Властивості по відношенню до дії води і розчинів
Водопоглинанням матеріалу називають здатність його вбирати і утримувати воду. Визначають його за різницею ваг зразка матеріалу в насиченому водою і в абсолютно сухому стану і виражають у відсотках від ваги сухого матеріалу або у відсотках від обсягу зразка. Вагове водопоглинання позначається ВШС, об'ємне 50б «
Зазвичай насичення матеріалу водою (особливо якщо воно відбувається без нагріву, вакуумування і т. Д.) Настає до заповнення все »го обсягу важкодоступних пір. Крім того, в матеріалі є відоме кількість замкнутих пір. Тому об'ємне водопоглинання матеріалу зазвичай менше його пористості. Способи насичення різних матеріалів при визначенні водопоглинання встановлюються відповідними ГОСТами.
Звідси виходить формула для переходу від одного виду водопоглинання до іншого:
Об'ємне водопоглинання, чисельно рівне обсягом пір, доступних для води, називається видимою (уявній) пористістю матеріалу на відміну від дійсної (істинної) пористості. Об'ємне водопоглинання завжди менше 100%, так як завжди частина обсягу матеріалу займає його речовина, а вагове водопоглинання у матеріалів дуже пористих і дуже легких (наприклад, у торф'яних теплоізоляційних плит) може бути більше 100%.
Водопоглинання різних будівельних матеріалів коливається в дуже широких межах. Так, вагове водопоглинання глиняної звичайної цегли становить від 8 до 20, керамічних плиток - не вище 2, важкого бетону з об'ємною вагою до 2,5 T / MS - близько 3, граніту 0,5-0,7 і гідроізоляційного матеріалу (гидроїзола ) -2%.
Для насичення водою зразок матеріалу поступово занурюють неї або витримують у киплячій воді. Властивості насиченого .Матеріал істотно змінюються: збільшується теплопровідність, об'ємна вага, а у деяких матеріалів (наприклад, у дерева) також і обсяг, зменшується міцність (внаслідок ослаблення зв'язків між частинками)
З огляду на дуже великого впливу, який чинить на матеріали насичення водою, бажано відчувати їх міцність не тільки в сухому, але і в насиченому стані. Ставлення міцності насиченого водою матеріалу до міцності його в сухому стані називається-коефіцієнтом розм'якшення матеріалу. Він є важливим показником, так як характеризує водостійкість матеріалу, який в умовах роботи в спорудженні може піддаватися впливу води. Коефіцієнт розм'якшення коливається в межах від 0 (у глиняних необпалених матеріалів) до 1 (у матеріалів, що не змінюють своєї міцності від дії води, наприклад у стали, бітумів). Кам'яні матеріали (природні і штучні) не можна застосовувати в умовах впливу на них води, якщо коефіцієнт їх розм'якшення менше 0,75. Матеріали з коефіцієнтом розм'якшення більше 0,75 називають водостійкими.
«Влагоотдача називають властивість матеріалу виділяти воду при наявності відповідних умов в навколишньому середовищі (зниження вологості, нагрів, рух повітря). Вологовіддача висловлюють швидкістю висихання матеріалів, т. Е. Кількістю води (у відсотках від ваги або обсягу стандартного зразка матеріалу), що втрачається, в добу при відносній вологості навколишнього повітря 60% і температурі 20 ° С.
У лабораторних умовах (в сушильній шафі) можна висушити матеріал до повного видалення вологи (при температурі 110 ° С). В такому стані матеріал називається абсолютно сухим. У будівельних конструкціях матеріали ніколи не знаходяться в абсолютно сухому стані, вони завжди мають певну ступінь вологості, що виражається у відсотках від ваги сухого матеріалу.
-'Водопроникність називають здатність матеріалу пропускати воду під тиском. Ступінь водопроникності матеріалів залежить від
їх щільності і будови: особливо плотние-
матеріали (наприклад, скло, бітуми,
сталь) водонепроникні, матеріали
з замкнутими дрібними порами практиче
скі також водонепроникні. п Величина
водонепроникності виражається коли
чеством води в грамах, що пройшла за
1 ч через 1 см2 поверхні матеріалу
при постійному тиску. багато мате
ріали повинні мати певну
ступенем водонепроникності. особ
для гідроізоляційних і покрівельних
Матеріали відчувають на водопроникність на спеціальних апаратах (рис. 1). Зразок 1 конічної форми (на малюнку він показаний схематично, не в масштабі; зазвичай його товщина, н-апример для деяких розчинів, не перевищує 2-3 см) закладають в металеву конічної форми 2. Бічні поверхні зразка заливають парафіном. Вода насосом 3 під тиском, який реєструється манометром 4, подається до зразка знизу, притискає його до стінок форми і просочується через сполучені між собою пори на зовнішню поверхню. Минулий через зразок вода стікає по трубці в стакан, і її зважують.
Для гідроізоляційних і покрівельних матеріалів водопроникність є найважливішим показником їх якості. Зразки таких матеріалів (наприклад, руберойду) відчувають під тиском невеликого стовпа води (50 мм), визначають час, після закінчення якого з'являються перші ознаки просочування води (пляма, крапля). Точно так же при випробуванні глиняної черепиці обмежуються якісними показниками водопроникності.
Морозостійкістю називають здатність матеріалу в насиченому водою стані витримувати багатократне поперемінне заморожування і відтавання без видимих ознак руйнування і без допустимого зниження міцності.
Деякі будівельні матеріали, дотичні з водою і зовнішнім повітрям (наприклад, матеріали гідроспоруд, покрівельні, стінові), поступово руйнуються; руйнування викликається тим, що матеріал повністю насичується водою, яка при температурі нижче нуля замерзає в порах, збільшуючись в обсязі приблизно на 9%. Лід, що утворюється в порах матеріалу, тисне на стінки пір і може їх частково зруйнувати, внаслідок чого міцність матеріалу знижується; цьому сприяє також переміщення (міграція) вологи по порах.
Щільні матеріали (без пір або з незначно відкритою пористістю), які поглинають дуже мало води, морозостійкі .; Пористі ж матеріали мають задовільною морозостійкістю тільки в разі, якщо вода практично заповнює до 80-85% доступних пір. Щоб матеріал мав морозостійкістю, його коефіцієнт розм'якшення повинен бути не нижче 0,75, так як розмокають домішки негативно впливають на морозостійкість.
Матеріали відчувають на морозостійкість в холодильних камерах. Випробування полягає в багаторазовому (від 10 до 200 разів, в залежності від умов роботи споруд) заморожуванні зразка, насиченого водою, з розморожуванням у воді кімнатної температури після кожного заморожування. '. Температура заморожування повинна бути нижче мінус 17 ° С, так як в найтонших порах (капілярах), наявних в деяких будівельних матеріалах, вода замерзає лише при вказаній температурі. ^ морозостійкість вважають ті матеріали ^ кото ^ риє після встановленого для них числа циклів заморожування і відтавання не мають викришування, т рещін, розшаровування і не втрачають у вазі понад 5%. Міцність зразків, що піддавалися випробуванню на морозостійкість, в порівнянні з міцністю контрольних зразків, що не піддавалися випробуванню, не повинна знижуватися більш ніж на 25%.
За кількістю витримує циклів заморожування і відтавання розрізняють матеріали наступних марок: Мрз 10, Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35, Мрз 50, Мрз 100, Мрз 150 і Мрз 200.
Якщо потрібно провести прискорене випробування морозостійкості матеріалу, то замість заморожування зразки занурюють в насичений розчин сірчанокислого натрію Na2SO4 • 10Н2О і висушують після повного насичення при 105 ° С. Про повному насиченні зразка можна судити по припиненню зростання ваги зразка. Кристали сірчанокислого натрію, що утворюються в порах випробуваного матеріалу, тиснуть на стінки пір сильніше замерзлої води, т. Е. Це випробування є більш жорстким, ніж описане вище. Якщо матеріал не витримує його, треба обов'язково провести випробування на морозостійкість в холодильних камерах при насиченні матеріалу водою.
5. ХІМІЧНА СТІЙКІСТЬ
Під хімічної, або корозійну стійкість розуміють здатність матеріалів чинити опір дії кислот, лугів, розчинених у воді газів і солей.
В умовах роботи в конструкціях будівельні матеріали дуже часто піддаються дії агресивних рідин і газів. Так, що проходять по каналізаційних систем стічні рідини можуть містити вільні кислоти і луги, які руйнують поверхні металевих і залізобетонних труб. Розчинені солі, що знаходяться в морській воді у великій кількості, можуть руйнівно діяти на бетонні споруди.
Більшість будівельних матеріалів не володіє стійкістю до дії кислот і лугів. Вельми нестійкий в цьому відношенні, наприклад, дерево, внаслідок чого воно мало застосовується на хімічних заводах. Бітуми відносно швидко руйнуються під дією концентрованих розчинів лугів, а багато природні кам'яні матеріали-під дією кислот (наприклад, вапняки, мармур, доломіт і ін.). Майже всі цементи, за винятком спеціальних кислотостійких, також погано протистоять дії кислот. Високою стійкістю до дії лугів і кислот володіють керамічні матеріали з дуже щільним черепком - облицювальні плитки, плитки для підлог, каналізаційні труби, спеціальна цегла для пристрою каналізаційних колекторів, скло та ін. Деякі природні кам'яні матеріали (наприклад, бештауніт, базальт) також висококіслотостойкі.