Что такое морозостойкость и каковы методы её определения? Какие требования по морозостойкости предъявляют к керамическим, стеновым и облицовочным материалам

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. Базовые - первый (для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий) и второй (для бетонов дорожных и аэродромных покрытий); ускоренные при многократном замораживании и оттаивании - второй и третий; ускоренные при однократном замораживании - четвертый (дилатометрический) и пятый (структурно-механический). 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.

Обстоятельные исследования по влиянию грануло-метрии пор на морозостойкость керамических материалов выявили следующие положения:

все поры в керамическом материале (с точки зрения морозостойкости) могут быть разделены на три категории: опасные, безопасные и резервные;

опасные поры заполняются водой при насыщении на холоду. В них она удерживается при извлечении материала из воды и замерзает при температуре от --15 до --20° С. Диаметр этих пор от 200 до 1 мк для глиняного кирпича пластического прессования, от 200 до 0,1 мк для глиняного кирпича полусухого прессования;

безопасные поры при насыщении на холоду водой не заполняются, либо заполнившая их вода не замерзает при указанных температурах. Это обычно мелкие поры. Заполняющая их вода становится по существу пристеночной адсорбированной влагой, имеющей свойства почти твердого тела и температуру замерзания существенно ниже (--20° С);

резервные поры при насыщении на холоду полностью заполняются водой, но из них при извлечении образца из насыщающего сосуда вода частично вытекает вследствие малых капиллярных сил. Это крупные поры диаметром более 200 мк.

Согласно этим исследованиям, керамический материал будет морозостойким, если в нем объем резервных пор достаточен для компенсации прироста объема замерзающей воды в опасных порах.

По морозостойкости насыщенный водой глиняный обыкновенный кирпич должен выдерживать без каких-либо внешних признаков разрушения (расслоение граней, выкрашивание ребер и углов, растрескивание) не менее 15 повторных циклов попеременного замораживания при температуре -75°С и ниже с последующим оттаиванием в воде при температуре 15±5°С.

Легковесный кирпич должен выдерживать без каких-либо временных признаков разрушения не менее 10 повторных циклов попеременного замораживания при температуре -15°С и ниже с последующим оттаиванием при температуре 15 ±5°С.

Лицевой кирпич должен выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений не менее 25 повторных циклов попеременного замораживания с последующим оттаиванием в воде.

Морозостойкость – свойство материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное замораживание о оттаивание без видимых признаков разрушения и без снижения прочности и массы.

Это свойство наиболее важно для конструкций, подвергающихся переменному увлажнению, к которым относится в первую очередь фундаменты и кровля строительного объекта.

Морозостойкость определяется на образцах, количество которых должно быть не менее шести в форме куба с длиной грани 70,100,150 мм. Указанное кол-во делят на 2 серии по 3 образца в каждой, одна серия контрольная не подвергается замораживанию и оттаиванию, вторая подвергается. И после определенного кол-ва циклов (до потери материалом 25% первоначальной прочности или 5% массы) обе серии испытываются на сжатие, и отсутствие снижения и увеличения в пределах прочности на сжатие характеризует материал как морозостойкий или не морозостойкий.

Марки по морозостойкости: наиболее часто используется обозначение: «F» с цифрами от 50 до 1000 (пример - F200), означающими количество циклов замерзания-оттаивания.

Например, марки бетона по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Классификация горных пород

Горная порода минеральное образование состоящее из одного мономинерального или нескольких полиминеральных минералов образующих в верхних слоях.. известно более горных пород наиболее часто встречаются.. минерал природное тело однородное по химическому составу и физическим свойствам являются продуктами..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Происхождение и условия формирования континентальных отложений
Континентальные отложения - отложения, образующиеся на суше, включая и внутриматериковые водоёмы (озёра, реки). По условиям накопления и преобразования исходного осадка среди К. о. различают собств

Происхождение и условия формирования ледниковых и морских отложений
Ледниковые отложения - геологические отложения, образование которых генетически связано с современными или древними горными ледниками и материковыми покровами. Подразделяются на собственно ледников

Щебень, деление щебня по фракциям. Марки щебня
Щебень из горных пород - неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью св. 5 мм, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих поро

Щебни и пески шлаковые
Щебень шлаковый - неорганический зернистый сыпучий материал с крупностью зерен св. 5 мм, получаемый дроблением шлаков черной (доменных и ферросплавных) и цветной металлургии. Материал, так как отно

Портландцемент. Структура цементного камня, прочность, влияние влажности и температуры на твердение цементного камня
Портландцемент – минеральное вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, после предварительного смешивания с водой и выдерживания на воздухе. Сырьем для получения цемента является изве

Гидрофобный и пластифицированный портландцемент
Пластифицированный портландцемент отличается от обыкновенного содержанием поверхностно-активной пластифицирующей добавки. СДБ (сульфитно-дрожжевая барда) в количестве до 0,25% (в расчете на

Хранение цемента
Так как цемент является материалом, легко поглощающим влагу, к технологии его хранения следует относиться с особенным вниманием. Для этого необходимо специальное оборудование высокого качества и те

Бетон. Марка бетона, морозостойкость
Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения бетонной смеси, состоящей из отдозированных в определенном соотношении вяжущего вещества, воды и заполнителей

Железобетонные изделия. Виды армирования, различие по внутреннему строению
Железобетонные конструкции и изделия, элементы зданий и сооружений, изготовляемые из железобетона, и сочетания этих элементов. Железобетон – комплексный строительный материал

Битумные эмульсии
Битумные дорожные эмульсии представляют собой жидкость темно-коричневого цвета, получаемую путем диспергирования (тонкое измельчение твёрдых тел и жидкостей в окружающей среде, приводящее к образов

Состав грунта. Методы определения грунтовых частиц
Грунт – горные породы, которые залегают в верхней части земной коры, находятся в сфере взаимодействия производственной деятельности человека и могут быть использованы в качестве оснований, с

Древесина как строительный материал
Древесина - один из самых древних строительных материалов. Для производства строительных материалов, изделий и конструкций используется древесина – освобожденная от коры часть ствол

Строение древесины и физико-механические свойства древесины
В растущем дереве различают корень, ствол, крону. Ствол - главная и наиболее ценная часть дерева. Строительную древесину получают из ствола дерева, от особенностей строения которого зависит качеств

Защита древесины от гниения и возгорания
К числу способов защиты древесины от гниения относят сушку, конструктивные меры по предотвращению увлажнения конструкций в процессе эксплуатации, пропитку древесины антисептиками или антипир

Круглые лесоматериалы и их хранение. Круглые строительные сортименты
Круглые лесоматериалы - продукция лесозаготовительной промышленности. Круглые лесоматериалы получают из спиленных деревьев после очистки от ветвей и разделения поперек ствола на части требуемой дли

Требования к круглым лесоматериалам
К качеству обработки круглых лесоматериалов различных назначений и пород предъявляются определенные требования. В круглых лесоматериалах сучья должны быть обрублены вровень с поверхностью

Нормативно-техническая документация регламентирующая требования предъявляемые к строительным материалам. Основные требования
Нормативно-технические документы - это официальные документы: устанавливающие правила, общие принципы и характеристики, касающиеся определенных видов деятельности или их результатов (государств

Этапы проектирования состава бетона
Проектирование состава бетона включает следующие этапы: назначение требований к бетону; выбор материалов и получение данных, характеризующих их свойства; определени

Виды пиломатериалов
Согласно основному стандарту на пиломатериалы (ГОСТ 8486) их разделяют: По размерам поперечного сечения: · Доски, если ширина более двойной толщины; · Бруски, есл

Состав и виды строительных растворов
Классификация строительных растворов: Строительные растворы классифицируют по плотности: - тяжёлые с средней ρ=1500кг/м3; - лёгкие со средней ρ<1500кг/м3.

Виды испытаний песка, щебня, цемента
Виды испытаний песка: · Определение влажности · Определение насыпной плотности · Определение пылевидных и глинистых частиц · Определение зернистого состав

Металлы и сплавы. Основные свойства
Характерные свойства металлов Металлический блеск (характерен не только для металлов: его имеют и неметаллы иод и углерод в виде графита) Хорошая электропроводность (это сп

Состав, свойства и сырье для получения искусственных теплоизоляционных материалов
Теплоизоляционные материалы характеризуются малой теплопроводностью и небольшой средней плотностью из-за их пористой структуры. Их классифицируют по характеру строения: жёсткие (плиты, кирпич), гиб

Состав и свойства акустических материалов
Акустические материалы Подразделяются на звукопоглощающие материалы и звукоизоляционные прокладочные материалы. Звукопоглощающая способность материалов обусловлена их пористой стр

А) химические добавки
Все добавки можно разделить на шесть групп. Суперпластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бет

Б) Минеральные добавки
Минеральные добавки (МД), представляют порошки различной минеральной природы, получаемые из природного или техногенного сырья: зол, молотых шлаков, горных пород и др. Минеральные добавки о

Способы укладки бетонной смеси
Обычно процесс укладки разделяют на две операции: распределение поданной в конструкцию бетонной смеси и уплотнение ее на месте укладки. Наиболее распространена схема бетонирования с укладк

Сырье и способы производства портландцемента
Портландцемент (англ. Portland cement) - гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах.

Свойства древесины как конструкционного материала. Применение в строительстве
Применение древесины в качестве конструкционного материала обусловлено способностью сопротивляться действию усилий, т.е. механическими свойствами. Различают следующие свойства древесины, п

Органические вяжущие вещества. Получение битума, определение марки. Использование в производстве гидроизоляционных материалов
Органические вяжущие вещества представляют собой природные пли искусственные твердые, вязкопластичные или жидкие (при нормальной температуре) продукты, способные изменять свои физико-механические с

Приготовление бетонной смеси. Последовательность операций. Факторы влияющие на подвижность смеси
Дозированные по объему или массе компоненты бетона подвергают перемешиванию. Сухой исходный материал содержит значительный объем воздуха. При перемешивании воздух частично вытесняется из с

Применение битума в дорожном покрытии, количество битума для асфальтобетона
Строительный битум – это очень сложный раствор углеводородов и органических соединений разного строения (не выкипающая перегонка нефти). Выделяют определенные технологические условия использования

Виды армирования бетона. Принцип совместной работы арматуры с бетоном в конструкции
Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта. Сцепление арматуры с бетоном зависит от прочности бетона, величины его усадки, возраста бетона и от формы сече

Технология производства деревянных строительных конструкций
Деревянные конструкции, строительные конструкции, изготовленные из древесины: Д. к. в виде стержневых систем могут иметь металлические, обычно растянутые, элементы (нижний пояс, раскосы, затяжки у

Методы испытания портландцемента, определение его качества
Для определения качества цемента проводят его испытания и определяют следующие показатели: - тонкость помола цемента - нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста - ра

Твердение бетонной смеси. Продолжительность процессов структурообразования. Факторы, влияющие на прочность бетона
Твердение бетона. Наиболее благоприятные условия для твердения бетона - теплые и влажные среды. Твердение цементного бетона при t = 18...22ºС и относительной влажности воздуха

Получение строительных материалов из горных пород
Природные строительные материалы, получаемые в результате относительно несложной механической обработки монолитных горных пород с сохранением их физико-механических и технологических свойств, испол

Структура затвердевшего цементного камня и бетона. Зависимость от водоцементного отношения, влияние условий твердения
Строение затвердевшего бетона - представляется в виде пространственной решетки из затвердевшего цементного раствора (цементного камня) с распределенными в ней включениями из мелких зерен пес

Дробильно-помольное и сортировочное оборудование, используемое для производства стройматериалов. Виды и принцип работы
Дробилки – машина для дробления горных пород (гранитов, базальтов, кварцитов, песчаников, известняков, руд и других) с пределом прочности при сжатии до 300 МПа (3000 кгс/см2). дробилки приме

Машины и устройства для сортирования и обогащения минеральных материалов. Принцип их работы
Процессы сортирования и обогащения широко используют в промышленности строительных материалов, так как исходное сырье в большинстве случаев представляет собой неоднородную по крупности смесь, содер

Способы производства монолитных железобетонных конструкций при отрицательных температурах
Бетонирование монолитных конструкций в зимних условиях, осуществляемое при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже + 5 С и минимальной суточной температуре ниже 0 С, должно прои

Разрушающие и неразрушающие методы контроля качества бетона. Определение марки бетона. Используемое оборудование и приборы
Основные методы, применяемые при неразрушающем контроле бетона: метод отрыва со скалыванием, ультразвуковой метод, метод ударного импульса и упругого отскока. (Метод упругого отскока заключа

Технология приготовления влажных органоминеральных смесей, их отличие от асфальтобетонных смесей
Важнейшей особенностью органоминеральных смесей является наличие в них на технологической стадии специально вводимой воды, выполняющей определенные функции. Такие смеси обладают основными

Номенклатура стальных конструкций
В зависимости от конструктивной формы и назначения стальные конструкции можно разделить на восемь видов. 1. Промышленные здания. Конструкции одноэтажных промышленных зданий выполняются в в

Стадии обработки природного каменного материала его пригодности для использования в качестве заполнителя бетонных и асфальтобетонных смесей
Природные каменные материалы в строительстве используют обычно после механической обработки (расколки и обтески, распиловки, шлифовки и полировки, дробления и рассева)-. Все каменные материалы, исп

Технология производства арматурных стержней и каркасов
Изготовление арматурных каркасов состоит из следующих операций: разметки, правки и резки арматурных стержней на длину, предусмотренную проектом; гнутья арматурных стержней (в отде

Перечислить дорожные конструкционные строительные материалы и изделия на их основе. В чем особенность каждого конструкционного материала
Разбавленные асфальты. Разбавленные асфальты получают смешиванием асфальтового вяжущего с нефтяным дистиллятом, таким, как нафта, керосин и легкое дистиллятное топливо. В результате вяжущее

Машины для тонкого помола (измельчения) минеральных материалов
Измельчение – это тонкое дробление какого–либо твёрдого материала до частиц требуемого размера. Среди машин для измельчения в основном используют: дробилки; измельчители; мел

Машины для грубого измельчения (дробления) материалов. Типы дробилок. Теория измельчения. Его назначение в общем виде
Для использования добытого сырья его подвергают измельчению. Измельчением называют процесс разрушения твердого тела посредством воздействия на него внешних механических сил с целью уменьшения разме

Виды тепловой обработки сборных железобетонных конструкций
Тепловая обработка сборных бетонных и железобетонных конструкций и изделий производится с применением режимов, обеспечивающих минимальный расход топливно-энергетических ресурсов и ускоренное достиж

Способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения плотности. Разрушение происходит в связи с тем, что вода, находящаяся в порах, при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9 %. Наибольшее расширение воды при переходе в лед наблюдается при температуре -4°С, дальнейшее понижение температуры не вызывает увеличения объема льда. При замерзании воды стенки пор испытывают значительное давление и могут разрушаться. При полном заполнении водой всех пор разрушение материала может произойти даже при однократном замораживании. При насыщении пористого материала водой заполняются в основном макрокапилляры, микрокапилляры заполняются водой частично и служат резервными порами, куда отжимается вода в процессе замораживания. Следовательно, морозостойкость строительных материалов определяется величиной и характером пористости и условиями их эксплуатации.

Она тем выше, чем меньше водопоглощение и больше прочность материала при растяжении. Плотные материалы морозостойки. Из пористых материалов морозостойкостью обладают только те материалы, у которых в основном имеются закрытые поры или вода. Занимает менее 90 % пор. Материал считается морозостойким, если после установления числа циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии прочность его снизилась не более чем на 15-25 %, а потери в массе в результате выкрашивания не превысили 5 %. Морозостойкость характеризуется числом циклов попеременного замораживания при -15, -17°С и оттаивания при температуре 20°С. Число циклов (марка), которые должен выдерживать материал, зависит от условий его будущей службы в сооружении и от климатических условий. По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания, и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяются на марки Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более. В лабораторных условиях замораживание производят в холодильных камерах. Один-два цикла замораживания в холодильной камере дают эффект, близкий к 3-5-годичному действию атмосферы.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Свойство материала передавать теплоту через толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей через материал толщиной 1 м площадью 1 м2 в течение 1 секунды при разностях температур на противоположных поверхностях материала в 1°С. Теплопроводность материала находится в прямой зависимости от его химического состава, пористости, влажности и температуры, при которой происходит передача тепла. Волокнистые материалы имеют разную теплопроводность в зависимости от направления теплоты по отношению к волокнам (у древесины, например, теплопроводность вдоль волокон в два раза больше, чем поперек волокон). Мелкопористые материалы и материалы с замкнутыми порами обладают большей теплопроводностью, чем крупнопористые материалы и материалы с сообщающимися порами. Это связано с тем, что в крупных и сообщающихся порах усиливается перенос теплоты конвекцией, что и повышает суммарную теплопроводность.

С увеличением влажности материала теплопроводность возрастает, поскольку вода имеет теплопроводность в 25 раз большую, чем воздух. Еще больше возрастает теплопроводность сырого материала с понижением его температуры, поскольку теплопроводность льда в несколько раз больше, чем теплопроводность воды. Теплопроводность материала имеет огромное значение при устройстве ограждающих конструкций зданий - стен, потолков, полов, крыш. Легкие и пористые материалы мало теплопроводны. Чем выше объемный вес материала, тем выше его теплопроводность. Например, коэффициент теплопроводности тяжелого бетона объемным весом 2400 кг/м3 равен 1,25 ккал/м-ч-град, а пенобетона объемным весом 300 кг/м3 всего 0,11 ккал/м-ч-град.

ТЕПЛОЕМКОСТЬ

Свойство материала аккумулировать теплоту при нагревании. При последующем охлаждении материалы с высокой теплоемкостью выделяют больше теплоты. Поэтому при использовании материалов с повышенной теплоемкостью для стен, полов, потолков и других частей помещения температура в комнатах может сохраняться устойчивой длительное время.

Коэффициент теплоемкости - количество теплоты, необходимой для нагревания 1 кг материала на ГС. Строительные материалы имеют коэффициент теплоемкости меньше, чем у воды, которая обладает наибольшей теплоемкостью (4,2 кДж/(кг°С)). С увлажнением материалов их теплоемкость возрастает, но вместе с тем возрастает и теплопроводность.

Теплоемкость материала имеет значение в тех случаях, когда необходимо учитывать аккумуляцию тепла, например при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий с целью сохранения температуры в помещении без резких колебаний при изменении теплового режима, при расчете подогрева материала для зимних работ, при расчете устройства печей. В некоторых случаях приходится рассчитывать размеры печи, используя объемную удельную теплоемкость - количество тепла, необходимое для нагревания 1 м3 материала на ГС.

ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ

Свойство материала поглощать и удерживать воду при непосредственном с ней соприкосновении. Характеризуется количеством воды, поглощаемой сухим материалом, погруженным полностью в воду, и выражается в процентах от массы (водопоглощение по массе).

Количество поглощенной образцом воды, отнесенное к его объему, - водопоглощение по объему. Водопоглощение по объему отражает степень заполнения пор материала водой. Так как вода проникает не во все замкнутые поры и не удерживается в открытых пустотах, объемное водопоглощение всегда меньше истинной пористости. Объемное водопоглощение всегда меньше 100 %, а водопоглощение по массе может быть более 100 %.

Водопоглощение строительных материалов изменяется главным образом в зависимости от объема пор, их вида и размеров.

В результате насыщения водой свойства материалов значительно изменяются: увеличиваются плотность и водопроводность, у некоторых материалов (например, древесины, глины) увеличивается объем. Вследствие нарушения связей между частицами материала и проникающими частицами воды понижается прочность строительных материалов.

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМЯГЧЕНИЯ

Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии. Коэффициент размягчения характеризует водостойкость материала. Для легко размокаемых материалов, например глины, коэффициент размягчения равен 0. Для материалов, которые полностью сохраняют свою прочность при действии воды (металл, стекло и т.п.), коэффициент размягчения равен 1. Материалы с коэффициентом размягчения более 0,8 относятся к водостойким. В местах, подверженных систематическому увлажнению, применять строительные материалы с коэффициентом размягчения менее 0,8 не разрешается.

ВЛАГООТДАЧА

Свойство, характеризующее скорость высыхания материала при наличии условий в окружающей среде (понижение влажности, нагрев, движение воздуха). Влагоотдача характеризуется количеством воды, которое материал теряет за сутки при относительной влажности воздуха 60 % и температуре 20°С. В естественных условиях вследствие влагоотдачи, через некоторое время после окончания строительных работ, устанавливается равновесие между влажностью строительных конструкций и окружающей средой. Такое состояние равновесия называют воздушно-сухим или воздушно-влажным равновесием.

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ

Способность материала пропускать воду под давлением. Характеристикой водопроницаемости служит количество воды, прошедшее в течение 1 секунды через 1 м2 поверхности материала при давлении 1 МПа. Плотные материалы (сталь, стекло, большинство пластмасс) водонепроницаемы. Методика определения водопроницаемости зависит от разновидности строительного материала. Водопроницаемость находится в прямой зависимости от плотности и строения материала - чем больше в материале пор и чем они крупнее, тем больше водопроницаемость. При выборе кровельных и гидротехнических материалов чаще всего оценивается не водопроницаемость, а водонепроницаемость, характеризуемая периодом времени, по истечению которого появляются признаки просачивания воды под определенным давлением или предельной величиной давления воды, при котором вода не проходит через образец.

ВОЗДУХОСТОЙКОСТЬ

Способность материала длительно выдерживать многократное систематическое увлажнение и высыхание без значительных деформаций и потери механической прочности. Изменение влажности влечет у многих материалов изменение их объема - разбухают при увлажнении, дают усадку при высыхании, трещины и т.д. Разные материалы по-разному ведут себя по отношению к действию переменной влажности. Бетон, например, при переменной влажности склонен к разрушению, так как цементный камень при высыхании сжимается, а заполнитель практически не реагирует - в результате возникает растягивающее напряжение, цементный камень отрывается от заполнителя. Для повышения воздухостойкости строительных материалов применяют гидрофобные добавки.

ВЛАЖНОСТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ

Изменение размеров и объема материала при изменении его влажности. Уменьшение размеров и объема материала при высыхании называют усадкой или усушкой, увеличение - разбуханием.

Усадка возникает и увеличивается в результате уменьшения слоев воды, окружающих частицы материала, и действием внутренних капиллярных сил, стремящихся сблизить частицы материала. Набухание связано с тем, что полярные молекулы воды, проникая между частицами или волокнами, утолщают их гидратные оболочки. Материалы высокопористого и волокнистого строения, способные поглощать много воды, характеризуются большой усадкой (например, ячеистый бетон 1-3 мм/м; тяжелый бетон 0,3-0,7 мм/м; гранит 0,02-0,06 мм/м; кирпич керамический 0,03-0,1 мм/м.

От водонасыщения бетона зависит его прочность и устойчивость к деформации. Также на эти параметры влияют воздействия температур воздуха и её перепады. Если в бетоне есть излишнее содержание воды, то при низкой температуре она кристаллизуется. Льду некуда деваться, в результате чего образуется избыточное внутреннее давление.
Оно приводит к предельному растягивающему напряжению в стенках пор. Такие изменения способствуют снижению прочности бетона. После оттаивания образовавшегося льда в порах, это приведёт к снижению прочности бетона только в случаях переизбыточного содержания воды.
Снижение прочности бетона также может произойти при неравномерном распределении воды в порах при изготовлении или при замерзании образовавшегося в нем водных паров. С увеличением насыщения водой бетона прочность охлаждённых образцов до 400 и до 600 сначала возрастает до определённой величины, а затем значительно снижается. Максимальным значением прочности бетона является функция степени понижения температуры и количества воды, содержащейся в порах. Отметим, что после оттаивания прочность бетона снижается. Также стоит подчеркнуть, что длительное воздействие низких температур (даже при их колебаниях) приводит к постепенной потере прочности бетона. Известно, что если бетон обладает меньшей влажностью и большей прочностью перед замораживанием, то при длительном воздействии низких температур в зимний период сопротивляемость бетона гораздо выше. Возможность водонасыщения бетона зависит от его строения, точнее от образовавшейся в пространстве цементного камня системы капилляров. Улучшить структуру бетона можно за счёт уменьшения пористости бетона и формирования закрытой системы пор. Опыты показали, что микротрещины, которые возникли при предварительной нагрузке, при цикле оттаивания и замораживания значительно ускоряют разрушение бетона.
Бетон высокой прочности изготавливается по определённой технологии, и имеет более ровную структуру, благодаря чему обладает повышенной морозостойкостью. Понижение водопроницаемости такого бетона достигается за счёт уменьшения пористости. В бетонную смесь добавляют органические структурообразующие добавки в виде смолы, которые нейтрализованы воздухововлекающей СНВ. Благодаря применению ГКЖ-94 воздух вовлекается в бетонную смесь, и образуются замкнутые поры очень малого диаметра.
Искусственное образование таких пор значительно увеличивает прочность бетона при многократном размораживании и замораживании. Применение добавок повышает водопроницаемость и морозостойкость, но уменьшает прочность бетона. Бетоны с добавкой СНВ и ГКЖ-94 используются в суровых климатических условиях. Такой бетон обладает повышенной прочностью и морозостойкостью.

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 o C в течение 2 - 4 ч и оттаивание образцов в водной среде или растворе хлористого натрия при температуре 20 o C 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 o C в течение 8 ч, оттаивание замороженной стороны кладки дождеванием при температуре воды 15 - 20 o C 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 o C обрабатывали стык трех образцов, т.е. 10 - 20% их поверхности в течение 5 - 10 мин. Затем со скоростью 30 - 40 o C в мин переходили на режим нагревания и обрабатывали тот же стык теплым потоком воздуха с температурой 15 - 20 o C 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 o C 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.