Определение плотности и характеристик структуры

Удельные характеристики массы – истинная плотность ρ и средняя

плотность ρм - характеризуют пористость материала. Плотность ряда

строительных материалов нормируют в виде марки по плотности и ее

определение относится к контрольным испытаниям. Определение истиной

плотности осуществляется на сухой пробе тонкоизмельченного до полного

прохождения через контрольное сито (номер 008) материала

пикнометрическим способом. Жидкость должна быть химически инертной

по отношению к материалу.

Расчет плотности, г/см3, проводится по формуле:

ñ =

(m 2 − m 1) ⋅ ñ0

(m 4 − m 1) − (m 3 − m 2)

, (25)

где m1, m2, m3, m4, - масса пикнометра соответственно без материала,

с материалом, с материалом и жидкостью, с жидкостью, г;

ρ0 – плотность жидкости, г/см3.

Но этот метод, хотя он и стандартизирован, все же имеет

существенные недостатки: не удается полностью удалить воздух из

микрополостей материала даже при кипячении материала. Разработан прибор

(МИСИ), в котором предусмотрено вакуумирование порошка материала

перед заполнением сосуда, в котором он находится, жидкостью. Причем

определение проводится параллельно на нескольких пробах. По этой

методике точность измерения значительно выше (доверительная вероятность

98 %). Для контроля точности проведения замеров следует применять

эталонные материалы и замеры проводить при стандартной температуре

20 0С.

Среднюю плотность определяют как отношение массы материала к

его объему. Объем замеряют в зависимости от формы материала по

различным методикам. Определение должно проводиться не менее чем на

трех образцах.

У некоторых разновидностей бетона – легкие, ячеистые, –

нормируется влажность. В этом случае плотность бетона, кг/м3, в

нормированном влажностном состоянии

ñ wн = ñ wм ⋅

1+ 0,01⋅ WН

1+ 0,01⋅ WМ

, (26)

где ρwм – плотность бетона при влажности Wм, кг/м3;

Wн – нормированная влажность бетона, %;

Wм – фактическая влажность материала, %.

Плотность рыхлых волокнистых материалов, кг/м3, определяют по

ГОСТ 17177-94 под удельной нагрузкой 2 кПа и рассчитывают по формуле:

ñ =

m

V (1 + 0,01 Wm)

, (27)

где m – масса рыхлого волокнистого материала, кг;

V –объем его под удельной нагрузкой 2кПа, м3;

Wm – влажность материала по массе, %.

Насыпную плотность ρн – массу единицы объема зернистых или

порошкообразных материалов – определяют в рыхлонасыпанном состоянии.

Пустотность П, в процентах, рассчитывают по формуле:

П = (1−

ñ м

ñ

) ⋅100, (28)

где ρн - насыпная плотность материала;

ρм - средняя плотность материала.

Строение порового пространства материала характеризует полной,

открытой и закрытой пористостью, распределением пор по их радиусам,

средним радиусом пор и удельной внутренней поверхностью пор.

Стандартный метод определения пористости (ГОСТ 12730.4-78) является

экспериментально-расчетным. Расчет пористости, в процентах, ведется по

формуле:

или

П =

ñ − ñ м

ñ

⋅100, (29)

П =

(ñ − ñ м )

ñ

⋅100, (30)

где ρ – истинная плотность;

ρм – средняя плотность.

Полная пористость слагается из открытой По и закрытой Пз

пористости

П=По+Пз (31)

Открытая пористость равна отношению объема пор, насыщающихся

водой, к объему материала V

П 0 =, (32)

m 2 − m 1

V ⋅ ñ H 2 O

где m2, m1 – масса образца соответственно в насыщенном водой

состоянии и сухом;

ñ H 2 O - плотность воды.

Закрытая пористость рассчитывается по формуле:

Пз=П-По (33)

Для бетона определяют специфические характеристики,

регламентированные ГОСТ 12730.4-78.

Относительный объем межзерновых пустот (открытых

некапиллярных пор), в процентах, вычисляют по формуле:

П мз =

100(V − Vв )

V

, (34)

ПМК =, (36)

где V – объем образца бетона, см3;

VВ – объем бетона без пор, определенный следующим образом:

после насыщения в воде в течении 24 ч образец устанавливают на решетке на

10 мин, после чего с помощью объемомера определяют объем воды,

вытесненной этим образцом.

Условно-замкнутую пористость бетона в серии образцов, в

процентах, вычисляют по формуле:

Пз=П-(По+Пмз) (35)

Показатель микропористости рассчитывают по формуле:

WC

ПО + ПМЗ

где WC – сорбционная влажность бетона при относительной

влажности воздуха 95-100 %.

По кинетике водопоглощения бетона определяют показатели:

среднего размера открытых капиллярных пор λ и однородности размеров

открытых капиллярных пор.

Полная и групповая (капиллярная, гелевая, воздушная) пористость

бетона определяются экспериментально-расчетным способом (приводится в

специальной литературе). Этот метод может быть использован для

повышения морозостойкости бетона путем установления зависимости

“пористая структура - морозостойкость”.

Размер и характер пор изучают, используя экспериментальные

методы: воздухопроницаемости, капиллярного всасывания жидкости,

ртутной порометрии с использованием поромеров низкого и высокого

давления.

ГОСТ 22023-76 характеризует метод микроскопического

количественного анализа структуры бетонов, заполнителей, стеновых,

теплоизоляционных и других строительных материалов. Метод основан на

измерении линейных размеров сечений частиц и пор в плоскости шлифа и

вычислении на основании результатов замеров параметров структуры:

объемного содержание отдельных компонентов материала Vl, в том числе

пористости П; числа частиц в плоскости сечения nl в единице объема Nl;

суммарной поверхности частиц пор в единице объема материала Sl и т.д.

Дата добавления: 2014-01-20