Anodtorgmet.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методика определения водопоглощения кирпича

Определение влажности, водопоглощения и водостойкости строительных материалов

Краткие теоретические сведения

Влажность– отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии. Поглощение влаги из воздуха обусловлено полимолекулярной адсорбцией водяных паров внутренней поверхности пористого материала, а также капиллярной конденсацией.

При транспортировании, хранении и применении материалов имеют дело не с водопоглощением, а с их влажностью. Влажность меняется от 0 % (для абсолютно сухих материалов) до значения полного водопоглощения и зависит от пористости, гигроскопичности и других свойств материала, а также от окружающей среды – относительной влажности и температуры воздуха, контакта материала с водой и т.д.

, (3.1)

где m2, m1 – масса соответственно влажного и сухого образца.

Известны и другие способы определения влажности материала, например, путем измерения электросопротивления и электроемкости.

Водопоглощение – свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах. Его определяют путем полного насыщения водой предварительно высушенного образца.

Водопоглощение выражают степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему Wо) или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала.

Водопоглощение по массе – это масса поглощенной материалом воды, отнесенная к массе сухого материала, %:

(3.2)

Водопоглощение по объему – это объем поглощенной материалом воды, отнесенный к объему материала, характеризует интегральную (кажущуюся) пористость материала Пи:

(3.3)

Водопоглощение по массе Wm. и объемное водопоглощение Wо связаны между собой зависимостью

(3.4)

Водонасыщение – это отношение объема пор, занятых водой, к общему объему пор. Определяется оно отношением водопоглощения по объему к общей пористости материала. Это отношение называется коэффициентом водонасыщения:

(3.5)

Величина Кнас определяет морозостойкость материала. Морозостойкими материалами считаются материалы, если их Кнас≤0.9

Под морозостойкостью бетона понимают способность материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии без значительного снижения прочности. Для большинства строительных материалов после испытания их на морозостойкость снижение прочности допускается не более 25 %, а потеря массы – 5 %. Морозостойкость характеризуется числом циклов попеременного замораживания при температуре -15 0 …-18 0 С и оттаивания при температуре около 20 0 С. Водостойкость – это способность материала сохранять свою прочность при увлажнении, численно она характеризуется коэффициентом размягчения:

(3.6)

где Rнас – предел прочности при сжатии образца в насыщенном водой состоянии; Rсух – предел прочности при сжатии сухого образца, МПа.

Водостойкими называются материалы, у которых Кразм ≥ 0,8.

3.1 Определение влажности строительных материалов

Приборы и материалы: весы, сушильный шкаф, образцы.

Методика проведения опыта

Образец взвешивают, сушат до постоянной массы в сушильном шкафу, снова взвешивают и определяют влажность по формуле (3.1).

Результаты заносят в табл. 3.1

Масса образца, гВлажность, %,
до сушки m2после сушки m1

3.2 Определение водопоглощения строительных материалов

Приборы и материалы: весы, сушильный шкаф, образцы, сосуд металлический для кипячения образцов, электроплитка, эксикатор, объемомер.

Методика проведения опыта

Образцы строительных материалов сушат до постоянной массы, взвешивают с точностью до 0,1 г и подвергают водонасыщению. Водонасыщенные образцы взвешивают, опускают в объемомер для определения объема и вычисляют водопоглощение по формулам (3.2) и (3.3). Результаты опыта заносят в табл. 3.2

Вид материалаМасса образца, гОбъем образца V, смВодопоглощение, %
сухого m1насыщенного m2По массеПо объему

3.3 Определение замкнутой пористости и коэффициента насыщения

Данные для вычисления берут из лабораторных работ №1, №2, №3 (табл. 3.2) и заносят в табл. 3.3.

Номер опытаИстинная плотность ρ, г/см 3Средняя плотность ρ, г/см 3Общая пористость Открытая пористость По=WоЗамкнутая пористость Пз=П-ПоКоэффициент насыщения

Контрольные вопросы по лекционному курсу

1 Что такое водопоглощение по массе и по объему?

2 Что такое истинная и кажущаяся пористость?

3 Какие показатели зависят от водопоглощения?

4 Что такое водостойкость и как она определяется?

5 Что такое водонепроницаемость и как она определяется? От чего зависит?

6 Что такое морозостойкость? Как она определяется?

7 В чем выражается отрицательное влияние процессов замораживания и оттаивания?

8 Что такое теплопроводность и какие показатели конструкций она определяет?

Читать еще:  Водопоглощение силикатного кирпича по массе составляет мти

9 Что такое термическая стойкость?

10 Сформулировать понятия огнестойкости и огнеупорности.

11 Что такое химическая стойкость строительных материалов?

Определение плотностей, водопоглощений, пористости и коэффициента насыщения пор строительных материалов

Цель работы: определение плотностей, водопоглощений, пористости и коэффициента насыщения пор строительных материалов

Средняя плотность (в дальнейшем изложении плотность, г/см 3 ) ─ масса единицы объема материала в естественном виде (вместе с порами):

где m ─ масса образца материала соответственно, г, кг, т; Vес. ─ объем образца в естественном виде (вместе с порами), см 3 , дм 3 , м 3 .

Объем цилиндрического образца равен:

Vес =(π•r 2 •h)/4, (2)

где r─ радиус, см; , h ─ высот, см.

При изменении температуры и влажности среды, окружающий материал, меняется его влажность, а, следовательно, и плотность. Поэтому показатель плотности определяют после предварительной просушки материала до постоянной массы или вычисляют по формуле:

где ρср(влаж)─ средняя плотность материала во влажном состоянии, г/см 3 .

Истинная плотность ρист (г/см 3 , кг/м 3 , т/м 3 ) ─ масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии:

ρист=m/Vаб, или через пористость ρистср/(1-Пкаж), (4)

где Vаб. ─ объем в абсолютно потном состоянии (без пор), см 3 , дм 3 , м 3 .

w ─ количество воды в материале (доля от его массы).

Водопоглощение – свойства материала поглощать и удерживать воду при непосредственном соприкосновении с ней. Количество поглощенной образцом материала воды, отнесенной к его массе в сухом состоянии, называется водопоглощением по массе, а отнесенное к его объему V – водопоглощение по объему. Водопоглощение (%) вычисляют по формулам:

где m2 -масса образца материала, насыщенного водой (г); m1 — масса образца в сухом состоянии (г). После почленного деления этих двух выражений устанавливается зависимостьWV = Wmd отсюда коэффициент зависимости

Пористость ─ относительная величина, показывающая, какая часть объема материала занята внутренними порами. По значению пористость дополняет коэффициент плотности до 1 или до 100%.

Несмотря на разнообразие форм и очертаний пор (рисунок 1), имеющихся в строительных материалах, их подразделяют на несколько основных групп:

1) закрытые поры – недоступны для проникания в них жидкости и газообразных продуктов;

2) тупиковые поры – заполняемые жидкостью или газом, но не влияющие на проницаемость строительного материала;

3) кажущаяся пористости или каналообразующие открытые с обоих концов поры, создающие поровые каналы.

Кажущаяся пористость определяется по формуле:

Для ряда простых технических расчетов определяют коэффициент плотности, характеризующий степень заполнения объема материала веществом:

Коэффициент насыщения пор водой ─ отношение водопоглощения по объему к пористости:

Коэффициент насыщения может меняться от 0 (все поры в материале закрытые) до 1 (все поры открытые), тогда WV=П. Уменьшение КН (при той же пористости) свидетельствует о сокращении открытой пористости, что обычно проявляется в повышении морозостойкости.

Дата добавления: 2015-01-10 ; просмотров: 3297 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ОФС.1.5.3.0012.15 Определение коэффициента водопоглощения и расходного коэффициента лекарственного растительного сырья

Коэффициент водопоглощения – показатель, определяющий количество воды в миллилитрах, удерживаемое 1 г лекарственного растительного сырья после его отжатия в перфорированном стакане инфундирного аппарата. Коэффициент водопоглощения используется для расчетов при получении водных извлечений из лекарственного растительного сырья.

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБЩАЯ ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ

Определение коэффициента ОФС.1.5.3.0012.15

водопоглощения

и расходного коэффициента

лекарственного растительного сырья Вводится впервые

Коэффициент водопоглощения – показатель, определяющий количество воды в миллилитрах, удерживаемое 1 г лекарственного растительного сырья после его отжатия в перфорированном стакане инфундирного аппарата. Коэффициент водопоглощения используется для расчетов при получении водных извлечений из лекарственного растительного сырья.

Для определения коэффициента водопоглощения навеску цельного или измельченного лекарственного растительного сырья массой 10,0 г заливают водой очищенной и готовят водное извлечение в соответствии с ОФС «Настои и отвары». После изготовления полученное водное извлечение процеживают, оставшееся сырье отжимают в перфорированном стакане инфундирки и измеряют объем полученного водного извлечения.
Коэффициент водопоглощения (Квп) рассчитывают по следующей формуле:

V1 – объем водного извлечения, который необходимо получить, мл;

V2 – объем водного извлечения, который был получен после отжатия сырья, мл;

a – навеска лекарственного растительного сырья, взятая для приготовления водного извлечения, г.

Коэффициент водопоглощения рассчитывают как среднее арифметическое результатов 3 параллельных определений.

Читать еще:  Укрепление откосов насыпи водопропускных труб

В таблице 1 приведены значения коэффициентов водопоглощения для отдельных видов лекарственного растительного сырья.

Таблица 1 – Коэффициенты водопоглощения некоторых видов лекарственного растительного сырья

Вид сырьяКоэффициентВид сырьяКоэффициент
Валерианы корневища с корнями2,9Мать–и–мачехи листья3,0
Мяты перечной листья2,4
Горицвета трава2,8Подорожника большого листья2,5
Горца змеиного (змеевика) корневища2,0Полыни горькой трава2,1
Дуба кора2,0Пустырника трава2,0
Душицы трава2,0Ромашки аптечной цветки3,4
Зверобоя трава1,6Сенны листья1,8
Калины кора2,0Солодки корни1,7
Крапивы листья1,8Сушеницы трава2,2
Кровохлебки корневища и корни1,7Толокнянки листья1,4
Крушины кора1,6Шалфея листья3,3
Лапчатки корневища1,4Шиповника плоды1,1

Если коэффициент водопоглощения для лекарственного растительного сырья отсутствует, используют его следующие условные значения:

— для корней и корневищ – 1,5 мл/г;

— для коры, почек, травы и цветков – 2,0 мл/г;

— для семян – 3,0 мл/г.

Объем воды (Vквп), необходимый для изготовления водного извлечения с учетом коэффициента водопоглощения (Квп), рассчитывают по следующей формуле:

где V – объем водного извлечения, который необходимо получить, мл;

m – масса лекарственного растительного сырья, необходимая для приготовления водного извлечения, г;

Квп – коэффициент водопоглощения данного лекарственного растительного сырья.

Для лекарственного растительного сырья, содержащего слизь, в частности — корней алтея, определяют расходный коэффициент (Кр). Расходный коэффициент показывает, во сколько раз следует увеличить массу сырья и объем воды очищенной, чтобы получить требуемый объем (мл) водного извлечения. Данный показатель характеризует качество лекарственного растительного сырья, содержащего слизь, и позволяет контролировать процессы его заготовки и сушки.

Расходные коэффициенты для изготовления водного извлечения корней алтея при различных соотношениях сырья и экстрагента приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Расходные коэффициенты для изготовления водного извлечения корней алтея при различных соотношениях сырья и экстрагента

Соотношение сырье-экстрагентРасходный коэффициент корней алтея, Kр
1 : 1001,05
1 : 501,10
1 : 301,15
1 : 251,20
1 : 201,30

Для водного извлечения корней алтея с концентрацией более 5 % (1:20) расходный коэффициент (Кр) рассчитывают по формуле:

m – количество корня алтея (г), необходимое для изготовления 100 мл водного извлечения необходимой концентрации;

4,6 – постоянная величина, показывающая, что 1 г корня алтея удерживает 4,6 мл водного извлечения.

Методика определения водопоглощения кирпича

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАЗМЯГЧАЕМОСТИ

БЕЛОГО ПИСЧЕГО МЕЛА

Овчинников А.В.

ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», Россия

При взаимодействии грунтов с водой в статических условиях их водопрочность характеризуется размокаемостью и потерей прочности при замачивании (размягчаемостью).

Коэффициент размягчаемости – показатель водоустойчивости скальных и полускальных горных пород, численно равный отношению временного сопротивления сжатию образца породы после насыщения водой к временному сопротивлению сжатию образца до насыщения водой:

.

Данная характеристика является классификационной для скальных и полускальных грунтов. При К sat ≥ 0,9 порода водоустойчива, при К sat = 0,7-0,8 имеет пониженную водоустойчивость, у пород слабоводоустойчивых К sat ≤ 0,5, у пород, которые при насыщении водой расслаиваются и распадаются на обломки К sat = 0.

Размягчаемость грунтов является косвенным показателем их способности сопротивляться выветриванию и воздействию замерзающей воды. Все сильно размягчающиеся породы быстро выветриваются и не обладают значительной морозостойкостью.

Для определения размягчаемости белого писчего мела проводились испытания на одноосное сжатие с образцами цилиндрической формы при примерно одинаковом отношении . Всего было испытано более 10 образцов в воздушно-сухом состоянии и более 30 образцов после водопоглощения.

Испытания на одноосное сжатие проводились в лаборатории механических свойств горных пород Центра инженерных изысканий СПГГИ и в лабораториях НИУ «БелГУ»: в лаборатории механических испытаний ЦКП «Диагностика структуры и свойств наноматериалов» и в лаборатории механики грунтов кафедры инженерной геологии и гидрогеологии.

Испытывались образцы мела массивной текстуры. Средние значения физических характеристик исследуемых образцов составили следующие значения:

— влажность на границе текучести WL – 34,03%;

— влажность на границе раскатывания Wp – 23,18%;

— число пластичности IP – 10,85%;

— плотность в воздушно-сухом состоянии ρd – 1,35 г/см 3 ;

— плотность твердых частиц ρs – 2,70 г/см 3 ;

— коэффициент пористости e – 1,00 д.е.;

— пористость n – 50,2%;

— плотность после водопоглощения ρ – 1,85 г/см 3 ;

— влажность после водопоглощения W – 36,00%;

— коэффициент водонасыщения Sr – 0,97 д.е.

Влажность образцов после 5-суточного водопоглощения составила 35,4% (ρ 1,84 г/см 3 ; Sr – 0,96), после 50 суток – 38,2% (ρ 1,86 г/см 3 ; Sr – 1,0).

Высушенные и взвешенные образцы мела укладывали в емкость с дистиллированной водой. При этом уровень воды в емкости поддерживали выше верха образцов не менее 2 см. В таком положении образцы выдерживали в воде 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 45 и 50 суток. По каждому временному промежутку выдерживали не менее 3 образцов.

В процессе водопоглощения 2 образца раскололись на две половины по трещине, у 2 образцов на поверхности образовались каверны диаметром до 1 см.

После водопоглощения образцы вынимали из воды, обтирали, взвешивали, вычисляли водопоглощение и проводили испытания на одноосное сжатие для определения предела их прочности R сж, МПа.

Результаты одноосных испытаний мела для определения предела прочности на сжатие R сж оказались следующие (рис. 1):

— в воздушно-сухом состоянии R сж – 2,28 МПа;

— 2 суток водопоглощения R сж – 1,10 МПа;

— 5 суток – 0,83 МПа;

— 10 суток – 0,83 МПа;

— 15 суток – 0,79 МПа;

— 20 суток – 0,78 МПа;

— 25 суток – 0,77 МПа;

— 30 суток – 0,76 МПа;

— 40 суток – 0,68 МПа;

— 45 суток – 0,66 МПа;

— 50 суток – 0,64 МПа.

Рис. 1. Зависимость предела прочности на сжатие мела

от времени водопоглощения

При погружении мела с естественной структурой в воду он не размокает, оказывается вполне водостойким и является влагоемким. Он не теряет свою связность и не превращается в рыхлую массу. В сухом состоянии мел жадно впитывает воду, и уже в течение первых суток и даже менее достигает влажности примерно 35%. При дальнейшем водопоглощении его влажность увеличивается незначительно. Лишь при длительном водопоглощении (более 50 суток) влажность может составить более 38%. Выявлено, что применение последующего искусственного водонасыщение в вакуумной камере приводит к дополнительному увеличению влажности, но уже незначительно (не более 1 %).

Результаты водонасыщения хорошо соотносятся с результатами определения эффективной пористости мела. Эффективная пористость была определена с помощью порозиметра TPI -219 в специализированной лаборатории «Повышение нефтеотдачи пластов» Санкт-Петербургского горного института. Среднее значение эффективной пористости составило 36,75%.

Механическая прочность образцов мела при замачивании снижается в 2,5 – 3 раза, зависит от времени водонасыщения, и, следовательно, коэффициент размягчаемости в процессе водонасыщения во времени уменьшается. После 5 суток водонасыщения он составил 0,36, а на 51 сутки – 0,28.

По результатам одноосных испытаний получены типичные диаграммы (рис. 2), которые наглядно иллюстрируют масштаб изменения прочности мела при водонасыщении. Для воздушно-сухого состояния показано одно из максимальных значений прочности.

Рис. 2. Типичные диаграммы результатов одноосных испытаний образцов мела:

1 – в воздушно-сухом состоянии; 2 – водопоглощение 2 суток; 3 – 5 суток; 4 – 50 суток.

Снижение прочности мела при водонасыщении обусловлено в основном проявлением эффекта Ребиндера – ослаблением или разрушением структурных связей на контактах структурных элементов породы под действием внедряющихся прослоек смачивающей адсорбционно-активной жидкости. Вода, проявляющая себя для большинства горных пород как адсорбционно-активная жидкость, а также растворенные в ней поверхностно-активные вещества обусловливают более низкое, чем на границе с воздухом, поверхностное натяжение (свободную поверхностную энергию) твердой части грунта и тем самым облегчают развитие этой поверхности, т.е. способствуют диспергированию и увеличению удельной поверхности при разрушении. Кроме того, молекулы воды, проникая в трещины и контактные зазоры, адсорбируются на поверхности стенок трещин, препятствуя их смыканию и способствуя их развитию в тупиковой части. Все этот приводит к снижению прочности системы, уменьшению долговечности, повышению пластичности, увеличению и облегчению диспергирования.

Таким образом, белый писчий мел по коэффициенту размягчаемости является слабоводоустойчивой породой, слабо сопротивляется процессам выветривания и не обладает морозостойкостью.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector