Способ определения количества льда в пористых материалах

 

О П ИC::-"A:Я3Д Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубттик ((()708225 Ж

J / г г (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (5 )М. Кл . (22) З "" н 07.05.76(21) 2357269Ля-ЗЗ

С 01 М ЗЗУЗ8 с присоединением заявки,% еЪаудерстввииь(й кемитет (23) Приоритет

M делам иеаеретеиий и открытий

Опубликовано 05 01 80 Бюллетень J% V

Дата опубликования опнсання 08 01 80 (53) УДK Ва0.19З..2(088.8) (72) Авторы изобретения

К. Г. Красильников н А. Ф. Тарасов

Научно-исследовательский институт бетона и железобетона

ГОССТРОЯ СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЛЬДА

В ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛАХ ч= (c+ aö ñt1 (т) температура замерзания воды, — относительная влажность) тде

Изобретение относится к способам определения количества льда в пористых материалах и может найти широкое применение при исследованиях и определении морозостойкости строительных материа5 лов без замораживания образцов этих материаловв.

Известен способ определения количества льда в пористых материалах путем насыщения образцов этих материалов водой, их замораживания и определения количестI ва льда по теплоте его плавления . 11)

Недостатками известного способа являются следующее.

Непосредственное определение количест- ва льда, связанное со сложной аппаратурой, длительностью операций по замораживанию образцов и последующему их калориметрированию. 20

Известен также способ определения количества льда в пористых материалах цутем насыщения образцов этих материалов водой, с выдерживанием их во влажной атмосфере до завершения процессов гидра танин, и взвешивания образцов )2), Недостатками известного способа являются: длительное время и сложность иЭмерений.

Бель изобретения — сокра(пение време- ни и упрощение измерений за счет исключения за(тораживания. Достигается пель тем, что из образцов десорбируют воду при относительной влажности от 0,35 до 1.0 в изотермическом режиме, измеряют количество содержащейся в порах адсорбционной и свободной воды и определяют температуру замерзания воды в этих порах и колттество образующегося льда по соотношениям

Т=Иб(<-Р! РМ

2i3 туру замерзания воды в порах в зависимости от относительной влажности.

По изотерме десорбции находят необходимые велич псы и по соотношению мл = Plc,+м од,с) (.+) определяют количество льда, которое может образоваться в исследуемом материале при температуре Т, Пример Для исследований были взяты образцы цементного камня, изготовленные из портландцемента марки

"ЗОО . Образцы имели размеры: диаметр 3,4 мм и длину 30 мм. В/11"-0,6.

Количество образцов-9, не считая параллельных. Все образцы после формования твердели во влажной атмосфере при относительной влажности 3.,0 и температуре

О

20 С. Затем восемь образцов, насыщенных водой, были размещены в экснкаторах над насыщенными растворами солей с влажностью 0;35-1,0, девятый образец был погружен в воду для заполнения свободной водой макропор и полостей. В эксикаторах из образцов десорбировалась вода в течение 2х-недель Окончание десорбции определялось взвешиванием образцов до постоянного веса. Затем были найдены количества свободной и адсорбционной воды взвешиванием образцов

Количество свободной вольr составило

0,3 скт3/г, По этим данным была построена изотерма десорбции.

Далее из первого соотношения находим интересуюшую нас температуру. Например, при влажности 0,65 адсорбционная вода замерзает при —,эО С. По изотерме наО ходим, что при влажности 0,65 в порах адсорбировано. 0,24 см /г воды и далее по второму соотношению находим количество льда: 4r с,ъ+о,М = о,54.см I г

Таким образом, при температуре

-50 С и данных образцах может образоваться 0,54 см /г льда.

В данном примере для ускорения определений было взято несколько образцов из одного и того же мат< риала с одинаковой структурой, так называемые, близнецы. Если требуется более высокая точность, то весь процесс десорбции может быть проведен на одном и том же образце.

Предлагаемый способ лает возможность в значительной лrcpc упростить и ускорить применяемые в настоян «е время меКоличество свободной воды определяют путем насыщения водой образцов, пред45 варительно выдержанных при относительной влажности 3.,0.

Влажность 3.,0 получают выдерживанием образцов над чистой водой.

Л есорбция воды из образцов завершается как правило в течение ar 2-х неде.ть до Зх месяцев в зависимости от размера образцов. В процессе десорбции образцы периодически взвешивают и окончаниепроцесса определяют постоянством веса. По десорбционным данным строят изотерму десорбиии, а зат<. м ио соотношению T=

3.3.5(3.-Р/Р s ) находят искомую темпераVa — объемное количество льда, образую|цегося при температуре. T — объемное количество сво бодт ю и Do ды, содержащейся в макропорах и полостях, Yagq объемное количест-1о во адсорбционной воды, содержащейся в капиллярно-конденсационных порах после десорбции.

Дополнительно десорбцию осуществляют выдерживанием образцов над насыщенными растворами солей, а количество свободной воды определяют путем дополни- 20 тельного насьпцения водой образцов, предварительно въцтержанных при относительной влажности 1,0.

На фиг. 3 изображен график зависимости температуры замерзания воды в порах от относительной влажности.

На фиг. 2 — иэотерма десорбции воды иэ образцов цементного камня.

Согласно данному способу, образцы пористого материала, например, цементного камня или бетона, после формования выдерживают во влажной атмосфере, до полного завершения процессов гидратации и их твердения. В этом случае образцы уже насыщены водой. Затем образцы помещают в эксикаторы и десорбируют иэ них воду выдерживанием над насъпценными растворами солей при относительной влажности от 0,35 до 3.,0 в изотермическом режиме, измеряют количество со40 держащейся в порах адсорбциопной и свободной воды.

5 70822 тоды определения количества льда в пористых материалах.

Основными достоинствами данного способа является определение льда без замораживания и использование простого оборудования, как эксикаторы и аналитические весы, являющиеся принадлежностью каждо и лаборатории.

Использование данного способа дает возможность вплотную подойти к такой 1о актуальной на сегодняшний день проблеме как ускоренное определение морозостойкости строительных материалов.

Формула изобретения

1. Способ определения количества 5 льда в пористых материалах путем насыщения образцов этих материалов водой, с выдерживанием пх во влажной атмосфере до завершения процессов гидратации и взвешивания образцов, о т л и ч а ю- о шийся тем, что, с целью сокращешгя времени и упрощения измерений за счет исключения замораживания, из образцов десорбируют воду при относительной влажности от О,35 до 1,0 в изотерми- 25 ческом режиме, измержот количество содержащейся в порах адсорбционной и свободной воды и определяют температуру замерзания воды в этих порах и количество образующегося льда по соотноше- 30 ниям

Т=иб Ц-Vl Ps) 1л=(Чс+Ма,с1 < т /

5 6 где: /Я вЂ” температура замер:мнил

/ воды, Г

1 - относительная влажность — объемное количество льда, образующегося при температуре Т, с — объемное количество свободной воды, содержащейся в макропорах и полостях, -объемное количество адсорбционной воды содеял» жащейся в капилпярно-копдепсациопных порах после десорбцип.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что десорбцию осуществляют вьщержнванием образцов над насыщенными растворами солей.

З.Способпоп. 1и2, отлич а ю m и и с я тем, что количество свободной воды определяют путем дополнительного насьпцения водой образцов, предварительно выдержанных при относительной влажности 1,0.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 478203, кп. Я 01 К 17/0v, 1972.

2. Костяев Г1. С. Лабораторные работы по материаловедению для арматурщиков ц и бетонщиков, изд.высшая школа, М., 1973., стр. 18.

, -юз

// qgy ду юг цч о

4Ь. z

Составитель А. Афонин

Редактор И Петрашень Техред М, Петко Корректор H. Задерновская

Заказ 8476/37 Тираж 101S Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4