Водостойкость, водонепроницаемость и водопроницаемость. Способы оценки. Области применения материалов с повышенными требованиями к этим свойствам.
Водостойкость — способность материала сохранять свою прочность при насыщении водой: Она оценивается коэффициентом размягчения КРАЗМ, который равен отношению предела прочности материала при сжатии в насыщенном водой состоянии RВ МПа, к пределу прочности сухого материала Rсух, МПа:
Количественно водостойкость оценивают обычно по массе воды (в %), поглощенной образцом (по т. наз. водопоглощению), или по относит. изменению к.-л. показателей (чаще всего линейных размеров, электрич. или мех. св-в) после определенного времени пребывания в воде. Как правило, водостойкость характеризуют коэфф. разупрочнения Кр (отношение величины прочности при растяжении, сжатии или изгибе насыщенного водой материала к соответствующему показателю его в сухом состоянии). Водостойкими считают материалы, у к-рых Кр больше 0,8. К ним относят, напр., многие металлы, спеченную керамику, стекло.
Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением. Характеристикой водопроницаемости служит количество воды, прошедшее в течение 1 с через 1 м2 поверхности материала при заданном давлении воды. Для определения водопроницаемости используют различные устройства, позволяющие создавать нужное одностороннее давление воды на поверхность материала. Методика определения зависит от назначения и разновидности материала. Водопроницаемость зависит от плотности и строения материала. Чем больше в материале пор и чем эти поры крупнее, тем больше его водопроницаемость.
Водонепроница́емость (англ. Water tightness) — характеристика материала, измеряемая в СИ в метрах или паскалях и показывающая, при достижении каких значений гидростатического давления этот материал теряет способность не впитывать и не пропускать через себя воду.
-определение водонепроницаемости по «мокрому пятну»;основан на измерении максимального давления при котором через образец не просачивается вода ;
-определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации; основан на определении коэффициента фильтрации при постоянном давлении по измеренному количеству фильтрата и времени фильтрации;
-ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром);
-ускор-ый метод определения водонепр-ти бетона по его воздухопр-ти.
Морозостойкость строительных материалов. Способы определения. Конструкции с повышенными требованиями по морозостойкости.
Морозостойкость— свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.
Разрушение материала наступает только после многократного попеременного замораживания и оттаивания.
Испытания материалов на морозостойкость проводят методом попеременного замораживания и оттаивания образцов. Температура замораживания должна быть (-20± 2) °С. Оттаивание следует проводить в воде при температуре 15 – 20 °С. Для определения морозостойкости обычно применяют аммиачные холодильные установки.
Образцы-кубики
или цилиндры размерами не менее 5 см
(для однородных материалов 3 и неоднородных
5 штук) маркируют и с помощью лупы и
стальной иглы проверяют, нет ли на их
поверхности трещин, повреждений и т.д.
Образцы насыщают водой до постоянной
массы и взвешивают, затем помещают в
холодильную камеру и выдерживают в ней
при (-20 
2)°С
в течение 4 часов. По истечении этого
времени их извлекают из холодильника
и опускают для оттаивания в ванну с
водой комнатной температуры на 4 часа.
После оттаивания образцы осматривают
для обнаружения повреждений. В случае
появления трещин или отколов испытание
прекращают. Если дефектов не наблюдается,
испытание продолжают, вновь помещая
образцы в холодильную камеру на 4 часа.
Последовательному замораживанию, оттаиванию и осмотру образцы подвергают столько раз, сколько предусмотрено нормативным документом для испытываемого материала.
После окончания испытаний образцы протирают влажной тканью и взвешивают. Потерю массы вычисляют по формуле, %:
,
(10)
где m – масса образца, высушенного до испытания, г;
m1 – то же, после испытания, г.
Материал считается выдержавшим испытание, если после установленного нормативным документом числа циклов замораживания и оттаивания он не имеет видимых признаков разрушения и теряет не более 5 % массы. Этот метод требует специального оборудования и больших затрат времени. Если необходимо быстро оценить морозостойкость материала, применяют ускоренный метод, используя раствор сернокислого натрия.
Ускоренный метод
Подготовленные образцы сушат до постоянной массы, взвешивают, маркируют и на 20 часов погружают в насыщенный раствор сернокислого натрия при комнатной температуре. Затем их помещают на 4 часа в сушильный шкаф, в котором поддерживается температура 115 °С. После этого образцы охлаждают до нормальной температуры, снова на 4 часа погружают в раствор сернокислого натрия и опять помещают в сушильный шкаф на 4 часа. Такое попеременное выдерживание образцов в растворе сернокислого натрия и высушивание повторяют 3, 5, 10 и 15 раз, что соответствует 15, 25, 50 – 100 и 150 – 300 циклам замораживания и оттаивания. Этот метод основан на том, что насыщенный раствор сернокислого калия проникая в поры материала при высушивании, переходит в пересыщенный и кристаллизуется, увеличиваясь в объеме. При этом возникают напряжения, значительно превышающие напряжения, вызываемые замерзающей водой. Поэтому 1 цикл ускоренных испытаний приравнивается к 5 – 20 циклам обычных
ИЛИ ДРУГОЙ ВАРИАНТ:
Материал считается морозостойким, если после установления числа циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии прочность его снизилась не более чем на 15-25 %, а потери в массе в результате выкрашивания не превысили 5 %. Морозостойкость характеризуется числом циклов попеременного замораживания при -15, -17°С и оттаивания при температуре 20°С. Число циклов (марка), которые должен выдерживать материал, зависит от условий его будущей службы в сооружении и от климатических условий. По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания, и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяются на марки Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более. В лабораторных условиях замораживание производят в холодильных камерах. Один-два цикла замораживания в холодильной камере дают эффект, близкий к 3-5-годичному действию атмосферы.
При выборе марки материала по морозостойкости учитывают вид строительной конструкции, условия ее эксплуатации и климат в зоне строительства. Климатические условия характеризуют среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного похолодания и потепления по данным многолетних метеорологических наблюдений. Мороз-сть легких бетонов, кирпича, керамических камней для наружных стен зданий находится обычно в пределах 15-35, бетона для строительства мостов и дорог-50-200, для гидротехнических сооружений - до 500 циклов. От морозостойкости зависит долговечность строит. материалов в конструкциях, подвергающихся действию атм. факторов и воды.
Конструкции с повышенными требовательными по морозостойкости: гидротехнические конструкции (сваи, мосты). Открытыйбассейн, открытые сооруж водоснабжения, канализации,