Atsparumas šalčiui – tai vandens prisotintos medžiagos gebėjimas išlaikyti fizines ir mechanines savybes pakaitomis užšaldant ir atšildant.

Statybinės medžiagos atsparumas šalčiui apibūdinamas atsparumo šalčiui laipsniu: kintamo betono mėginių užšalimo ir atšildymo ciklų skaičiumi, po kurio standartizuotose ribose išlaikomos pirminės fizinės ir mechaninės savybės: paprastai masės praradimas ir (arba) stiprumas.

Smulkintas akmuo Gauti mėginiai plaunami ir išdžiovinami iki pastovaus svorio. Tada kiekvienas šios frakcijos mėginys tolygiai supilamas į metalinį indą ir pripildomas 20±5 °C temperatūros vandeniu. 48 metais h nupilkite vandenį iš indo, įdėkite skaldą į šaldiklį ir pašildykite kameroje iki (-18±2) °C. Vieno užšaldymo ciklo trukmė šioje temperatūroje yra 4 h. Po to indas su skalda išimamas iš šaldiklio ir dedamas į 20 ± 5 °C temperatūros vandens vonią ir palaikomas tokioje temperatūroje tol, kol skalda visiškai atitirps, bet ne mažiau kaip 2 h. Tada bandymo ciklai kartojami.

Po 15, 25 ir kas 25 kintamo užšaldymo ir atšildymo ciklų skaldos mėginys išdžiovinamas iki pastovaus svorio, sijojamas per kontrolinį sietą, ant kurio jis visiškai liko prieš bandymą, likučiai ant sieto pasveriami ir masės praradimas. Am,%, apskaičiuojamas 0,1 % tikslumu pagal formulę Betono atsparumas šalčiui nustatomas ant kubinių mėginių, kurių matmenys 100x100x100 mm arba 150x150x150 mm kai jis pasiekia standartinį gniuždymo stiprumą (dažniausiai po 28 dienų sukietėjimo).

Prieš užšaldant kontroliniai ir pagrindiniai mėginiai prisotinami 18±2 °C temperatūros vandeniu.

Norėdami prisotinti, mėginiai panardinami į skystį iki 1/3 jų aukščio esant 24 °C h, tada skysčio lygis padidinamas iki 2/3 mėginio aukščio ir palaikomas tokioje būsenoje dar 24 h, po to mėginiai visiškai panardinami į skystį 48 h kad skysčio lygis būtų bent 20 kartų didesnis už viršutinį mėginių kraštą mm.

Kontroliniai mėginiai po 2... 4 valandos išėmus iš vonios, jie tikrinami dėl suspaudimo.

Pagrindiniai mėginiai kraunami į šaldiklį minus 18 + 2 ° C temperatūroje ir palaikomi šioje temperatūroje ne trumpiau kaip 2,5 h bandiniams, kurių kraštas yra 100 mm ir ne mažesnis kaip 3,5 h mėginiams su briauna 150 mm. Užšaldę mėginiai atšildomi vandens vonelėje 18±2 °C temperatūroje 2,0±0,5 h ir 3,0+0,5 h atitinkamai, priklausomai nuo mėginių dydžio. Per dieną reikia atlikti bent 1 ciklą.

Pakaitinio užšalimo ir atšildymo ciklų skaičius, po kurio reikia atlikti suspaudimo bandymą, nustatomas atsižvelgiant į numatomą betono atsparumo šalčiui klasę.

Betono atsparumo šalčiui klasė pripažįstama atitinkančia reikalaujamą, jei pagrindinių bandinių vidutinis stipris gniuždant po šiai klasei nustatyto kintamo užšalimo ir atšildymo ciklų skaičiaus sumažėjo ne daugiau kaip 5 %, palyginti su vidutiniu gniuždymu. kontrolinių mėginių stiprumas.

Cementbetoniui nustatomos šios atsparumo šalčiui klasės: F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800. F1000. Priklauso nuo fizinių medžiagos savybių.

Įvardykite savybes, susijusias su medžiagos ir šilumos ryšiu. Matavimo vienetai. Skaitinės reikšmės. Įvairių medžiagų pavyzdžiai.

Šilumos laidumas (kcal/m*h*laipsnis, vanduo 0,51), atsparumas karščiui, šiluminė talpa (kJ/kg*laipsnis vandens = 1), atsparumas ugniai (laipsniai), atsparumas ugniai (laipsniais). Šilumos laidumo plienas 50. šiluminės talpos plienas – 0,48

Šilumos laidumas. Nuo ko tai priklauso? Kokiais vienetais jis matuojamas? Įvairių medžiagų šilumos laidumo skaitinės vertės. Kokioms struktūroms į tai atsižvelgiama?

Šilumos laidumas (kcal/m*h*laipsnis) – tai medžiagos gebėjimas perduoti šilumą per savo storį. Šis reiškinys atsiranda, kai priešinguose medžiagos paviršiuose, pavyzdžiui, pastato sienų išoriniuose ir vidiniuose paviršiuose, yra temperatūros skirtumas. Priklauso nuo medžiagos struktūros ir medžiagos, poringumo dydžio ir pobūdžio, drėgmės ir kt. Oras - 0,02. Vanduo - 0,51, granitas - 2,5. Atsižvelgiama į patalpų sienas, gyvenamuosius pastatus ir kt.

Paaiškinkite skirtumą tarp atsparumo ugniai, atsparumo ugniai ir atsparumo karščiui. Pavyzdžiai.

Atsparumas ugniai – tai medžiagos savybė nesudegti. Atsparumas ugniai – tai medžiagos gebėjimas ilgą laiką atlaikyti aukštą temperatūrą be deformacijos (nelydant). Atsparumas karščiui – medžiagos gebėjimas išlaikyti eksploatacines savybes aukštesnėje temperatūroje: be deformacijos, išlaikyti stiprumą.

Įvardykite medžiagų mechanines ir deformacines savybes. Jų nustatymo metodai.

Mechaninės savybės atspindi medžiagos gebėjimą atlaikyti mechaninį įtempimą (apkrovas) eksploatacijos metu. Kroviniai gali būti nuolatiniai arba laikini. Savybės: stiprumas, kietumas, atsparumas smūgiams, atsparumas dilimui, atsparumas dilimui, elastinės-plastinės ir deformacinės savybės.

Atsipalaidavimas- medžiagos savybė spontaniškai sumažinti įtempį, jei jos pradinė deformacija fiksuojama standžiomis jungtimis ir išlieka nepakitusi. Įtempių atsipalaidavimo metu gali pasikeisti pradinės deformacijos pobūdis, pavyzdžiui, iš elastingos į laipsnišką pasikeitimą į negrįžtamą (plastišką), o nevyksta toks įtempio išnykimas dėl tarpmolekulinių judesių ir intramolekulinės struktūros persiorientavimo Laikas, per kurį pradinė įtempio reikšmė sumažėja e -2,718 karto (e yra natūralių logaritmų pagrindas), vadinamas atsipalaidavimo periodu, svyruoja nuo 1 (H0 s skystos konsistencijos medžiagoms iki 2-1010 s). dešimtis ar daugiau metų) kietoms medžiagoms (kuo mažiau, tuo labiau deformuojasi).

Elastingumas- medžiagos savybė, pašalinus krovinį, grįžti į pradinę formą ir dydį. Elastingumas kiekybiškai apibūdinamas tamprumo riba, kuri sutartinai prilyginama įtempimui, kuriam esant medžiaga pradeda gauti labai mažos vertės liekamąsias deformacijas, nustatytas tam tikros medžiagos techninėse specifikacijose ) jie neatsižvelgia į laiko faktorių, t.y. įtempių trukmę, kuri iškreipia tikrosios medžiagos stiprumo vertę; 2) medžiaginių pavyzdžių matmenys, forma, paviršiaus pobūdis, krovimo greitis, kapų prisegimas ir kiti pradiniai duomenys priimtuose metoduose yra sąlyginiai. Tos pačios medžiagos tempiamasis stipris gali turėti skirtingas vertes, priklausomai nuo mėginio dydžio, formos, apkrovos veikimo greičio ir prietaiso, kuriame buvo bandomi mėginiai, konstrukcijos.

Kietumas- medžiagos savybė atsispirti kitos kietesnės medžiagos įsiskverbimui į ją. Yra daug būdų, kaip nustatyti medžiagų kietumą, priklausomai nuo jų tipo ir paskirties. Vienalytės struktūros akmens medžiagų kietumas nustatomas pagal Moso skalę, kurią sudaro 10 mineralų, kurių įprastinis kietumo indeksas yra nuo 1 iki 10 (minkštiausias talkas – 1, kiečiausias deimantas – 10). Bandomosios medžiagos kietumas yra tarp dviejų gretimų mineralų kietumo, iš kurių vienas subraižo tiriamąją medžiagą, o kitas palieka žymę medžiagos mėginyje. Metalo, betono ir plastiko kietumas nustatomas spaudžiant standartinį plieninį rutulį į bandinį, esant tam tikrai apkrovai ir tam tikrą laiką. Šiuo atveju apkrovos ir įdubimo ploto santykis laikomas kietumo charakteristika. Skirtingais metodais gautų kietumo verčių negalima palyginti tarpusavyje. Didelis medžiagos stiprumas ne visada parodo jos kietumą (pavyzdžiui, mediena gniuždymo stipriu prilygsta betonui, o kietumas yra žymiai mažesnis nei betono).

Dilimas- medžiagos savybė atsispirti abrazyviniam poveikiui. Vienu metu esantis trinties ir smūgio poveikis apibūdina medžiagos atsparumą dilimui. Abi šios savybės nustatomos įvairiais įprastiniais metodais: dilimas – ant specialių abrazyvinių ratų, o nusidėvėjimas – naudojant besisukančius būgnus, kur kartu su medžiagos pavyzdžiu dažnai užkraunamas tam tikras skaičius metalinių rutuliukų, kurie sustiprina šlifavimo efektą. . Dilimo charakteristika laikoma medžiagos masės arba tūrio praradimu 1 cm2 dilimo ploto, o nusidėvėjimo charakteristika yra santykinis bandinio svorio sumažėjimas, išreikštas medžiagos mėginio procentais.

Atsparumas šalčiui vadinkite vandens prisotintos medžiagos savybę atlaikyti pakartotinį kintamą užšalimą ir atšildymą be sunaikinimo požymių ir reikšmingo stiprumo sumažėjimo.

Atsižvelgiant į kintamo užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičių (atsparumo šalčiui laipsnis), medžiagos skirstomos į klases. Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 ir daugiau.

Jei po užšalimo mėginiuose nėra sunaikinimo požymių, tada atsparumo šalčiui laipsnis nustatomas nustatant atsparumo šalčiui koeficientą pagal formulę:

Šalčiui atsparioms medžiagoms vertė K Mrz turi būti ne mažesnis kaip 0,75. Tankios medžiagos, neturinčios porų, arba medžiagos su nereikšmingu atviru poringumu, kurių vandens įgeriamumas neviršija 0,5%, pasižymi dideliu atsparumu šalčiui. Medžiaga pripažįstama atsparia šalčiui, jei po tam tikro užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus mėginių masės praradimas dėl smulkinimo ir laminavimo neviršija 5%, o stiprumas sumažėja ne daugiau kaip 25%.

1 užduotis. Tiriant betono kubo bandinius atsparumui šalčiui, jų stipris po bandymo buvo R suspaudimas = 15 MPa, prieš bandymą bandinių gniuždymo stipris vandens prisotintoje būsenoje buvo 18 MPa. Nustatykite, ar betonas yra atsparus šalčiui?

Sprendimas.Iš (19) formulės:

, kadangi K Mrz >0,75, tai betonas atsparus šalčiui.

_____________________________________________________________________

ŠILUMO LAIDUMO NUSTATYMAS

Šilumos laidumas vadinti medžiagos savybę perduoti šilumą per storį esant temperatūrų skirtumui ant medžiagą ribojančių paviršių. Medžiagos šilumos laidumo rodiklis yra šilumos laidumo koeficientas λ , kcal/m h deg.

Jei įsivaizduosime homogenišką plokščią tam tikros medžiagos sieną, kurios storis δ, m ir plotas F, m 2, kurio vidinio paviršiaus temperatūra t 1, išorinis paviršius t 2, ir t 1 > t 2, tada per sieną eis nuolatinis šilumos srautas.

Šilumos kiekis K, kcal einantis per sieną už nugaros z h, tiesiogiai proporcingas sienų paviršių temperatūrų skirtumui, sienos plotui, laikui ir atvirkščiai proporcingas sienos storiui:

Į medžiagų šilumos laidumą atsižvelgiama skaičiuojant šildomų pastatų sienų ir grindų storį, taip pat nustatant reikiamą karštų paviršių ir šaldytuvų šilumos izoliacijos storį. Ji yra susijusi su šiluminė varža medžiagos sluoksnis R(m 2 °C/W), kuris nustatomas pagal formulę:

3 lentelė

Kai kurių statybinių medžiagų šilumos laidumas

1 užduotis. Mūrinės sienos, kurios storis a = 51 cm, išorinio paviršiaus temperatūra t = -33°C, o vidinio paviršiaus t = +18°C. Kiek šilumos praeina per kiekvieną 1m2 sienos paviršiaus per 1 valandą? Plytų šilumos laidumo koeficientas λ=0,8 W/m °C.

Sprendimas.Iš (20) formulės:

______________________________________________________________________

ŠILUMOS GALUMO NUSTATYMAS

Vandens prisotintos medžiagos gebėjimas atlaikyti pasikartojantį kintamą užšalimą ir atšildymą be sunaikinimo požymių ar reikšmingo tankio sumažėjimo. Destrukcija atsiranda dėl to, kad užšalus porose vandens tūris padidėja apie 9%. Didžiausias vandens išsiplėtimas pereinant prie ledo stebimas esant -4°C temperatūrai, toliau mažėjant ledo tūriui. Kai vanduo užšąla, porų sienelės patiria didelį spaudimą ir gali sugriūti. Kai visos poros yra visiškai užpildytos vandeniu, medžiaga gali sunaikinti net vieną kartą užšalus. Porėtą medžiagą prisotinus vandeniu, makrokapiliarai daugiausia užpildomi, mikrokapiliarai iš dalies užpildomi vandeniu ir tarnauja kaip rezervinės poros, į kurias užšalimo proceso metu išspaudžiamas vanduo. Vadinasi, statybinių medžiagų atsparumą šalčiui lemia poringumo dydis ir pobūdis bei jų eksploatavimo sąlygos.

Kuo mažesnis vandens sugėrimas ir didesnis medžiagos atsparumas tempimui, tuo jis didesnis. Tankios medžiagos yra atsparios šalčiui. Iš akytų medžiagų šalčiui atsparios tik tos medžiagos, kuriose daugiausia yra uždarų porų arba vandens. Užima mažiau nei 90% porų. Medžiaga laikoma atsparia šalčiui, jei, nustačius užšalimo ir atšildymo ciklų skaičių vandens prisotintoje būsenoje, jos stiprumas sumažėjo ne daugiau kaip 15–25%, o svorio netekimas dėl skaldos neviršija 5%. Atsparumas šalčiui apibūdinamas ciklų skaičiumi kintamo užšaldymo esant -15, -17°C ir atšildymo 20°C temperatūroje. Ciklų skaičius (klasė), kurį medžiaga turi atlaikyti, priklauso nuo jos būsimo eksploatavimo konstrukcijoje sąlygų ir nuo klimato sąlygų. Atsižvelgiant į kintamo užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičių (atsparumo šalčiui laipsnis), medžiagos skirstomos į Mrz 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 ir daugiau klases. Laboratorinėmis sąlygomis šaldymas atliekamas šaldymo kamerose. Vienas ar du užšaldymo ciklai šaldymo kameroje suteikia beveik 3-5 metų atmosferos poveikį.

ŠILUMAS LAIDUMAS

Medžiagos savybė perduoti šilumą per storį nuo vieno paviršiaus į kitą. Šilumos laidumas apibūdinamas šilumos kiekiu (J), kuris 1 sekundę praeina per 1 m storio medžiagą, kurios plotas yra 1 m2, kai temperatūros skirtumas priešinguose medžiagos paviršiuose yra 1 ° C. Medžiagos šilumos laidumas tiesiogiai priklauso nuo jos cheminės sudėties, poringumo, drėgmės ir temperatūros, kurioje vyksta šilumos perdavimas. Pluoštinių medžiagų šilumos laidumas skiriasi priklausomai nuo šilumos krypties pluošto atžvilgiu (pavyzdžiui, medienoje šilumos laidumas išilgai pluošto yra dvigubai didesnis nei skersai pluoštų). Smulkiai porėtos medžiagos ir medžiagos su uždaromis poromis pasižymi didesniu šilumos laidumu nei didelės porėtos medžiagos ir medžiagos su tarpusavyje sujungtomis poromis. Taip yra dėl to, kad didelėse ir tarpusavyje sujungtose porose sustiprėja šilumos perdavimas konvekcijos būdu, o tai padidina bendrą šilumos laidumą.

Didėjant medžiagos drėgmei, šilumos laidumas didėja, nes vandens šilumos laidumas yra 25 kartus didesnis nei oro. Žaliavos šilumos laidumas dar labiau padidėja mažėjant jos temperatūrai, nes ledo šilumos laidumas kelis kartus didesnis už vandens šilumos laidumą. Medžiagos šilumos laidumas turi didelę reikšmę statant pastato atitvarus – sienas, lubas, grindis, stogus. Lengvos ir porėtos medžiagos turi mažą šilumos laidumą. Kuo didesnis medžiagos tūrinis svoris, tuo didesnis jos šilumos laidumas. Pavyzdžiui, sunkiojo betono, kurio tūrinė masė 2400 kg/m3, šilumos laidumo koeficientas yra 1,25 kcal/m-h-deg, o putų betono, kurio tūrinis svoris yra 300 kg/m3 – tik 0,11 kcal/m-h-deg.

ŠILUMOS GALIMYBĖ

Medžiagos savybė kaupti šilumą kaitinant. Vėliau atvėsusios medžiagos, turinčios didelę šiluminę talpą, išskiria daugiau šilumos. Todėl naudojant padidintos šiluminės talpos medžiagas sienoms, grindims, luboms ir kitoms patalpos dalims, temperatūra patalpose gali išlikti stabili ilgą laiką.

Šiluminės talpos koeficientas – šilumos kiekis, reikalingas 1 kg medžiagos pašildyti šildymo sistemoje. Statybinių medžiagų šiluminės talpos koeficientas yra mažesnis nei vandens, kurio šiluminė galia didžiausia (4,2 kJ/(kg°C)). Drėkinant medžiagas didėja jų šiluminė talpa, tačiau kartu didėja ir šilumos laidumas.

Medžiagos šiluminė talpa yra svarbi tais atvejais, kai reikia atsižvelgti į šilumos akumuliaciją, pavyzdžiui, skaičiuojant šildomų pastatų sienų ir lubų šiluminę varžą, kad patalpoje temperatūra būtų palaikoma be staigių svyravimų šiluminio režimo pokyčiai, skaičiuojant medžiagos šildymą žiemos darbams, skaičiuojant krosnių konstrukciją. Kai kuriais atvejais krosnies matmenis reikia apskaičiuoti naudojant tūrinę savitąją šiluminę galią - šilumos kiekį, reikalingą 1 m3 medžiagos pašildyti ant HS.

VANDENS ĮVERTIMAS

Medžiagos savybė sugerti ir sulaikyti vandenį tiesiogiai su ja liečiantis. Jis apibūdinamas vandens kiekiu, kurį sugeria sausa medžiaga, visiškai panardinta į vandenį, ir išreiškiama masės procentais (vandens sugertis pagal masę).

Mėginio sugerto vandens kiekis, padalytas iš jo tūrio, yra vandens absorbcija pagal tūrį. Vandens sugertis pagal tūrį atspindi medžiagos porų pripildymo laipsnį vandeniu. Kadangi vanduo neprasiskverbia į visas uždaras poras ir nesilaiko atvirose tuštumose, tūrinė vandens absorbcija visada yra mažesnė už tikrąjį poringumą. Tūrinis vandens sugėrimas visada yra mažesnis nei 100%, o vandens sugėrimas pagal masę gali būti didesnis nei 100%.

Statybinių medžiagų vandens įgeriamumas daugiausia skiriasi priklausomai nuo porų tūrio, jų tipo ir dydžio.

Dėl prisotinimo vandeniu labai pasikeičia medžiagų savybės: didėja tankis ir vandens laidumas, kai kurių medžiagų (pavyzdžiui, medienos, molio) tūris. Dėl medžiagų dalelių ir prasiskverbiančių vandens dalelių ryšių sutrikimo mažėja statybinių medžiagų stiprumas.

MINŠKINIMO KOEFICIENTAS

Vandeniu prisotintos medžiagos gniuždymo stiprio ir sausos medžiagos gniuždymo stiprio santykis. Minkštėjimo koeficientas apibūdina medžiagos atsparumą vandeniui. Lengvai įmirkstančioms medžiagoms, tokioms kaip molis, minkštėjimo koeficientas yra 0. Medžiagoms, kurios visiškai išlaiko savo stiprumą, veikiamos vandeniu (metalas, stiklas ir kt.), minkštėjimo koeficientas yra 1. Medžiagos, kurių minkštėjimo koeficientas didesnis nei 0,8 yra klasifikuojami kaip atsparūs vandeniui. Vietose, kuriose sisteminga drėgmė, neleidžiama naudoti statybinių medžiagų, kurių minkštėjimo koeficientas mažesnis nei 0,8.

DRĖGMĖS IŠLEIDIMAS

Savybė, apibūdinanti medžiagos džiūvimo greitį esant aplinkos sąlygoms (maža drėgmė, kaitinimas, oro judėjimas). Drėgmės praradimas apibūdinamas vandens kiekiu, kurį medžiaga netenka per dieną, kai santykinis oro drėgnumas yra 60% ir temperatūra 20 °C. Natūraliomis sąlygomis dėl drėgmės perdavimo praėjus kuriam laikui po statybos darbų pabaigos, nusistovi pusiausvyra tarp pastato konstrukcijų drėgmės ir aplinkos. Ši pusiausvyros būsena vadinama oro sausumo arba oro ir drėgno pusiausvyra.

VANDENS LAIDUMAS

Medžiagos gebėjimas praleisti vandenį esant slėgiui. Vandens pralaidumo charakteristika yra vandens kiekis, kuris per 1 sekundę praeina per 1 m2 medžiagos paviršiaus esant 1 MPa slėgiui. Tankios medžiagos (plienas, stiklas, dauguma plastikų) yra atsparios vandeniui. Vandens pralaidumo nustatymo metodas priklauso nuo statybinės medžiagos tipo. Vandens pralaidumas tiesiogiai priklauso nuo medžiagos tankio ir struktūros – kuo daugiau porų medžiagoje ir kuo jos didesnės, tuo didesnis vandens pralaidumas. Renkantis stogo dangą ir hidrotechnikos medžiagas, dažniausiai vertinamas ne vandens pralaidumas, o atsparumas vandeniui, pasižymintis laiko tarpsniu, po kurio atsiranda vandens įsiskverbimo požymiai esant tam tikram slėgiui arba ribinei vandens slėgio vertei, kuriai esant vanduo. nepraeina pro mėginį.

ORO ATSPARUMAS

Medžiagos gebėjimas ilgą laiką atlaikyti pakartotinį sistemingą drėkinimą ir džiovinimą be reikšmingos deformacijos ir mechaninio stiprumo praradimo. Dėl drėgmės pokyčių daugelis medžiagų keičia savo tūrį – drėkinamos jos išsipučia, džiūdamos susitraukia, trūkinėja ir pan. Skirtingos medžiagos skirtingai veikia kintamos drėgmės atžvilgiu. Pavyzdžiui, betonas su kintamu drėgnumu yra linkęs naikinti, nes cementinis akmuo džiūdamas susitraukia, o užpildas praktiškai nereaguoja - dėl to atsiranda tempimo įtempis, cemento akmuo nuplėšiamas nuo užpildo. Norint padidinti statybinių medžiagų atsparumą orui, naudojami hidrofobiniai priedai.

DRĖGMĖS DEFORMACIJOS

Keičiasi medžiagos dydis ir tūris, kai keičiasi jos drėgmė. Medžiagos dydžio ir tūrio sumažėjimas džiovinimo metu vadinamas susitraukimu arba susitraukimu, padidėjimas vadinamas patinimu.

Susitraukimas atsiranda ir didėja dėl vandens sluoksnių, supančių medžiagos daleles, sumažėjimo ir vidinių kapiliarinių jėgų, linkusių suartinti medžiagos daleles, veikimo. Patinimas atsiranda dėl to, kad poliarinės vandens molekulės, prasiskverbdamos tarp dalelių ar skaidulų, sutirština jų hidratacinius apvalkalus. Medžiagos, turinčios labai porėtą ir pluoštinę struktūrą, galinčios sugerti daug vandens, pasižymi dideliu susitraukimu (pavyzdžiui, korinis betonas 1-3 mm/m; sunkusis betonas 0,3-0,7 mm/m; granitas 0,02-0,06 mm/m ; keraminė plyta 0,03-0,1 mm/m.

Kas yra atsparumas šalčiui ir kokie yra jo nustatymo metodai? Kokie yra keraminių sienų ir apdailos medžiagų atsparumo šalčiui reikalavimai?

Atsparumas šalčiui – tai vandeniu prisotintos medžiagos gebėjimas atlaikyti pakaitinį užšalimą ir atšildymą. Medžiagos atsparumas šalčiui nustatomas pagal atsparumo šalčiui prekės ženklą. Medžiagos atsparumo šalčiui laipsnis laikomas didžiausiu kintamo užšalimo ir atšildymo ciklų skaičiumi, kurį medžiagos mėginiai gali atlaikyti nesumažindami gniuždymo stiprio daugiau nei 15 %; Po bandymo mėginiuose neturi būti matomų pažeidimų – įtrūkimų, įtrūkimų (masės nuostoliai ne daugiau kaip 5%).

Atmosferos veiksnių ir vandens veikiamose konstrukcijose statybinių medžiagų ilgaamžiškumas priklauso nuo atsparumo šalčiui. Atsparumo šalčiui laipsnis nustatomas pagal projektą, atsižvelgiant į konstrukcijos tipą, eksploatavimo sąlygas ir klimatą. Klimato sąlygoms būdinga šalčiausio mėnesio vidutinė mėnesio temperatūra ir kintamo užšalimo ir atšildymo ciklų skaičius pagal ilgalaikius meteorologinius stebėjimus. Lengvojo betono, plytų, keraminių akmenų išorinėms sienoms atsparumas šalčiui paprastai yra 15, 25, 35. Tačiau tiltų ir kelių statyboje naudojamas betonas turėtų būti 50, 100 ir 200, o hidraulinio betono - iki 200 klasės. 500. Kintamo užšalimo ir atšildymo poveikis betonui yra panašus į pasikartojančio tempimo apkrovos poveikį, sukeliantį medžiagos nuovargį.

Medžiagos atsparumo šalčiui tyrimas laboratorijoje atliekamas su nustatytų formų ir dydžių pavyzdžiais (betono kubeliais, plytomis ir kt.) prieš tyrimą, mėginiai prisotinami vandeniu. Po to jie užšaldomi šaldytuve nuo -15 iki -20C, kad vanduo sušaltų plonose porose. Iš šaldymo kameros paimti mėginiai atšildomi 15-20C temperatūros vandenyje, o tai užtikrina mėginių prisotinimą vandeniu. Pagrindinis - pirmas (visų tipų betonui, išskyrus kelių ir aerodromų dangų betoną) ir antrasis (betonui kelių ir aerodromų dangoms); pagreitintas pakartotiniu užšaldymu ir atšildymu - antrasis ir trečiasis pagreitintas vienu užšalimu - ketvirtas (dilatometrinis) ir penktas (struktūrinis-mechaninis);

Medžiagos atsparumui šalčiui įvertinti naudojami fiziniai kontrolės metodai ir, svarbiausia, impulsinis ultragarsinis metodas. Su jo pagalba galite atsekti betono stiprumo ar tamprumo modulio pokytį ciklinio užšalimo metu ir nustatyti betono klasę pagal jo atsparumą šalčiui užšalimo ir atšildymo ciklais, kurių skaičius atitinka leistiną stiprumo arba elastingumo sumažėjimą. modulis.

Kalbant apie atsparumą šalčiui, paprasta molinė plyta, prisotinta vandeniu, turi atlaikyti be jokių išorinių sunaikinimo požymių (kraštų atsisluoksniavimo, kraštų ir kampų įskilimo, įtrūkimų) ne mažiau kaip 15 kartotinių kintamo užšalimo ciklų -75 laipsnių temperatūroje. °C ir žemesnėje temperatūroje, po to atšildymas 15 ±5°С temperatūros vandenyje.

Lengva plyta turi atlaikyti be jokių laikinų sunaikinimo požymių bent 10 kartotinių kintamo užšaldymo ciklų esant -15 °C ir žemesnei temperatūrai, po to atšildyti 15 ± 5 °C temperatūroje.

Apdailos plyta turi atlaikyti ne mažiau kaip 25 kartotinius kintamo užšalimo ciklus, o po to atšildyti vandenyje, be jokių matomų pažeidimų požymių.

Statybinių medžiagų atsparumo šalčiui nustatymo metodas yra susijęs su statybinių gaminių, ypač plytų, silikatinių ir keraminių akmenų, bandymų sritimi. Statybinių medžiagų atsparumo šalčiui nustatymo metodas apima mėginių prisotinimą vandenyje arba natrio chlorido tirpalu, paviršinį ciklinį mėginių užšaldymą ir atšildymą bei vizualinį atsparumo šalčiui įvertinimą, kai užšaldymas atliekamas 5-10 minučių, o atšildymas - 3 5 minutes 0,1-0,2 dalys tiriamojo paviršiaus, šaldymo ir atšildymo režimai keičiasi 30-40 laipsnių/min greičiu, o mėginiai panardinami į vandenį ir natrio chlorido tirpalą iki 90-95% jų tūrio. Išradimas sumažina bandymo trukmę, sumažina darbo intensyvumą ir padidina bandymų rezultatų patikimumą.

Išradimas yra susijęs su statybinių medžiagų bandymų sritimi, ypač su jų atsparumo šalčiui nustatymu. Yra žinomas statybinių medžiagų atsparumo šalčiui nustatymo metodas, įskaitant mėginių prisotinimą vandenyje arba natrio chlorido tirpalu, mėginių šaldymą ore minus 20 o C temperatūroje 2 - 4 valandoms ir mėginių atšildymą vandeniniame tirpale. aplinkoje arba natrio chlorido tirpalu 20 o C temperatūroje 1,5 - 2 valandas, registruojant užšaldymo-atšildymo ciklų skaičių, kol bus pasiektas 25 % mėginių stiprumo praradimas arba 5 % masės praradimas arba iki išorinių požymių. atsiranda sunaikinimo, pagal kurį sprendžiama apie statybinių medžiagų atsparumą šalčiui (1). Šio metodo trūkumas yra didelis bandymo sudėtingumas ir trukmė bei būtinybė naudoti sudėtingą ir didelių gabaritų įrangą. Yra žinomas būdas greitai nustatyti statybinių medžiagų atsparumą šalčiui, mėginius į juos įdėtu plieniniu strypu prisotinant vandeniu, užšaldant ir atitirpinant bei fiksuojant staigų plieninio strypo pradinio elektrinio potencialo padidėjimą, kuriuo šalna. vertinamas medžiagos atsparumas (2). Yra žinomas statybinių medžiagų mėginių atsparumo šalčiui nustatymo metodas pagal konstrukcinių ir stiprumo charakteristikų santykį, pasižymintis tuo, kad kapiliarinis ir susitraukimo poringumas imamas kaip konstrukcinė charakteristika, o mėginių naikinimo darbas. stiprumo charakteristika (3). Žinomų metodų (2, 3) trūkumai yra atsparumo šalčiui nustatymo metodų netiesiogiškumas ir dėl to mažas rezultatų tikslumas. Be to, metodų (1, 2, 3) trūkumai yra tai, kad atsparumo šalčiui nustatymas tiesioginio tūrinio užšalimo sąlygomis neatitinka faktinių statybinės medžiagos, kuri pakaitomis veikiama neigiama ir teigiama temperatūra, eksploatavimo sąlygų. tik viena puse. Todėl statybinių medžiagų bandymų rezultatai lemia, kad medžiagos atsparumo šalčiui vertės labai skiriasi. Yra žinomas statybinių medžiagų atsparumo šalčiui nustatymo metodas, vienpusis užšaldymas šaldiklyje specialioje talpykloje, užtikrinantis šilumos pašalinimą iš vienos bandinių pusės, atšildymas vandens vonioje, konstrukcinių ir stiprumo charakteristikų nustatymas. mėginių, po to apskaičiuojamas atsparumas šalčiui pagal (4) formulę. Yra žinomas statybinių medžiagų atsparumo šalčiui nustatymo metodas, apimantis mėginio prisotinimą vandeniu, cikliškai įleidžiant slėgines vandens dalis, apskaičiuotas pagal empirinę formulę (5). Žinomų metodų (4, 5) trūkumai yra nepakankamai didelis bandymo rezultatų patikimumas dėl skaičiavimo formulių panaudojimo naudojant empirinius koeficientus. Artimiausias siūlomam metodui yra atsparumo šalčiui nustatymo metodas, apimantis vienpusį plytų ar akmens mūro užšaldymą esant -15 - 20 o C oro temperatūrai 8 valandas, užšalusios mūro pusės atšildymą pabarstydami 15 - 20 o C vandens temperatūra 8 valandas, užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičius registruojamas tol, kol mūro paviršiuje atsiras matomi sunaikinimo požymiai (atsisluoksniavimas, atsisluoksniavimas, įtrūkimai, skilimai) arba masės praradimas ir stiprumo, pagal kurį sprendžiama apie statybinių medžiagų pavyzdžių atsparumą šalčiui (6). Šio žinomo metodo trūkumai yra didelis darbo jėgos intensyvumas, sąnaudos ir ilga bandymo trukmė, neleidžianti operatyviai kontroliuoti gaminių, ir didelės energijos sąnaudos, sukuriančios užšalimo sąlygas. Techninis siūlomo išradimo rezultatas – sutrumpinti bandymų trukmę, sumažinti darbo intensyvumą ir padidinti bandymų rezultatų patikimumą. Techninis rezultatas pasiekiamas tuo, kad žinomame techniniame sprendime, įskaitant preliminarų mėginių prisotinimą vandenyje arba natrio chlorido tirpalu, vienpusį ciklinį mėginių užšaldymą ir atšildymą bei vizualinį atsparumo šalčiui įvertinimą, atliekamas kryptinis, taškinis užšaldymas. lauke 5 - 10 minučių ir atitirpinant 3 - 5 min. 10 - 20 % atviro bandinių paviršiaus, o šaldymo ir atšildymo režimų keitimas atliekamas 30 - 40 o per minutę greičiu, o mėginiai panardinami į vandenį arba natrio chlorido tirpalą iki 90 - 95% jų tūrio. Metodas buvo atliktas taip. Mėginiai, skirti tirti atsparumą šalčiui, buvo iš anksto prisotinti vandeniu arba natrio chlorido tirpalu. Tada trys mėginiai buvo sumontuoti T formos inde, kurio priekinis paviršius buvo nukreiptas į viršų. Po to į indą pilamas vanduo arba natrio chlorido tirpalas, kol mėginiai buvo panardinti 90-95% savo tūrio. Tada trijų bandinių sandūra buvo apdorota nukreiptu šalto oro srautu, kurio temperatūra minus 15 - 20 o C, t.y. 10 - 20% jų paviršiaus 5 - 10 minučių. Tada 30 - 40 o C per minutę greičiu perjungė į šildymo režimą ir tą pačią jungtį apdorojo šilto oro srove 15 - 20 o C temperatūroje 3 - 5 minutes ir užfiksavo užšalimo skaičių. ir atitirpinimo ciklai iki matomų sunaikinimo požymių (atsisluoksniavimas, įtrūkimai, atskilimas, lupimasis), pagal kuriuos buvo sprendžiama apie statybinių medžiagų atsparumą šalčiui. Siūlomame techniniame sprendime panaudojus taškinį, kryptinį užšaldymą 5 - 10 minučių ir atšildymą 3 - 5 minutes 10 - 20% atviro tiriamų mėginių paviršiaus, leidžia per trumpą laiką sukurti sąlygas procesams, artimiems tikrosios eksploatacijos metu. Dėl staigių (30 - 40 o C per minutę) užšalimo ir atšildymo režimų kaitos medžiagos porose susidaro įtempta būsena, sukelianti destruktyvius procesus, būtent struktūros atsipalaidavimą, mikroįtrūkimų susidarymo intensyvėjimą ir atitinkamai pralaidumo padidėjimas. Mėginių panardinimas į vandenį arba natrio chlorido tirpalą 90 - 95 % mėginio tūrio užtikrina sąlygas nuolatiniam drėgmės migravimui į atvirą priekinį bandinio paviršių per kapiliarus ir mikroįtrūkimus. Visi šie metodai leidžia greitai nustatyti atsparumą šalčiui, kuris yra artimas tikram. Mažos energijos sąnaudos, mažas darbo jėgos intensyvumas, rezultatų prieinamumas ir patikimumas leidžia nuolat stebėti gaminamą produkciją ir laiku nustatyti proceso pažeidimus. Informacijos šaltiniai 1. GOST 10090.1-95, GOST 10090.2-95 "Betonas. Atsparumo šalčiui nustatymo metodai. 2. A.S. TSRS N 482676 M. klasė C 01 N 33/38, 1975 USSR 3. N 4 M256, 1975 USSR A.S. 01 N 25/02, 1975 4. A.S. SSRS N 828849 M. klasė C 01 N 33/38, 1982 5. A.S. SSRS N 1255921 M. klasė C 01 N 33/38, 1986 GOST925a. plytos ir akmenys Vandens absorbcijos, tankio ir atsparumo šalčiui nustatymo metodai.

Išradimo formulė

1. Statybinių medžiagų atsparumo šalčiui nustatymo metodas, įskaitant mėginių prisotinimą vandenyje arba natrio chlorido tirpalu, atviro mėginių paviršiaus ciklinį užšaldymą ir atšildymą bei vizualinį atsparumo šalčiui įvertinimą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad 10–20 proc. bandinio paviršius užšaldomas ir atitirpinamas atitinkamai 5 - 10 min., o šaldymo ir atšildymo režimų keitimas atliekamas 30 - 40 laipsnių greičiu. /min., o mėginiai panardinami į vandenį arba natrio chlorido tirpalą 90 - 95 % jų tūrio.