II. Определение огневой и полной усадки.

Порядок проведения работы

Огневую усадку определяют на тех же образцах, которые использовали для определения воздушной усадки. Высушенные образцы обжигают обычно при 5-8 различных температурах с интервалом в 50°С. Образцы обжигают в шамотных капселях, дно которых посыпают порошком из корунда. Подъем температуры составляет 3-5 град/мин; при конечной температуре образцы выдерживают в течение 30 мин.

Для сокращения времени эксперимента образцы, предназначенные для обжига при разных температурах, помещают одновременно в печь. После выдержки при самой низкой температуре часть плиток (не менее трех) переносят в муфельную печь, нагретую до температуры 800˚С. Остальные образцы нагревают до следующей по плану эксперимента температуры, вновь выдерживают 30 мин и не менее трех помещают в муфель. Цикл "нагрев до заданной температуры – выдержка - перенос в муфель" повторяют для всех температур испытания. Затем муфель выключают и образцы, не извлекая из печи, охлаждают до комнатной температуры, вынимают и осматривают. Дефектные плитки (вспученные, покоробленные и др.) отбрасывают. На годных образцах штангенциркулем определяют расстояние между метками, результаты заносят в таблицу 1.

 

Таблица 1

Определение усадки

№, п/п	Расстояние между метками, мм, после	Усадка, %
	формования	сушки	обжига

 

 

Выводы:

 

 

Лабораторная работа № 5

 

ОЦЕНКА ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО КИНЕТИКЕ ВОДОНАСЫЩЕНИЯ

Цель работы:

1. Изучить методику оценки поровой структуры материала по кинетике водонасыщения.

2. Определить параметры поровой структуры образцов гипсового камня, бетона, кирпича керамического.

Исходные материалы.

Образцы гипсового камня, бетона, кирпича керамического.

Содержание работы.

Поровым пространством материала принято считать все его несплошности, не занятые твердой фазой. Для характеристики порового пространства используют интегральные и дифференциальные параметры.

Интегральные параметры: полная, открытая и условно замкнутая пористость.

Дифференциальные параметры: распределение пор по размерам, средний, эффективный и максимальный радиусы пор.

Метод определения пористости материалов по кинетике водонасыщения позволяет определять как интегральные (кажущуюся пористость), так и дифференциальные (средний размер пор и однородность размеров пор) параметры.

Одной из важнейших характеристик структуры бетона являются параметры его порового пространства. Это связано с тем, что цементный камень и соответственно раствор и бетон являются по своей природе капиллярно-пористыми материалами.

Известно, что даже незначительное по объему количество пустот в материалах приводит к резкому изменению их свойств. Все важные для практики свойства бетона в той или иной степени связаны с объемом и характером структуры его порового пространства.

Поровым пространством материала будем считать все его несплошности, не занятые твердой фазой исходных материалов и новообразований.

Классификация пор

Размер пор, А	Группа пор	Автор классификации	Метод определения размеров пор
Менее 6	Ультрамикропоры	Брунауэр	Водонасыщение
	Небольшие внутренние	Михаил	То же
	Межкристаллические	Кондо	Адсорбция воды
	Межслоевые	Фельдман	Адсорбция воды и всасывание гелия
6 – 15	Микропоры	Брунауэр	Электронная микроскопия
	Поры геля	Пауэрс	То же
	Адсорбционные	Фельдман	Адсорбция метанола
	Большие внутренние	Михаил	Адсорбция азота и метанола
	Внутрикристаллические	Кондо	То же
15 – 1000	Мезопоры	Брунауэр	Ртутная порометрия
	Поры между частицами геля	Пауэрс Михаил Кондо	То же
Более 1000	Макропоры	Брунауэр Пауэрс Михаил Фельдман Кондо	То же

 

Для цементного камня и бетона наиболее удобно делить поры на три группы: микрокапилляры (r £ 0,1 мкм), макрокапилляры [(1 - 10) > r >0,1 мкм] и некапиллярные поры. Иногда можно дополнительно дифференцировать микропоры на ультрамикропоры (r £ 50 А) и переходные микропоры (50 А < r < 0,1мкм).

Структура порового пространства цементных материалов обычно характеризуется следующими основными параметрами: объемом пор, их размерами и удельной поверхностью.

Для характеристики объема порового пространства используют интегральные параметры: истинную (или полную), открытую (или кажущуюся), условно замкнутую пористость.

Под истинной (полной) пористостью понимают суммарный объем порового пространства материала, высушенного при температуре 25°С в вакууме при остаточном давлении 66,6 Па (0,5 мм рт. ст.). Наиболее простым методом определения истинной пористости является расчетно-экспериментальный метод Ле-Шателье, основанный на определении объемной массы высушенного материала и его плотности.

В этом случае расчет ведется по формуле, %:

,

где П_и – истинная пористость, % объема образца; r₀ – объемная масса образца, кг/м³; r - плотность материала, кг/м³.

Под открытой (или кажущейся) пористостью понимается суммарный объем всех пор материала, соединяющихся между собой и с поверхностью материала и доступных определению данным методом испытания. Для этого параметра характерна его зависимость от принятой методики определения объема порового пространства и соответственно условий подготовки образцов, что является большим недостатком, приводящим к несопоставимости результатов исследований поровой структуры материалов, проводимых различными методами. Поэтому необходимо всегда сопровождать экспериментальные данные о структуре порового пространства указаниями о методике, по которой они получены. С другой стороны, большинство из широко применяемых методов, которые описаны ниже, дают возможность получить хотя и относительные, но достаточно информативные данные о структуре порового пространства цементного камня.

Под условно замкнутой пористостью понимается разность между истинной и открытой пористостью, т.е. объем пор, недоступных данному методу определения

Переходя к дифференциальным параметрам поровой структуры, к которым относятся параметры, характеризующие размеры пор и распределение всего объема пор по размерам, необходимо отметить относительную условность этих параметров. Эта условность связана с тем, что во всех методах определения распределения объема пор по размерам принимаются упрощенные модели структуры. Наиболее употребимой моделью пор цементного камня и бетона является прямой цилиндрический капилляр. А так как реальные поры никогда такой формы не имеют, то, естественно, что и параметры пористости, рассчитанные по этой модели, условны.

Из дифференциальных параметров наиболее часто применяют функцию распределения объема пор по размерам и различные условные размеры, такие, как средний, эффективный, гидравлический, максимальный и тому подобные радиусы пор. Кроме того, к дифференциальным могут быть отнесены параметры, характеризующие геометрические характеристики пор: форму и взаимное расположение пор и капилляров, их прямолинейность, извилистость, замкнутость, просветность, направленность и т.д.

Из всех перечисленных параметров поровой структуры цементного камня и бетона наиболее важны и информативны характеристики истинной и кажущейся интегральной и дифференциальной пористости, так как именно они, с одной стороны, оказывают наибольшее влияние на важнейшие физико-механические свойства бетона и, с другой – наиболее чувствительны к изменениям технологических факторов. Направленно изменяя эти параметры, можно получать материал с заданными свойствами.