кольцом. Концы его соединяются. Излишки мастичного жгута удаляются. Не допускается касание жгутом поршня. Клапан давления 6 закрывается вращением колпачка по часовой стрелке до упора. Фиксатор 5 поворачивают по часовой стрелке до упора, не прилагая больших усилий. Взяв прибор за рукоятки, его устанавливают выступающим торцом поршня на поверхности испытываемого материала. Плавно, но энергично опускают рукоятки 3 в нижнее рабочее положение до щелчка фиксатора. При этом прибор переходит в режим измерения, и на дисплее появляется надпись «Измерение». По окончании измерения на индикаторе устанавливаются два значения. В верхней строке выводится значение сопротивление проникновению воздуха через материал в с/см3, а в нижней – марка бетона по водонепроницаемости.
По окончании измерения показания прибора заносятся в журнал измерений. Прибор выключают нажатием и удержанием более 3 с кнопки 9 на лицевой панели прибора. Затем отворачивают колпачок клапана давления. Фиксатор откручивают против часовой стрелки на 5…6 оборотов, после чего плавно перемещают рукоятки в верхнее положение. Снимают прибор за рукоятки и устанавливают блендой вниз. Мастерком очищают рабочую поверхность фланца от мастики.
1.7. Определение водостойкости материалов
Водостойкость – это способность материала сохранять прочность при водонасыщении. Водостойкость оценивают с помощью коэффициента размягчения Кразм, который равен отношению предела прочности при сжатии материала в насыщенном водой состоянии Rн к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии Rc:
Кразм= |
Rн |
. |
(1.8) |
|
Rc |
||||
|
|
|
К водостойким относятся материалы, коэффициент размягчения которых больше 0,8. Эти материалы можно применять во влажных условиях эксплуатации без специальных мер защиты их от увлажнения.
1.8. Определение теплопроводности строительных материалов
1.8.1. Общие сведения
15
Теплопроводность – это способность материала в той или иной степени проводить тепло через свою массу. Степень теплопроводности характеризуется величиной коэффициента теплопроводности. Коэффициент теплопроводности показывает, какое количество тепла Q, Дж, будет проходить за время z = 1 c через стену из материала площадью F = 1 м2 и толщиной = 1 м при разности температур ΔT , равной одному градусу Кельвина.
λ |
Qδ |
|
, Вт/мК. |
(1.9) |
ΔTFz
Коэффициенты теплопроводности различных строительных материалов изменяются в широких пределах. Чем выше пористость материала, тем ниже теплопроводность, так как коэффициент теплопроводности воздуха, заключенного в порах материалов, значительно меньше теплопроводности любого строительного материала и равен 0,023 Вт/м К.
Профессором В.П. Некрасовым предложена эмпирическая формула, отражающая зависимость коэффициента теплопроводности от сред-
ней плотности материала ρ0 :
λ 1,169( |
0, 0196 0, 22ρ2 |
0,14 ) , Вт/мК. |
(1.10) |
|
0 |
|
|
Эту формулу используют для приблизительных расчетов коэффициента теплопроводности. Строго говоря, не существует единой для всех материалов зависимости между теплопроводностью материала и его плотностью, так как на величину коэффициента теплопроводности оказывает влияние не только степень пористости, но также размер пор и структура материала. Установлено, что теплопроводность увеличивается по мере перехода от аморфной структуры к кристаллической. При равном объеме пор теплопроводность будет тем больше, чем крупнее размер пор. Имеет значение также, будут ли поры замкнутыми или сообщающимися. Явление конвекции, возникающее в крупных сообщающихся порах, увеличивает теплопроводность.
Резко возрастает теплопроводность с повышением влажности материала, что связано с высокой теплопроводностью воды, которая в 20 раз больше, чем у воздуха. Влажность строительных конструкций в условиях эксплуатации необходимо учитывать при выполнении теплотехнических расчетов. Следует помнить, что теплопроводность увеличивается с повышением средней температуры, при которой происходит передача тепла.
16
1.8.2. Проведение испытания
Коэффициент теплопроводности строительных материалов определяют методом стационарного теплового потока по ГОСТ 7076-99 в приборе «ИТС-1». Прибор состоит из измерительной ячейки, ограниченной двумя теплообменниками – нагревателем и холодильником. От потерь тепла ячейка защищена теплоизоляционным кожухом. В ячейку между теплообменниками помещается испытуемый материал в виде плитки. Принцип действия прибора основан на создании проходящего через исследуемый образец стационарного теплового потока. По плотности теплового потока q, температуре противоположных граней образца и его толщине определяется теплопроводность материала по формуле
δ q
λ = |
|
, Вт/мК. |
(1.11) |
|
|||
|
ΔT |
|
|
Образец материала для испытания на теплопроводность должен иметь форму плитки площадью 150х150 мм. Толщина образца должна находиться в пределах 10…25 мм. Отклонение лицевых граней жесткого образца от параллельности и плоскостности не должно превышать
0,5 мм.
Образец вставляют в измерительную ячейку между теплообменниками и прижимают его с требуемым усилием с помощью фиксирующего винта. Прибор включают в сеть переменного тока с напряжением 220 В. На задней стенке прибора имеется кнопка включения питания. При этом на дисплее индуцируются название прибора, текущая дата и время. Через несколько секунд прибор переходит в режим измерений. На дисплее индицируются температура окружающей среды, разница температур между теплооменниками, дата и время. Процесс измерения запускается клавишей «Ò». Прибор запрашивает с пользователя толщину образца и ожидаемое значение его теплопроводности. В режиме
установки параметров работы клавишами « » и « » управляется курсор (мигающий знак, цифра) для ввода запрашиваемой информации. Ввод ориентировочного значения теплопроводности ускоряет процесс замера. Затем автоматически включается режим измерения, по окончании которого прибор выдает значение теплопроводности измеряемого образца и автоматически начинает новое измерение. Для остановки серии измерений нажимают клавишу «Ò». Фунциональная клавиша «F» предназначена для входа в главное меню из режима измерения, а также для входа и выхода из пунктов главного меню и подменю. Для перевода
17
прибора из режима меню в режим измерений и для фиксации в памяти прибора очередного результата служит клавиша «М».
1.9.Определение контракции цемента
1.9.1.Общие сведения
Контракция – это прямо измеряемая величина уменьшения во времени абсолютного объема цементного материала в результате гидратации цемента. Контракцию определяют в контракциометре КД-07 (рис.1.2). Прибор состоит из сосуда 1, стакана 2, крышки 3 со стеклянной трубкой 4 и защитной оболочкой 5, шкалы объема 6, заглушки 7, крепежных винтов 8, прокладки 9, ручки 10 и емкости 11. Объемы сосуда и стакана составляют соответственно 700 и 500 см3. Емкость 11 обеспечивает водное термостатирование контракциометра, должна иметь объем не менее 8 л и диаметр не менее 200 мм. Температура воды в емкости 11 должна составлять 20±2оС.
Принцип работы контракциометра состоит в измерении уменьшения объема столба воды в стеклянной трубке 4.
Уменьшение объема столба
воды равно контракции матери- Рис. 1.2. Контракциометр КД-07 ала. Длительность испытания,
как правило, составляет 3 часа.
1.9.2. Проведение испытания
Перед началом работы стенки стакана контракциометра покрывают тонким слоем смазки. В емкость 11 наливают 6 л воды температурой
18
20±2 °С. Приготавливают 600 см3 цементного теста. Расход цемента Ц для приготовления цементного теста определяют по формуле
600 Ц = , г, (1.12)
1 W/C 0, 05
γц γв
где W/C – водоцементное отношение, соответствующее нормальной
густоте и определяемое по методике ГОСТ 310.3; |
γ |
и |
γ |
– истинная |
|
ц |
|
в |
|
плотность цемента и воды. |
|
|
|
|
Расход воды |
|
|
|
|
В = Ц(W/С + 0,05), см3. |
|
|
|
(1.13) |
Одновременно рассчитывают содержание цемента в контракциометре:
Ц0 = 0,83Ц. |
(1.14) |
Приготавливают цементное тесто объемом 600 см3. По консистенции оно должно сползать с мастерка при наклоне его поверхности до 45о к горизонту. При необходимости содержание воды увеличивают наW и уточняют содержание цемента в контракциометре:
Ц0 = 0,83Ц600/(600 + W) . |
(1.15) |
Цементное тесто помещают в контракциометр и уплотняют на виброплощадке. Вибрацию прекращают, когда интенсивное выделение пузырьков воздуха сменяется их редким появлением, а поверхность теста фиксируется на уровне сливных отверстий в стакане. Помещают стакан с тестом в сосуд контракциометра, находящийся в емкости с водой. Стакан в сосуде проворачивают на 1…2 оборота. Под водой сосуд герметизируют крышкой. Под крышкой не должно оставаться пузырьков воздуха. После герметизации контракциометр извлекают из емкости и постукиванием по дну освобождают стеклянную трубку от пузырьков воздуха. Доливают воду в трубку до отметки «2» и фиксируют этот момент времени как начало измерений. Закрывают трубку заглушкой. Через 3 часа определяют уровень воды в трубке по шкале.
Контракцию Vi цемента массой Ц0 рассчитывают по формуле
Vi = hВ* , |
(1.16) |
19
где h – изменение положения мениска воды в трубке по линейной шкале, см; В* – цена деления шкалы, см3/см.
Контракция 1000 г цемента
5,0
4,9
4,8
4,7
4,6
4,5
4,4
4,3
4,2
4,1
4,0
3,9
3,8
3,7
3,6
3,5
3,4
3,3
3,2
3,1
3,0
2,9
2,8
2,7
2,6
2,5
2,4
2,3
2,2
2,1
2,0
Таблица 1.1
Удельная текущая контракция цемента
Удельная текущая контракция Vi , см3/г при длительности твердения, суток
7 |
14 |
28 |
60 |
90 |
180 |
360 |
0,046 |
0,050 |
0,052 |
0,056 |
0,057 |
0,058 |
0,060 |
0,046 |
0,050 |
0,052 |
0,055 |
0,056 |
0,058 |
0,060 |
0,045 |
0,049 |
0,051 |
0,054 |
0,055 |
0,058 |
0,060 |
0,044 |
0,048 |
0,050 |
0,053 |
0,055 |
0,057 |
0,059 |
0,043 |
0,047 |
0,049 |
0,052 |
0,054 |
0,057 |
0,059 |
0,042 |
0,047 |
0,048 |
0,052 |
0,054 |
0,057 |
0,059 |
0,042 |
0,047 |
0,048 |
0,052 |
0,054 |
0,057 |
0,059 |
0,041 |
0,046 |
0,047 |
0,051 |
0,053 |
0,056 |
0,058 |
0,040 |
0,045 |
0,047 |
0,051 |
0,053 |
0,056 |
0,058 |
0,039 |
0,044 |
0,046 |
0,050 |
0,052 |
0,055 |
0,058 |
0,038 |
0,043 |
0,045 |
0,049 |
0,052 |
0,055 |
0,057 |
0,037 |
0,042 |
0,044 |
0,049 |
0,052 |
0,055 |
0,057 |
0,036 |
0,041 |
0,043 |
0,048 |
0,051 |
0,054 |
0,056 |
0,035 |
0,040 |
0,042 |
0,047 |
0,050 |
0,053 |
0,056 |
0,034 |
0,039 |
0,041 |
0,046 |
0,049 |
0,052 |
0,055 |
0,033 |
0,038 |
0,040 |
0,046 |
0,049 |
0,052 |
0,055 |
0,032 |
0,037 |
0,039 |
0,045 |
0,048 |
0,051 |
0,054 |
0,031 |
0,036 |
0,038 |
0,044 |
0,047 |
0,050 |
0,053 |
0,030 |
0,035 |
0,037 |
0,043 |
0,046 |
0,049 |
0,053 |
0,029 |
0,034 |
0,036 |
0,042 |
0,045 |
0,049 |
0,052 |
0,028 |
0,033 |
0,035 |
0,041 |
0,044 |
0,048 |
0,052 |
0,026 |
0,032 |
0,034 |
0,040 |
0,042 |
0,046 |
0,051 |
0,024 |
0,031 |
0,033 |
0,039 |
0,041 |
0,045 |
0,050 |
0,022 |
0,030 |
0,032 |
0,038 |
0,040 |
0,044 |
0,049 |
0,020 |
0,029 |
0,031 |
0,037 |
0,039 |
0,043 |
0,048 |
0,019 |
0,028 |
0,030 |
0,036 |
0,038 |
0,042 |
0,047 |
0,018 |
0,027 |
0,029 |
0,035 |
0,037 |
0,041 |
0,046 |
0,017 |
0,026 |
0,028 |
0,034 |
0,036 |
0,040 |
0,045 |
0,016 |
0,025 |
0,027 |
0,033 |
0,035 |
0,039 |
0,044 |
0,015 |
0,024 |
0,026 |
0,031 |
0,034 |
0,038 |
0,043 |
0,014 |
0,023 |
0,025 |
0,030 |
0,033 |
0,037 |
0,042 |
|
|
|
|
|
|
|
Определяют значение контракции 1000 г цемента за 3 часа:
20