Материалы, предназначенные для устройства несущих конструкций, должны обладать каким-то запасом долговечности. Вообще, долговечность - это свойство конструкции, а не материала. Но для материалов тоже есть критерии оценки применимости для устройства ответственных зданий с большим расчетным сроком службы.

Для определения долговечности металлических конструкций применяют понятие коррозионной стойкости. Для металлов предусматривают способы защиты от коррозии: покрытия, легирование, защитные слои бетона вокруг арматурных стержней. Для полимеров иногда нормируют стойкость к деполимеризации и охрупчиванию. Однако полимеры в качестве элементов несущих конструкций почти не применяются, поэтому их долговечность на безопасную эксплуатацию влияет мало. Для каменных конструкций в качестве критерия долговечности используют марку по морозостойкости материала наружного слоя кладки.

Основной механизм старения камней - исчерпание ресурса морозостойкости внешними слоями кладки, подвергающимися воздействию дождей и мороза. Нормируется морозостойкость материала наружных 12 см однослойной каменной кладки или морозостойкость наружного слоя слоистой стены, а также морозостойкость материала верхней части каменных фундаментов - на всю толщину кладки (требования изложены в СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции»).

Если каменная конструкция спроектирована правильно - с учетом недопустимости влагонакопления в толще стены в отопительный период - то морозостойкость слоев, не подвергающихся прямому воздействию осадков, становится не важным фактором.

Нормируется морозостойкость через марку по морозостойкости. Для стен жилых и офисных зданий с расчетным сроком эксплуатации 100 лет и более, морозостойкость камня должна быть не ниже марки F35. Для зданий, которые строятся на побережье Северного Ледовитого океана - не ниже F50. Для тонких каменных облицовок требования жестче - F75.

Что такое марка по морозостойкости? Это количество лабораторных циклов замораживания водонасыщенного материала до температуры –18 °С с последующим оттаиванием без высушивания, при котором не происходит снижения эксплуатационных свойств материала. Критерии проверки качества циклически промороженных материалов отличаются. У бетонов проверяется потеря прочности (должна быть не более 15%). У кирпича проверяется сохранение внешнего вида.

Для оценки применимости материалов и долговечности конструкций из них следует понимать, что численное значение марки никак не связано с ожидаемым количеством лет безаварийной эксплуатации. Просто в первой половине ХХ века, когда разрабатывали методы оценки применимости камней для кладки ответственных конструкций, определили опытным путем, что камни, в лаборатории показывающие 35 циклов, в натурных условиях европейской части России обеспечивают более ста лет неизменности свойств наружных стен.

Для примера возьмем знакомые нам здания из массовой застройки Ленинграда: кирпичные 12 этажные точечные дома со стенами в 2 щелевых кирпича, строившиеся в 1970-х гг., построены из кирпича морозостойкостью по большей части F25–35; газобетонные панельные «корабли» серии 600.11 - из газобетона марки F25. И те и другие эксплуатируются по полвека без признаков разрушения. Их ресурс далек от исчерпания.

Заключение: практически все каменные материалы, из представленных на современном рынке, обладают достаточной морозостойкостью для строительства домов, которые прослужат не одному поколению жильцов. Важно обеспечивать их грамотную эксплуатацию: водоотвод с подоконников и парапетов, наружная отделка, не запирающая влагу в толще стены, нормальный влажностный режим помещений, ограждаемых каменными стенами или пароизоляция на их внутренней поверхности.

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.

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:

Твитнуть

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

Водостойкость - способность материала сохранять свою прочность при насыщении водой: Она оценивается коэффициентом размягчения К РАЗМ, который равен отношению предела прочности материала при сжатии в насыщенном водой состоянии R В МПа, к пределу прочности сухого материала R сух, МПа:

Количественно водостойкость оценивают обычно по массе воды (в %), поглощенной образцом (по т. наз. водопоглощению), или по относит. изменению к.-л. показателей (чаще всего линейных размеров, электрич. или мех. св-в) после определенного времени пребывания в воде. Как правило, водостойкость характеризуют коэфф. разупрочнения Кр (отношение величины прочности при растяжении, сжатии или изгибе насыщенного водой материала к соответствующему показателю его в сухом состоянии). Водостойкими считают материалы, у к-рых Кр больше 0,8. К ним относят, напр., многие металлы, спеченную керамику, стекло.

Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Характеристикой водопроницаемости служит количество воды, прошедшее в течение 1 с через 1 м2 поверхности материала при заданном давлении воды. Для определения водопроницаемости используют различные устройства, позволяющие создавать нужное одностороннее давление воды на поверхность материала. Методика определения зависит от назначения и разновидности материала. Водопроницаемость зависит от плотности и строения материала. Чем больше в материале пор и чем эти поры крупнее, тем больше его водопроницаемость.

Водонепроница́емость (англ. Water tightness ) - характеристика материала, измеряемая в СИ в метрах или паскалях и показывающая, при достижении каких значений гидростатического давления этот материал теряет способность не впитывать и не пропускать через себя воду.

Определение водонепроницаемости по «мокрому пятну»;основан на измерении максимального давления при котором через образец не просачивается вода;

Определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации; основан на определении коэффициента фильтрации при постоянном давлении по измеренному количеству фильтрата и времени фильтрации;

Ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром);

Ускор-ый метод определения водонепр-ти бетона по его воздухопр-ти.

1. Морозостойкость строительных материалов. Способы определения. Конструкции с повышенными требованиями по морозостойкости.

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

Разрушение материала наступает только после многократного попеременного замораживания и оттаивания.

Испытания материалов на морозостойкость проводят методом попеременного замораживания и оттаивания образцов. Температура замораживания должна быть (-20± 2) °С. Оттаивание следует проводить в воде при температуре 15 – 20 °С. Для определения морозостойкости обычно применяют аммиачные холодильные установки.

Образцы-кубики или цилиндры размерами не менее 5 см (для однородных материалов 3 и неоднородных 5 штук) маркируют и с помощью лупы и стальной иглы проверяют, нет ли на их поверхности трещин, повреждений и т.д. Образцы насыщают водой до постоянной массы и взвешивают, затем помещают в холодильную камеру и выдерживают в ней при (-20 2)°С в течение 4 часов. По истечении этого времени их извлекают из холодильника и опускают для оттаивания в ванну с водой комнатной температуры на 4 часа. После оттаивания образцы осматривают для обнаружения повреждений. В случае появления трещин или отколов испытание прекращают. Если дефектов не наблюдается, испытание продолжают, вновь помещая образцы в холодильную камеру на 4 часа.

Последовательному замораживанию, оттаиванию и осмотру образцы подвергают столько раз, сколько предусмотрено нормативным документом для испытываемого материала.

После окончания испытаний образцы протирают влажной тканью и взвешивают. Потерю массы вычисляют по формуле, %:

, (10)

где m – масса образца, высушенного до испытания, г;

m 1 – то же, после испытания, г.

Материал считается выдержавшим испытание, если после установлен­ного нормативным документом числа циклов замораживания и оттаивания он не имеет видимых признаков разрушения и теряет не более 5 % массы. Этот метод требует специального оборудования и больших затрат времени. Если необходимо быстро оценить морозостойкость материала, применяют ускоренный метод, используя раствор сернокислого натрия.

Ускоренный метод

Подготовленные образцы сушат до постоянной массы, взвешивают, маркируют и на 20 часов погружают в насыщенный раствор сернокислого натрия при комнатной температуре. Затем их помещают на 4 часа в сушильный шкаф, в котором поддерживается температура 115 °С. После этого образцы охлаждают до нормальной температуры, снова на 4 часа погружают в раствор сернокислого натрия и опять помещают в сушильный шкаф на 4 часа. Такое попеременное выдерживание образцов в растворе сернокислого натрия и высушивание повторяют 3, 5, 10 и 15 раз, что соответствует 15, 25, 50 – 100 и 150 – 300 циклам замораживания и оттаивания. Этот метод основан на том, что насыщенный раствор сернокислого калия проникая в поры материала при высушивании, переходит в пересыщенный и кристаллизуется, увеличиваясь в объеме. При этом возникают напряжения, значительно превышающие напряжения, вызываемые замерзающей водой. Поэтому 1 цикл ускоренных испытаний приравнивается к 5 – 20 циклам обычных

ИЛИ ДРУГОЙ ВАРИАНТ:

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.

При выборе марки материала по морозостойкости учитывают вид строительной конструкции, условия ее эксплуатации и климат в зоне строительства. Климатические условия характеризуют среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного похолодания и потепления по данным многолетних метеорологических наблюдений. Мороз-сть легких бетонов, кирпича, керамических камней для наружных стен зданий находится обычно в пределах 15-35, бетона для строительства мостов и дорог-50-200, для гидротехнических сооружений - до 500 циклов. От морозостойкости зависит долговечность строит. материалов в конструкциях, подвергающихся действию атм. факторов и воды.

Конструкции с повышенными требовательными по морозостойкости : гидротехнические конструкции (сваи, мосты). Открытыйбассейн, открытые сооруж водоснабжения, канализации,

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

I . Теоретическая часть:

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

;

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

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

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

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

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

Стандарт устанавливает три метода контроля морозостойкости:

I – для бетонов, кроме дорожных и аэродромных;

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

III – ускоренный для всех видов бетона.

Методы контроля морозостойкости.

	Размеры образцов, см	Температурный режим, время и среда			Число образцов
		насыщения	замораживания	оттаивания	основных (после замора-живания)	контрольных (насыщенных водой)
		t = 18+ 2 0 C 96 ч	t = -18+ 2 0 С =2,5+ 0,5 ч	t = 18+ 2 0 C =2+ 0,5 ч
		5% р-р t=18+ 2 0 С =96 ч	t = -18+ 2 0 С =2,5+ 0,5 ч	5% р-р t=18+ 2 0 С =2,5+ 0,5 ч
5% раствор
		t=18+ 2 0 С =96 ч	Понижение до -50-55 0 С-2,5 ч выдержка при -50-55 0 С– 2,5 ч подъем до -10 0 С – 2,5 ч	t=18+ 2 0 С =2,5+ 0,5 ч

Образцы насыщают в жидкой среде по следующей схеме:

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

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

II . Материалы и оборудование:

Образцы-кубы тяжелого цементного бетона;

Ванны для насыщения образцов в жидкой среде;

Торговые весы с разновесами;

Гидравлический пресс;

Морозильная камера;

Ванна для размораживания.

III . Методика проведения работы.

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

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

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

Образцы испытать по режиму, указанному в таблице.

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

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

IV . Лабораторный журнал.

Кол-во циклов замор.-оттаив.	R сж ,	Потеря прочности		Масса образца ,	Потеря массы		Коэф. Морозостойкости
		,			,

Полученные расчетные данные обработать в виде графиков:

и

По построенным кривым определить морозостойкость бетона – допустимое число циклов замораживания и оттаивания, при которых потеря прочности равна 5% и потеря массы 3%. Установить марку бетона по морозостойкости – F , в соответствии с указанными марками в ГОСТе, как ближайшее количество циклов, найденных по графикам.

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

и

для всех остальных видов бетона учитывается только потеря прочности.

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

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

Приложение 1

Таблица 1

Физико-механические свойства некоторых материалов

Наименование материала	Прочность при сжатии,	Истинная плотность, кг/м 3	Средняя плотность, кг/м 3	Тепло-проводность, Вт/(м .0 С)
Известняк плотный
Известняк - ракушечник
Кирпич керамический
Кирпич силикатный
Бетон тяжелый
Бетон легкий
Древесина сосны
Сталь Ст3(при растяжении)
Пластмассы

Таблица 2

Пористость и водопоглощение керамического кирпича

Литература.

И.И. Леонович, В.А. Стрижевский, К.Ф. Шумчик. Испытание дорожно-строительных материалов.: Минск, Вышэйшая школа, 1991. – 235 с.

К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков. Оценка качества строительных материалов.: Москва, АСВ, 2001. – 240 с.

И.А. Рыбьев. Строительное материаловедение. М.: Высшая школа, 2003.

Микульский,В.Г. Строительные материалы (материаловедение и технология): Учебное пособие.- М: ИАСВ, 2002.- 536с.