Формула морозостойкости – Лабораторная работа №12. Определение морозостойкости материалов.

By alexxlab Posted on 20.06.202011.08.2019 Category :

Разное

Содержание

Лабораторная работа №12. Определение морозостойкости материалов.

Цель работы: определить марку по морозостойкости цементного бетона. Познакомиться с методами ее определения.

I. Теоретическая часть:

Морозостойкость – это свойство насыщенного водой или раствором соли материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушения и снижения прочности. Количественная характеристика морозостойкости – марка по морозостойкости (F), которая показывает число циклов попеременного замораживания и оттаивания насыщенного в жидкой среде материала, при которых потери прочности и массы не превышают указанных в ГОСТе и СНиПах значений.

;

— потеря прочности и массы, насыщенного в жидкой среде образца, после i циклов замораживания и оттаивания, %;

— предел прочности при сжатии(в МПа) и масса (в г) образца после n циклов замораживания и оттаивания образца;

— предел прочности при сжатии (в МПа) и масса образца (в г), насыщенного в жидкой среде, до замораживания.

Для каждого материала устанавливают марки по морозостойкости. Марка обозначается буквой F, после которой указывается минимальное число циклов, которое должен выдержать материал (например, F100).

Марка по морозостойкости (F) для тяжелого цементного бетона – это количество циклов попеременного замораживания и оттаивания насыщенного водой стандартного образца, при которых потеря прочности не превышает 5%, а для бетона дорожных и аэродромных покрытий, кроме того, потеря массы не более чем на 3% (ГОСТ ……).

Стандарт устанавливает три метода контроля морозостойкости:

I – для бетонов, кроме дорожных и аэродромных;

II – для дорожных и аэродромных бетонов и ускоренный для других бетонов;

III – ускоренный для всех видов бетона.

Методы контроля морозостойкости.

Метод	Размеры образцов, см	Температурный режим, время и среда			Число образцов
Метод	Размеры образцов, см	насыщения	замораживания	оттаивания	основных (после замора-живания)	контрольных (насыщенных водой)
I	10х10х10 или 15х15х15	Вода t = 18+2⁰C 96 ч	Воздух t = -18+2 ⁰С =2,5+0,5 ч	Вода t = 18+2 ⁰C =2+0,5 ч	6	3
II	10х10х10 или 15х15х15	5% р-р t=18+2 ⁰С =96 ч	Воздух t = -18+2 ⁰С =2,5+0,5 ч	5% р-р t=18+2 ⁰С =2,5+0,5 ч	6	3
5% раствор
III	70х70х70	t=18+2 ⁰С =96 ч	Понижение до -50-55 ⁰С-2,5 ч выдержка при -50-55⁰С– 2,5 ч подъем до -10 ⁰С – 2,5 ч	t=18+2 ⁰С =2,5+0,5 ч	6	3

Образцы насыщают в жидкой среде по следующей схеме:

На 1/3 высоты — 24 часа, на 2/3 высоты – на 24 часа, целиком – на 48 часов.

Соотношение между марками бетона по морозостойкости, установленными различными методами, приведены в ГОСТ 10060-95.

II. Материалы и оборудование:

— образцы-кубы тяжелого цементного бетона;

— ванны для насыщения образцов в жидкой среде;

— торговые весы с разновесами;

— гидравлический пресс;

— морозильная камера;

— ванна для размораживания.

III. Методика проведения работы.

— контрольные образцы через 2-4 ч после извлечения из ванны испытать на сжатие.

— основные образцы загрузить в морозильную камеру в контейнере или установить на сетчатый стеллаж камеры таким образом, чтобы расстояние между образцами, стенками контейнеров и вышележащими стеллажами было не менее 50 мм. Началом замораживания считать момент установления в камере требуемой температуры;

— число циклов переменного замораживания и оттаивания, после которых должно проводиться испытание прочности на сжатие образцов бетона после промежуточных и итоговых испытаний, установить в соответствии с таблицей ГОСТ 10060.0. В каждом возрасте испытать по шесть основных образцов.

— образцы испытать по режиму, указанному в таблице.

— образцы после замораживания оттаять в ванне с водой при температуре (18±2)°С. При этом образцы должны быть погружены в воду таким образом, чтобы над верхней гранью был слой воды не менее 50 мм.

Исходные расчетные данные выдаются каждому студенту преподавателем на специальных карточках для бетона определенной марки.

IV. Лабораторный журнал.

Кол-во циклов замор.-оттаив. n	R_сж, МПа	Потеря прочности	Масса образца , г	Потеря массы	Коэф. Морозостойкости
Кол-во циклов замор.-оттаив. n	R_сж, МПа	, МПа	Масса образца , г	, г
0
50
…
n

Полученные расчетные данные обработать в виде графиков:

По построенным кривым определить морозостойкость бетона – допустимое число циклов замораживания и оттаивания, при которых потеря прочности равна 5% и потеря массы 3%. Установить марку бетона по морозостойкости –

F, в соответствии с указанными марками в ГОСТе, как ближайшее количество циклов, найденных по графикам.

Марка по морозостойкости для дорожного и аэродромного бетона устанавливается как ближайшее круглое число циклов, менее или равное опытному, при котором:

для всех остальных видов бетона учитывается только потеря прочности.

Для образцов, не имеющих видимых следов разрушения после заданного числа циклов замораживания и оттаивания, вычисляют коэффициент морозостойкости:

Где и — пределы прочности при сжатии образцов материала, соответственно после испытания на морозостойкость и водонасыщенных образцов до замораживания, в МПа.

Приложение 1

Таблица 1

Физико-механические свойства некоторых материалов [3]

Наименование материала	Прочность при сжатии, МПа	Истинная плотность, кг/м³	Средняя плотность, кг/м³	Тепло-проводность, Вт/(м^.0С)
Гранит	150-250	2600-2800	2500-2700	2,9-3,3
Известняк плотный	50-150	2400-2600	1800-2200	0,8-1,0
Известняк — ракушечник	0,5-5	2300-2400	900-1400	0,3-0,6
Кирпич керамический	10-20	2600-2700	1700-2000	0,8-0,9
Кирпич силикатный	10-20	2400-2500	1700-1900	0,35-0,7
Бетон тяжелый	10-60	2500-2600	1800-2500	1,1-1,6
Бетон легкий	2-15	—	500-1800	0,35-0,8
Древесина сосны	30-60	1550-1600	500-600	0,15-0,2
Сталь Ст3(при растяжении)	380-450	7800-7900	7800-7900	58
Пластмассы	120-200	1000-2200	100-1200	0,23-0,80

Таблица 2

Пористость и водопоглощение керамического кирпича [4]

Вид керамического кирпича	Средняя плотность, кг,м3	Пористость, %
Обыкновенный	1600-1900	26-38
Условно-эффективный	1400-1600	38-46
Эффективный	600-1400	46-76

Литература.

И.И. Леонович, В.А. Стрижевский, К.Ф. Шумчик. Испытание дорожно-строительных материалов.: Минск, Вышэйшая школа, 1991. – 235 с.
К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков. Оценка качества строительных материалов.: Москва, АСВ, 2001. – 240 с.
И.А. Рыбьев. Строительное материаловедение. М.: Высшая школа, 2003.
Микульский,В.Г. Строительные материалы (материаловедение и технология): Учебное пособие .- М : ИАСВ, 2002.- 536с.
ГОСТ 530-95. Кирпич и камни керамические. Технические условия.
ГОСТ 10060.0-95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования.

studfiles.net

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ — МегаЛекции

Морозостойкостью называют свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.

По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяют на марки Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более.

Если образцы после замораживания не имеют следов разрушения, то степень морозостойкости устанавливают определением коэффициента морозостойкости по формуле:

	(19)
где	R_Мрз — предел прочности при сжатии материала после испытания на морозостойкость в кгс/см²;
	R_нас — предел прочности при сжатии насыщенного водой материала в кгс/см².

Для морозостойких материалов величина К_Мрз должна быть не менее 0,75. Плотные материалы, не имеющие пор, или материалы с незначительной открытой пористостью, водопоглощение которых не превышает 0,5%, обладают высокой морозостойкостью. Материал признают морозостойким, если после заданною числа циклов замораживания и оттаивания потеря и весе образцов в результате выкрашивания и расслаивания не превышает 5% и прочность снижается не более чем на 25%.

Задача 1. При испытании образцов-кубов бетона на морозостойкость прочность их после испытания составила R_сж= 15 МПа, до испытания прочность на сжатие образцов в водонасыщенном состоянии 18 МПа. Установить, морозостоек ли бетон?

Решение. Из формулы (19):

, т.к К_Мрз>0,75, то бетон – морозостоек.

_____________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Теплопроводностьюназывают свойство материала передавать через толщу тепло при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Показателем теплопроводности материала служит коэффициент теплопроводности λ, ккал/м ч град.

Если представить себе однородную плоскую стену из данного материала толщиной δ, м и площадью F, м², температура внутренней поверхности которой t₁, анаружной поверхности t₂, причем t₁ >t₂, то через стену будет проходить постоянный поток тепла.

Количество тепла Q, ккал,проходящего через стену за z ч,прямо пропорционально разности температур на поверхностях стены, площади стены, времени и обратно пропорционально толщине стены:

(20)

Отсюда определяем коэффициент теплопроводности:

или

(21)

Теплопроводность материалов учитывается при теплотехнических расчетах толщины стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при определении требуемой толщины тепловой изоляции горячих поверхностей и холодильников. Она связана с термическим сопротивлением слоя материала R (м²°С/Вт), которое определяется по формуле:

	(22)
где	δ — толщина слоя, м;
	λ— теплопроводность слоя материала, Вт/(м*°С).

Т а б л и ц а 3

Теплопроводность некоторых строительных материалов

Наименование материала	Теплопроводность λ, Вт/(м°С)
Сталь
Гранит	2,9…3,3
Бетон тяжелый	1,28…1,55
Кирпич керамический сплошной	0,81…0,87
Вода (для сравнения)	0,59
Известняк	0,52…0,98
Бетон легкий	0,35…0,8
Пенобетон	0,12…0,15
Фибролит	0,09…0,17
Минеральная вата	0,06…0,09
Древесноволокнистые плиты	0,08
Мипора	0,04…0,05

Задача 1. Наружная поверхность кирпичной стены толщиной а = 51 см имеет температуру t=-33°С, внутренняя t=+18°С. Какое количество тепла проходит через каждый 1м² поверхности стены за 1ч? Коэффициент теплопроводности кирпича λ=0,8 Вт/м °С.

Решение. Из формулы (20):

______________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ

Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании определенное, количество тепла.

Для нагревания материала весом m кгот температуры t₂до t₁необходимо затратить количество тепла Q, ккал, прямо пропорциональное весу и разности температур:

	(23)
где	с — коэффициент теплоемкости (или удельная теплоемкость), ккал/кг град.

Коэффициент теплоемкости с представляет собой количество тепла в килокалориях, необходимое для нагревания 1 кгданного материала на 1°С.

(24)

Задача 1. Определить затраты тепла на нагрев 1000 шт глиняного кирпича-сырца при его сушке при t =75 °С. Сырец поступает в камеру с температурой 10 °С. Масса 1 шт кирпича составляет 3,4 кг. Коэффициент теплоемкости кирпича с = 0,9 КДж/м °С.

Решение. Из формулы (23):

_____________________________________________________________________

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Морозостойкость материалов — Материалы и свойства

Автор Admin На чтение 2 мин. Просмотров 99 Опубликовано 2011-09-16

Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и допустимого снижения прочности. Морозостойкость материалов связана с их плотностью, пористостью и водостойкостью. Плотные материалы значительно более морозостойки, чем пористые.

При замерзании воды в порах материала объем ее увеличивается примерно на 9 %, что сопровождается давлением льда на стенки пор, вызывающим разрушение материала. Однако во многих пористых материалах вода не может заполнить более 90 % объема доступных пор и образованный лед имеет пространство для свободного расширения. В связи с этим разрушение таких материалов происходит только после их многократного попеременного замораживания и оттаивания.

Испытание материалов на морозостойкость производят в холодильных камерах путем замораживания насыщенных водой образцов при температуре минус 20 ± 5°С и последующего их оттаивания и воде при температуре плюс 20 ± 5°С.

После заданного количества циклов попеременного замораживания и оттаивания определяют прочность на сжатие образцов, не имеющих видимых признаков разрушения, устанавливают степень морозостойкости, вычисляя коэффициент морозостойкости по формуле К_мрз = R‘ ‘_сж / R‘_сж, где R‘ ‘_сж и R‘_сж – пределы прочности при сжатии образцов материала, полученные соответственно после испытания на морозостойкость, и образцов, насыщенных водой,— до замораживания. Для морозостойких материалов К_мрз — 0,75 (что соответствует предельно допустимому снижению прочности не более чем на 25 %).

Если после заданного числа циклов замораживания и оттаивания потеря в массе образцов из-за выкрашивания и расслаивания не превышает 5 %, а прочность на сжатие снижается не более чем на 25 %, то материал считается морозостойким.

По степени морозостойкости, т. е. числу выдержанных циклов, строительные материалы подразделяют на марки (М_р3) 10, 15, 25, 35, 50, 100,?150, 200, 300, 400, 500. К разным по назначению материалам предъявляются соответственно различные требования по морозостойкости. Так, кирпич глиняный обыкновенный должен иметь М_рз = 15, применяемые в наружных облицовках граниты— М_рз = 50, мраморы – М_рз = 25, известняки-ракушечники и туфы – М_рз = 15, асбестоцементные кровельные материалы – М_рз = 304 – 50; бетоны в гидротехнических сооружениях – М_рз= 200 и т. д.

arxipedia.ru

Вопрос 24. Морозостойкость материалов: сущность явления, способы оценки. Влияние структуры. Формула морозостойкости

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ — МегаЛекции

Морозостойкостью называют свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.

По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяют на марки Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более.

	(19)
где	RМрз — предел прочности при сжатии материала после испытания на морозостойкость в кгс/см2;
	Rнас — предел прочности при сжатии насыщенного водой материала в кгс/см2.

Для морозостойких материалов величина КМрз должна быть не менее 0,75. Плотные материалы, не имеющие пор, или материалы с незначительной открытой пористостью, водопоглощение которых не превышает 0,5%, обладают высокой морозостойкостью. Материал признают морозостойким, если после заданною числа циклов замораживания и оттаивания потеря и весе образцов в результате выкрашивания и расслаивания не превышает 5% и прочность снижается не более чем на 25%.

Задача 1. При испытании образцов-кубов бетона на морозостойкость прочность их после испытания составила Rсж = 15 МПа, до испытания прочность на сжатие образцов в водонасыщенном состоянии 18 МПа. Установить, морозостоек ли бетон?

Решение. Из формулы (19):

, т.к КМрз>0,75, то бетон – морозостоек.

_____________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Теплопроводностьюназывают свойство материала передавать через толщу тепло при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Показателем теплопроводности материала служит коэффициент теплопроводности λ, ккал/м ч град.

Если представить себе однородную плоскую стену из данного материала толщиной δ, м и площадью F, м2, температура внутренней поверхности которой t1, анаружной поверхности t2, причем t1 >t2, то через стену будет проходить постоянный поток тепла.

Количество тепла Q, ккал,проходящего через стену за z ч,прямо пропорционально разности температур на поверхностях стены, площади стены, времени и обратно пропорционально толщине стены:

(20)

Отсюда определяем коэффициент теплопроводности:

или

(21)

Теплопроводность материалов учитывается при теплотехнических расчетах толщины стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при определении требуемой толщины тепловой изоляции горячих поверхностей и холодильников. Она связана с термическим сопротивлением слоя материала R (м2°С/Вт), которое определяется по формуле:

	(22)
где	δ — толщина слоя, м;
	λ— теплопроводность слоя материала, Вт/(м*°С).

Т а б л и ц а 3

Теплопроводность некоторых строительных материалов

Наименование материала	Теплопроводность λ, Вт/(м°С)
Сталь
Гранит	2,9…3,3
Бетон тяжелый	1,28…1,55
Кирпич керамический сплошной	0,81…0,87
Вода (для сравнения)	0,59
Известняк	0,52…0,98
Бетон легкий	0,35…0,8
Пенобетон	0,12…0,15
Фибролит	0,09…0,17
Минеральная вата	0,06…0,09
Древесноволокнистые плиты	0,08
Мипора	0,04…0,05

Задача 1. Наружная поверхность кирпичной стены толщиной а = 51 см имеет температуру t=-33°С, внутренняя t=+18°С. Какое количество тепла проходит через каждый 1м2 поверхности стены за 1ч? Коэффициент теплопроводности кирпича λ=0,8 Вт/м °С.

Решение. Из формулы (20):

______________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ

Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании определенное, количество тепла.

Для нагревания материала весом m кгот температуры t2до t1необходимо затратить количество тепла Q, ккал, прямо пропорциональное весу и разности температур:

	(23)
где	с — коэффициент теплоемкости (или удельная

sevparitet.ru

Способ определения морозостойкости строительных материалов

Изобретение относится к области испытания строительных материалов, в частности к определению их морозостойкости.

Известен способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, замораживание образцов в воздушной среде при температуре минус 20^oC в течение 2 — 4 ч и оттаивание образцов в водной среде или растворе хлористого натрия при температуре 20^oC в течение 1,5 — 2 ч, регистрацию числа циклов замораживания — оттаивания до достижения 25%-ной потери прочности образцов или 5%-ной потери массы или до появления внешних признаков разрушения, по которым судят о морозостойкости строительных материалов (1). Недостатком способа является значительная трудоемкость и продолжительность испытания и необходимость применения сложного и громоздкого оборудования. Известен способ ускоренного определения морозостойкости строительных материалов путем насыщения водой образцов с вмонтированным в него стальным стержнем, замораживания и оттаивания и фиксации резкого возрастания начального электрического потенциала стального стержня, по которому и судят о морозостойкости материала (2). Известен способ определения морозостойкости образцов строительного материала по соотношению структурной и прочностной характеристик, отличающийся тем, что за структурную характеристику принимают капиллярную и контракционную пористости, а за прочностную — работу разрушения образцов (3). Недостатками известных способов (2, 3) является косвенность методов определения морозостойкости и вследствие этого невысокая точность результатов. Кроме того недостатками способов (1, 2, 3) является то, что определения морозостойкости в условиях прямого объемного замораживания не соответствует фактическим эксплуатационным условиям строительного материала, подвергающегося попеременному воздействию отрицательных и положительных температур только с одной стороны. Поэтому результаты испытания строительного материала приводят к большому разбросу значений морозостойкости материала. Известен способ определения морозостойкости строительных материалов путем одностороннего замораживания в морозильной камере в специальном контейнере, обеспечивающем отвод тепла с одной стороны испытуемых образцов, оттаивания в ванне с водой, определения структурной и прочностной характеристики образцов с последующим расчетом морозостойкости по формуле (4). Известен способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образца водой, путем циклического ввода под давлением порций воды, рассчитанных по эмпирической формуле (5). Недостатками известных способов (4, 5) является недостаточно высокая достоверность результатов испытания из-за применения в них расчетных формул с использованием эмпирических коэффициентов. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения морозостойкости, включающий одностороннее замораживание кладки из кирпича или камней при температуре воздуха — 15 — 20^oC в течение 8 ч, оттаивание замороженной стороны кладки дождеванием при температуре воды 15 — 20^oC в течение 8 ч, регистрацию числа циклов замораживания и оттаивания до появления на поверхности кладки видимых признаков разрушения (шелушение, расслоение, растрескивание, выкрашивание), либо по потере массы и прочности, по которым судят о морозостойкости образцов строительных материалов (6). Недостатками известного способа является его высокая трудоемкость, стоимость и большая продолжительность испытания, что не позволяет осуществлять оперативный контроль выпускаемой продукции, значительные энергетические затраты на создание условий замораживания. Технический результат предлагаемого изобретения — сокращение длительности испытания, снижение трудоемкости, повышение достоверности результатов испытаний. Технический результат достигается тем, что в известном техническом решении, включающем предварительное насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, одностороннее цикличное замораживание и оттаивание образцов, и визуальную оценку морозостойкости, ведут направленное, точечное замораживание в течение 5 — 10 мин и оттаивание в течение 3 — 5 мин 10 — 20% открытой поверхности испытываемых образцов, причем смену режимов замораживания и оттаивания осуществляют со скоростью 30 — 40^o в минуту, а образцы погружают в воду или раствор хлористого натрия на 90 — 95% их объема. Способ осуществляли следующим образом. Образцы, предназначенные для испытания на морозостойкость, предварительно насыщали в воде или растворе хлористого натрия. Затем устанавливали три образца Т-образно в емкость лицевой поверхностью вверх. После этого заливали в емкость воду или раствор хлористого натрия до погружения образцов на 90 — 95% их объема. Потом направленным потоком холодного воздуха при температуре минус 15 — 20^oC обрабатывали стык трех образцов, т.е. 10 — 20% их поверхности в течение 5 — 10 мин. Затем со скоростью 30 — 40^oC в мин переходили на режим нагревания и обрабатывали тот же стык теплым потоком воздуха с температурой 15 — 20^oC в течение 3 — 5 мин и регистрировали число циклов замораживания и оттаивания до появления видимых признаков разрушения (расслоения, растрескивания, выкрашивания, шелушения), по которым судили о морозостойкости строительных материалов. Использование в предлагаемом техническом решении приема точечного, направленного замораживания в течение 5 — 10 мин и оттаивания в течение 3 — 5 мин 10 -20% открытой поверхности испытываемых образцов позволяет создать в короткое время условия протекания процессов близких к фактическим при эксплуатации. За счет резкого (30 — 40^oC в мин) изменения режимов замораживания и оттаивания создается напряженное состояние в порах материала, обусловливающие деструктивные процессы, а именно разрыхление структуры, интенсификации микротрещинообразования и соответственно увеличение проницаемости. Погружение образцов в воду или раствор хлористого натрия на 90 — 95% от объема образца обеспечивает условия постоянной миграции влаги к открытой лицевой поверхности испытываемого образца через капилляры и микротрещины. Все эти приемы позволяют проводить скоростное определение морозостойкости, близкое к фактическому. Незначительные энергетические затраты, низкая трудоемкость, доступность и достоверность результатов позволяют осуществлять текущий контроль выпускаемой продукции и своевременно выявлять нарушения технологического процесса. Источники информации 1. ГОСТ 10090.1-95, ГОСТ 10090.2-95 «Бетоны. Методы определения морозостойкости. 2. А.С. СССР N 482676 М. кл. C 01 N 33/38, 1975 г. 3. А.С. СССР N 435621 М. кл. C 01 N 25/02, 1975 г. 4. А.С. СССР N 828849 М. кл. C 01 N 33/38, 1982 г. 5. А.С. СССР N 1255921 М. кл. C 01 N 33/38, 1986 г. 6. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения и водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.

Формула изобретения

Способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, цикличное замораживание и оттаивание открытой поверхности образцов и визуальную оценку морозостойкости, отличающийся тем, что замораживают и оттаивают 10 — 20% поверхности испытуемого образца в течение соответственно 5 — 10 мин и 3 — 5 мин, а смену режимов замораживания и оттаивания ведут со скоростью 30 — 40 град. /мин, при этом образцы погружают в воду или раствор хлористого натрия на 90 — 95% от их объема.

findpatent.ru

морозостойкость

Морозостойкость и определяющие ее факторы.

Морозостойкость— это способность материала в водонасыщенном состояние противостоять многократному попеременному замораживанию и оттаиванию. Морозостойкость материала зависит от его структуры, степени заполнения пор водой, формы и размера пор, наличия защемленного воздуха в порах после водонасыщения, ионного состава, температуры и тд. Морозостойкость материала определяется числом циклов замораживания(-18(-\+2)) и оттаивания в воде (+20(-\+2)), после которых образци снижают прочность не более чем на 5% или массу не более чем на 5%/

Морозостойкость — свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Морозостойкость материала количественно оценивается маркой по морозостойкости. За марку материала по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений — трещин, выкрашивания (потеря массы не более 5%). От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов в конструкциях, подвергающихся действию атмосферных факторов и воды.

Марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного замораживания и оттаивания по данным многолетних метеорологических наблюдений.

Легкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен обычно имеют морозостойкость 15, 25, 35. однако бетон, применяемый в строительстве мостов и дорог, должен иметь марку 50, 100 и 200, а гидротехнический бетон — до 500.

Воздействие на бетон попеременного замораживания и оттаивания подобно многократному воздействию повторной растягивающей нагрузки, вызывающей усталость материала.

Испытание морозостойкости материала в лаборатории проводят на образцах установленной формы и размеров (бетонные кубы, кирпич и т.п.). перед испытанием образцы насыщают водой. После этого их замораживают в холодильной камере от -15 до -20С, чтобы вода замерзла в тонких порах. Извлеченные из холодильной камеры образцы оттаивают в воде с температурой 15-20С, которая обеспечивает водонасыщенное состояние образцов.

Для оценки морозостойкости материала применяют физические методы контроля и прежде всего импульсный ультразвуковой метод. С его помощью можно проследить изменение прочности или модуля упругости бетона в процессе циклического замораживания и определить марку бетона по морозостойкости в циклах замораживания и оттаивания, число которых соответствует допустимому снижению прочности или модуля упругости.

studfiles.net

способ определения морозостойкости строительных материалов — патент РФ 2154271

Способ определения морозостойкости строительных материалов относится к области испытаний строительных изделий, в частности кирпича, камней силикатных и керамических. Способ определения морозостойкости строительных материалов включает насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, поверхностное цикличное замораживание и оттаивание образцов и визуальную оценку морозостойкости, при этом замораживание осуществляют в течение 5-10 мин, а оттаивание 3-5 мин 0,1-0,2 части испытуемой поверхности, смену режимов замерзания и оттаивания ведут со скоростью 30-40 град/мин, а образцы погружают в воду и раствор хлористого натрия на 90-95% от их объема. Изобретение обеспечивает сокращение длительности испытаний, снижение трудоемкости, повышение достоверности результатов испытаний. Изобретение относится к области испытания строительных материалов, в частности к определению их морозостойкости. Известен способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, замораживание образцов в воздушной среде при температуре минус 20^oC в течение 2 — 4 ч и оттаивание образцов в водной среде или растворе хлористого натрия при температуре 20^oC в течение 1,5 — 2 ч, регистрацию числа циклов замораживания — оттаивания до достижения 25%-ной потери прочности образцов или 5%-ной потери массы или до появления внешних признаков разрушения, по которым судят о морозостойкости строительных материалов (1). Недостатком способа является значительная трудоемкость и продолжительность испытания и необходимость применения сложного и громоздкого оборудования. Известен способ ускоренного определения морозостойкости строительных материалов путем насыщения водой образцов с вмонтированным в него стальным стержнем, замораживания и оттаивания и фиксации резкого возрастания начального электрического потенциала стального стержня, по которому и судят о морозостойкости материала (2). Известен способ определения морозостойкости образцов строительного материала по соотношению структурной и прочностной характеристик, отличающийся тем, что за структурную характеристику принимают капиллярную и контракционную пористости, а за прочностную — работу разрушения образцов (3). Недостатками известных способов (2, 3) является косвенность методов определения морозостойкости и вследствие этого невысокая точность результатов. Кроме того недостатками способов (1, 2, 3) является то, что определения морозостойкости в условиях прямого объемного замораживания не соответствует фактическим эксплуатационным условиям строительного материала, подвергающегося попеременному воздействию отрицательных и положительных температур только с одной стороны. Поэтому результаты испытания строительного материала приводят к большому разбросу значений морозостойкости материала. Известен способ определения морозостойкости строительных материалов путем одностороннего замораживания в морозильной камере в специальном контейнере, обеспечивающем отвод тепла с одной стороны испытуемых образцов, оттаивания в ванне с водой, определения структурной и прочностной характеристики образцов с последующим расчетом морозостойкости по формуле (4). Известен способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образца водой, путем циклического ввода под давлением порций воды, рассчитанных по эмпирической формуле (5). Недостатками известных способов (4, 5) является недостаточно высокая достоверность результатов испытания из-за применения в них расчетных формул с использованием эмпирических коэффициентов. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения морозостойкости, включающий одностороннее замораживание кладки из кирпича или камней при температуре воздуха — 15 — 20^oC в течение 8 ч, оттаивание замороженной стороны кладки дождеванием при температуре воды 15 — 20^oC в течение 8 ч, регистрацию числа циклов замораживания и оттаивания до появления на поверхности кладки видимых признаков разрушения (шелушение, расслоение, растрескивание, выкрашивание), либо по потере массы и прочности, по которым судят о морозостойкости образцов строительных материалов (6). Недостатками известного способа является его высокая трудоемкость, стоимость и большая продолжительность испытания, что не позволяет осуществлять оперативный контроль выпускаемой продукции, значительные энергетические затраты на создание условий замораживания. Технический результат предлагаемого изобретения — сокращение длительности испытания, снижение трудоемкости, повышение достоверности результатов испытаний. Технический результат достигается тем, что в известном техническом решении, включающем предварительное насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, одностороннее цикличное замораживание и оттаивание образцов, и визуальную оценку морозостойкости, ведут направленное, точечное замораживание в течение 5 — 10 мин и оттаивание в течение 3 — 5 мин 10 — 20% открытой поверхности испытываемых образцов, причем смену режимов замораживания и оттаивания осуществляют со скоростью 30 — 40^o в минуту, а образцы погружают в воду или раствор хлористого натрия на 90 — 95% их объема. Способ осуществляли следующим образом. Образцы, предназначенные для испытания на морозостойкость, предварительно насыщали в воде или растворе хлористого натрия. Затем устанавливали три образца Т-образно в емкость лицевой поверхностью вверх. После этого заливали в емкость воду или раствор хлористого натрия до погружения образцов на 90 — 95% их объема. Потом направленным потоком холодного воздуха при температуре минус 15 — 20^oC обрабатывали стык трех образцов, т.е. 10 — 20% их поверхности в течение 5 — 10 мин. Затем со скоростью 30 — 40^oC в мин переходили на режим нагревания и обрабатывали тот же стык теплым потоком воздуха с температурой 15 — 20^oC в течение 3 — 5 мин и регистрировали число циклов замораживания и оттаивания до появления видимых признаков разрушения (расслоения, растрескивания, выкрашивания, шелушения), по которым судили о морозостойкости строительных материалов. Использование в предлагаемом техническом решении приема точечного, направленного замораживания в течение 5 — 10 мин и оттаивания в течение 3 — 5 мин 10 -20% открытой поверхности испытываемых образцов позволяет создать в короткое время условия протекания процессов близких к фактическим при эксплуатации. За счет резкого (30 — 40^oC в мин) изменения режимов замораживания и оттаивания создается напряженное состояние в порах материала, обусловливающие деструктивные процессы, а именно разрыхление структуры, интенсификации микротрещинообразования и соответственно увеличение проницаемости. Погружение образцов в воду или раствор хлористого натрия на 90 — 95% от объема образца обеспечивает условия постоянной миграции влаги к открытой лицевой поверхности испытываемого образца через капилляры и микротрещины. Все эти приемы позволяют проводить скоростное определение морозостойкости, близкое к фактическому. Незначительные энергетические затраты, низкая трудоемкость, доступность и достоверность результатов позволяют осуществлять текущий контроль выпускаемой продукции и своевременно выявлять нарушения технологического процесса. Источники информации
1. ГОСТ 10090.1-95, ГОСТ 10090.2-95 «Бетоны. Методы определения морозостойкости. 2. А.С. СССР N 482676 М. кл. C 01 N 33/38, 1975 г. 3. А.С. СССР N 435621 М. кл. C 01 N 25/02, 1975 г. 4. А.С. СССР N 828849 М. кл. C 01 N 33/38, 1982 г. 5. А.С. СССР N 1255921 М. кл. C 01 N 33/38, 1986 г. 6. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения и водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.

Формула морозостойкости – Лабораторная работа №12. Определение морозостойкости материалов.

Лабораторная работа №12. Определение морозостойкости материалов.

Методы контроля морозостойкости.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ — МегаЛекции

Морозостойкость материалов — Материалы и свойства

Вопрос 24. Морозостойкость материалов: сущность явления, способы оценки. Влияние структуры. Формула морозостойкости

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ — МегаЛекции

Способ определения морозостойкости строительных материалов

морозостойкость

способ определения морозостойкости строительных материалов — патент РФ 2154271

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

0 thoughts on “Формула морозостойкости – Лабораторная работа №12. Определение морозостойкости материалов.”

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики