Материал: Стойкость и долговечность конструкционных, функциональных и специальных строительных материалов. методические указания к выполнению лабораторных работ. Козодаев С.П., Ткаченко Т.F

Водопоглощение — способность материала поглощать влагу и удерживать ее в порах. Не следует забывать, что пористые материалы обычно содержат и открытые, и закрытые поры, причем открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала. При увлажнении материала изменяются его свойства: возрастает плотность, материал набухает, снижаются теплофизические показатели и прочность.

2.3. Оборудование, инструменты и материалы

Весы торговые с пределом взвешивания до 10 кг; гири; весы технические с точностью взвешивания до 0,1 г; емкости для взвешивания материала; совки; шпатели; кельмы; формы-балочки размером 4040160 мм (3 шт.); мерные цилиндры емкостью 250, 1000 мл; лабораторный смеситель турбинного типа; лабораторная виброплощадка; сушильные шкафы с регулированием температуры от 50 до 110 ^оС (1 шт.); емкости для водонасыщения образцов; пресс гидравлический УММ-20 с усилием до 200 кН.

Гипсовое вяжущее; вода водопроводная.

2.4. Методика определения кратковременной водостойкости

Лабораторная подгруппа делится на 3 звена. Каждое звено формует образцы-балочки размером 4040160 мм (по 6 образцов с одним из заданных водогипсовых отношений), для чего:

1) собирают формы-балочки размером 4040160 мм, смазывают их стенки и дно тонким слоем смазочного материала;

2) оформляют этикетки для образцов с указанием следующих данных: даты изготовления образца; номера лабораторной работы, для которой отформован образец; номера группы и подгруппы студентов;

3) производят замес материалов с водой в лабораторном смесителе принудительного действия, укладывают тесто в формы, уплотняют с помощью лабораторной виброплощадки, этикетируют образцы, накрывают формы стеклом (полиэтиленом, мокрой тканью) и оставляют твердеть в естественных условиях.

Распалубливают формы с образцами через 1 сутки твердения.

Рекомендуемые составы смесей приведены в табл. 2.1.

После твердения в течение 2-х недель образцы-балочки готовят к испытаниям. Для этого перед началом водонасыщения все образцы высушивают до постоянной массы. Высушивание образцов-балочек производится в сушильном шкафу при температуре при 45 – 55 ^оС. Затем все образцы делятся на две партии. Первую партию образцов испытывают на сжатие в высушенном состоянии с помощью гидравлического пресса УММ-20, вторая партия образцов подвергается водонасыщению по методике, приведенной ниже.

Таблица 2.1

Составы смесей гипсового теста

Для водонасыщения гипсовых образцов их помещают в ванну в горизонтальном положении и заливают водой до половины, а через 2 ч - полностью, чтобы вода сверху покрывала образцы слоем, толщиной не менее

10 мм. Каждые 24 часа образцы вынимают из воды, вытирают их поверхность влажной тканью и взвешивают. Водонасыщение образцов заканчивают, когда два последовательно проведенных их взвешивания не показывают приращения массы. После этого образцы с помощью пресса УММ-20 испытывают на прочность при сжатии.

При взвешивании водонасыщенных образцов массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включают в массу образца, насыщенного водой. Взвешивание каждого образца должно быть закончено не позднее 2 мин после его удаления из воды.

На основании полученных данных рассчитывают значение водопоглощения (W) образцов по массе:

, (2.1)

где m₁ – масса образца, насыщенного водой, г;

m – масса образца, высушенного до постоянной массы, г.

Значение коэффициента размягчения (К_разм) материала рассчитывают по следующей формуле:

(2.2)

где – среднее значение предела прочности при сжатии образцов

в водонасыщенном состоянии, МПа;

– среднее значение предела прочности при сжатии образцов

в высушенном до постоянной массы состоянии, МПа.

2.5. Результаты выполнения работы

Результаты испытаний образцов и необходимых расчетов, полученные всеми звеньями, заносят в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Результаты определения показателей водостойкости и коэффициента размягчения материала

2.6. Выводы

По результатам анализа значений водопоглощения гипсового камня и величин коэффициентов его размягчения сделать вывод о кратковременной водостойкости исследованного строительного материала.

Контрольные вопросы

1. Что такое водостойкость строительных материалов?

2. Что такое «кратковременная» и «длительная» водостойкость?

3. По каким критериям оценивается водостойкость строительных материалов? Какова физико-химическая сущность этих критериев?

Библиографический список

1. ГОСТ 23789-79. Вяжущие гипсовые. Методы испытаний, 1979. – 12 с.

2. ГОСТ 12730.3-78. Бетоны. Метод определения водопоглощения, 1978. – 2 с.

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СТОЙКОСТИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ

АГРЕССИВНЫХ ХИМИЧЕСКИХ СРЕД

3.1. Цель работы

1. Изучить методику определения относительной стойкости строительных материалов под воздействием агрессивных химических сред.

2. Определить относительную стойкость цементного и гипсового камня под воздействием агрессивной химической среды:

- по изменению массы образцов;

- по изменению предела прочности при изгибе и сжатии образцов.

2. Краткие теоретические сведения

Стойкость материала в химически агрессивной водной и газовой среде - это его способность долго сохранять свои эксплуатационные качества при работе в неблагоприятных условиях внешней среды без значительных повреждений и разрушений.

Цементный камень менее стойкий, нежели каменные заполнители, при воздействии на бетон химически агрессивных агентов разрушается в первую очередь. Все причины коррозии бетона на портландцементе могут быть сведены в следующие основные группы:

1. Физическое растворение и вынос фильтрующей сквозь бетон мягкой, пресной водой гидрата окиси кальция и других растворимых соединений, входящих в состав цементного камня (выщелачивание). Коррозия этого вида связана с прогрессирующим уменьшением плотности бетона.

2. Взаимодействие компонентов цементного камня, прежде всего гидрата окиси кальция, со свободными кислотами, которые могут содержаться в воде (кислотная коррозия). В результате образуются относительно легко растворимые соли этих кислот, легко вымываемые водой из бетона.

3. Взаимодействие содержащихся в минерализованных водах солей, в частности сульфатных или магнезиальных (сульфатная и сульфомагнезиальная коррозии), с составными частями цементного камня, в результате чего могут происходить обменные реакции с образованием в цементном камне новых соединений, легче растворимых в воде, нежели исходные его компоненты, например образование под действием сульфатных солей вместо Са(ОН)₂ легко растворимого гипса. Гипс же при кристаллизации увеличивается в объёме, что может привести к внутренним напряжениям и образованию трещин, усиливающих процессы коррозии бетона и арматуры.

Материалы на основе гипсовых вяжущих обладают повышенной стойкостью в сульфатных растворах низкой (0,2 %) и высокой (3 %) концентра-