Care este rezistența la îngheț a materialelor de construcție. Metodă de determinare a rezistenței la îngheț a materialelor de construcție

Rezistenta la apa- capacitatea materialului de a-și menține rezistența atunci când este saturat cu apă: Se estimează prin coeficientul de înmuiere K SIZE, care este egal cu raportul rezistenței finale a materialului la compresiune în stare saturată cu apă R V MPa, la rezistența maximă a materialului uscat R uscat, MPa:

Cantitativ, rezistența la apă este de obicei estimată prin masa de apă (în %) absorbită de probă (după așa-numita absorbție de apă), sau prin relativă. schimba in.-l. indicatoare (cel mai adesea dimensiuni liniare, lumini electrice sau mecanice) după un anumit timp în apă. De regulă, rezistența la apă este caracterizată de un coeficient. înmuiere Kp (raportul dintre rezistența la tracțiune, compresiune sau încovoiere a unui material saturat cu apă și indicatorul corespunzător în stare uscată). Materialele sunt considerate impermeabile dacă Kp este mai mare de 0,8. Acestea includ, de exemplu, multe metale, ceramică sinterizată, sticlă.

Permeabilitatea apei- capacitatea materialului de a trece apa sub presiune. Caracteristica permeabilității apei este cantitatea de apă care a trecut în 1 s prin 1 m2 de suprafața materialului la o anumită presiune a apei. Pentru a determina permeabilitatea apei, se folosesc diferite dispozitive pentru a crea presiunea dorită a apei unilaterale pe suprafața materialului. Metoda de determinare depinde de scopul și tipul materialului. Permeabilitatea apei depinde de densitatea și structura materialului. Cu cât sunt mai mulți pori în material și cu cât acești pori sunt mai mari, cu atât este mai mare permeabilitatea sa la apă.

Impermeabil(Engleză) etanșeitate la apă) - o caracteristică a unui material, măsurată în SI în metri sau pascali și care arată la ce valori ale presiunii hidrostatice acest material își pierde capacitatea de a nu absorbi sau trece apa prin el însuși.

Determinarea rezistenței la apă prin „punct umed”; pe baza măsurării presiunii maxime la care apa nu se infiltrează prin eșantion;

Determinarea rezistentei la apa prin coeficient de filtrare; pe baza determinării coeficientului de filtrare la presiune constantă din cantitatea măsurată de filtrat și timpul de filtrare;

Metodă accelerată de determinare a coeficientului de filtrare (filtrumetru);

Metodă accelerată de determinare a rezistenței la apă a betonului prin fluxul său de aer.

1. Rezistența la îngheț a materialelor de construcție. Metode de definire. Modele cu cerințe crescute de rezistență la îngheț.

Rezistenta la inghet- proprietatea unui material saturat cu apă de a rezista la îngheț și dezgheț alternat multiple fără semne de distrugere și o scădere semnificativă a rezistenței.

Distrugerea materialului are loc numai după înghețare și decongelare alternativă repetate.

Materialele sunt testate pentru rezistența la îngheț prin metoda alternativă de înghețare și decongelare a probelor. Temperatura de îngheț trebuie să fie (-20 ± 2) °C. Dezghețarea trebuie efectuată în apă la o temperatură de 15 - 20 °C. Pentru a determina rezistența la îngheț, se folosesc de obicei unități frigorifice cu amoniac.

Cuburile de probă sau cilindrii cu dimensiunile de cel puțin 5 cm (pentru materiale omogene 3 și neomogene 5 bucăți) se marchează și se verifică cu lupă și ac de oțel pentru fisuri, deteriorare etc. pe suprafața lor. Probele sunt saturate cu apă până la greutate constantă și cântărite, apoi introduse la frigider și păstrate la (-20 2)°C timp de 4 ore. După acest timp, se scot din frigider și se lasă să se dezghețe într-o baie de apă la temperatura camerei timp de 4 ore. După dezghețare, probele sunt inspectate pentru deteriorări. Dacă apar fisuri sau spărturi, testul este încheiat. Dacă nu se observă defecte, testul se continuă prin plasarea probelor înapoi în frigider timp de 4 ore.

Probele sunt supuse înghețului, decongelarii și inspecției secvențiale de câte ori este prevăzut de documentul de reglementare pentru materialul testat.

După încheierea testului, probele sunt șters cu o cârpă umedă și cântărite. Pierderea în greutate se calculează cu formula, %:

, (10)

unde m este masa probei uscate înainte de testare, g;

m 1 - la fel, după test, g.

Materialul se considera ca a trecut testul daca, dupa numarul de cicluri de congelare si decongelare stabilit prin documentul normativ, nu prezinta semne vizibile de distrugere si pierde nu mai mult de 5% din masa. Această metodă necesită echipamente speciale și mult timp. Dacă este necesar să se evalueze rapid rezistența la îngheț a unui material, se utilizează o metodă accelerată folosind o soluție de sulfat de sodiu.

metoda accelerata

Probele preparate sunt uscate la greutate constantă, cântărite, etichetate și scufundate într-o soluție saturată de sulfat de sodiu la temperatura camerei timp de 20 de ore. Apoi se pun timp de 4 ore într-un cuptor în care se menține temperatura la 115 °C. După aceea, probele sunt răcite la temperatura normală, din nou scufundate într-o soluție de sulfat de sodiu timp de 4 ore și introduse din nou într-un cuptor timp de 4 ore. O astfel de păstrare alternativă a probelor într-o soluție de sulfat de sodiu și uscare se repetă de 3, 5, 10 și 15 ori, ceea ce corespunde la 15, 25, 50 - 100 și 150 - 300 de cicluri de congelare și decongelare. Această metodă se bazează pe faptul că o soluție saturată de sulfat de potasiu, care pătrunde în porii materialului în timpul uscării, devine suprasaturată și cristalizează, crescând în volum. În acest caz, apar tensiuni mult mai mari decât tensiunile cauzate de înghețul apei. Prin urmare, 1 ciclu de teste accelerate este echivalent cu 5 - 20 de cicluri de teste convenționale

SAU O ALTA VARIANTA:

Materialul este considerat rezistent la îngheț dacă, după stabilirea numărului de cicluri de îngheț și dezgheț într-o stare saturată cu apă, rezistența sa a scăzut cu cel mult 15-25%, iar pierderea în greutate ca urmare a ciobirii nu a depășit 5. %. Rezistența la îngheț se caracterizează prin numărul de cicluri de înghețare alternativă la -15, -17°C și dezghețare la o temperatură de 20°C. Numărul de cicluri (marca) pe care materialul trebuie să le suporte depinde de condițiile viitoarei sale servicii în structură și de condițiile climatice. În funcție de numărul de cicluri de rezistență la îngheț și dezgheț alternativ (gradul de rezistență la îngheț), materialele sunt împărțite în clasele Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 și mai mult. În condiții de laborator, congelarea se efectuează în frigidere. Unul sau două cicluri de congelare la frigider dau un efect apropiat de 3-5 ani de acțiune atmosferică.

Atunci când alegeți o marcă de material pentru rezistența la îngheț, se ia în considerare tipul structurii clădirii, condițiile de funcționare ale acesteia și clima din zona de construcție. Condițiile climatice se caracterizează prin temperatura medie lunară a lunii cele mai reci și numărul de cicluri de răcire și încălzire alternativă conform observațiilor meteorologice pe termen lung. Stabilitatea la îngheț a betonului ușor, cărămizii, pietrelor ceramice pentru pereții exteriori ai clădirilor este de obicei în intervalul 15-35, betonul pentru construcția de poduri și drumuri - 50-200, pentru structuri hidraulice - până la 500 de cicluri. Durabilitatea clădirii depinde de rezistența la îngheț. materiale în structuri expuse la atm. factori și apă.

Modele cu rezistență crescută la îngheț: structuri hidraulice (piloți, poduri). Piscina deschisa, alimentare cu apa deschisa, canalizare,

Materialele destinate construcției structurilor portante trebuie să aibă o anumită marjă de durabilitate. În general, durabilitatea este o proprietate a designului, nu a materialului. Dar pentru materiale, există și criterii de evaluare a aplicabilității pentru construcția de clădiri critice cu o durată de viață estimată îndelungată.

Pentru a determina durabilitatea structurilor metalice, se utilizează conceptul de rezistență la coroziune. Pentru metale sunt prevăzute metode de protecție împotriva coroziunii: acoperiri, aliere, straturi de protecție din beton în jurul barelor de armare. Pentru polimeri, rezistența la depolimerizare și fragilizare este uneori standardizată. Cu toate acestea, polimerii nu sunt utilizați aproape niciodată ca elemente ale structurilor portante, astfel încât durabilitatea lor are un efect redus asupra funcționării în siguranță. Pentru structurile din piatră, gradul de rezistență la îngheț al materialului stratului exterior de zidărie este utilizat ca criteriu de durabilitate.

Principalul mecanism al îmbătrânirii pietrei este epuizarea resursei de rezistență la îngheț de către straturile exterioare de zidărie expuse ploii și înghețului. Rezistența la îngheț a materialului exterior de 12 cm a zidăriei cu un singur strat sau rezistența la îngheț a stratului exterior al unui perete stratificat, precum și rezistența la îngheț a materialului din partea superioară a fundațiilor de piatră - pentru se normalizează întreaga grosime a zidăriei (cerințele sunt stabilite în SP 15.13330.2012 „Constructii din piatră și zidărie armată”).

Dacă structura de piatră este proiectată corect - ținând cont de inadmisibilitatea acumulării de umiditate în grosimea peretelui în timpul perioadei de încălzire - atunci rezistența la îngheț a straturilor care nu sunt expuse direct precipitațiilor devine un factor neimportant.

Rezistența la îngheț este standardizată prin gradul de rezistență la îngheț. Pentru pereții clădirilor rezidențiale și de birouri cu o durată de viață estimată de 100 de ani sau mai mult, rezistența la îngheț a pietrei trebuie să fie de cel puțin gradul F35. Pentru clădirile care sunt construite pe coasta Oceanului Arctic - nu mai mici de F50. Pentru suprafețele din piatră subțire, cerințele sunt mai stricte - F75.

Ce este un grad de rezistență la îngheț? Acesta este numărul de cicluri de laborator de înghețare a unui material saturat cu apă la o temperatură de -18 ° C, urmată de decongelare fără uscare, timp în care nu există nicio scădere a proprietăților de performanță ale materialului. Criteriile de verificare a calității materialelor congelate ciclic sunt diferite. Pentru beton, se verifică pierderea de rezistență (nu trebuie să fie mai mare de 15%). Aspectul cărămizii este verificat pentru conservare.

Pentru a evalua aplicabilitatea materialelor și durabilitatea structurilor acestora, trebuie să se înțeleagă că valoarea numerică a gradului nu este în niciun fel legată de numărul așteptat de ani de funcționare fără probleme. Doar că în prima jumătate a secolului al XX-lea, când se dezvoltau metode de evaluare a aplicabilității pietrelor pentru așezarea structurilor critice, s-a determinat empiric că pietrele care prezintă 35 de cicluri în laborator, în condiții naturale ale părții europene a Rusia, oferă mai mult de o sută de ani de proprietăți neschimbate ale pereților exteriori.

De exemplu, să luăm clădirile care ne sunt familiare din dezvoltarea în masă a Leningradului: case din cărămidă cu 12 etaje, cu pereți din 2 cărămizi fante, construite în anii 1970, construite din cărămidă cu rezistență la îngheț în cea mai mare parte F25–35; panou din beton celular "ships" seria 600.11 - de la marca beton gazos F25. Atât acestea, cât și altele sunt operate timp de o jumătate de secol fără semne de distrugere. Resursa lor este departe de a fi epuizată.

Concluzie: aproape toate materialele de piatră de pe piață au astăzi suficientă rezistență la îngheț pentru a construi case care să reziste mai mult de o generație de locuitori. Este important să se asigure buna funcționare a acestora: scurgere de pe pervazuri și parapete, finisaj exterior care nu blochează umezeala în grosimea peretelui, condiții normale de umiditate în încăperile închise cu pereți de piatră sau barieră de vapori pe suprafața interioară a acestora.

8 februarie 2011

Rezistența la îngheț este înțeleasă ca abilitatea unui material saturat cu apă de a rezista la înghețurile și dezghețurile repetate fără semne de distrugere, adică fără crăpare, ciobire, delaminare și fără pierderi semnificative de rezistență și greutate.

Apa din porii materialului, transformându-se în gheață, crește în volum cu aproximativ 10%. În acest caz, în material apar tensiuni interne mari, care îl distrug treptat. Prin urmare, este necesar să se facă suprafețele exterioare ale pereților și acoperișurilor din materiale rezistente la îngheț.

Materialele rezistente la îngheț sunt dense sau cu absorbție scăzută de apă (până la 0,5%).

Rezistența la îngheț a materialelor depinde nu numai de absorbția apei, ci și de coeficientul de înmuiere. Materialele cu un coeficient de înmuiere sub 0,7 sunt practic rezistente la îngheț.

Pentru a determina rezistența la îngheț, materialul este înghețat la o temperatură- 15 ° C, apoi scufundat în apă la temperatura camerei pentru a se dezgheța. Numărul de cicluri de înghețare și dezghețare alternativă a materialului, cu condiția ca rezistența sa ca urmare a acesteia să scadă cu cel mult 30% și să caracterizeze rezistența la îngheț a materialului.

„Știința materialelor pentru tencuieli,
gresie, mozaicisti,
A.V. Aleksandrovski

În construcții, conceptul de vâscozitate este utilizat numai în raport cu materialele care sunt în stare lichidă. Vâscozitatea este proprietatea lichidelor de a rezista atunci când o parte a acestora se mișcă în raport cu alta. Vâscozitatea oricărui lichid depinde de temperatura și presiunea acestuia. Odată cu scăderea temperaturii, crește brusc, precum și cu o creștere a presiunii până la câteva sute de atmosfere. Vâscozitate acceptată...

Conductivitatea termică este capacitatea unui material de a transfera căldură de la o suprafață la alta. Valoarea conductibilității termice este luată în considerare la selectarea materialelor pentru anvelopele clădirii - pereții exteriori, etajele superioare ale clădirilor rezidențiale. În spațiile rezidențiale cu pereți exteriori din materiale termoconductoare, iarna va fi frig, iar pereții se vor îngheța, se vor umezi și finisajul (tencuială, vopsea) se va prăbuși. Pentru a evita acest lucru, pereții...

Capacitatea termică este proprietatea unui material de a absorbi o anumită cantitate de căldură atunci când este încălzit și de a o elibera când este răcit. Capacitatea termică se caracterizează prin coeficientul capacității termice (notat cu litera latină c), care este egal cu cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 kg de material cu 1 °C. Tabelul prezintă valorile coeficienților capacității termice pentru unele materiale. Coeficientul capacității termice a unor materiale Denumirea materialului Coeficientul capacității termice în kcal...

Conductivitatea sunetului este proprietatea unui material de a transmite sunetul. Pentru a izola spațiile de zgomot, este important ca structurile clădirii să aibă o conductivitate sonoră scăzută. Pereții sunt tencuiți, în special, pentru a le reduce transmisia sunetului. Există două tipuri de zgomot transmis de pereți și tavane: șoc și aer. Zgomotul de impact este bine absorbit de materialele poroase pentru a atenua zgomotul din aer (de la radiouri, vorbire puternică)...

Rezistența este capacitatea unui material de a rezista la rupere sub influența tensiunilor interne rezultate din acțiunea sarcinilor externe sau a altor factori. Influențele externe la care sunt expuse materialele de construcție pot provoca în ele tensiuni de compresiune, tracțiune, încovoiere, forfecare. Cel mai adesea, materialele de construcție lucrează în compresie sau îndoire. Rezistența materialelor de construcție la compresiune, tensiune etc. este caracterizată de o limită ...

Rezistența la îngheț și factorii ei determinanți.

Rezistenta la inghet- aceasta este capacitatea unui material în stare saturată de apă de a rezista la îngheț și dezgheț alternant repetat. Rezistența la îngheț a unui material depinde de structura acestuia, de gradul de umplere a porilor cu apă, de forma și dimensiunea porilor, de prezența aerului prins în pori după saturația cu apă, de compoziția ionică, de temperatură etc. Rezistența la îngheț a materialului este determinată de numărul de cicluri de îngheț (-18 (-\+2)) și dezgheț în apă (+20 (-\+2)), după care probele reduc rezistența cu cel mult 5% sau greutate cu cel mult 5% /

Rezistența la îngheț - proprietatea unui material saturat cu apă de a rezista la îngheț și dezgheț alternativ. Rezistența la îngheț a materialului este cuantificată de marca de rezistență la îngheț. Pentru marca de material în ceea ce privește rezistența la îngheț, se ia cel mai mare număr de cicluri de îngheț și dezgheț alternativ, pe care probele de material le pot rezista fără a reduce rezistența la compresiune cu mai mult de 15%; după testare, probele nu trebuie să aibă daune vizibile - fisuri, ciobiri (pierderea de masă nu este mai mare de 5%). Durabilitatea materialelor de construcție în structurile expuse factorilor atmosferici și apei depinde de rezistența la îngheț.

Gradul de rezistență la îngheț este stabilit de proiect, ținând cont de tipul structurii, condițiile de funcționare și climatul acesteia. Condițiile climatice se caracterizează prin temperatura medie lunară a lunii cele mai reci și numărul de cicluri de îngheț și dezgheț alternativ conform observațiilor meteorologice pe termen lung.

Betonul ușor, cărămizile, pietrele ceramice pentru pereții exteriori au, de obicei, o rezistență la îngheț de 15, 25, 35. Cu toate acestea, betonul utilizat în construcția de poduri și drumuri trebuie să aibă nota 50, 100 și 200, iar betonul hidraulic - până la 500.

Expunerea betonului la îngheț și dezgheț alternativ este similară cu expunerea repetată la sarcini de tracțiune repetate, cauzând oboseala materialului.

Testul de rezistență la îngheț a materialului în laborator se efectuează pe mostre de forma și dimensiunea stabilite (cuburi de beton, cărămizi etc.). înainte de testare, probele sunt saturate cu apă. După aceea, se congelează la frigider de la -15 la -20C, astfel încât apa să înghețe în pori fini. Probele scoase din frigider sunt dezghețate în apă la o temperatură de 15-20C, ceea ce asigură starea de saturată în apă a probelor.

Pentru a evalua rezistența la îngheț a materialului, se folosesc metode de control fizic și, mai ales, metoda ultrasonică pulsată. Poate fi utilizat pentru a urmări modificarea rezistenței sau a modulului de elasticitate al betonului în timpul înghețului ciclic și a determina marca betonului prin rezistența la îngheț în cicluri de îngheț și dezgheț, al căror număr corespunde scăderii admisibile a rezistenței sau modulului de elasticitate.

Rezistența și rezistența la deformare depind de saturația cu apă a betonului. De asemenea, acești parametri sunt afectați de efectele temperaturii aerului și de diferențele sale. Dacă betonul are un conținut excesiv de apă, atunci la temperaturi scăzute se cristalizează. Gheața nu are încotro, rezultând o presiune internă excesivă.
Conduce la solicitarea maximă de tracțiune în pereții porilor. Astfel de modificări contribuie la scăderea rezistenței betonului. După dezghețarea gheții formate în pori, aceasta va duce la o scădere a rezistenței betonului numai în cazurile de conținut excesiv de apă.
O scădere a rezistenței betonului poate apărea și atunci când apa este distribuită neuniform în pori în timpul fabricării sau când vaporii de apă formați în acesta îngheață. Odată cu creșterea saturației cu apă a betonului, rezistența probelor răcite până la 400 și până la 600 crește mai întâi la o anumită valoare, apoi scade semnificativ. Valoarea maximă a rezistenței betonului este o funcție de gradul de scădere a temperaturii și cantitatea de apă conținută în pori. Rețineți că după dezghețare, rezistența betonului scade. De asemenea, merită subliniat faptul că expunerea prelungită la temperaturi scăzute (chiar și cu fluctuațiile acestora) duce la o pierdere treptată a rezistenței betonului. Se știe că dacă betonul are mai puțină umiditate și o rezistență mai mare înainte de îngheț, atunci cu expunerea prelungită la temperaturi scăzute în timpul iernii, rezistența betonului este mult mai mare. Posibilitatea de saturare cu apă a betonului depinde de structura acestuia, mai precis, de sistemul de capilare formate în spațiul pietrei de ciment. Este posibilă îmbunătățirea structurii betonului prin reducerea porozității betonului și formarea unui sistem închis de pori. Experimentele au arătat că microfisurile care au apărut sub preîncărcare, în timpul ciclului de dezgheț și îngheț, accelerează semnificativ distrugerea betonului.
Betonul de înaltă rezistență este realizat după o anumită tehnologie și are o structură mai uniformă, datorită căreia are rezistență crescută la îngheț. Reducerea permeabilității la apă a unui astfel de beton se realizează prin reducerea porozității. La amestecul de beton se adaugă aditivi organici care formează structura sub formă de rășină, care sunt neutralizați de SNV care antrenează aer. Datorită utilizării GKZH-94, aerul este atras în amestecul de beton și se formează pori închisi cu diametru foarte mic.
Formarea artificială a unor astfel de pori crește semnificativ rezistența betonului în timpul dezghețării și înghețării repetate. Utilizarea aditivilor crește permeabilitatea apei și rezistența la îngheț, dar reduce rezistența betonului. Betonul cu adaos de START și GKZH-94 este utilizat în condiții climatice dure. Un astfel de beton are o rezistență crescută și rezistență la îngheț.