Способ определения количества льда в пористых материалах Советский патент 1980 года по МПК G01N33/38 

1

Изобретешге относится к способам определения количества льда в пористых материалах и может найти широкое применение при исследованиях и определении морозостойкости строительных материалов без замораживания образцов этих материалов.

Известен способ определения количества льда в пористых материалах путем на- сьпдения образцов этих материалов водой, их замораживания и определения количества льда по теплоте его плавления- l,

Недостатками известного способа являются следующее.

Непосредствешюе определение количества льда, связанное со сложной аппаратурой, длительностью операций по заморажи- вашпо образцов и поеледукядему их калориметрированию.

Известен также способ определения количества льда в пористых .материалах путем насыщения образцов этих материалов водой, с выдерживанием их во влажной

атмоа})ере до завершения процессов гидра ташга, и взвеш1юаш1Я образцов ,

Недостатками известного способа являются: длительное время и сложность измерений.

Цель изобретешш - сокращение времени и упрощение измере1шй за счет исключения замораживашш. Дocт п: aeтcя цель тем, что из образцов десорб)фу}от воду при относительной влажности от 0,35 до 1,0 в изотермическом режиме, измеряют количество содер кащейся в порах адсорбционной и свободной воды н определяют температуру зак ерзания воды в этих порах и j-сошгчество образующегося льда по соотношеггиям

T 1-l5U-PIPe) VA Vc-vNap4c f (Т)

гдеу - температура замерзания воды, (P/PS - относительная влажность) VA - объемное к;оличество льда, образующегося 1ФИ тампературе Т, Vc - объемное колиЧество свободной воды содержшцейсй в макзюпорах и гюлос тях, - объемное кол1гчест во адсорбциошюй воды, содержащейс в капиллярно-конденсационных по pax носле десорбlUffl. Дополнительно десорбцию осуществляют выдерживанием образцов над насыщенными растворами солей, а количество свободной воды определяют путем дополнительного насыщения водой образцов, пред варительно вьщержанных при относительной влажности 1,О. На ф.иг. 1 изображен графшс зависимости температуры замерзания воды в порах от относительной влажности. На фиг. 2 - изотерма десорбции во- , ды из образцов цементногю камня. Согласно данному способу, образцы пористого материала,-например, цементкого камня или бетона, после формования выдерживают во влажной атмосх зере до полного завершения процессов гидрата и кх твердения. В этом случае обра цы уже насыщены водой. Затем образцы помещшот в эксшсаторы и десорбгфуют из них воду выдерживанием над насьпден ными растворами солей при относительно влажности от 0,35 до 1,0 в изотермическом , измершот количество со держащейся в порах адсорбциошюй и сво бодной воды. Количество свободной воды определяю путем насыщения водой образцов, предварительно выдержанных при относительной влажности 1,О. Влажность 1,О получают выдерживанием образцов над чистой водой. Десорбция водыизобразцов заверщается как правило в течение от 2 -х недеяь до Зх месяцев в зависимости от размер образцов. В процессе десорбции образцы периодю1ески взвешивают и окончание про цесса определяют постоянством веса. По десорбционным данным строят изотерму десорбтши, а затем по соотношению Т 115{l-P/Ps ) находят искомую темпера уру замерзания воды в порах в зависимости от относительной влажности. По изотерме десорбции находят необходимые величш1ы и по соотношению VA Vc-vVa o C-tT определяют количество льда, которое может образоваться в исследуемом материале при температуре Т. Пример Для исследований были взяты образцы цементного камня, изготовленные из портландцемента марки 300. Образцы имели размеры: диаметр 14 hw-f и длину 30 мм. В/Ц-0,б. Количество образцов-9, не считая параллельных. Все образцы после формоваютя твердели во влажной атмосфере при относительной влажности 1,0 и температуре 20 С. Затем восемь образцов, насыщенных водой, были размещены в эксикаторах над насыщенными растворами солей с влажностью 0,35-1,0, девятый образец был погружён в воду для заполнения свободной водой макропор и полостей. В эксикаторах из образцов десорбировалась вода в течение 2х-.недельг . Окошшние десорбпии определялось взвешиванием образцов до постоянного веса. Затем были найдены количества свободной и адсорбшгонной воды взвешиванием образцов. Количество свободной водгл составило 0,3 смЗ/г. По этш. данным была построена изотерма десорбции. Далее из первого соотношения находим интересуюш;ую нас температут у. Наприк ер, при влажности 0,65 адсорбшюнная вода замерзает при -5О С. По изотерме находим, что при влажности 0,65 в порах адсорбировано: 0,24 соды и далее по второму соотношению находш 1 количество льда:. V л О,Ъ-Ю,2.4 - 0,5 4-слл 1 Г Таким образом, при теьтературе -5О С в образцах может образоваться 0,54 см /г льда. В данном пршлере для ускорения определений было взято несколько образцов из одного и того же мат фиала с одинаковой структурой, так называемые, близнецы. Если требуется более высокая точность, то весь процесс десорбции может быть проведен на одном jf том же образце. Предлагаемый способ даст возможность в значительной мере упростить и ускорить применяемые в попояное время ме5708

годы определения количества льда в пористых материалах.

Основными достоинствами данного способа является определение льда без замораживания и использование простсхх) оборудовашш, как эксикаторы и аналитичес.кие весы, являющиеся принадлежностью каждой лаборатории.

Использование данного способа дает возможность вплотную подойти к такой Актуальной на сегодняшний день проблеме как ycKOpeiraoe определение морозостойкости стро1ггельных материалов. Формула изобретения

1. Способ определения количества льда в пористых материалах путем насыщения образцов этих материалов водой, с выдерживанием их во влажной атмосфере до завершения процессов гидратацю и взвешивания образцов, о Т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью сокрашетш времени и упрощения измерений за счет исключения замораживания, из образцов десорб1фуют воду при относительной влажности от (J,35 до 1,0 в изотермическом режиме, измеряют количество содержащейся в порах адсорбциогоюй и свободной воды и определяют температуру замерзания воды в этих порах и количество образующегося льда по соотношениям

T nsu-TlPs)

Р/Р

температура замор.-чаиия

где:

воды,

Т

- относнгелЕ ная влажност - объемное КОЛИЧЕХ:ТГУЗ льдп

VA образующегося при температуре Т,

Y - объем 1ое количество свободной воды, содержащейс в макропорах и полостях,

(-(д объемное количество адсорбционной воды, содержащейся в капиллярно-конде сацио гаых порах после десорбции.

2.Способ по п. 1, ОТЛИЧИ и и с я Tefvt, что десорбцию осуществляют вьщерживаюгем образцов над насышекным1г раствора-ми солей.

3,Способ по п. 1 и 2, отличающийся TeNf, что количество свободной воды определяют путем дополнительного насыщения водой образцов, предварительно выдержанных при относитапьной влажности 1,0.

Источники зшформации, принятьге во вшп {ание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 4782ОЗ, кл. в 01 К 17/Ои, 1972.

2,Костяев П. С. Лабораторнъге работы по материаловедению для арматурщиков

и бетонщиков, лзд.(,Высшая школа, М., 1973., стр. 18.

.0

ад

0.8

0.1 ..

0.6 0.5

ОА ..

0. 0.2 0.1

D -W W -30 -SD Во -W -Sff

Г°С Фи.1

.t 0.5 0,6 47 4 10

Ш.2