Способ определения количества льда в пористых материалах

О П И 4:А-НМ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубттик п 11708225(23) Приоритет ао делам нзаеретеинй н вткрыткйОпубликовано 05 01 80 Бюллетень РЙ 1 Дата опубликования опнсання 08 От 80(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЛЬДА В ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛАХ мь = мс+ ч о р,с (т) температура замерзания воды, - относительнаявлажность) тде(Р/Ря Изобретение относится к способам определения количества льда в пористых материалах и может найти широкое применение при исследованиях и определении морозостойкости строительных материа 5 лов без замораживания образцов этих материалов.Известен способ определения количества льда в пористых материалах путем насыщения образцов этих материалов водой, их замораживания и определения количества льда по теплоте его плавления . 11,Недостатками известного способа являются следующее. 15Непосредственное определение количест- ва льда, связанное со сложной аппаратурой, длительностью операций по замораживанию образцов и последующему их калориметрированию. 20Известен также способ определения количества льда в пористых. материалах нутем насыщения образцов этих материалов водой, с выдерживанием их во влажной атмосфере до завершения процессов гидратанин, и взвешивания образцов 121,Недостатками известного способа являются: длительное время и сложность измерений,Бель изобретения - сокращение време-ни и упрощение измерений за счет исключения замораживания, Достигается пельтем, что из образцов десорбируют водупри относительной влажности от 0,35до 1,0 в изотермическом режиме, измеряют количество содержащейся в порахадсорбционной и свободной воды и определяют температуру замерзания воды вэтих порах и колтгтество образующегосяльда по соотношениямТ = Ио ( т-Р РМ23туру замерзания воды в порах в зависимости от относительной влажности.По изотерме десорбции находят необходимые величины и по соотношению Мл с,+мод,ся 1 определяют количество льда, которое может образоваться в исследуемом материале при температуре Т,П р и м е р Для исследований были взяты образцы цементного камня, изготовленные из портландцемента марки "300". Образцы имели размеры: диаметр 14 мм и длину 30 мм. В/11"-0,6. Количество образцов, не считая параллельных. Все образцы после формования твердели во влажной атмосфере при относительной влажности 1,0 и температуреО20 С. Затем восемь образцов, насыщенных водой, были размещены в экснкаторах над насьпценными растворами солей с влажностью О;35-1,0, девятый образец был погружен в воду для заполнения свободной водой макропор и полостей. В эксикаторах из образцов десорбировалась вода в течение 2 х-недель Окончание десорбции определялось взвешиванием образцов до постоянного веса, Затем были наидены количества свободной и адсорбционной воды взвешиванием образцов Количество свободной воды составило 0 3 СЗ/гПо этим данным была построена изотерма десорбции. Далее из первого соотношения находиминтересуюшую нас температуру. Например,при влажности 0,65 адсорбционцая водазамерзает при - ,эО С. По изотерме находим, что при влажности 0,65 в порахадсорбировано. 0,24 см/г воды и далеепо второму соотношецию находим количество льда:Мл=СЬеО,М =О,54 смгТаким образом, при температуре-50 С в данных Образцах может образоваться 0,54 см /г льда.В данном примере для ускорения определений было взято несколько образцовиз одного и того же материала с одинаковой структурой, так называемые, близнецы. Если требуется более высокая точность, то весь процесс десорбции можетбыть проведен на одном ц том же образце,Предлагаемый способ лает возможностьв значительной мере упростить и ускорить применяемые в настоян е время меКоличество свободной воды Определяют путем насыщения водой образцов, пред 45 варительно выдержанных при относительной влажности ХО.Влажность 1,0 получают выдерживанием образцов над чистой водой.Л есорбция воды из образцов завершается как правило в течение ог 2-х недель до Зх месяцев в зависимости от размера образцов. В процессе десорбции образцы периодически взвешивают и окончаниепроцесса Определяют постоянством веса. По десорбциоццым даццым строят изотерму десорбции, а затем цо соотцошенпо Т= Х Х 5( 1-Р/Е-) находят искомую темпераь - объемное количество льда, образующегося при температуре Т,с, - объемное колиф,"ество свободной во ды фсодержащейся вмакропорах и полостях,одс - объемное количестОво адсорбционнойводь 1, содержащейсяв капиллярно-конденсационных порах после десорбЦИИ.Дополнительно десорбцию осуществляютвыдерживанием образцов над насыщенными растворами солей, а количество свободной воды Определяют путем дополнительного насыщения водой образцов, предварительно выдержанных прц относительной влажности 1,0.На фиг. 3. изображен график зависимости температуры замерзания воды впорах от относительной влажности.На фиг. 2 - изотерма десорбции воды из Образцов цементного камня,Согласно данному способу, образцыпористого материала, например, цементного камня или бетона, после формования выдерживают во влажной атмосфере,до полного завершения процессов гидратации и их твердения, В этом случае образцы уже насыщены водой. Затем образцы З 5помещают в эксикаторы и десорбируютиз них воду вьщерживанием над насъпценными растворами солей при Относительнойвлажности от 0,35 до 1,0 в изотермическом режиме, измеряют количество со- фдержащейся в порах адсорбциопной и свободной воды.5 70822тоды определения количества льда в пористых материалах,Основными достоинствами данного способа является определение льда без замораживания и использование простого оборудования, как эксикаторы и аналитические весы, являвшиеся принадлежностьюкаждо й лаборатории.Использование данного способа даетвозможность вплотную подойти к такой вактуальной на сегодняшний день проблемекак ускоренное определение морозостойкости строительных материалов.Формула изобретения1. Способ определения количества15льда в пористых материалах путем насышения образцов этих материалов водой,с выдерживанием их во влажной атмосфере до завершения процессов гидратациии взвешивания образцов, о т л и ч а ю Ош и й с я тем, что, с целью сокрашешивремени и упрошения измерений за счетисключения замораживания, из образцовдесорбируют воду при относительнойвлажности от 0,35 до 1,0 в изотермическом режиме, измержот количество содержащейся в порах адсорбционной и свободной воды и определяют температурузамерзания воды в этих порах и количество образующегося льда по соотноше- ЗОниямТ=И 5 ЦРМ 6где: Я - температура замер:мнилволы,Г- относительная влажность- объемное количество льда,образующегося при температуре Т,с - объемное количество свободной волы, содержащейсяв макропорах и полостях,1 с 1,-объемное количество адсорбционной воды, содяржашейся в капилпярно-конденсациопных порох послелесорбцип.2. Способ по и. 1, о т л и ч о юш и й с я тем, что десорбцию осуществляют вьшерживанием образцов над насыщенными растворами солей.З.Способпоп, 1 и 2, отлич а ю ш и й с я тем, что количествосвободной воды определяют путем дополнительного насьпцения водой образцов,предварительно выдержанных при относительной влажности 1,0. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Лвторское свидетельство СССР478203, кп. Я 01 К 17/Ои, 1972. 2, Костяев Г 1. С. Лабораторные работы по материаловедению для арматурщиков ц и бетоншиков, изд.цИысшая школа, М.,1973 стр. 18.708225 ммФ аз юг оз о 4 Ь,лдерновск аз 8478/37 Тираж 1019Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4/5