3.Методика определения истинной плотности материалов.

Истинной плотностью называется масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без учета пор и пустот. Значение истинной плотности используются для расчетов при определении пористости материала.

Истинная плотность определяется по формуле:

r , [г/см³], где m - масса образца, г; V - объем образца в абсолютно плотном состоянии, см³.

Материалы для определения истинной плотности дробят, размалывают до тонкого порошка и высушивают при температуре 105-110⁰С до постоянной массы. Степень измельчения определяется стандартом на материал. Истинную плотность можно определить при помощи объемомераЛе-Шателье (рис. 1), руководствуясь ГОСТ в соответствии с методиками.

Объемомер заполняют до нулевой риски жидкостью, инертной к исследуемому материалу, причем уровень жидкости устанавливают по касательной к вогнутому мениску. Горловину прибора тщательно просушивают бумагой. Для испытания берут навеску порошка 70 - 90 г. Навеску порошка взвешивают в чаше на технических весах с точностью до 0,01 г, после чего постепенно всыпают в объемомер небольшими порциями, чтобы не произошло образования пробок. Порошок прекращают всыпать после того, как уровень жидкости поднимается до черты с делением 20 мл (см³) или выше, в пределах градуированный части прибора. Оставшуюся часть порошка взвешивают и по разности масс определяют массу порошка, всыпанного в обьемомер. Вычисление плотности с точностью до 0,01 г/см³ производится по формуле

, [г/см³], где m₁– масса порошка с чашкой, в которой взвешивался порошок, г;m₂ - масса остатка порошка с чашкой, г; V - объем жидкости, вытесненной всыпанным порошком, см³.

Для получения достоверного результата проводится не менее трех испытаний и за окончательный результат принимается среднее арифметическое значение.

Билет 15 1. Коррозия цементного камня и способы замедления процессов разрушения камня.

Коррозию цементного камня и бетона подразделяют на три основных вида в зависимости от механизма разрушения структуры:

коррозия I вида обусловлена растворением и вымыванием некоторых его составных частей (коррозия выщелачивания);

коррозия II вида обусловлена воздействием агрессивных веществ, которые, вступая во взаимодействие с составными частями цементного камня, образуют либо легкорастворимые и вымываемые водой соли, либо аморфные массы, не обладающие связующими свойствами;

коррозия III вида объединяет процессы, при которых компоненты цементного камня, вступая во взаимодействие с агрессивной средой, образуют соединения, занимающие больший объем, чем исходные продукты реакции

1 вид При действии воды на цементный камень вначале растворяется и уносится водой свободный Ca(OH)2, содержание которого в цементном камне через 1-3 месяца твердения достигает 10...15%, а растворимость при обычных температурах 1,3 г/л.

После вымывания свободного гидроксида кальция и снижения его концентрации ниже 1,1 г/л начинается разложение гидросиликатов, а затем гидроалюминатов и гидроферритов кальция. В результате выщелачивания повышается пористость цементного камня и снижается его прочность.

Процесс коррозии первого вида ускоряется, если на цементный камень действует мягкая вода или вода под напором. Для предупреждения коррозии I вида необходимо:

1.Создать бетоны повышенной плотности за счет интенсивного уплотнения цементного камня;

2.Использовать цементы с ограниченным содержанием C3S;

3.Вводить в цемент тонкомолотые минеральные добавки которые связывает гидроксид кальция в нерастворимые соединения Са(ОН)2 + SiO2(аморф.) + mH2O = CaO·SiO2nН2О.

4.Использовать пуццолановый цемент;


5.Карбонизация поверстного слоя бетона, путем выдерживания его на воздухе;


6.Гидроизоляция поверхности цементного камня в виде оклейки, облицовки или пропитки поверхностного слоя гидроизоляционными материалами.

2 вид: К разновидностям коррозии второго относятся кислотная, магнезиальная коррозия, коррозия под влиянием некоторых органических веществ и т. п.

Кислотная коррозия возникает при действии растворов любых кислот, за исключением поликремниевой и кремнефтористоводородной. Кислота вступает в химическое взаимодействие с Ca(OH)2, образуя растворимые соли (например, СаСl2) и соли, увеличивающиеся в объеме (CaSO42H2O): Са(ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2О или Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4 +2H2O

Под действием кислот могут разрушаться также и гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция, превращаясь в кальциевые соли и аморфные бессвязанные массы SiO2nH2O, Al2(OH)3, Fe2(OH)3.

Меры защиты от кислотной коррозии: При слабой кислотной коррозии (рН=4-6) цементный камень защищают кислотостойкими материалами (окраской, пленочной изоляцией и т. п.).


По стойкости к действию кислот слабой концентрации цементы можно расположить в таком порядке: глиноземистый цемент, пуццолановый ПЦ и обычный ПЦ.

При сильной кислотной коррозии (рН<4) вместо обычного портландцемента используют кислотоупорный цемент и кислотостойкие заполнители или полимерные связующие.

Разница в стойкости цементов к действию сильно концентрированных кислот почти не ощутима поскольку разрешение происходит очень быстро. углоксилотная коррозия является разновидностью общекислотной коррозии.

Она развивается при действии на цементный камень воды, содержащей свободный диоксид углерода в виде слабой угольной кислоты сверх равновесного количества.

Избыточная (агрессивная) углекислота разрушает ранее образовавшуюся карбонатную пленку вследствие образования хорошо растворимого бикарбоната кальция: CaCO3 + СO2 + Н2О= Са(НСO3)2 При этом, чем больше содержится Н2СО3 (обычно в грунтовых водах), тем выше кислотные свойства раствора и скорость коррозии. магнезиальная коррозия происходит при воздействии на Ca(OH)2 растворов магнезиальных солей, которые встречаются в грунтовой, морской и других водаx. Наиболее характерные реакции для этого вида коррозии проходят по следующей схеме: Са(ОН)2 + MgCl2 = СаСl2 + Mg(OH)2; Са(ОН)2 + MgSO4 = CaSO42H2O + Mg(OH)2 СаСl2 и CaSO42H2O хорошо растворимы в воде и вымываются из цементного камня. К тому же CaSO42H2O возникает с увеличением объема, что ускоряет появление трещин, а также коррозию

III вида. Mg(OH)2 малорастворим в воде, но выпадает в осадок в виде рыхлой аморфной массы, не обладающей связностью, которая также легко вымывается из бетона. Меры защиты от магнезиальной коррозии те же, что и при коррозии первого вида. коррозия под действием органических кислот, как и неорганических, быстро разрушает цементный камень. Вредное влияние оказывают и масла, содержащие кислоты жирного ряда (льняное, хлопковое, рыбий жир и т. п.).

Нефть и нефтяные продукты не опасны для цементного бетона, если в них нет остатков кислот, но они легко проникают через бетон. Продукты разгонки каменноугольного дегтя, содержащие фенолы, оказывают агрессивное воздействие на бетон. Коррозия возникает и под действием минеральных удобрений, особенно аммиачных (аммиачная селитра и сульфат аммония). Аммиачная селитра, состоящая в основном из NН4NO3, действует на гидроксид кальция: Са(ОН)2 + 2NH4NO3 + 2Н2О = Ca(NO3)24Н2О + 2NO3 Образующийся нитрат кальция хорошо растворяется в воде и вымывается из бетона.

Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из Са(Н2РО4)2, гипса и содержащий небольшое количество свободной фосфорной кислоты. Характерной коррозией III вида является сульфатная коррозия.

Сульфаты, часто содержащиеся в природной и промышленных водах, вступают в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя гипс CaSO42H2O. При действии на бетон сернокислового натрия сульфат натрия вступает в реакцию с гидроксидом кальция цементного камня: Са(ОН)2 + Na2SО4 + 2Н2О → СаSО42Н2О + 2NaОН

Разрушение цементного камня в этом случае вызывается кристаллизационным давлением кристаллов двуводного гипса. Для защиты бетона от солевой коррозии необходимо: -применять бетоны с низким В/Ц; -тщательно уплотнять бетонную смесь; -использовать воздухововлекающие и уплотняющие добавки; -применять пористые заполнители, а также цементы, обеспечивающие высокую плотность цементного камня (портландцемент без минеральных добавок); -отводить агрессивные солевые растворы от поверхности конструкции, либо изолировать их путем устройства защитных покрытий.

Борьбу с коррозией III вида следует вести, принимая во внимании следующее: - в бетонах на глиноземистом цементе или цементах с малым содержанием Cа(OH)2 невозможно образование многоосновных гидроаллюминатов кальция, чем ограничивается или исключается возможность образования гидросульфоаллюмината кальция. - введение в бетонную смесь воздухововлекающих, пластифицирующих добавок, химических добавок (CaCl2), повышающих растворимость гидрата окиси кальция и гипса, кремнеорганических веществ, способствует повышению стойкости цементного камня и бетона к коррозии. - эффективно создание защитных слоев на поверхности бетонной конструкции виде оклеечной, облицовочной или лакокрасочной изоляции.

2. Основные типы битумов, применяемых в строительстве и их технические свойства.

Битум – это вещество, которое  изготовляется промышленным методом в результате преобразования и смешивания смол, нефтепродуктов и других органических веществ.

Битумы нерастворимы в воде и водных растворах кислот, щелочей и солей. Плотная, непористая структура делает битумы водонепроницаемыми и морозостойкими. Эти качества широко используются в строительстве, при проведении кровельных и гидроизоляционных работ.

Качество битумов определяется, исходя из таких характеристик: температуры размягчения, хрупкости, растяжимости (дуктильность), вязкости (пенетрации). О характеристиках битумов свидетельствует маркировка: БН 90/10, (битум нефтяной), строительный, первая цифра указывает на температуру размягчения, а вторая говорит о  глубине пенетрации.

Плотность от 0,8-1,3 г/см³, теплопроводность 0,5-0,6Вт/(м*⁰С), теплоемкость 1,8-2 кДж/кг*⁰С. Существуют различные виды битума.

Строительные битумы являются горючими веществами с температурой вспышки от 220 до 240 градусов, и температурой самовоспламенения в 368 градусов по Цельсию. Их производят методом окисления продуктов перегонки нефти, а также их соединения с экстрактами масляного производства и асфальтами. Битум строительный нашел свое применение при производстве гидроизоляционных работ по защите от влаги построек, зданий и сооружений.

Дорожные битумы бывают двух видов: вязкие и жидкие. И те и другие представляют собой горючие вещества, имеющие температуру вспышки от 65 до 120 градусов тепла (для жидких битумов), или выше 220 градусов тепла (для вязких битумов). Вязкие дорожные битумы самовоспламеняются при температуре 368 градусов, а жидкие – не ниже 300 градусов тепла.

Битум дорожный вязкий применяется для проведения ремонта и прокладки дорог в теплое время года. А жидкий дорожный битум может использоваться и в холодную погоду, при минусовых температурах воздуха.

Жидкий битум изготавливают путем добавления в вязкий битум растворителей.

Битум дорожный жидкий предназначен для устройства оснований облегченных и капитальных автодорог, а также для их строительства. Дорожный битум вязкий применяется как вяжущий материал при строительстве и ремонте аэродромных и дорожных покрытий, производство асфальтобетонных смесей.

Кровельные битумы являются горючими веществами, которые вспыхивают при температуре в 240 градусов и самовоспламеняются при 300 градусах по Цельсию. Метод их получения такой же, как и у строительных битумов. Кровельные битумы используются в производстве кровельных материалов, а также для пропитки и получения покровных слоев.