Способ определения водопоглощения строительных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N33/38 

СЛ

00

Изобретение относится к строител ным материалам, а именно к испытани. ям материалов, и может быть использовано при определении долговечности строительных материалов и конструкции.

Известны способы определения водопоглощения материалов по изменению электропроводности, диэлектрической проницаемости, по изменению массы материалов в процессе водонасыщения С IJ

Недостаток известных способов состоит в их низкой чувствительност к изменению влажности материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения водопоглощения строительных материалов, включающий высушивание образцов до постоянной массы и насыщение их водой до стабилизации массы 2.

По этому способу водонасЕлщение определяют как отношение разности масс сухого и водонасыщенного .образца к массе сухого образца. К недостатку способа относится его низкая точность, что является следствием изменений массы образца в процессе испытания, вызванных шелушением, сколами, наличием неконтролируемого количества воды на поверхности образца при взвешивании и т.п.

Поставленная цель достигается те что согласно способу определения водопоглощения строительных материалов, включающему высушивание образцов до постоянной массы и насыщение их водой до стабилизации массы, дополнительно определяют удельную поверхностную энергию сухих и водонасыщенных образцов, а водопоглощение определяют как отношение разности значений удельной поверхностной энегии сухого и водонасыщенного материала к значению этого параметра для сухого материала.

Сущность предлагаемого способа . заключается в следующем.

В процессе насыщения материала водой происходитзаполнение Пор водой, причем чем выше степень водонасыщения материала, тем больше пор и микротрещин заполняется водой. Вода являясь сильнейшим поверхностно-активным веществом, устремляется в устья пор и микротрещин и создает в них расклинивающие напряжения. Эти расклинивающие напряжения изменяют значения ряда физико-механических характеристик материала, в том числе характеристик, отражающих способность частиц взаимодействовать между собой. В частности, расклинивающие напряжения снижают значения удельной поверхностной энергии материала, являющейся выражением энергии взаимодействия частиц. При этом чем выше степень водопоглощения материала, тем больше величина расклинивающих напряжений и тем ниже значения удельной поверхностной энергии материала.

Практически предлагаемый способ может быть реализован следующим образом.

Для испытаний изготавли-вают несколько образцов в виде пластин размерами 160 X 130 X 20 мм с отверстиями в геометрическом центре и инициаторами трещин (размеры образца не имеют принципиального значения и обуловлены возможностями загрузочного устройства). Образцы высушивают до постоянной массы, после чего у части образов определяют значения удельной поверхностной энергии любь1м из известных способов, например, по энергии импульсов акустической эмиссии.

Затем оставшиеся образцы погружают в воду и по мере насыщения их влагой До стабилизации массы определяют также значения удельной поверхностной энергии. По отношению разности значений удельной поверхностной энергии высушенного и водонасыщенного материала к значению удельной поверхностной энергии высушенного материала судят о степени его водопоглощения.

Преимуществом предлагаемого способа является высокая точность определения удельной поверхностной энергий по энергии импульсов акустической эмиссии. Так, энергия регистрируемых импульсов акустической эмиссии достигает 1 х - 1 х , тогда как величина удельной поверхностной энергии для бетонов колеблется в пределах . 1 х 10 - 1 х

Высокая чувствительность способа подтверждена результатами сравнительных с прототипом испытаний.

Испытания проводили следующим образом.

Были изготовлены двенадцать серий образцов четырех составов - по три срии каждого состава. Серию образцов одного состава высушивали до постоянной массы и на нескольких образцах определяли удельную поверхностную энергию и массу.

Затем оставшиеся образцы этой серии подвергали водонасыщению при атмосферном давлении до приобретения ими постоянной массы, после чего также определяли их удельную поверхностную энергию и массу.

Водопоглощение бетона рассчитывали по удельной поверхностной энергии

V-V- oo%

С

и массе

Для каждой серии проводили аналогичные испытания..Результаты испытаний сведены в таблицу. .

55,23

1,60

2 3

37,26

1,04 48,65 1,39

I

4

136,44

3,79 99,36

5 6 7 2,87 91,84 2,53 1,34 47,29

II

2,41

82,77

8 1,79 64,43

9

Экономический эффект от применения предлагаемого способа достигается за счет повьпиения точности и чувствительности метода ввиду того, что водопоглощение является одной из наиболее важных характеристик материала, определяющих долговечность конструкций и сооружений в целом. Результаты его промышленного использования показали, что применение способа позволяет сократить расход цемента в пределах 6-8 кг/м , что приносит экономию в сумме 4,55,0 ТЫС; руб. в год по одному строительному предприятию аналогичного типа.