Гигроскопичность бетона: Как сделать бетон водонепроницаемым

Содержание

Как сделать бетон водонепроницаемым

В настоящее время во всем мире очень бурными темпами развивается строительное дело. Каждый год возводятся и реконструируются тысячи зданий и сооружений, синтезируются новые строительные материалы, вещества (добавки), которые улучшают качество сооружений, повышают их прочность. Большое внимание в данной области уделяется фундаменту. Именно он является основой любого здания или дома. От его прочности и стойкости во многом зависит долговечность самой конструкции. Для изготовления фундамента наиболее часто используется смесь. Бетон – это искусственный строительный материал, обладающий высокой прочностью, получаемый путем смешивания различных ингредиентов: песка, щебня, цементного порошка и воды.

Смесь используется на любом этапе строительства – от заливки фундамента до стяжки пола и выравнивания стен.

Нередко в него вводятся некоторые специальные добавки, которые повышают его прочность и износостойкость. К ним можно отнести гидрофобизаторы, которые повышают устойчивость к воздействию влаги. Гигроскопичность – важное свойство, которое обеспечивает защиту конструкции от воды. Но далеко не все строительные материалы соответствуют таким требованиям. Рассмотрим более подробно, как сделать бетон водонепроницаемым, необходимые материалы, смеси и растворы.

Разрушающее действие влаги

Сделать водонепроницаемым бетон своими руками не представляется сложным. Но перед этим необходимо знать, с какой целью все это применяется. Сделать водонепроницаемым – значит провести его гидроизоляцию.

Гидроизоляция может быть различных видов: оклеечная, обмазочная, с использованием рулонных материалов.

Гидроизоляция бетонного фундамента должна обязательно проводиться одним из способов, чтобы предотвратить преждевременное разрушение строительной конструкции.

Кроме того, она проводится как на стадии закладки фундамента, так и во время его эксплуатации. Основная ее цель – обеспечение гигроскопичности фундамента. Последний закладывается ниже уровня расположения грунта, в результате чего он контактирует с подземными водами. Как же вода может разрушить бетон?

Несомненно, произойдет это в течение нескольких лет или даже десятилетий. Некачественный имеет способность впитывать в себя влагу, так как он имеет микропоры. В зимний же сезон вода замерзает, при этом ее объемы резко увеличиваются в размерах. В результате поры расширяются, могут появиться трещины. На следующий год вода снова поступает в микропоры, но уже в больших количествах. Таким образом с каждым годом бетон впитывает все больше и больше жидкости и постепенно разрушается. Кроме того, вода может проникать в основание здания.

Значение марки

Гидроизоляцию бетона можно провести как на стадии приготовления смеси, так и с помощью специальных защитных средств, наносимых на затвердевшую бетонную поверхность.

Делать бетон водонепроницаемым своими руками возможно, зная, что на его свойства влияет качество исходного сырья. Водонепроницаемость обусловлена так называемым водоцементным соотношением, которое напрямую зависит от содержания в бетоне воды и марки используемого цемента. С повышением количества цемента снижается водоцементное соотношение. Это способствует тому, что бетон не расслаивается, увеличивается его прочность и, как следствие, устойчивость к воздействию влаги. Большое значение имеет и сама марка цемента. В большинстве случаев производители не используют дорогой цемент, потому что это не выгодно.

Для этих целей хорошо подойдет цемент тонкого помола, который способствует образованию более мелких и равномерно распределенных по всему объему пор, снижению седиментации частиц. Повышенное содержание воды повышает фильтрацию и тем самым увеличивает водную нагрузку. Очень широкое распространение нашел портландцемент. На основании этих данных можно утверждать: чем ниже водоцементное соотношение в бетоне, тем лучше.

Окрасочная гидроизоляция

Окрасочная гидроизоляция бетона – довольно сложный и трудоемкий процесс, требующий использования специального оборудования. Такой способ чаще применяется при строительстве крупных промышленных объектов.

Сделать бетон водонепроницаемым возможно с использованием поверхностно-активных веществ. Они образуют на поверхности бетона водонепроницаемый слой (пленку). Наносятся эти вещества с помощью специального оборудования: пистолетов, опрыскивателей. Чаще всего применяют разогретый до высоких температур битум, мастики, эмульсии и другие смеси. Некоторые из них не способны выдерживать низкие температуры и нередко покрываются трещинами. Для придания бетону особых свойств перед нанесением окрасочного материала его поверхность тщательно обрабатывается и зачищается.

Затем наносится слой краски или любой другой смеси, толщина его может быть разной, в среднем несколько миллиметров. На нее кладется слой грунтовки. В настоящее время широкое применение нашли гидрофобные растворы на основе силикатоорганических соединений. Но они полностью не закрывают поры в бетоне, в силу этого актуальны только лишь для защиты от атмосферных осадков и небольшого напора воды. Высокой эффективностью обладают и флюаты – соли фтористой кислоты. Но они подойдут только лишь для мелкопористого типа бетона. Хороший результат может дать использование битумной мастики. Она состоит из битума и минерального компонента (известняка, глины). Соотношение их бывает разным. Процент битума в смеси колеблется от 30 до 45 %. При этом такой обмазочный материал обладает высокой морозостойкостью.

Обмазочный вариант

Для гидроизоляции бетонных поверхностей их обмазывают специальными гидроизоляционными составами, которые проникают в толщу бетона и закупоривают поры.

Водонепроницаемый бетон можно получить путем нанесения на его поверхность обмазочных материалов. В качестве них можно использовать горячие смеси на основе битума, мастики. Для этого важно подготовить поверхность бетона к обработке. Она очищается. Затем наносится 2 слоя грунтовки. Первый включает в себя медленно действующий растворитель, второй – быстро действующий. Эти слои способствуют лучшему сцеплению обмазочного раствора и поверхности бетона. Обмазочный материал наносится двумя слоями. Сперва один, затем второй. Уже через несколько минут можно наблюдать, как на бетоне образуется особая защитная пленка.

Данный способ оптимальнее окрасочного, так как более прочный. Но он имеет и ряд недостатков. Самый главный из них заключается в том, что даже при небольшой деформации бетона и его поверхности обмазка может разрушиться. Кроме того, нередко бывают случаи стекания обмазки. Причина этому – неправильный подбор мастики. Очень важно знать, что обмазка наносится в 2 слоя, толщина каждого около 2 мм. После нанесения перового слоя требуется тщательно проверить качество покрытия и только после этого продолжать работу.

Применение штукатурки

На сегодняшний день широкое применение в строительстве получило использование штукатурки в качестве гидроизолирующего материала. Готовится она из жирных цементных растворов. В своем составе она может иметь различные добавки. Одни из них способствуют заполнению пор и трещин в бетоне мелкими частицами, другие нужны для образования кристаллических веществ в результате химических реакций с бетоном.

Водонепроницаемость бетона обеспечивают различные добавки и пластификаторы, которые уплотняют материал и изменяют его свойства.

Особое место занимают пластификаторы или пенообразователи, которые понижают водоцементное соотношение, изменяют форму поверхности и препятствуют проникновению жидкости.

К уплотняющим добавкам можно отнести церезит, церолит, каменную муку, молотый песок и другие.

Пластификаторы включают в себя канифольное мыло, древесный пек, олеаты. Техника нанесения раствора следующая: сперва проводится чистка поверхности, затем, соблюдая инструкцию по применению, наносится слой штукатурки толщиной не менее 2,5 см, в противном случае он будет не эффективным. Очень важно обеспечить хорошее сцепление с поверхностью. С этой целью раствор кладется только механическим способом.

Добавки

Для повышения водонепроницаемости бетонной смеси в нее на стадии приготовления раствора добавляют алюминат.

В изготовленном бетоне нередко можно обнаружить различного рода примеси – добавки. В последние годы ценится такое сое

нормальные и допустимые значения по ГОСТу – DIYb.ru

Влажность представляет собой соотношение массы к воде в процентном выражении. Путем смешивания цемента, воды, песка, гравия или щебня получается бетон. Вода придает смеси пластичность, делая из нее однородную массу. Показатель влажности влияет на добротность бетона.

Нормативная влажность бетонной смеси

Определение влажности бетонной смеси по ГОСТУ 12730.2-78 было утверждено в 1980 году. Установлены следующие нормы влажности бетона:

для строительства жилых зданий и прочих сооружений ее уровень составляет 13%;
при включении в состав бетона перлитового песка величина влажности достигает 15%;
для промышленных объектов она составляет 18%.

При замешивании бетона нужно помнить о водном балансе, который влияет на долговечность бетонного покрытия.

при добавлении большого количества воды в сухую смесь раствор получится сильно жидким и плохого качества;
если влить мало воды, то бетон быстро застынет и будет очень хрупким.

Вода должна быть чистой и не содержать посторонних примесей. Для качественного приготовления бетонной смеси нужно, чтобы вода на 40-70% превышала общую массу цемента. Если воды окажется больше, то она может уйти путем испарения или остаться в бетоне мельчайшими водными отверстиями.

Способы вычисления остаточной влажности

Остаточная влажность бетонных оснований должна отвечать утвержденным нормам. Если проведена ее ошибочная оценка, то впоследствии напольные покрытия будут подвергаться отслоению.

Весовая влажность

Одним из способов измерения влажности бетонного основания является весовой метод.

Для точного определения такого показателя берется проба бетона. Этот образец измельчается, взвешивается, а затем его нагревают до температуры 100 градусов. Проба должна постоять 30-60 минут, потом ее снова взвешивают. Эту процедуру повторяют несколько раз, пока вес пробы не перестанет изменяться. Если от начального отнять конечный вес образца и перевести величину в процентное выражение, то этот показатель будет весовой влажностью основания.

Карбидно-кальцевый способ измерения

В странах Евросоюза остаточную бетонную влажность измеряют карбидно-кальцевым методом. На строительстве из различной глубины берут бетонную пробу весом 50 грамм, смешивают с карбидом кальция, который реагирует на пробу, выделяя газ, и манометром определяют давление. Далее используется таблица для расчета процента влаги.

Использование современных устройств

Влагомеры определяют диэлектрическую проницаемость материалов. Она зависит от количества влаги, которая находится в них. Затем при помощи таблиц вычисляют процент влажности. Электронные приборы RTO 600 и Hydromette Compact определяют влажность путем измерения сопротивления между электродами: их погружают в бетонное основание на расстоянии друг от друга. Такие приборы позволяют делать замеры на любой глубине и выдают точные данные. Этот способ определения влажности называется кондуктометрическим. Применение современных электронных приборов позволяет быстро и легко измерять процент влажности.

Допустимая влажность

Влажность ведет к повреждению конструкций зданий. Причиной ее возникновения является попадание осадков во время проведения строительных работ, повышенная влажность воздуха и подмывание грунтовыми водами, а также возникающий внутри элементов конструкции конденсат. Во время монтажа здания вода попадает на бетонную конструкцию, поэтому в начале строительства внутри стен и перекрытий содержится больше влаги. Затем постепенно влажность уравновешивается до уровня 4-6%.

Существуют допустимые значения влажности для разных материалов:

для кирпича – 2%;
для цементного раствора – 4%;
для бетона – 5,5%.

Влажность бетона и древесины определяется сушильно-весовым методом, но он довольно трудоемкий. Использование влагомеров позволяет измерить ее показатели косвенным путем. Этот прибор определяет не количество влаги в материале, а указывает на параметры, которые с ней связаны. Затем их переводят в величину влажности.

Подведение итогов

При проведении цементной стяжки нужно соблюдать температурный режим в пределах 20-25 градусов, а влажность в здании должна быть не ниже 70%. Если данные показатели не будут соблюдены, то это приведет к быстрому испарению воды и образованию трещин по всей поверхности. Сейчас для цементного раствора применяется новый измеритель влажности – Franz-Ludwig, который представлен микроволновыми зондами. Это высокоточный прибор, который измеряет влажность материала определенными дозами.

Простота применения и высокая производительность работы влагомера (и других электронных приборов) позволяет быстро определить влажность бетона, кирпича и цемента. Этот показатель является важным для качественного использования всех видов материалов.

The following two tabs change content below.

О себе: Специалист широкого профиля. Опыт работы редактором и автором статей в должности журналиста более 12 лет. Закончил филологический факультет Белорусский государственного университета (Отделение русского языка и литературы) и получил диплом по специальности «Филология. Преподаватель русского языка и литературы».

Морозостойкость бетона — Статьи — М350

Морозостойкость бетона — это его способность сохранять прочность и работоспособность при действии попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. Разрушение бетона в водонасыщенном состоянии при циклическом действии положительных и отрицательных температур, а также переменных отрицательных температур обусловлено комплексом физических коррозионных процессов, вызывающих деформации и механические повреждения изделий и конструкций.
К настоящему времени отсутствует единая теория, объясняющая механизм морозного разрушения бетона, хотя очевидно, что, в конечном счете, снижение прочности влажного бетона при попеременном замораживании и оттаивании обусловлено, в основном, образованием льда в порах бетона. В результате того, что объем, занимаемый льдом, на 9% больше объема воды, возникают значительные растягивающие напряжения, воздействующие на стенки пор и постепенно расшатывающие его структуру.

Существует несколько основных гипотез, объясняющих способы передачи напряжений на элементы структуры бетона, возникающих в результате образования льда.

Гипотеза непосредственного воздействие кристаллизующегося льда на стенки пор.

Гипотеза гидростатического давления воды — в отличие от первой утверждает, что на стенки пор давит не сам лед, а вода, на которую передается давление льда. В пользу большей корректности второй гипотезы говорит тот факт, что вода, заполняющая капиллярные поры, не может, как правило, полностью превратиться в лед из-за отсутствия необходимого места и поэтому передает давление льда на стенки пор. Но гипотеза также не может объяснить ряд явлений, наблюдаемых при действии отрицательных температур на бетон. Так, при увеличении скорости замораживания разрушение ускоряется, тогда как давление льда при этом не возрастает. Более того, морозом разрушаются бетоны, поры которых заполнены водой менее чем на 90%.

Гипотеза гидравлического давления Т. Пауэрса, объясняющая отмеченные явления. В соответствии с ней главной причиной разрушения бетона при попеременном замораживании и оттаивании является гидравлическое давление, создаваемое в порах и капиллярах бетона под влиянием замерзающей воды в результате сопротивления гелевой составляющей цементного камня. Убедительным аргументом в пользу этой гипотезы является то, что она объясняет механизм защитного действия воздушных пор. При их достаточном количестве «избыточная» вода оттесняется в эти поры без нарушений структуры бетона. Разрушение бетона происходит тогда, когда объем условно замкнутых пор постепенно заполняется водой и они не могут выполнять функции резервных (демпферных). В соответствии с гипотезой гидравлического давления напряжения, возникающие в бетоне, будут пропорциональны скорости замораживания, количеству оттесняемой жидкой фазы и ее вязкости и обратно пропорциональны проницаемости цементного камня.
Модель, предложенная Т. Пауэрсом, представляет циллиндрический капилляр, заполненный водой и окруженный цементным камнем. Поддействием гидравлического давления в циллиндрической оболочке капилляра возникают растягивающие напряжения о . Разрушение происходит, если напряжения а достигли предела прочности цементного камня при растяжении Вр. К недостаткам этой модели следует отнести то, что в ней не учитывается соотношение размеров капилляра и оболочки. В действительности в цементном камне толщина оболочки капилляра может быть в 5-20 раз больше его радиуса. В объем капилляров включался весь объем пор цементного камня без разделения его на объем пор геля и капилляров, хотя замораживание воды происходит практически лишь в капиллярных порах. Расчет напряжений в бетоне по модели Пауэрса проводят для статического состояния без учета перемещения фронта льдообразования.
А.М. Подвальный предложил модель, в которой капилляр и оболочка рассматриваются как толстостенная труба с переменным отношением радиусов оболочки и капилляра. При рассмотрении единичного капилляра действие соседних заменяется равномерно распределенной нагрузкой на внешней поверхности оболочки.
В соответствии с современными представлениями гидравлическое давление не является единственной причиной разрушения. Разрушению способствуют также осмотические явления. Они возникают в результате повышения концентрации растворенных веществ (Са(ОН)2, щелочей и др.) в жидкой фазе бетона на границе со льдом. Диффузия воды к области замерзания создает дополнительное давление.

гипотеза термической несовместимости компонентов бетона. Заполнители и Цементный камень имеют различные коэффициенты термического расширения. При отрицательных температурах термическая несовместимость компонентов резко усиливается, так как коэффициент термического расширения льда в 3-7 раз больше чем бетона.

Возможно одновременное действие различных механизмов деструкции бетона при его циклическом замораживании, и вклад каждого будет зависеть от многих факторов: влажности материала, В/Ц, возраста бетона и т. д.Факторы, влияющие на морозостойкость бетона. Влияние циклического изменения температуры усиливается дополнительным воздействием растворов солей. Получила, например, широкое распространение практика применения солей (NаСl, СаСl2) для удаления льда с дорожных покрытий. В результате таяния льда при посыпке соли на поверхность бетона поглощается большое количество теплоты (334 Дж/г) и температура резко понижается.
На поверхности бетона фиксируется понижение температуры до 9°С в течение 1 мин («температурный шок»), что вызывает возникновение растягивающих напряжений. Диффузия соли в бетон приводит к возникновению градиента ее концентрации, что также вызывает повышенные напряжения, шелушение и отслаивание поверхностного слоя.
В присутствии солей увеличиваются осмотические явления в замораживаемом бетоне, повышается вязкость жидкой фазы. В результате возрастает величина гидравлического давления и ускоряется разрушение бетона. При попеременном замораживании и оттаивании насыщенных водой железобетонных конструкций нарушается соответствие температурных деформаций стали и бетона, в результате возникают значительные внутренние напряжения и уменьшается прочность сцепления стали с бетоном. Растягивающие напряжения в арматуре при замораживании насыщенных водой железобетонных конструкций могут достигать
120-150 МПа.

На долговечность бетона, работающего на растяжение и изгиб в условиях замораживания и оттаивания, влияет степень нагружения. При напряжениях, составляющих 0,45 призменной прочности, уже заметно ускоряются деструктивные процессы в замораживаемом бетоне, а при напряжениях, равных 0,6-0,8 призменной прочности, отмечены случаи разрушения бетона через несколько циклов замораживания.
При замораживании влажного железобетона ускоряется трещинообразование в растянутой зоне и увеличиваются размеры трещин. При этом наиболее интенсивно повышение влажности бетона наблюдается в растянутой зоне конструкций. Это объясняется переносом влаги из менее разрушенной сжатой в активно разрушающуюся растянутую зону в результате различия давления пара переохлажденной адсорбированной воды в мелких порах и кристаллического льда в крупных порах и трещинах.

Пористая структура бетона

Морозостойкость бетона обусловлена прежде всего строением его порового пространства. В цементном камне образуются, как указано ранее, три вида пор:

поры цементного геля, размер которых лежит в пределах (15-40)-1010м,

капиллярные поры 0,01-1 мкм,

условно замкнутые поры 10-500 мкм.

Поры геля характеризуются минимальной проницаемостью для жидкостей и газов (коэффициент проницаемости для пор геля менее 1010 м/с). Перенос жидкой фазы в порах геля возможен только по механизму молекулярной диффузии. Вода в порах геля при эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций не замерзает, что объясняется их размером, содержанием в поровой жидкости добавок-электролитов.

Капиллярные порыможно представить как часть объема воды цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации цемента. Микрокапилляры имеют размер меньше 10-1 мкм. Они обладают способностью к капиллярной конденсации влаги, обусловливающей гигроскопичность материалов. Макрокапилляры с радиусом больше 0,1 мкм (обычно до 10 мкм) заполняются водой только при непосредственном контакте с ней.
Капиллярные поры являются основным дефектом структуры цементного камня. В свежеприготовленном тесте можно считать порами все пространство, заполненное водой. При твердении часть его заполняется гелем. Чем больше степень гидратации цемента (а), тем больше образуется геля и тем меньший объем остается на капиллярные поры. Данные по водопроницаемости цементного камня и бетона показывают, что переход от непрерывной системы пор к условно изолированной происходит при капиллярной пористости цементного камня Пк < 0,33.

Температура замерзания воды в капиллярно-пористом теле зависит от размеров капилляров. Например, в капиллярах диаметром 1,57 мм вода замерзает при -6,4°С; 0,15 мм при -14,6°С; 0,06 мм — -18°С. В порах диаметром менее 0,001 мм вода практически не замерзает, она приобретает свойства псевдотвердого тела.
В порах, обусловленных контракцией, создается вакуум, и они заполняются в зависимости от условий твердения воздухом или водой. Контракционный объем рассматривают в наше время не как самостоятельный вид пор, а как часть капиллярной пористости.

К условно замкнутым порам относят пузырьки воздуха в цементном камне и бетоне. Суммарным объемом пор, их размером, количеством и удельной поверхностью можно управлять введением воздухововлекающих или газообразующих добавок. Воздушные поры, получаемые путем введения в бетонную смесь воздухововлекающих добавок, существенно изменяют структуру цементного камня. Число воздушных пор в 1 см3 цементного камня может достигать одного миллиона, а поверхность этих пор — 200-250 см2. Через эту поверхность поступает в воздушные поры избыточная вода, вытесняемая из капилляров при замораживании бетона. Защитным действием обладают лишь достаточно мелкие воздушные поры размером менее 0,5-0,3 мм.

В качестве критерия для оценки эффективности защитного действия воздушных пор распространение получил т.н. «фактор расстояния», предложенный Т. Пауэрсом. Для его расчета принимается, что в цементном камне имеется некая идеализированная система одинаковых воздушных пор, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Наиболее удаленными в этом случае от воздушной поры являются точки цементного камня, лежащие в углах куба.

К важнейшим эксплуатационным факторам, кроме числа циклов замораживания и оттаивания, относятся степень водонасыщения и температура замораживания бетона.
Снижение прочности бетона после замораживания и оттаивания наблюдается лишь при его водонасыщении выше определенной величины, которая, в свою очередь, связана со значением отрицательной температуры. Величина критического водонасы-щения может быть достигнута не только при водонасыщении бетона перед замораживанием, но и в результате перераспределения поровой воды в замерзающем бетоне в виде пара. Водонасыще-ние бетона возрастает в присутствии солей.
Вода в большинстве капиллярных пор замерзает при температуре до -15°С. При дальнейшем понижении температуры происходит замерзание воды в более тонких порах (рис. 6.7) и при температуре -70 … -80°С практически вся поровая вода находится в замерзшем состоянии, исключая воду, заполняющую мельчайшие гелевые поры и адсорбированную на стенках капиллярных пор. Сравнительное определение морозостойкости бетона замораживанием при -17 и -50°С показало, что разрушение бетона во втором случае ускоряется в 6-10 раз.

Факторы, влияющие на морозостойкость бетона

С увеличением В/Ц возрастает как общий объем открытых пор, так и средний их размер, что также негативно влияет на морозостойкость. При этом повышаются проницаемость и водопоглощение и в таких бетонах невозможно образование существенного объема резервных пор. При проектировании морозостойких бетонов принято ограничивать В/Ц в зависимости от условий службы бетона в сооружениях. Снижение В/Ц возможно как за счет уменьшения расхода воды при применении пластифицирующих добавок, более жестких смесей, так и за счет увеличения расхода цемента. Второй способ снижения В/Ц технико-экономически неэффективен.

степень гидратации цемента (зависит от активности цемента, интенсивности роста ее во времени, длительности и условий твердения бетона). Степень гидратации портландцементов к 28-суточному возрасту по усредненным данным равна 0,6, 90 сут — 0,66 и 180 сут — 0,7. Повышению степени гидратации цемента способствуют различные способы его активизации и надлежащий уход за бетоном.

расход воды затворения и, соответственно, расхода цемента. По данным П. И. Горчакова, каждый процент снижения капиллярной пористости достигается уменьшением количества воды затворения на 10 л/м3 либо увеличением расхода цемента на 20-35 кг/м3. Увеличение расхода цемента с одной стороны уменьшает В/Ц, с другой, приводит к увеличению объема цементного теста, что повышает объем капиллярных пор бетона.

Оптимальный расход песка из условия морозостойкости выше, чем из условия прочности, что связано с условиями воздухововлечения. По данным О.В. Кунцевича, повышение доли песка в смеси заполнителей с г=0,33, оптимальной по прочности, до г = 0,5 привело к росту расхода цемента на 40 кг/м3, но повысило морозостойкость с 120 до 400 циклов.

Из минералов цемента отрицательное влияние на морозостойкость оказывает С3А. По рекомендациям С. В. Шестоперова, при марке бетона по морозостойкости, выраженной числом активных циклов замораживания и оттаивания за проектный срок эксплуатации сооружения, до Р500, С3А в цементе должно быть менее 10, Р1000 — менее 6 и Р6000 — менее 4%. Рекомендуется также повышенное содержание С35 — 55 — 60%. Под «активными циклами» С.В. Шестоперов подразумевал циклы, «вносящие в структуру материалов, составляющих бетон, изменения, связанные с нарушением монолитности». Это определение, однако, не является достаточно четким.

В морозостойких бетонах нежелательны активные минеральные добавки, особенно с повышенной водопотребностью. В то же время, экспериментально показано, что бетоны с умеренным содержанием доменных шлаков или каменноугольной золы-уноса могут иметь удовлетворительную морозостойкость, особенно при введении в бетон эмульгированного воздуха.

Низкую морозостойкость имеют пуццолановые цементы. Шлакопортландцементы по морозостойкости занимают промежуточное положение между портланд- и пуццолановым цементом.

К снижению морозостойкости бетона приводит повышение удельной поверхности цемента свыше 400 м2/кг. Такие сверхтонкие цементы характеризуются повышенной усадкой, ведущей к появлению микротрещин.

Жесткие требования предъявляются к ограничению величины потери при прокаливании, обусловленной лежалостью цемента. Хранение (лежалость) цемента значительно больше влияет на его морозостойкость, чем на активность. По мнению С.В. Шестоперова, наличие оболочки из новообразований гидратированных минералов на зернах цемента является одной из основных причин снижения долговечности бетона.

Обычно применяемые для получения тяжелого бетона кварцевый песок и щебень из плотных изверженных или метаморфических пород, отвечающие требованиям стандартов, позволяют получать высокоморозостойкий бетон. На морозостойкость бетона существенное влияние оказывают морозостойкость самих заполнителей и их водопотребность. По данным С.В. Кунцевича, морозостойкость заполнителей неоднозначно связана с их прочностью. Неморозостойкие зерна могут быть достаточно прочными и плотными с водопоглощением 0,7-2%. Важными с позиций морозостойкости являются свойства заполнителей, определяющие их сцепление с цементным камнем, и модуль упругости.

Пластифицирующие добавки повышают морозостойкость бетона как в результате уменьшения водопотребности и соответственно капиллярной пористости, так и вследствие определенного воздухововлечения. Добавки-пластификаторы типа ЛСТ снижают водопотребность бетонных смесей на 9-12%, при этом больший эффект пластификации достигается в «жирных» смесях на низкоалюминатных цементах. Добавки этого типа способствуют воздухововлечению и образованию в затвердевшем камне замкнутых пор. С.В. Шестоперов наблюдал значительное (в 2-3 раза) повышение морозостойкости с добавкой СДБ (старое название ЛСТ) даже без снижения В/Ц для бетонов, твердевших в течение 1 года. Добавки — суперпластификаторы позволяют снизить водопотребность смесей на 20-30%, однако они, как правило, вовлекают недостаточное количество воздуха, и улучшение долговечности бетона определяется, главным образом, снижением В/Ц. При использовании суперпластификаторов для повышения подвижности смесей без уменьшения В/Ц увеличение морозостойкости бетона достигается дополнительным введением воздухововлекающих добавок.

Гидрофобизирующие добавки, адсорбируясь на стенках пор бетона, снижают их водопоглощение и капиллярный подсос. Повышению морозостойкости способствует пластифицирующее действие гидрофобизирующих добавок, особенно заметное в «тощих» смесях (8-10%).Основные воздухововлекающие добавки относятся к гидрофобизирующим ПАВ, обладающим значительной поверхностной активностью на границе раствор — воздух. Эти добавки при их введении с водой затворения вызывают образование в системе довольно высокодисперсной эмульсии воздуха, устойчиво диспергированного в бетонной смеси. Воздухововлекающие добавки, или т.н. пенообразователи, изготавливаются в виде концентрированных растворов, густых паст или в виде сухого, легко растворимого порошка. Для приготовления добавок используются древесные смолы, продукты переработки нефти, растительные жиры и другое сырье. Наиболее часто в качестве воздухововлекающих применяют добавки на основе древесной смолы (смола нейтрализованная воздухововлекающая — СНВ, синтетическая поверхностно-активная добавка — СПД, омыленный древесный пек — ЦНИПС-1 и др.). Их вводят в бетонные смеси обычно в количестве 0,01-0,02% от массы цемента. При этом объем вовлеченного воздуха составляет 30-60 л/м3 или, как правило, 3-6% от массы цемента. Такой объем вовлеченного воздуха обычно существенно превышает объем воды, оттесняемой при замораживании. При этом значения «фактора расстояния» между воздушными порами оказывается значительно меньше критического, которое обычно принимают 0,25 мм. Морозостойкость бетона с воздухововлекающими добавками возрастает в несколько раз.
Кроме вида и содержания добавок, на воздухововлечение влияют и другие факторы: удобоукладываемость бетонных смесей, тонкость помола цемента, зерновой состав заполнителей, время перемешивания, температура.
Наряду с воздухововлекающими для образования системы условно-замкнутых пор в бетоне применяют газообразующие добавки, например ГКЖ-94. Имеются данные, что система условно-замкнутых пор с добавкой ГКЖ-94 более стабильна, чем в бетонах с воздухововлекающими добавками.

Кроме особенностей исходных материалов и состава бетонной смеси, на морозостойкость бетона определенное влияние оказывают условия его твердения. Оптимальные условия твердения должны способствовать получению бетона с минимально возможными значениями капиллярной пористости и степени оводнения условно замкнутых пор. Наиболее полно протекают процессы гидратации, уменьшаются объем и размеры капиллярных пор при водном твердении. При водном твердении, однако, повышается степень водонасыщения бетона, контракционный объем заполняется водой. При твердении бетона в воде возможно обводнение мельчайших искусственно вовлеченных воздушных пор, что снижает морозостойкость.
Для заполнения контракционного объема воздухом иногда рекомендуется твердение бетона на воздухе при его 100%-ной относительной влажности. Однако при таком твердении, хотя и увеличивается резервная пористость, возрастает по сравнению с водным твердением объем капиллярных пор.
О.В. Кунцевич рекомендует комбинированное твердение бетона. По его данным бетон с вовлеченным воздухом, твердевший 14 сут. в воде и затем 14 сут. на влажном воздухе, имел большую морозостойкость, чем при твердении 21 сут в воде и 7 сут на воздухе.
Отмечено, что после подсушивания повторно насыщенные водой образцы имеют меньшую влажность, чем образцы, по

Гидрофизические свойства строительных материалов

Во время эксплуатации отделочных материалов на них воздействует масса всевозможных факторов, одним из которых является вода (как в виде жидкости, так и в виде водяного пара). Следовательно, гидрофизические свойства строительных материалов должны быть хорошо известны при отделке помещений, в противном же случае возможны весьма неприятные последствия.

Все строительные материалы можно разделить на две большие группы: в первую относятся те, которые смачиваются водой (гидрофильные), во вторую те, которые водой не смачиваются (их называют гидрофобными). В качестве примера гидрофильных строительных материалов можно привести керамику или минеральную штукатурку, а в группу с гидрофобными входит большинство полимеров. Определяется тип материала очень просто – по капле воды: в том случае, если мы будем иметь дело с гидрофильным веществом, угол, образованный стороной капли и поверхностью материала, будет больше 90°, а если вещество гидрофобное, угол окажется меньше 90°.

Рассмотрим некоторые гидрофизические свойства строительных материалов более подробно и начнём мы с гигроскопичности – способности гидрофильных пористых материалов поглощать частицы воды из воздуха, наполненного её парами. Гигроскопичность строительных материалов можно охарактеризовать количеством влаги, поглощённой из воздуха – этот параметр называют сорбционной или гигроскопичной влажностью и его можно определить по нижеприведённой формуле:

Характеризующая гигроскопичность формула расшифровывается следующим образом:

mвл – это масса материала во влажном состоянии, г.

mсух – масса материала в сухом состоянии, г.

Сорбционная влажность становится выше, если в помещении увеличивается влажность воздуха и понижается его температура.

Гигроскопичность строительных материалов бывает различной – к примеру, у гипса она довольно высокая: это вещество способно хорошо поглощать избыточную влагу в воздухе, а затем при её недостатке в окружающей среде отдавать обратно, регулируя таким образом влажностной режим. В большинстве же случаев гигроскопичность строительных материалов негативно сказывается на их свойствах (скажем, древесина разбухает, а некоторые виды обоев теряют свой внешний вид).

Если пористый материал своей поверхностью касается воды, то имеет место, так называемое капиллярное всасывание.

Способность строительного материала впитывать в себя влагу посредством капиллярного всасывания и впоследствии её в себе удерживать принято называть водопоглощением. Зависит водопоглощение от того, насколько много пор содержится в материале, а также от их размера и вида.

Различают водопоглощение по массе и водопоглощение по объёму. Объёмное водопоглощение характеризует степень заполнения объёма исследуемого материала водой и рассчитывается с помощью нижеприведённой формулы:

которая расшифровывается следующим образом: mнас является массой насыщенного влагой образца материала (г), mсух – массой сухого образца материала (г), Ve – объём, который имеет образец материала в естественном состоянии (см3). Объёмное водопоглощение достигает максимум 100% и позволяет оценить лишь открытую пористость исследуемого образца материала (вода не может проникнуть в закрытые поры).

Водопоглощение по массе рассчитывается согласно следующей формуле:

Водопоглощение по массе может превышать 100%.

Гидрофизические свойства строительных материалов включают в себя также влагоотдачу –способность материала отдавать при определённых условиях влагу, заполняющую его поры, в окружающую его среду. Чтобы определить влагоотдачу материала, необходимо узнать, сколько жидкости (в %) испарится из образца за 24 часа при относительной влажности воздуха в 60% и его температуре в 20°С. Масса воды, которая испарилась за сутки при данных условиях, определяется вычетом из массы образца до начала опыта массы этого же образца после окончания опыта.

В том случае, если строительный материал насыщается водой, происходит его разбухание, а если он высыхает и становится меньше в размерах, то этот процесс называется усадкой (либо усушкой). Если пористый отделочный материал долгое время периодически сначала увлажняется, потом высыхает, он разрушается, покрывается трещинами и становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. Впрочем, существует ряд материалов, которые хорошо выдерживают постоянные изменения своей влажности – в данном случае речь идёт о воздухостойких материалах.

Некоторые строительные материалы способны пропускать через себя пары воды либо воздух (происходит это тогда, когда с двух сторон материала создаётся разное давление). Коэффициент газопроницаемости (либо паропроницаемости) характеризуется количеством воздуха (либо водяного пара), который проходит сквозь метровый слой материала с площадью 1 м2 в течение 60 минут при разности давлений равной 10 Па.

Описывая гидрофизические свойства строительных материалов, стоит сказать, что параметр паропроницаемости является очень важным при отделке жилых помещений. Дело в том, что стена должна в определённой степени «дышать» (т.е. пропускать через себя частицы пара) – за счёт такой естественной вентиляции в доме устанавливается наиболее благоприятный для человека микроклимат.

Далее поговорим о таком свойстве, как водостойкость строительных материалов.

Водостойкость строительных материалов – это их способность выполнять свои функции даже при увлажнении. Для того, чтобы определить противоположный водостойкости параметр, рассчитывают коэффициент размягчения, представляющий собой отношение предела прочности при сжатии насыщенного влагой материала к пределу прочности сухого материала.

Обязательно стоит принимать во внимание водостойкость строительных материалов, если конструкции из них планируется эксплуатировать во влажной среде, ибо пористый, хорошо набирающий в себя воду материал, всегда становится менее прочным.

Коэффициент размягчения строительных материалов может варьироваться в промежутке от 0 до 1. Высокая водостойкость строительных материалов характеризуется коэффициентом размягчения равным 0,8 и более. К слову, абсолютно водостойким материалом является стекло (коэффициент размягчения равен 1), а совсем неводостойкими – глины (коэффициент размягчения равен 0).

Если строительный материал не только насыщается водой, но ещё при этом и замораживается, его разрушение происходит быстрее. Способность материала во влажном состоянии выдерживать без снижения его эксплуатационных характеристик периодическое замораживание и оттаивание называется морозостойкостью. Чем больше открытых пор у материала, тем сильнее данный материал реагирует на мороз.

Методы определения морозостойкости для разных видов материалов различны, однако один из них мы всё же приведём (метод по ГОСТ 10060.0-95). Согласно этому методу сначала производится насыщение образцов материала водой (24 , 72 или 96 ч), затем происходит замораживание данных образцов на воздухе (температура (-18 ± 2)°С, минимум 4 часа) и их оттаивание в воде (температура (18 ± 2)°С, не менее 4 часов). Насыщение материала водой является предварительной стадией, а замораживание и оттаивание представляют собой один цикл.

Марка по морозостойкости (F) – это число таких циклов, после которого материал остаётся почти таким же прочным, как и до испытаний (95% для тяжёлого бетона, 85% для большей части других материалов, 75% для строительных растворов), на нём не видно следов разрушений, а его масса не изменяется.

определение гигроскопичности по The Free Dictionary

Каковы физические, химические, биологические и, если применимо, механические свойства, включая: физическое описание, pKa, хиральность, полиморфизм, растворимость в воде (как функцию от pH), гигроскопичность, температуру (температуры) плавления и коэффициент распределения и, когда Имеется классификация BCS? Натуральные целлюлозные волокна, относящиеся к категории льна, конопли, джута и хлопка, обладают высокой гигроскопичностью, а их электрические свойства тесно связаны с содержанием влаги.Кроме того, мы изучили влияние свойств корма и условий сушки на физические свойства порошка, такие как содержание влаги, насыпная плотность, гигроскопичность, время растворимости и текучесть. Его медленная кинетика растворения помогает высвобождать ароматизаторы в течение более длительного периода времени. и его очень низкая гигроскопичность увеличивает срок хранения жевательной резинки. Основные свойства кремнезема Si [O 2]: плотность 2120 кг / [м 3], насыпная плотность (сыпучий / уплотненный) 255/329 кг. / [м 3], удельная поверхность 3524 [м.sup.2] / кг, гигроскопичность 158%, естественный угол падения 54 [градуса]. Низкая гигроскопичность лактита помогает увеличить срок хранения, особенно во влажных условиях, и это хорошо используется в прессованных таблетках, что делает его отличным фармацевтическим наполнителем. Области применения включают влияние гигроскопичности, кинетики сорбции воды и изменения морфологии, вызванные водой (например, содержание аморфного вещества) в фармацевтических порошках, таблетках, API и вспомогательных материалах. Наконец, удобство обращения обеспечивается низкой гигроскопичностью, отличной текучестью и однородным размером частиц.Благодаря содержанию гидроксильных групп они обладают гигроскопичностью. Жидкие карбоваксы более гигроскопичны, чем твердые частицы, но не так гигроскопичны, как глицерин. Сочетание низкого перепада давления (позволяет использовать маломощный насос для отбора проб), низкой гигроскопичности (минимизирует влияние связанной воды при измерениях массы) и низкий фон микроэлементов (повышение аналитической чувствительности) этих фильтров делает их очень подходящими для индивидуального отбора проб. Каждый вариант демонстрирует преимущества обычного ISOMALT, включая сахароподобный вкус с половиной калорийности сахара, низкую гигроскопичность, низкий гликемический индекс реакция и дружелюбие к зубам — но предлагает свойства, которые удовлетворяют наиболее строгие и сложные требования к разработке продукта: эта система отверждения имеет недостатки, заключающиеся в желтоватом цвете и гигроскопичности.Совсем недавно появились новые разработки, направленные на преодоление проблем окрашиваемости и гигроскопичности (см.

Гигроскопичность — Большая химическая энциклопедия

Калориметрическая перфузионная ячейка RH может использоваться для характеристики гигроскопической природы соединения. Полезным дополнительным методом изучения гигроскопичности является DVS [35]. Принцип работы аналогичен методу калориметрической перфузии RH, за исключением того, что он измеряет изменение массы как функцию RH, тогда как устройство калориметрической перфузии RH измеряет изменение энтальпии как функцию RH.Применение обоих методов для исследования гигроскопичности достаточно похоже, так что методы работы описываются вместе. [Pg.940]

При использовании этих методов гигроскопические материалы могут характеризоваться повышенной абсорбцией воды при высоких значениях относительной влажности. Экспериментальный метод может быть расширен для изучения механизма процесса сорбции воды. При относительной влажности 90% целевая относительная влажность затем снижается до 0%, так что каждая стадия равновесной десорбции отражает стадии адсорбции. Изменение массы, связанное с сорбцией воды на гигроскопичных материалах, должно быть одинаковым для адсорбции и десорбции при любой данной относительной влажности. Количество воды, поглощаемой на каждом этапе, составляет [Pg.941]

Salt Относительная влажность в замкнутом пространстве над растворами,% [Pg.21]

Кривые адсорбции и десорбции для порошков повидона при комнатной температуре не соответствуют тем же. Две кривые показаны для сравнения на рис. 16 [140]. [Pg.22]

Уилл сообщил, что для нитроцеллюлоз с содержанием азота от 9,0 до 13,3%, высушенных до постоянного веса при температуре 40 ° C, процентная сумма содержания азота и абсорбированной смеси была постоянной равной в среднем 14.6 [Pg.283]

Несмотря на вариабельность суммы, рассчитанной на основе содержания азота и гигроскопичности, влияние содержания азота на гигроскопичность можно выразить прямой линией. На рис. 109 (по де Пау) показаны прямые, соответствующие разной относительной влажности атмосферы (f / F). [Стр.283]

Поглощение воды из 40% раствора нитрата кальция было исследовано Гухманом, Петровым и Яковлевым [120], которые обнаружили, что пленка нитроцеллюлозы, погруженная в такой раствор, способна поглощать до 50% воды. Через 5 мин содержание воды достигло 15-20%, а через 15 мин — 25-30%. [Pg.283]

С практической точки зрения поглощение добавок нитроцеллюлозой имеет большое значение для стабилизации нитроцеллюлозы. Установлено (Wiggam [121]), что нитроцеллюлоза поглощает разбавленную азотную кислоту и разбавленную серную кислоту в одинаковой степени, а соляной кислоты — несколько меньше. [Pg.283]

Способность нитроцеллюлозы поглощать пары органических растворителей из [Pg.283]

Хотя все эти проблемы могут быть решены, обычно следует избегать аморфных форм, если различия в растворимости не оказывают значительного влияния на биодоступность. [Pg.212]

Молекулы воды имеют полярные концы и легко образуют водородные связи. В результате некоторые соединения взаимодействуют с молекулами воды за счет поверхностной адсорбции, конденсации в капиллярах, удерживания объема и химического взаимодействия и называются гигроскопичными. Иногда взаимодействие между соединениями и водой настолько сильное, что взаимодействующие водяные пары приводят к растворению соединения. Этот процесс называется расплыванием, при котором вокруг [Pg.212]

образуется насыщенный слой раствора. Обычно очень гигроскопичное соединение было бы менее желательным, но если исследования покажут, что, несмотря на поглощение влаги, соединение остается стабильным и работоспособным. в исследованиях рецептур это важное соображение. [Pg.213]

Растворимость является функцией гигроскопичности, полиморфизма и химической природы или pKa соли. Если pfCa по крайней мере на две единицы ниже pH среды.[Pg.213]

Растворение твердых частиц солей можно ингибировать, если исходная кислота или основание осаждается на поверхности частиц, подвергающихся растворению. Например, соли стеарата демонстрируют пониженное растворение, если слой стеариновой кислоты осаждается на поверхности в среде с кислым pH. [Pg.214]

Некоторые растворители, особенно содержащие гидроксильные группы (например, спирты и простые эфиры гликоля), гигроскопичны, они поглощают влагу из атмосферы до тех пор, пока [Pg. 296]

CgHijClNjOj.Бесцветный, гигроскопичный, т. Пл. 2I0-212 C (разл.). Получается из фи-хлорэтилкарбамата и триметиламина. Он имеет физиологическое действие, сходное с действием ацетилхолина, но более продолжительное, так как менее легко гидролизуется. Он используется при атонии кишечника после операций и может применяться перорально. [Стр.79]

Используется в промышленности для сшивания гидроксильных полимеров, полиэтиленимина. Обладает некоторыми канцерогенными свойствами. Полиэтиленимин представляет собой гигроскопичную жидкость, используемую в производстве бумаги для придания прочности во влажном состоянии, а в текстильных изделиях алкилированные производные также образуют полезные полимеры.[Стр.138]

HOCHj CHjOH. Бесцветная, довольно вязкая гигроскопичная жидкость без запаха, сладкого вкуса, т.кип. 197 C. Изготовлен из этиленхлоргидрина и раствора NaHCO3 или путем гидратации этиленоксида разбавленной серной кислотой или водой под давлением при 195 ° C. Используется в антифризах и охлаждающих жидкостях для двигателей (50%) и при производстве полиэфирных волокон (например, терилена), а также при производстве различных сложных эфиров, используемых в качестве пластификаторов. Производство США в 1979 году 1