Kakšna je odpornost gradbenih materialov proti zmrzali. Metoda za določanje odpornosti proti zmrzovanju gradbenih materialov

Vodoodpornost- sposobnost materiala, da ohrani svojo trdnost, ko je nasičen z vodo: Ocenjuje se s koeficientom mehčanja K SIZE, ki je enak razmerju mejne tlačne trdnosti materiala v stanju nasičenosti z vodo R v MPa, do Končna trdnost suhega materiala R suh, MPa:

Vodoodpornost običajno ocenjujemo kvantitativno z maso vode (v %), ki jo absorbira vzorec (s tako imenovano vodno absorpcijo), ali z relativno težo. sprememba s.l. indikatorjev (najpogosteje linearne mere, električne ali mehanske lastnosti) po določenem času bivanja v vodi. Vodoodpornost je praviloma označena s koeficientom. mehčanje Kp (razmerje med natezno, tlačno ali upogibno trdnostjo z vodo nasičenega materiala in njegovo ustrezno vrednostjo v suhem stanju). Materiali, ki imajo Kp večji od 0,8, se štejejo za vodoodporne. Sem spadajo na primer številne kovine, sintrana keramika in steklo.

Vodoprepustnost- sposobnost materiala, da prepušča vodo pod pritiskom. Karakteristika vodoprepustnosti je količina vode, ki preteče skozi 1 m2 površine materiala v 1 s pri določenem vodnem tlaku. Za določitev vodoprepustnosti se uporabljajo različne naprave za ustvarjanje potrebnega enostranskega pritiska vode na površino materiala. Metoda določanja je odvisna od namena in vrste materiala. Vodoprepustnost je odvisna od gostote in strukture materiala. Več por kot je v materialu in večje kot so te pore, večja je njegova vodoprepustnost.

Vodoodporen(Angleščina) Vodotesnost) - značilnost materiala, merjena v metrih SI ali paskalih in prikazuje, pri katerih vrednostih hidrostatičnega tlaka ta material izgubi sposobnost, da ne absorbira ali prepušča vode skozi sebe.

Določitev vodoodpornosti z "mokro točko" na podlagi merjenja največjega tlaka, pri katerem voda ne pušča skozi vzorec;

Določitev vodoodpornosti s filtracijskim koeficientom; temelji na določanju koeficienta filtracije pri konstantnem tlaku iz izmerjene količine filtrata in časa filtracije;

Pospešena metoda za določanje koeficienta filtracije (filtratometer);

Pospešena metoda za določanje vodoodpornosti betona z njegovim zračnim uporom.

1. Odpornost gradbenih materialov proti zmrzali. Metode določanja. Zasnove s povečanimi zahtevami glede odpornosti proti zmrzali.

Odpornost proti zmrzali- lastnost materiala, nasičenega z vodo, da prenese ponavljajoče se izmenično zamrzovanje in odmrzovanje brez znakov uničenja in znatnega zmanjšanja trdnosti.

Do uničenja materiala pride šele po večkratnem izmeničnem zamrzovanju in odmrzovanju.

Testiranje materialov za odpornost proti zmrzali se izvaja z metodo izmeničnega zamrzovanja in odmrzovanja vzorcev. Temperatura zmrzovanja naj bo (-20 ± 2) °C. Odtaljevanje poteka v vodi s temperaturo 15 – 20 °C. Za določitev odpornosti proti zmrzovanju se običajno uporabljajo hladilne enote z amoniakom.

Vzorčne kocke ali valje z dimenzijami najmanj 5 cm (za homogene materiale 3 in heterogene materiale 5 kosov) označimo in s povečevalnim steklom in jekleno iglo preverimo, ali so na njihovi površini razpoke, poškodbe ipd. Vzorci se nasičijo z vodo do konstantne teže in stehtajo, nato se postavijo v hladilnik in tam hranijo pri (-20 2) °C 4 ure. Po tem času jih vzamemo iz hladilnika in postavimo v kopel z vodo pri sobni temperaturi za 4 ure, da se odtalijo. Po odtajanju vzorce pregledamo glede poškodb. Če se pojavijo razpoke ali razpoke, se preskus ustavi. Če ni opaziti nobenih napak, se preskus nadaljuje tako, da se vzorci ponovno za 4 ure postavijo v hladilnik.

Vzorce zaporedoma zamrznemo, odmrznemo in pregledamo tolikokrat, kot je predpisano z regulativnim dokumentom za preskušani material.

Po testiranju vzorce obrišemo z vlažno krpo in stehtamo. Izguba teže se izračuna po formuli, %:

, (10)

kjer je m masa vzorca, posušenega pred preskušanjem, g;

m 1 – enako, po preizkusu g.

Šteje se, da je material opravil preskus, če po številu ciklov zamrzovanja in odmrzovanja, določenega z regulativnim dokumentom, nima vidnih znakov uničenja in ne izgubi več kot 5% svoje mase. Ta metoda zahteva posebno opremo in veliko časa. Če je treba hitro oceniti odpornost materiala proti zmrzali, se uporabi pospešena metoda z uporabo raztopine natrijevega sulfata.

Pospešena metoda

Pripravljene vzorce posušimo do konstantne teže, stehtamo, označimo in za 20 ur potopimo v nasičeno raztopino natrijevega sulfata pri sobni temperaturi. Nato jih za 4 ure postavimo v sušilno omaro, v kateri vzdržujemo temperaturo 115 °C. Po tem se vzorci ohladijo na normalno temperaturo, ponovno potopijo v raztopino natrijevega sulfata za 4 ure in ponovno postavijo v sušilno omaro za 4 ure. To izmenično hranjenje vzorcev v raztopini natrijevega sulfata in sušenje se ponovi 3, 5, 10 in 15-krat, kar ustreza 15, 25, 50 - 100 in 150 - 300 ciklom zamrzovanja in odmrzovanja. Ta metoda temelji na dejstvu, da nasičena raztopina kalijevega sulfata, ki po sušenju prodre v pore materiala, postane prenasičena in kristalizira ter se povečuje v volumnu. V tem primeru nastanejo napetosti, ki znatno presegajo napetosti, ki jih povzroča zmrzovanje vode. Zato je 1 cikel pospešenih testov enakovreden 5–20 ciklom običajnih testov.

ALI ŠE VARIANTNA:

Material se šteje za odpornega proti zmrzali, če se po določitvi števila ciklov zamrzovanja in odmrzovanja v stanju nasičenosti z vodo njegova trdnost zmanjša za največ 15-25%, izguba teže zaradi drobljenja pa ne presega 5%. Za odpornost proti zmrzali je značilno število ciklov izmeničnega zmrzovanja pri -15, -17 °C in odmrzovanja pri temperaturi 20 °C. Število ciklov (razred), ki jih mora prestati material, je odvisno od pogojev njegove prihodnje uporabe v konstrukciji in od podnebnih razmer. Glede na število ciklov izmeničnega zmrzovanja in odmrzovanja, ki jih lahko prenese (stopnja odpornosti proti zmrzovanju), materiale delimo na stopnje Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 in več. V laboratorijskih pogojih se zamrzovanje izvaja v hladilnih komorah. En ali dva cikla zamrzovanja v hladilni komori dajeta učinek, ki je blizu 3-5 let delovanja atmosfere.

Pri izbiri razreda materiala glede na odpornost proti zmrzovanju se upoštevajo vrsta gradbene konstrukcije, njeni pogoji delovanja in podnebje na območju gradnje. Za podnebne razmere je značilna povprečna mesečna temperatura najhladnejšega meseca in število ciklov izmeničnega ohlajanja in segrevanja glede na dolgoletna meteorološka opazovanja. Stopnja zmrzovanja lahkega betona, opeke, keramičnih kamnov za zunanje stene stavb je običajno v območju 15-35, za beton za gradnjo mostov in cest - 50-200, za hidravlične konstrukcije - do 500 ciklov. Trajnost stavbe je odvisna od odpornosti proti zmrzali. materialov v konstrukcijah, izpostavljenih atm. dejavniki in voda.

Zasnove s povečanimi zahtevami glede odpornosti proti zmrzovanju: hidravlične konstrukcije (piloti, mostovi). Zunanji bazen, zunanji vodovod, kanalizacijski objekti,

Materiali, namenjeni za izdelavo nosilnih konstrukcij, morajo imeti nekaj meje trajnosti. Na splošno je vzdržljivost lastnost dizajna, ne materiala. Za materiale pa obstajajo tudi merila za oceno njihove uporabnosti za gradnjo kritičnih zgradb z dolgo projektno življenjsko dobo.

Za določitev trajnosti kovinskih konstrukcij se uporablja koncept odpornosti proti koroziji. Za kovine so predvidene metode zaščite pred korozijo: premazi, legiranje, zaščitne plasti betona okoli armaturnih palic. Za polimere je včasih standardizirana odpornost proti depolimerizaciji in krhkosti. Vendar se polimeri skoraj nikoli ne uporabljajo kot elementi nosilnih konstrukcij, zato njihova vzdržljivost malo vpliva na varno delovanje. Pri kamnitih konstrukcijah se kot merilo trajnosti uporablja stopnja odpornosti proti zmrzovanju materiala zunanje plasti zidu.

Glavni mehanizem staranja kamna je izčrpanje vira odpornosti proti zmrzovanju zunanjih plasti zidu, izpostavljenih dežju in zmrzali. Normalizirana je odpornost proti zmrzovanju materiala zunanjih 12 cm enoslojnega zidu ali odpornost proti zmrzovanju zunanjega sloja večplastne stene, kot tudi odpornost proti zmrzovanju materiala zgornjega dela kamnitih temeljev - za celotna debelina zidu (zahteve so določene v SP 15.13330.2012 "Kamnite in armirane zidane konstrukcije").

Če je kamnita konstrukcija pravilno zasnovana - ob upoštevanju nedopustnosti kopičenja vlage v debelini stene med kurilno sezono - potem odpornost proti zmrzovanju plasti, ki niso neposredno izpostavljene padavinam, postane nepomemben dejavnik.

Odpornost proti zmrzovanju je standardizirana s stopnjo odpornosti proti zmrzovanju. Za stene stanovanjskih in poslovnih stavb z načrtovano življenjsko dobo 100 let ali več mora biti odpornost kamna proti zmrzali najmanj F35. Za stavbe, ki se gradijo na obali Arktičnega oceana - ne nižje od F50. Za tanke kamnite obloge so zahteve strožje - F75.

Kakšna je stopnja odpornosti proti zmrzovanju? To je število laboratorijskih ciklov zamrzovanja z vodo nasičenega materiala na temperaturo –18 °C, ki mu sledi odmrzovanje brez sušenja, med katerim ni zmanjšanja lastnosti materiala. Kriteriji za nadzor kakovosti ciklično zamrznjenih materialov so različni. Za beton se preveri izguba trdnosti (ne sme biti večja od 15%). Opeka je preverjena, da ohrani svoj videz.

Za oceno uporabnosti materialov in trajnosti konstrukcij iz njih je treba razumeti, da številčna vrednost ocene nikakor ni povezana s pričakovanim številom let brezhibnega delovanja. Le da so v prvi polovici dvajsetega stoletja, ko so razvijali metode za ocenjevanje uporabnosti kamnov za polaganje kritičnih objektov, eksperimentalno ugotovili, da so kamni, ki v laboratoriju pokažejo 35 ciklov, v naravnih razmerah v evropskem delu Rusije. , zagotavljajo več kot sto let nespremenjene lastnosti zunanjih sten.

Za primer vzemimo zgradbe, ki so nam znane iz množičnega razvoja Leningrada: opečne 12-nadstropne pikčaste hiše s stenami iz 2 opek z režami, zgrajene v sedemdesetih letih 20. stoletja, zgrajene iz opeke z odpornostjo proti zmrzali večinoma F25–35; "ladje" iz gaziranega betona serije 600.11 - iz gaziranega betona F25. Oba sta bila v uporabi pol stoletja brez znakov uničenja. Njihov vir še zdaleč ni izčrpan.

Zaključek: skoraj vsi kamniti materiali, predstavljeni na sodobnem trgu, imajo zadostno odpornost proti zmrzali za gradnjo hiš, ki bodo trajale več kot eno generacijo stanovalcev. Pomembno je zagotoviti njihovo pravilno delovanje: odvodnjavanje z okenskih polic in parapetov, zunanjo obdelavo, ki ne zadržuje vlage v debelini zidu, normalne pogoje vlažnosti v prostorih, ki so obdani s kamnitimi zidovi ali parno zaporo na njihovi notranji površini.

8. februar 2011

Odpornost proti zmrzovanju se razume kot sposobnost materiala, nasičenega z vodo, da prenese ponavljajoče se izmenično zamrzovanje in odmrzovanje brez znakov uničenja, to je brez razpok, drobljenja, razslojevanja in brez znatne izgube trdnosti in teže.

Voda v porah materiala, ki se spremeni v led, poveča prostornino za približno 10%. V tem primeru se v materialu pojavijo velike notranje napetosti, ki ga postopoma uničijo. Zato je treba zunanje površine sten in streh izdelati iz materialov, odpornih proti zmrzali.

Materiali, odporni proti zmrzali, so gosti ali z nizko absorpcijo vode (do 0,5%).

Odpornost materialov proti zmrzovanju ni odvisna samo od vpojnosti vode, ampak tudi od koeficienta mehčanja. Materiali s koeficientom mehčanja pod 0,7 so praktično odporni proti zmrzali.

Za določitev odpornosti proti zmrzovanju se material zamrzne na temperaturo- 15 °C in nato potopite v vodo pri sobni temperaturi, da se odtaja. Število ciklov izmeničnega zamrzovanja in odmrzovanja materiala, pod pogojem, da se njegova trdnost zaradi tega zmanjša za največ 30%, označuje odpornost proti zmrzovanju materiala.

"Materiali za štukaterje,
keramičarji, mozaičarji",
A.V.Aleksandrovskega

V gradbeništvu se koncept viskoznosti uporablja samo v zvezi z materiali v tekočem stanju. Viskoznost je lastnost tekočin, da se upirajo gibanju enega dela glede na drugega. Viskoznost katere koli tekočine je odvisna od njene temperature in tlaka. Ko se temperatura zniža, se močno poveča, pa tudi, ko se tlak poveča na nekaj sto atmosfer. Viskoznost sprejeta ...

Toplotna prevodnost je sposobnost materiala, da prenaša toploto z ene površine na drugo. Vrednost toplotne prevodnosti se upošteva pri izbiri materialov za ograjene konstrukcije - zunanje stene, zgornja nadstropja stanovanjskih stavb. V stanovanjskih prostorih z zunanjimi stenami iz toplotno prevodnih materialov bo pozimi mrzlo, stene bodo zmrznile, se namočile, zaključna obdelava (omet, barva) bo uničena. Da bi se temu izognili, stene...

Toplotna kapaciteta je lastnost materiala, da pri segrevanju sprejme določeno količino toplote in jo pri ohlajanju sprosti. Toplotno kapaciteto označuje koeficient toplotne kapacitete (označen z latinsko črko c), ki je enak količini toplote, potrebne za segrevanje 1 kg materiala za 1 °C. Tabela prikazuje vrednosti koeficientov toplotne kapacitete za nekatere materiale. Koeficient toplotne kapacitete nekaterih materialov Ime materiala Koeficient toplotne kapacitete v kcal...

Zvočna prevodnost je lastnost materiala, da prenaša zvok. Za izolacijo prostorov pred hrupom je pomembno, da imajo gradbene konstrukcije nizko zvočno prevodnost. Stene so ometane predvsem zaradi zmanjšanja njihove zvočne prevodnosti. Obstajata dve vrsti hrupa, ki ga prenašata stene in stropi: udarec in hrup po zraku. Porozni materiali dobro absorbirajo udarni hrup, da dušijo hrup v zraku (radia, glasnega govora)…

Trdnost je sposobnost materiala, da se upre uničenju pod vplivom notranjih napetosti, ki so posledica zunanjih obremenitev ali drugih dejavnikov. Zunanji vplivi, ki so jim izpostavljeni gradbeni materiali, lahko povzročijo tlačne, natezne, upogibne in strižne napetosti. Najpogosteje gradbeni materiali delujejo na stiskanje ali upogibanje. Trdnost gradbenih materialov pri stiskanju, napetosti itd. je označena z mejo...

Odpornost proti zmrzali in njeni odločilni dejavniki.

Odpornost proti zmrzali- to je sposobnost materiala v stanju nasičenosti z vodo, da prenese ponavljajoče se izmenično zamrzovanje in odmrzovanje. Odpornost proti zmrzovanju materiala je odvisna od njegove strukture, stopnje napolnjenosti por z vodo, oblike in velikosti por, prisotnosti ujetega zraka v porah po nasičenju z vodo, ionske sestave, temperature itd. Odpornost proti zmrzovanju materiala je določena s številom ciklov zmrzovanja (-18(-\+2)) in odmrzovanja v vodi (+20(-\+2)), po katerih vzorci zmanjšajo trdnost za največ 5% ali teže za največ 5%./

Odpornost proti zmrzali je sposobnost materiala, nasičenega z vodo, da prenese izmenično zmrzovanje in odmrzovanje. Odpornost materiala proti zmrzovanju je kvantificirana z znamko odpornosti proti zmrzovanju. Stopnja odpornosti proti zmrzovanju materiala je največje število ciklov izmeničnega zmrzovanja in odmrzovanja, ki jih lahko zdržijo vzorci materiala, ne da bi zmanjšali tlačno trdnost za več kot 15 %; Po preskušanju vzorci ne smejo imeti vidnih poškodb - razpok, drobljenja (izguba mase ne več kot 5%). Trajnost gradbenih materialov v konstrukcijah, izpostavljenih atmosferskim dejavnikom in vodi, je odvisna od odpornosti proti zmrzovanju.

Stopnja odpornosti proti zmrzovanju je določena s projektom ob upoštevanju vrste konstrukcije, njenih delovnih pogojev in podnebja. Za podnebne razmere je značilna povprečna mesečna temperatura najhladnejšega meseca in število ciklov izmeničnega zmrzovanja in odmrzovanja glede na dolgoletna meteorološka opazovanja.

Lahki beton, opeka, keramični kamni za zunanje stene imajo običajno odpornost proti zmrzovanju 15, 25, 35. Vendar pa mora imeti beton, ki se uporablja pri gradnji mostov in cest, razred 50, 100 in 200, hidravlični beton pa do 500.

Izpostavljanje betona izmeničnemu zmrzovanju in odmrzovanju je podobno ponavljajoči se izpostavljenosti ponavljajočim se nateznim obremenitvam, ki povzročajo utrujenost materiala.

Testiranje odpornosti proti zmrzovanju materiala v laboratoriju se izvaja na vzorcih ugotovljene oblike in velikosti (betonske kocke, opeka itd.). Pred testiranjem vzorce nasičimo z vodo. Nato jih zamrznemo v hladilniku od -15 do -20C, da voda zmrzne v tankih porah. Vzorci, vzeti iz hladilne komore, se odtajajo v vodi pri temperaturi 15-20C, kar zagotavlja vodno nasičeno stanje vzorcev.

Za oceno odpornosti materiala proti zmrzovanju se uporabljajo metode fizičnega nadzora in predvsem pulzna ultrazvočna metoda. Z njegovo pomočjo lahko spremljate spremembo trdnosti ali modula elastičnosti betona med cikličnim zmrzovanjem in določite razred betona na podlagi njegove odpornosti proti zmrzovanju v ciklih zmrzovanja in odmrzovanja, katerih število ustreza dovoljenemu zmanjšanju trdnosti ali elastičnosti. modul.

Njegova trdnost in odpornost proti deformacijam sta odvisni od nasičenosti betona z vodo. Na te parametre vplivajo tudi vplivi temperature zraka in njenih sprememb. Če je v betonu preveč vode, bo ta pri nizkih temperaturah kristaliziral. Led nima kam iti, kar povzroča prevelik notranji pritisk.
To vodi do največje natezne napetosti v stenah por. Takšne spremembe prispevajo k zmanjšanju trdnosti betona. Po odtajanju nastalega ledu v porah bo to vodilo do zmanjšanja trdnosti betona le v primeru presežne vsebnosti vode.
Do zmanjšanja trdnosti betona lahko pride tudi, če je voda med proizvodnjo neenakomerno porazdeljena v porah ali ko v njem nastala vodna para zamrzne. Z naraščajočo nasičenostjo betona z vodo se trdnost ohlajenih vzorcev do 400 in do 600 najprej poveča na določeno vrednost, nato pa se znatno zmanjša. Največja trdnost betona je odvisna od stopnje znižanja temperature in količine vode v porah. Upoštevajte, da se po odtajanju trdnost betona zmanjša. Prav tako je treba poudariti, da dolgotrajna izpostavljenost nizkim temperaturam (tudi z njihovimi nihanji) vodi v postopno izgubo trdnosti betona. Znano je, da če ima beton manj vlage in večjo trdnost pred zmrzovanjem, potem je ob dolgotrajni izpostavljenosti nizkim temperaturam pozimi odpornost betona veliko večja. Možnost vodonasičenosti betona je odvisna od njegove strukture, natančneje od kapilarnega sistema, ki nastane v prostoru cementnega kamna. Strukturo betona lahko izboljšamo z zmanjšanjem poroznosti betona in oblikovanjem zaprtega sistema por. Eksperimenti so pokazali, da mikrorazpoke, ki so nastale med predobremenitvijo, v ciklu odmrzovanja in zmrzovanja, bistveno pospešijo uničenje betona.
Beton visoke trdnosti se proizvaja po določeni tehnologiji in ima bolj enakomerno strukturo, zaradi česar ima povečano odpornost proti zmrzovanju. Zmanjšanje vodoprepustnosti takega betona dosežemo z zmanjšanjem poroznosti. Betonski mešanici dodamo organske strukturotvorne dodatke v obliki smol, ki jih nevtraliziramo z aeroprivlačnim SNF. Zahvaljujoč uporabi GKZh-94 se zrak vleče v betonsko mešanico in nastanejo zaprte pore zelo majhnega premera.
Umetna tvorba takšnih por bistveno poveča trdnost betona med ponavljajočim se odmrzovanjem in zamrzovanjem. Uporaba aditivov poveča vodoprepustnost in odpornost proti zmrzali, vendar zmanjša trdnost betona. Betoni z dodatkom SNV in GKZh-94 se uporabljajo v težkih podnebnih razmerah. Tak beton ima povečano trdnost in odpornost proti zmrzali.