Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Посібник ФХМД.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
11.54 Mб
Скачать

6.2.2. Опис експериментальної установки

Для визначення питомої теплоємності твердого тіла методом змішування використовують прилад Реньо (рис. 6.6).

Д

Рис. 6.6. Схематичне зображення приладу Реньо

осліджуване тіло нагрівають у нагрівнику 1 (металічний циліндр з подвійними стінками). Між стінками пропускають водяну пару, що знаходиться в пароутворювачі 2, з'єднаному з нагрівником гумовою трубкою 3. У внутрішній канал нагрівника, ізольований від пари, через верхній отвір вводять тіло 4, питому теплоємність якого треба визначити. Термометром 5 вимірюють температуру тіла. Нижній отвір каналу нагрівника відкривають і закривають за допомогою засувки 6.

Для вимірювання наливають воду в пароутворювач і вмикають електроплитку 7. На технічних терезах зважують тіло з точністю до 0,1 г (якщо температуру можна виміряти з точністю до 0,01 град., то й тіло зважують до 0,001 г), занурюють його в нагрівник і вставляють термометр 5. Після цього зважують пустий калориметр з мішалкою m і з водою m . При температурі в нагрівнику вище 80 С термометром 8 визначають початкову температуру води і калориметра t , термометром 5 - початкову температуру нагрітого тіла t . Зануривши тіло в калориметр, через певний час фіксують рівноважну температуру системи вода - тіло - калориметр t. За формулою (6.25) обчислюють питому теплоємність досліджуваних тіл.

6.3. Калориметричні методи

Калориметрія – експериментальний метод одержання термохімічних і термокінетичних даних, який включає сукупність способів вимірювання теплових ефектів, що супроводжуються взаємодією у хімічних системах. Калориметричні методи основані на вимірюванні теплового ефекту характерного при твердінні в'яжучих, розчинів і бетонів. Методи використовують для вивчення механізму і особливостей твердіння матеріалів на основі в'яжучих речовин, їх структури з метою підвищення ефективності їх використання, впливу температурного фактору, хімічних добавок, прогнозування екзотермії і регулювання тріщиноутворення масивного бетону.

6.3.1. Тепловиділення

Тепловиділення або екзотермія бетону є наслідком гідратації і структуроутворення цементного каменю. Аналіз тепловиділення – калориметричний аналіз бетону є одним із найбільш об'єктивних високоінформативних методів дослідження, який використовується при дослідженні кінетики процесів твердіння цементу, оцінки впливу його хіміко–мінералогічних і структурних особливостей, ефекту хімічних добавок, параметрів пороутворення, утворення льоду та ін. На рис.6.7 приведено (за О.В.Ушеровим–Маршаком) основні задачі, які вирішуються за допомогою калориметричного аналізу.

Є позитивний досвід використання калориметричних даних в комп'ютерних системах та інформаційних технологіях бетону.

6.3.2. Теплота гідратацій цементу

Для інженерних розрахунків оцінки тепловиділення бетону в різні строки твердіння Q може бути використана залежність:

, (6.26)

де q– теплота гідратацій цементу у віці  діб.

Рис.6.7. Основні задачі калориметричного аналізу

(За о.В. Ушеровим-Маршаком):

а – термокінетика, б – термодинаміка, в – термохімія.

Для розрахунку q при використанні портландцементу без мінеральних добавок справедливе адитивне рівняння

, (6.27)

де С3S, C2S, C3A, C4AF – розрахунковий вміст відповідних мінералів,%; а , в, c, d – частка участі мінералів у тепловиділенні цементу для віку  діб (табл.6.1).

Таблиця 6.1

Частка участі клінкерних мінералів у процесі тепловиділення портландцементу в кДж/кг на 1 % мінералу

Час твердіння, діб

Мінерал

С3S

C2S

C3A

C4AF

3

3,902

0,668

6,371

-0,500

7

4,591

0,970

8,690

-1,739

28

4,796

0,643

9,656

0,588

90

4,969

0,970

10,324

1,394

180

5,124

1,869

10,319

1,604

365

5,330

2,234

10,605

1,68

Розрахункове значення теплоти гідратації може істотно відрізнятись від дійсного, оскільки у виконанні розрахунків не враховується ряд факторів (наявність скловидної маси, тонкість подрібнення, добавки та ін.).