniają się z prędkością 30-40 stopni/min, a próbki zanurza się w wodzie i roztworze chlorku sodu do 90-95% ich objętości. Wynalazek skraca czas trwania testu, zmniejsza pracochłonność i zwiększa wiarygodność wyników testów.
Wynalazek dotyczy dziedziny badań materiałów budowlanych, w szczególności określania ich mrozoodporności. Znana jest metoda określania mrozoodporności materiałów budowlanych polegająca na nasycaniu próbek wodą lub roztworem chlorku sodu, zamrażaniu próbek w powietrzu w temperaturze minus 20 o C przez 2 - 4 godziny i rozmrażaniu próbek w roztworze wodnym. środowisku lub roztworze chlorku sodu w temperaturze 20 o C przez 1,5 - 2 godziny, rejestrując liczbę cykli zamrażania-rozmrażania, aż do uzyskania 25% utraty wytrzymałości próbek lub 5% utraty masy lub do czasu pojawienia się oznak zewnętrznych pojawiają się zniszczenia, na podstawie których ocenia się mrozoodporność materiałów budowlanych (1). Wadą tej metody jest znaczna złożoność i czas trwania badania oraz konieczność użycia skomplikowanego i nieporęcznego sprzętu. Znana jest metoda przyspieszonego oznaczania mrozoodporności materiałów budowlanych poprzez nasycanie wodą próbek z zatopionym w nich prętem stalowym, zamrażanie i rozmrażanie oraz rejestrację gwałtownego wzrostu początkowego potencjału elektrycznego pręta stalowego, w wyniku czego następuje ocenia się mrozoodporność materiału (2). Znana jest metoda określania mrozoodporności próbek materiałów budowlanych na podstawie stosunku cech strukturalnych i wytrzymałościowych, charakteryzująca się tym, że za cechę strukturalną przyjmuje się porowatość kapilarną i skurczową, a pracę niszczenia próbek za charakterystyka wytrzymałościowa (3). Wadą znanych metod (2, 3) jest pośredniość metod określania mrozoodporności i w efekcie mała dokładność wyników. Ponadto wadą metod (1, 2, 3) jest to, że określenie mrozoodporności w warunkach bezpośredniego zamrażania objętościowego nie odpowiada rzeczywistym warunkom pracy materiału budowlanego, który na przemian jest narażony na ujemne i dodatnie temperatury tylko jedna strona. Dlatego wyniki badań materiałów budowlanych prowadzą do szerokiego rozrzutu wartości mrozoodporności materiału. Znana jest metoda określania mrozoodporności materiałów budowlanych poprzez jednostronne zamrażanie w zamrażarce w specjalnym pojemniku zapewniającym odprowadzenie ciepła z jednej strony badanych próbek, rozmrażanie w kąpieli wodnej, określenie właściwości strukturalnych i cechy wytrzymałościowe próbki z późniejszym obliczeniem mrozoodporności według wzoru (4). Znana jest metoda określania mrozoodporności materiałów budowlanych, która polega na nasycaniu próbki wodą poprzez cykliczne wprowadzanie pod ciśnieniem porcji wody, obliczanych według wzoru empirycznego (5). Wadą znanych metod (4, 5) jest niewystarczająco wysoka wiarygodność wyników badań, wynikająca ze stosowania wzorów obliczeniowych wykorzystujących współczynniki empiryczne. Najbliższa proponowanej metodzie jest metoda określania mrozoodporności polegająca na jednostronnym zamrażaniu muru z cegły lub kamienia w temperaturze powietrza - 15 - 20 o C przez 8 godzin, rozmrażaniu zamarzniętej strony muru przez zraszanie w temperaturę wody 15 - 20 o C przez 8 godzin, rejestrację ilości cykli zamarzania i rozmrażania do czasu pojawienia się na powierzchni muru widocznych śladów zniszczenia (łuszczenie się, rozwarstwianie, pękanie, odpryskiwanie) lub do utraty masy i wytrzymałość, na podstawie której ocenia się mrozoodporność próbek materiałów budowlanych (6). Wadami znanej metody są: duża pracochłonność, koszt i długi czas trwania badania, który nie pozwala na operacyjną kontrolę produktów, oraz znaczne koszty energii potrzebnej do wytworzenia warunków zamrażania. Technicznym rezultatem proponowanego wynalazku jest skrócenie czasu trwania testów, zmniejszenie pracochłonności i zwiększenie wiarygodności wyników testów. Wynik techniczny osiąga się przez to, że w znanym rozwiązaniu technicznym obejmującym wstępne nasycanie próbek wodą lub roztworem chlorku sodu, jednostronne cykliczne zamrażanie i rozmrażanie próbek oraz wizualną ocenę mrozoodporności, przeprowadza się kierunkowe, punktowe zamrażanie rozmrażanie przez 5 - 10 minut i rozmrażanie przez 3 - 5 minut 10 - 20% otwartej powierzchni badanych próbek, a zmiana trybu zamrażania i rozmrażania odbywa się z prędkością 30 - 40 o na minutę, a próbki zanurza się w wodzie lub roztworze chlorku sodu do 90 - 95% ich objętości. Metodę przeprowadzono w następujący sposób. Próbki przeznaczone do badania mrozoodporności wstępnie nasycano wodą lub roztworem chlorku sodu. Następnie trzy próbki umieszczono w kształcie litery T w pojemniku przednią powierzchnią skierowaną do góry. Następnie do pojemnika wlewano wodę lub roztwór chlorku sodu do momentu zanurzenia próbek w 90 – 95% ich objętości. Następnie złącze trzech próbek poddano działaniu ukierunkowanego strumienia zimnego powietrza o temperaturze minus 15 - 20 o C, tj. 10 - 20% ich powierzchni przez 5 - 10 minut. Następnie przy prędkości 30–40 o C na minutę przełączono na tryb ogrzewania i poddano działaniu strumienia ciepłego powietrza o temperaturze 15–20 o C przez 3–5 minut to samo złącze i zarejestrowano liczbę zamrożeń i rozmrażania aż do widocznych oznak zniszczenia (rozwarstwianie, pękanie, odpryskiwanie, łuszczenie się), które służyły do oceny mrozoodporności materiałów budowlanych. Zastosowanie w proponowanym rozwiązaniu technicznym punktowego, kierunkowego zamrażania przez 5 - 10 minut i rozmrażania przez 3 - 5 minut 10 -20% otwartej powierzchni badanych próbek pozwala na stworzenie w krótkim czasie warunków dla procesów zbliżonych do rzeczywistych podczas pracy. W wyniku gwałtownej (30 - 40 o C na minutę) zmiany reżimów zamarzania i rozmrażania w porach materiału powstaje stan naprężeń, powodujący procesy destrukcyjne, a mianowicie rozluźnienie struktury, nasilenie mikropęknięć i w związku z tym wzrost przepuszczalności. Zanurzanie próbek w wodzie lub roztworze chlorku sodu do 90 - 95% objętości próbki zapewnia warunki stałej migracji wilgoci na otwartą powierzchnię czołową badanej próbki poprzez kapilary i mikropęknięcia. Wszystkie te techniki pozwalają na szybkie określenie mrozoodporności, która jest zbliżona do rzeczywistej. Niskie koszty energii, niska pracochłonność, dostępność i wiarygodność wyników pozwalają na bieżące monitorowanie wytwarzanych produktów i terminowe wykrywanie naruszeń proces technologiczny. Źródła informacji 1. GOST 10090.1-95, GOST 10090.2-95 „Beton. Metody określania mrozoodporności. 2. A.S. ZSRR N 482676 M. klasa C 01 N 33/38, 1975 3. A.S. ZSRR N 435621 M. klasa C 01 N 25/02, 1975 4. A.S. ZSRR N 828849 M. klasa C 01 N 33/38, 1982 5. A.S. ZSRR N 1255921 M. klasa C 01 N 33/38, 1986 6. GOST 7025-91 Ceramika i krzemian cegły i kamienie: Metody wyznaczania i kontroli nasiąkliwości, gęstości i mrozoodporności.
Prawo
Metoda określania mrozoodporności materiałów budowlanych obejmująca nasycanie próbek wodą lub roztworem chlorku sodu, cykliczne zamrażanie i rozmrażanie otwartej powierzchni próbek oraz wizualną ocenę mrozoodporności, charakteryzująca się tym, że 10 - 20% mrozoodporności powierzchnię badanej próbki zamraża się i rozmraża odpowiednio przez 5 - 10 minut, 3 - 5 minut, a zmianę trybu zamrażania i rozmrażania przeprowadza się z prędkością 30 - 40 stopni. /min, przy czym próbki zanurza się w wodzie lub roztworze chlorku sodu do 90 - 95% ich objętości.
Jego wytrzymałość i odporność na odkształcenia zależą od nasycenia betonu wodą. Na parametry te wpływa także wpływ temperatury powietrza i jej zmian. Jeśli w betonie występuje nadmierna zawartość wody, będzie on krystalizował w niskich temperaturach. Lód nie ma dokąd pójść, co powoduje nadmierne ciśnienie wewnętrzne.
Prowadzi to do powstania maksymalnych naprężeń rozciągających w ściankach porów. Takie zmiany przyczyniają się do zmniejszenia wytrzymałości betonu. Po rozmrożeniu utworzonego w porach lodu doprowadzi to do zmniejszenia wytrzymałości betonu tylko w przypadku nadmiernej zawartości wody.
Do spadku wytrzymałości betonu może dojść również w przypadku nierównomiernego rozprowadzenia wody w porach podczas produkcji lub powstania w nim pary wodnej zamarzającej. Wraz ze wzrostem nasycenia betonu wodą wytrzymałość schłodzonych próbek do 400 i do 600 najpierw wzrasta do określonej wartości, a następnie znacznie maleje. Maksymalna wytrzymałość betonu jest funkcją stopnia spadku temperatury i ilości wody zawartej w porach. Należy pamiętać, że po rozmrożeniu wytrzymałość betonu maleje. Warto także podkreślić, że długotrwałe narażenie na działanie niskich temperatur (nawet przy ich wahaniach) prowadzi do stopniowej utraty wytrzymałości betonu. Wiadomo, że jeśli beton przed zamarznięciem ma mniej wilgoci i większą wytrzymałość, to przy długotrwałym narażeniu na niskie temperatury okres zimowy Wytrzymałość betonu jest znacznie wyższa. Możliwość nasycenia betonu wodą zależy od jego struktury, a dokładniej od układu kapilarnego utworzonego w przestrzeni kamienia cementowego. Strukturę betonu można poprawić poprzez zmniejszenie porowatości betonu i formowanie zamknięty system por. Doświadczenia wykazały, że mikropęknięcia powstałe podczas obciążenia wstępnego, podczas cyklu rozmrażania i zamrażania, znacznie przyspieszają niszczenie betonu.
Beton o wysokiej wytrzymałości produkowany jest przy użyciu określonej technologii i ma bardziej równomierną strukturę, dzięki czemu ma zwiększoną mrozoodporność. Zmniejszenie wodoprzepuszczalności takiego betonu osiąga się poprzez zmniejszenie porowatości. Do mieszanki betonowej dodawane są organiczne dodatki strukturujące w postaci żywicy, które są neutralizowane przez napowietrzające SNF. Dzięki zastosowaniu GKZh-94 do mieszanki betonowej zostaje wciągnięte powietrze i powstają zamknięte pory o bardzo małej średnicy.
Sztuczne tworzenie takich porów znacznie zwiększa wytrzymałość betonu podczas wielokrotnego rozmrażania i zamrażania. Zastosowanie dodatków zwiększa wodoprzepuszczalność i mrozoodporność, ale zmniejsza wytrzymałość betonu. Betony z dodatkiem SNV i GKZh-94 stosowane są w trudnych warunkach klimatycznych. Taki beton ma zwiększoną wytrzymałość i mrozoodporność.
Zdolność materiału nasyconego wodą do wytrzymywania wielokrotnego, naprzemiennego zamrażania i rozmrażania bez oznak zniszczenia lub znacznego spadku gęstości. Zniszczenie następuje w wyniku tego, że woda w porach zwiększa swoją objętość o około 9% po zamrożeniu. Największą ekspansję wody podczas przejścia w lód obserwuje się w temperaturze -4°C, dalszy spadek temperatury nie powoduje zwiększenia objętości lodu. Kiedy woda zamarza, ściany porów podlegają znacznemu naciskowi i mogą się zapaść. Gdy wszystkie pory zostaną całkowicie wypełnione wodą, zniszczenie materiału może nastąpić już przy jednorazowym zamarznięciu. Kiedy materiał porowaty zostanie nasycony wodą, makrokapilary są w większości wypełnione, mikrokapilary są częściowo wypełnione wodą i służą jako pory rezerwowe, do których wyciskana jest woda podczas procesu zamrażania. W konsekwencji o mrozoodporności materiałów budowlanych decyduje wielkość i charakter porowatości oraz warunki ich eksploatacji.
Im mniejsza nasiąkliwość i większa wytrzymałość materiału na rozciąganie, tym jest ona większa. Gęste materiały są mrozoodporne. Spośród materiałów porowatych mrozoodporne są tylko te materiały, które zawierają głównie zamknięte pory lub wodę. Zajmuje mniej niż 90% porów. Materiał uważa się za mrozoodporny, jeżeli po ustaleniu liczby cykli zamrażania i rozmrażania w stanie nasyconym wodą jego wytrzymałość spadła nie więcej niż o 15-25%, a ubytek masy na skutek odprysków nie przekracza 5%. Mrozoodporność charakteryzuje się liczbą cykli naprzemiennego zamrażania w temperaturze -15, -17°C i rozmrażania w temperaturze 20°C. Liczba cykli (gatunek), jaką materiał musi wytrzymać, zależy od warunków jego przyszłej eksploatacji w konstrukcji oraz od warunków klimatycznych. W zależności od liczby cykli naprzemiennego zamrażania i rozmrażania, jakie można wytrzymać (stopień mrozoodporności), materiały dzieli się na klasy Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 i więcej. W warunkach laboratoryjnych zamrażanie odbywa się w komorach chłodniczych. Jeden lub dwa cykle zamrażania w komorze chłodniczej dają efekt zbliżony do 3-5 lat działania atmosferycznego.
PRZEWODNOŚĆ CIEPLNA
Właściwość materiału polegająca na przenoszeniu ciepła przez grubość z jednej powierzchni na drugą. Przewodność cieplna charakteryzuje się ilością ciepła (J) przechodzącą przez materiał o grubości 1 m i powierzchni 1 m2 w ciągu 1 sekundy, gdy różnica temperatur na przeciwległych powierzchniach materiału wynosi 1°C. Przewodność cieplna materiału zależy bezpośrednio od jego skład chemiczny, porowatość, wilgotność i temperaturę, w której następuje wymiana ciepła. Materiały włókniste mają różną przewodność cieplną w zależności od kierunku ciepła względem włókien (na przykład w drewnie przewodność cieplna wzdłuż włókien jest dwukrotnie większa niż w poprzek włókien). Materiały drobnoporowate i materiały z zamkniętymi porami mają większą przewodność cieplną niż materiały wielkoporowate i materiały z połączonymi porami. Wynika to z faktu, że w dużych i połączonych ze sobą porach zwiększa się przenoszenie ciepła przez konwekcję, co zwiększa całkowitą przewodność cieplną.
Wraz ze wzrostem wilgotności materiału wzrasta przewodność cieplna, ponieważ woda ma przewodność cieplną 25 razy większą niż powietrze. Przewodność cieplna surowca wzrasta jeszcze bardziej wraz ze spadkiem jego temperatury, ponieważ przewodność cieplna lodu jest kilkakrotnie większa niż przewodność cieplna wody. Przewodność cieplna materiału ma ogromne znaczenie przy konstruowaniu przegród budowlanych - ścian, stropów, podłóg, dachów. Materiały lekkie i porowate mają niewielką przewodność cieplną. Im wyższa masa objętościowa materiału, tym wyższa jego przewodność cieplna. Na przykład współczynnik przewodzenia ciepła ciężkiego betonu o masie objętościowej 2400 kg/m3 wynosi 1,25 kcal/m-h-stopnia, a piankowego betonu o masie objętościowej 300 kg/m3 wynosi tylko 0,11 kcal/m-h-stopnia.
POJEMNOŚĆ CIEPLNA
Właściwość materiału do gromadzenia ciepła po podgrzaniu. Po późniejszym schłodzeniu materiały o dużej pojemności cieplnej uwalniają więcej ciepła. Dlatego też, stosując na ściany, podłogi, sufity i inne części pomieszczeń materiały o zwiększonej pojemności cieplnej, temperatura w pomieszczeniach może przez długi czas pozostać stabilna.
Współczynnik pojemności cieplnej - ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1 kg materiału w systemie grzewczym. Materiały budowlane mają współczynnik pojemności cieplnej mniejszy niż woda, która ma największą pojemność cieplną (4,2 kJ/(kg°C)). W miarę zwilżania materiałów wzrasta ich pojemność cieplna, ale jednocześnie wzrasta również przewodność cieplna.
Pojemność cieplna materiału ma znaczenie w przypadkach, gdy konieczne jest uwzględnienie akumulacji ciepła, np. przy obliczaniu oporu cieplnego ścian i stropów ogrzewanych budynków, aby utrzymać temperaturę w pomieszczeniu bez gwałtownych wahań pod wpływem ciepła. zmiany reżimu termicznego przy obliczaniu ogrzewania materiału do pracy zimowej, przy obliczaniu projektu pieców. W niektórych przypadkach konieczne jest obliczenie wymiarów pieca na podstawie objętościowego ciepła właściwego - ilości ciepła potrzebnej do ogrzania 1 m3 materiału na HS.
ABSORPCJA WODY
Właściwość materiału polegająca na pochłanianiu i zatrzymywaniu wody w bezpośrednim kontakcie z nim. Charakteryzuje się ilością wody wchłoniętą przez suchy materiał całkowicie zanurzony w wodzie i wyrażana jest jako procent masy (masowa absorpcja wody).
Ilość wody wchłoniętej przez próbkę podzielona przez jej objętość to objętościowa absorpcja wody. Objętościowa absorpcja wody odzwierciedla stopień wypełnienia porów materiału wodą. Ponieważ woda nie wnika we wszystkie zamknięte pory i nie zatrzymuje się w otwartych przestrzeniach, objętościowa absorpcja wody jest zawsze mniejsza niż rzeczywista porowatość. Objętościowa absorpcja wody jest zawsze mniejsza niż 100%, a absorpcja wody masowa może przekraczać 100%.
Absorpcja wody przez materiały budowlane różni się głównie w zależności od objętości porów, ich rodzaju i wielkości.
W wyniku nasycenia wodą właściwości materiałów znacznie się zmieniają: wzrasta gęstość i przewodność wody, a także zwiększa się objętość niektórych materiałów (na przykład drewna, gliny). W wyniku rozerwania wiązań pomiędzy cząstkami materiału a cząsteczkami penetrującymi wodę, wytrzymałość materiałów budowlanych spada.
WSPÓŁCZYNNIK MIĘKCZENIA
Stosunek wytrzymałości na ściskanie materiału nasyconego wodą do wytrzymałości na ściskanie materiału w stanie suchym. Współczynnik mięknienia charakteryzuje wodoodporność materiału. W przypadku materiałów łatwo nasiąkających, takich jak glina, współczynnik mięknienia wynosi 0. W przypadku materiałów, które w pełni zachowują swoją wytrzymałość pod wpływem wody (metal, szkło itp.), współczynnik mięknienia wynosi 1. Materiały o współczynniku mięknienia większym niż 0,8 zaliczane są do wodoodpornych. W miejscach narażonych na systematyczne zawilgocenie niedopuszczalne jest stosowanie materiałów budowlanych o współczynniku mięknienia mniejszym niż 0,8.
UWALNIANIE WILGOCI
Właściwość charakteryzująca szybkość schnięcia materiału w obecności warunków środowiskowych (niska wilgotność, ogrzewanie, ruch powietrza). Utrata wilgoci charakteryzuje się ilością wody, jaką materiał traci w ciągu dnia przy wilgotności względnej powietrza wynoszącej 60% i temperaturze 20°C. W warunkach naturalnych z powodu utraty wilgoci, jakiś czas po zakończeniu Roboty budowlane, ustala się równowaga pomiędzy wilgotnością konstrukcje budowlane i środowisko. Ten stan równowagi nazywany jest równowagą suchą na powietrzu lub mokrą na powietrzu.
PRZEPUSZCZALNOŚĆ WODY
Zdolność materiału do przepuszczania wody pod ciśnieniem. Cechą przepuszczalności wody jest ilość wody, która przechodzi przez 1 m2 powierzchni materiału w ciągu 1 sekundy pod ciśnieniem 1 MPa. Gęste materiały (stal, szkło, większość tworzyw sztucznych) są wodoodporne. Metoda określania przepuszczalności wody zależy od rodzaju materiału budowlanego. Przepuszczalność wody jest bezpośrednio zależna od gęstości i struktury materiału - im więcej porów w materiale i im są one większe, tym większa jest przepuszczalność wody. Przy wyborze pokryć dachowych i materiałów hydraulicznych najczęściej ocenia się nie wodoprzepuszczalność, ale wodoodporność, charakteryzującą się czasem, po którym pod określonym ciśnieniem pojawiają się oznaki wycieku wody lub wartością graniczną ciśnienia wody, przy którym woda nie przejść przez próbkę.
OPÓR POWIETRZA
Zdolność materiału do wytrzymywania powtarzającego się, systematycznego nawilżania i suszenia przez długi czas bez znaczących odkształceń i utraty wytrzymałości mechanicznej. Zmiany wilgotności powodują, że wiele materiałów zmienia swoją objętość – pęcznieją pod wpływem wilgoci, kurczą się po wyschnięciu, pękają itp. Różne materiały inaczej zachowują się w związku z działaniem zmiennej wilgoci. Na przykład beton o zmiennej wilgotności jest podatny na zniszczenie, ponieważ kamień cementowy kurczy się po wyschnięciu, a wypełniacz praktycznie nie reaguje - w rezultacie powstają naprężenia rozciągające, kamień cementowy jest odrywany od wypełniacza. Aby zwiększyć opór powietrza materiałów budowlanych, stosuje się dodatki hydrofobowe.
DEFORMACJE WILGOTNOŚCI
Zmiany wielkości i objętości materiału pod wpływem zmiany jego wilgotności. Zmniejszenie rozmiaru i objętości materiału podczas suszenia nazywa się skurczem lub skurczem, wzrost nazywa się pęcznieniem.
Skurcz występuje i nasila się w wyniku zmniejszania się warstw wody otaczających cząstki materiału oraz działania wewnętrznych sił kapilarnych zmierzających do zbliżenia do siebie cząstek materiału. Pęcznienie wynika z faktu, że polarne cząsteczki wody, przenikając pomiędzy cząsteczkami lub włóknami, zagęszczają swoje otoczki hydratacyjne. Materiały o bardzo porowatej i włóknistej strukturze, które mogą wchłonąć dużo wody, charakteryzują się dużym skurczem (np. beton komórkowy 1-3 mm/m; beton ciężki 0,3-0,7 mm/m; granit 0,02-0,06 mm/m; cegła ceramiczna 0,03-0,1 mm/m.
Wodoodporność- zdolność materiału do zachowania wytrzymałości po nasyceniu wodą: Ocenia się ją za pomocą współczynnika mięknienia K ROZMIAR, który jest równy stosunkowi ostatecznej wytrzymałości na ściskanie materiału w stanie nasyconym wodą R w MPa, do maksymalna wytrzymałość suchego materiału R na sucho, MPa:
Wodoodporność ocenia się najczęściej ilościowo na podstawie masy wody (w %) wchłoniętej przez próbkę (tzw. absorpcją wody) lub na podstawie masy względnej. zmiana s.l. wskaźniki (najczęściej wymiary liniowe, właściwości elektryczne lub mechaniczne) po określonym czasie przebywania w wodzie. Z reguły wodoodporność charakteryzuje się współczynnikiem. zmiękczanie Kp (stosunek wytrzymałości na rozciąganie, ściskanie lub zginanie materiału nasyconego wodą do jego odpowiedniej wartości w stanie suchym). Materiały, które mają Kp większe niż 0,8, są uważane za wodoodporne. Należą do nich na przykład wiele metali, ceramika spiekana i szkło.
Przepuszczalność wody- zdolność materiału do przepuszczania wody pod ciśnieniem. Cechą przepuszczalności wody jest ilość wody, która przechodzi przez 1 m2 powierzchni materiału w ciągu 1 sekundy przy danym ciśnieniu wody. Aby określić przepuszczalność wody, stosuje się różne urządzenia, aby wytworzyć wymagane jednostronne ciśnienie wody na powierzchnię materiału. Metoda oznaczania zależy od przeznaczenia i rodzaju materiału. Przepuszczalność wody zależy od gęstości i struktury materiału. Im więcej porów jest w materiale i im są one większe, tym większa jest jego przepuszczalność wody.
Wodoodporny(Język angielski) Wodoszczelność) - cecha materiału, mierzona w metrach SI lub paskalach, pokazująca przy jakich wartościach ciśnienia hydrostatycznego materiał ten traci zdolność do nie wchłaniania i nie przepuszczania wody przez siebie.
Oznaczanie wodoodporności metodą „mokrej plamy” na podstawie pomiaru maksymalnego ciśnienia, przy którym woda nie przedostaje się przez próbkę;
Oznaczanie wodoodporności na podstawie współczynnika filtracji; polega na określeniu współczynnika filtracji przy stałym ciśnieniu na podstawie zmierzonej ilości filtratu i czasu filtracji;
Przyspieszona metoda wyznaczania współczynnika filtracji (miernik filtratu);
Przyspieszona metoda określania wodoodporności betonu na podstawie jego oporu powietrza.
Mrozoodporność materiałów budowlanych. Metody oznaczania. Wzory o podwyższonych wymaganiach w zakresie mrozoodporności.
Mrozoodporność- właściwość materiału nasyconego wodą polegająca na wytrzymywaniu wielokrotnego naprzemiennego zamrażania i rozmrażania bez oznak zniszczenia i znacznego spadku wytrzymałości.
Zniszczenie materiału następuje dopiero po wielokrotnym, naprzemiennym zamrażaniu i rozmrażaniu.
Badanie mrozoodporności materiałów przeprowadza się metodą naprzemiennego zamrażania i rozmrażania próbek. Temperatura zamarzania powinna wynosić (-20 ± 2)°C. Rozmrażanie należy przeprowadzić w wodzie o temperaturze 15 – 20°C. Aby określić mrozoodporność, zwykle stosuje się amoniakowe agregaty chłodnicze.
Próbkowe kostki lub cylindry o wymiarach co najmniej 5 cm (dla materiałów jednorodnych 3 i materiałów niejednorodnych 5 sztuk) znakuje się i przy użyciu szkła powiększającego i stalowej igły sprawdza pod kątem pęknięć, uszkodzeń itp. na ich powierzchni. Próbki nasyca się wodą do stałej masy i waży, następnie umieszcza w lodówce i trzyma w niej w temperaturze (-20 ± 2)°C przez 4 godziny. Po tym czasie wyjmuje się je z lodówki i umieszcza w łaźni wodnej o temperaturze pokojowej na 4 godziny do rozmrożenia. Po rozmrożeniu próbki sprawdza się pod kątem uszkodzeń. Jeżeli pojawią się pęknięcia lub odpryski, badanie zostaje zatrzymane. Jeżeli nie stwierdzono żadnych wad, badanie kontynuuje się ponownie umieszczając próbki w lodówce na 4 godziny.
Próbki poddaje się sekwencyjnemu zamrażaniu, rozmrażaniu i kontroli tyle razy, ile jest to określone w dokumencie regulacyjnym dotyczącym badanego materiału.
Po badaniu próbki przeciera się wilgotną szmatką i waży. Utratę masy ciała oblicza się za pomocą wzoru,%:
,
(10)
gdzie m jest masą próbki wysuszonej przed badaniem, g;
m 1 – to samo, po badaniu, g.
Uważa się, że materiał przeszedł test, jeżeli po liczbie cykli zamrażania i rozmrażania określonej w dokumencie regulacyjnym nie ma widocznych oznak zniszczenia i traci nie więcej niż 5% swojej masy. Metoda ta wymaga specjalnego sprzętu i dużej ilości czasu. W przypadku konieczności szybkiej oceny mrozoodporności materiału stosuje się metodę przyspieszoną z wykorzystaniem roztworu siarczanu sodu.
Metoda przyspieszona
Przygotowane próbki suszy się do stałej masy, waży, etykietuje i zanurza w nasyconym roztworze siarczanu sodu w temperaturze pokojowej na 20 godzin. Następnie umieszcza się je w suszarce na 4 godziny, w której utrzymuje się temperaturę 115°C. Następnie próbki schładza się do normalnej temperatury, ponownie zanurza w roztworze siarczanu sodu na 4 godziny i ponownie umieszcza w suszarce na 4 godziny. To naprzemienne przetrzymywanie próbek w roztworze siarczanu sodu i suszenie powtarza się 3, 5, 10 i 15 razy, co odpowiada 15, 25, 50 - 100 i 150 - 300 cyklom zamrażania i rozmrażania. Metoda ta opiera się na fakcie, że nasycony roztwór siarczanu potasu, wnikając w pory materiału po wyschnięciu, staje się przesycony i krystalizuje, zwiększając swoją objętość. Powstają w tym przypadku naprężenia znacznie przewyższające naprężenia wywołane zamarzającą wodą. Dlatego 1 cykl testów przyspieszonych odpowiada 5 – 20 cyklom testów konwencjonalnych
LUB INNY WARIANT:
Materiał uważa się za mrozoodporny, jeżeli po ustaleniu liczby cykli zamrażania i rozmrażania w stanie nasyconym wodą jego wytrzymałość spadła nie więcej niż o 15-25%, a ubytek masy na skutek odprysków nie przekracza 5%. Mrozoodporność charakteryzuje się liczbą cykli naprzemiennego zamrażania w temperaturze -15, -17°C i rozmrażania w temperaturze 20°C. Liczba cykli (gatunek), jaką materiał musi wytrzymać, zależy od warunków jego przyszłej eksploatacji w konstrukcji oraz od warunków klimatycznych. W zależności od liczby cykli naprzemiennego zamrażania i rozmrażania, jakie można wytrzymać (stopień mrozoodporności), materiały dzieli się na klasy Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 i więcej. W warunkach laboratoryjnych zamrażanie odbywa się w komorach chłodniczych. Jeden lub dwa cykle zamrażania w komorze chłodniczej dają efekt zbliżony do 3-5 lat działania atmosferycznego.
Przy wyborze gatunku materiału w oparciu o mrozoodporność bierze się pod uwagę rodzaj konstrukcji budynku, warunki jej eksploatacji oraz klimat panujący na obszarze budowy. Warunki klimatyczne charakteryzują się średnią miesięczną temperaturą najzimniejszego miesiąca oraz liczbą cykli naprzemiennego ochłodzenia i ocieplenia, zgodnie z wieloletnimi obserwacjami meteorologicznymi. Stopień zamarzania lekkiego betonu, cegły, kamienia ceramicznego na ściany zewnętrzne budynków zwykle mieści się w przedziale 15-35, dla betonu do budowy mostów i dróg - 50-200, dla konstrukcji hydraulicznych - do 500 cykli. Trwałość budynku zależy od mrozoodporności. materiały w konstrukcjach narażonych na działanie atm. czynniki i woda.
Wzory o podwyższonych wymaganiach w zakresie mrozoodporności: konstrukcje hydrauliczne (pale, mosty). Basen zewnętrzny, wodociągi zewnętrzne, konstrukcje kanalizacyjne,
Mrozoodporność i czynniki ją determinujące.
Mrozoodporność- jest to zdolność materiału w stanie nasyconym wodą do wytrzymywania powtarzającego się naprzemiennego zamrażania i rozmrażania. Mrozoodporność materiału zależy od jego budowy, stopnia wypełnienia porów wodą, kształtu i wielkości porów, obecności powietrza uwięzionego w porach po nasyceniu wodą, składu jonowego, temperatury itp. Mrozoodporność materiału określa się na podstawie liczby cykli zamrażania (-18(-\+2)) i rozmrażania w wodzie (+20(-\+2)), po których próbka zmniejsza wytrzymałość nie więcej niż 5% lub masy o nie więcej niż 5%./
Mrozoodporność to zdolność materiału nasyconego wodą do wytrzymywania naprzemiennego zamrażania i rozmrażania. Mrozoodporność materiału jest określana ilościowo na podstawie marki mrozoodporności. Za stopień mrozoodporności materiału przyjmuje się największą liczbę cykli naprzemiennego zamrażania i rozmrażania, jaką próbki materiału mogą wytrzymać bez zmniejszenia wytrzymałości na ściskanie o więcej niż 15%; Próbki po badaniu nie powinny posiadać widocznych uszkodzeń - pęknięć, odprysków (ubytek masy nie większy niż 5%). Trwałość materiałów budowlanych w konstrukcjach narażonych na działanie czynników atmosferycznych i wody zależy od mrozoodporności.
Stopień mrozoodporności ustalany jest w projekcie, biorąc pod uwagę rodzaj konstrukcji, warunki jej eksploatacji i klimat. Warunki klimatyczne charakteryzują się średnią miesięczną temperaturą najzimniejszego miesiąca oraz liczbą cykli naprzemiennego zamarzania i rozmrażania, zgodnie z wieloletnimi obserwacjami meteorologicznymi.
Beton lekki, cegła, kamienie ceramiczne na ściany zewnętrzne mają zwykle mrozoodporność 15, 25, 35. Natomiast beton stosowany do budowy mostów i dróg powinien mieć klasę 50, 100 i 200, a beton hydrauliczny - do 500.
Poddawanie betonu naprzemiennemu zamrażaniu i rozmrażaniu przypomina wielokrotne narażenie na powtarzające się obciążenia rozciągające, powodujące zmęczenie materiału.
Badanie mrozoodporności materiału w laboratorium przeprowadza się na próbkach o ustalonym kształcie i rozmiarze (kostki betonowe, cegły itp.). Przed badaniem próbki nasyca się wodą. Następnie zamraża się je w lodówce od -15 do -20 ° C, aby woda zamarzła w cienkich porach. Próbki wyjęte z komory chłodniczej rozmraża się w wodzie o temperaturze 15-20°C, co zapewnia stan nasycenia próbek wodą.
Do oceny mrozoodporności materiału stosuje się metody kontroli fizycznej, a przede wszystkim metodę pulsacyjną ultradźwiękową. Za jego pomocą można prześledzić zmianę wytrzymałości lub modułu sprężystości betonu podczas cyklicznego zamrażania oraz określić klasę betonu na podstawie jego mrozoodporności w cyklach zamrażania i rozmrażania, których liczba odpowiada dopuszczalnemu spadkowi wytrzymałości lub sprężystości moduł.