Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Морозостойкость материала количественно оценивается маркой по морозостойкости. За марку материала по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений - трещин, выкрашивания (потеря массы не более 5%). От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов в конструкциях, подвергающихся действию атмосферных факторов и воды. Марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного замораживания и оттаивания по данным многолетних метеорологических наблюдений.
Легкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен обычно имеют морозостойкость 15, 25, 35. однако бетон, применяемый в строительстве мостов и дорог, должен иметь марку 50, 100 и 200, а гидротехнический бетон - до 500. Воздействие на бетон попеременного замораживания и оттаивания подобно многократному воздействию повторной растягивающей нагрузки, вызывающей усталость материала. Испытание морозостойкости материала в лаборатории проводят на образцах установленной формы и размеров (бетонные кубы, кирпич и т.п.) перед испытанием образцы насыщают водой. После этого их замораживают в холодильной камере от -15 до -20С, чтобы вода замерзла в тонких порах. Извлеченные из холодильной камеры образцы оттаивают в воде с температурой 15-20С, которая обеспечивает водонасыщенное состояние образцов. Базовые - первый (для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий) и второй (для бетонов дорожных и аэродромных покрытий); ускоренные при многократном замораживании и оттаивании - второй и третий; ускоренные при однократном замораживании - четвертый (дилатометрический) и пятый (структурно-механический). Для оценки морозостойкости материала применяют физические методы контроля и прежде всего импульсный ультразвуковой метод. С его помощью можно проследить изменение прочности или модуля упругости бетона в процессе циклического замораживания и определить марку бетона по морозостойкости в циклах замораживания и оттаивания, число которых соответствует допустимому снижению прочности или модуля упругости.
Обстоятельные исследования по влиянию грануло-метрии пор на морозостойкость керамических материалов выявили следующие положения:
все поры в керамическом материале (с точки зрения морозостойкости) могут быть разделены на три категории: опасные, безопасные и резервные;
опасные поры заполняются водой при насыщении на холоду. В них она удерживается при извлечении материала из воды и замерзает при температуре от --15 до --20° С. Диаметр этих пор от 200 до 1 мк для глиняного кирпича пластического прессования, от 200 до 0,1 мк для глиняного кирпича полусухого прессования;
безопасные поры при насыщении на холоду водой не заполняются, либо заполнившая их вода не замерзает при указанных температурах. Это обычно мелкие поры. Заполняющая их вода становится по существу пристеночной адсорбированной влагой, имеющей свойства почти твердого тела и температуру замерзания существенно ниже (--20° С);
резервные поры при насыщении на холоду полностью заполняются водой, но из них при извлечении образца из насыщающего сосуда вода частично вытекает вследствие малых капиллярных сил. Это крупные поры диаметром более 200 мк.
Согласно этим исследованиям, керамический материал будет морозостойким, если в нем объем резервных пор достаточен для компенсации прироста объема замерзающей воды в опасных порах.
По морозостойкости насыщенный водой глиняный обыкновенный кирпич должен выдерживать без каких-либо внешних признаков разрушения (расслоение граней, выкрашивание ребер и углов, растрескивание) не менее 15 повторных циклов попеременного замораживания при температуре -75°С и ниже с последующим оттаиванием в воде при температуре 15±5°С.
Легковесный кирпич должен выдерживать без каких-либо временных признаков разрушения не менее 10 повторных циклов попеременного замораживания при температуре -15°С и ниже с последующим оттаиванием при температуре 15 ±5°С.
Лицевой кирпич должен выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений не менее 25 повторных циклов попеременного замораживания с последующим оттаиванием в воде.
Со временем эксплуатации строительные изделия стареют, и происходит их разрушение. Его природа связана во многом с пористостью материалов, а основной механизм разрушения материалов связан с водой, которая попадает в поры материалов и расширяется при замерзании, что приводит к увеличению объема материала. При последующем оттаивании объем материала уменьшается. Подобное попеременное замерзание и оттаивание эквивалентно воздействию многократной нагрузки, вызывающей усталость и разрушение материала. Одной из важных характеристик таких материалов, как бетон, керамические материалы и минеральные ваты является их морозостойкость.
Морозостойкость - способность материала сохранять структуру и свойства при многократном изменении температуры окружающей среды. При разрушении материалов меняется их вид, происходят изменения массы и прочности. Поэтому, анализируя эти характеристики, можно сделать заключение о морозостойкости материалов. Для контроля морозостойкости по степени повреждений или по потере массы отбирают не менее пяти образцов. Для контроля морозостойкости по потере прочности отбирают не менее 20 образцов, половину из которых используют в качестве контрольных. Контрольные образцы помещают в специальную ванну с водой, обладающей гидравлическим затвором.
Морозостойкость материала количественно оценивается циклами и соответственно маркой по морозостойкости. За марку материала по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; после испытаний образцы не должны иметь видимых повреждений, а потеря массы не должна превышать 5%.
Требуемая марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Легкие бетоны и кирпич имеют обычно морозостойкость 15,25,35. Тяжелый бетон должен иметь марку 50, 100,200, а гидротехнический бетон – 500.
Испытания морозостойкости проводят в лаборатории на образцах установленной формы и размеров. Перед испытанием образцы насыщают водой, затем их замораживают в холодильной камере при Т от -15°С до -20°С, чтобы замерзла вода в тонких порах. Извлеченные из камеры образцы оттаивают в воде с температурой 15–20°С, что обеспечивает водонасыщенное состояния образцов. Затем их подвергают испытаниям и вновь помещают в морозильную камеру. Для оценки морозостойкости все шире применяется импульсный ультразвуковой метод. Типичная кривая изменения прочности бетона при попеременном замораживании и оттаивании, полученная при помощи данного метода, приведена на рисунке.
Морозостойкость и определяющие ее факторы.
Морозостойкость - это способность материала в водонасыщенном состояние противостоять многократному попеременному замораживанию и оттаиванию. Морозостойкость материала зависит от его структуры, степени заполнения пор водой, формы и размера пор, наличия защемленного воздуха в порах после водонасыщения, ионного состава, температуры и тд. Морозостойкость материала определяется числом циклов замораживания(-18(-\+2)) и оттаивания в воде (+20(-\+2)), после которых образци снижают прочность не более чем на 5% или массу не более чем на 5%/
Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Морозостойкость материала количественно оценивается маркой по морозостойкости. За марку материала по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений - трещин, выкрашивания (потеря массы не более 5%). От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов в конструкциях, подвергающихся действию атмосферных факторов и воды.
Марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного замораживания и оттаивания по данным многолетних метеорологических наблюдений.
Легкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен обычно имеют морозостойкость 15, 25, 35. однако бетон, применяемый в строительстве мостов и дорог, должен иметь марку 50, 100 и 200, а гидротехнический бетон - до 500.
Воздействие на бетон попеременного замораживания и оттаивания подобно многократному воздействию повторной растягивающей нагрузки, вызывающей усталость материала.
Испытание морозостойкости материала в лаборатории проводят на образцах установленной формы и размеров (бетонные кубы, кирпич и т.п.). перед испытанием образцы насыщают водой. После этого их замораживают в холодильной камере от -15 до -20С, чтобы вода замерзла в тонких порах. Извлеченные из холодильной камеры образцы оттаивают в воде с температурой 15-20С, которая обеспечивает водонасыщенное состояние образцов.
Для оценки морозостойкости материала применяют физические методы контроля и прежде всего импульсный ультразвуковой метод. С его помощью можно проследить изменение прочности или модуля упругости бетона в процессе циклического замораживания и определить марку бетона по морозостойкости в циклах замораживания и оттаивания, число которых соответствует допустимому снижению прочности или модуля упругости.
В строительном материаловедении понятие морозостойкость связывают с воздействием на материал двух основных факторов:
– влияние низких температур (для абсолютно плотных материалов, таких как стекло, металлы полимерные материалы и др.);
– совокупное влияние низких температур и воды (для материалов мелкопористой структуры, таких как природные и искусственные каменные материалы, в том числе строительная керамика, бетоны, растворы и др.).
Таким образом, для плотных материалов морозостойкость – способность материала сохранять эксплуатационные свойства при низких температурах. К таким материалам предъявляются требования в зависимости от условий их эксплуатации. В большинстве случаев основным требованием является сохранение целостности структуры.
Механизм разрушения структуры материала при перепадах температуры связан с явлением расширения – сжатия и изменением упругих свойств материала. При низких температурах материал становится более хрупким, ломким, резко снижается ударная прочность. Это в большей степени относится к полимерным материалам и металлам.
Для оценки морозостойкости полимеров на практике часто используют условный коэффициент морозостойкости, который определяют по формуле
Кмрз= RТ / R20,
где Кмрз –коэффициент морозостойкости, ед.;
RT и R20 – предел прочности при изгибе образцов, соответственно, при температуре эксплуатации и при 20ºС, МПа.
Морозостойкость природных и искусственных каменных материалов – способность материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии без видимых признаков разрушения и допустимого понижения прочности.
Разрушительное воздействие мороза на ограждающую конструкцию можно условно разделить на три основных периода: водонасыщения, промерзания и, собственно, разрушения.
В наиболее влажный период года происходит водонасыщение поверхностного слоя ограждающей конструкции.
При понижении температуры окружающей среды наружные слои конструкции постепенно охлаждаются, направляя фронт распространения низких температур внутрь конструкции.
Тем временем, водяной пар, находящийся в противоположной зоне конструкции, перемещается от тепла к холоду, поскольку его давление при отрицательной температуре ниже, чем при положительной. Попадая в зону низких температур, водяной пар конденсируется в порах, вблизи наружной поверхности ограждающей конструкции (рис. 4.29).
При наступлении даже небольших морозов (-5 ÷ -8 ºС) вода, находящаяся в крупных порах, замерзая и превращаясь в лед, создает напряженное состояние в материале.
Рис. 4.29. Распределение температуры в наружной стене здания (а) и заполнение пор водой (б) вблизи наружной поверхности: 1 – адсорбированная вода; 2 – конденсат; 3 – устье; 4 – дождевая вода
8 февраля 2011Под морозостойкостью понимают способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения, т. е. без образования трещин, выкрашивания, расслаивания и без значительной потери прочности и веса.
Вода, находящаяся в порах материала, превратившись в лед, увеличивается в объеме примерно на 10%. При этом в материале возникают большие внутренние напряжения, которые постепенно его разрушают. Поэтому необходимо наружные поверхности стен и крыш делать из морозостойких материалов.
Морозостойкими являются материалы плотные или с малым водопоглощением (до 0,5%).
Морозостойкость материалов зависит не только от водопоглощения, но и от коэффициента размягчения. Материалы с коэффициентом размягчения ниже 0,7 практически неморозостойки.
Для определения морозостойкости материал замораживают до температуры — 15 °С, а затем погружают в воду комнатной температуры для оттаивания. Число циклов попеременного замораживания и оттаивания материала при условии, что прочность его в результате этого понизится не более чем на 30%, и характеризует морозостойкость материала.
«Материаловедение для штукатуров,
плиточников, мозаичников»,
А.В.Александровский
В строительстве понятие вязкости употребляется только применительно к материалам, находящимся в жидком состоянии. Вязкость — это свойство жидкостей оказывать сопротивление при перемещении одной их части относительно другой. Вязкость любой жидкости зависит от ее температуры и давления. С понижением температуры она резко возрастает, так же как и при повышении давления до нескольких сотен атмосфер. Вязкость принято…
Теплопроводность — это способность материала передавать тепло от одной своей поверхности к другой. Величина теплопроводности учитывается при подборе материалов для ограждающих конструкций — наружных стен, верхнего перекрытия жилых зданий. В жилых помещениях с наружными стенами из теплопроводных материалов зимой будет холодно, а стены промерзнут, будут мокнуть и отделка (штукатурка, окраска) разрушится. Чтобы избежать этого, стены…
Теплоемкость — свойство материала поглощать определенное количество тепла при нагревании и выделять его при охлаждении. Теплоемкость характеризуется коэффициентом теплоемкости (обозначается латинской буквой с), который равен количеству тепла, необходимого для нагревания 1 кг материала на 1 °С. В таблице приведены значения коэффициентов теплоемкости для некоторых материалов. Коэффициент теплоемкости некоторых материалов Наименование материала Коэффициент теплоемкости в ккал…
Звукопроводность — это свойство материала пропускать звук. Для изоляции помещений от шумов важно, чтобы строительные конструкции имели низкую звукопроводность. Оштукатуривают стены, в частности, и для того, чтобы уменьшить их звукопроводность. Различают два рода шумов, передаваемых стенами и перекрытиями: ударные и воздушные. Ударные шумы хорошо поглощаются пористыми материалами, для погашения воздушных шумов (от радиоприемников, громкой речи)…
Прочность — это способность материала сопротивляться разрушению под влиянием внутренних напряжений, возникающих в результате действия внешних нагрузок или других факторов. Внешние воздействия, которым подвергаются строительные материалы, могут вызывать у них напряжения сжатия, растяжения, изгиба, сдвига. Чаще всего строительные материалы работают на сжатие или изгиб. Прочность строительных материалов при сжатии, растяжении и т. п. характеризуется пределом…
