Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Коровкин М. О., Ерошкина Н. А., Теплова М. Ф., Коровченко И. В. Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона // Молодой ученый. — 2015. — №13. — С. 132-135. — URL https://moluch.ru/archive/93/20879/ (дата обращения: 19.09.2018).

Исследована кинетика водопоглощения мелкозернистого бетона методом непрерывного гидростатического взвешивания. Установлено, что этот процесс не может быть описан одним уравнением. Предложенное усовершенствование методики позволяет более точно описать кинетику водопоглощения бетона.

Ключевые слова: бетон, кинетика водопоглощения, пористость, морозостойкость, прогнозирование.

 

Долговечность, в частности морозостойкость, цементного бетона во многом зависит от его поровой структуры. Кинетика водопоглощения бетона в реальных условиях переменного насыщения материала водой определяет степень заполнения пор жидкой фазой до начала замораживания и, наряду со скоростью замораживания, определяет интенсивность деструктивных процессов. Однако, несмотря на очевидную взаимосвязь между параметрами, описывающими кинетику водопоглощения и морозостойкостью, а также предпринимавшиеся попытки установить регрессионную зависимость между этими характеристиками [2], в настоящее время отсутствуют методы достоверного прогнозирования морозостойкости бетона по характеристикам его пористости, установленным по кинетике водопоглощения. Это можно объяснить недостатками методики определения показателей пористости по кинетике его поглощения.

Для определения кинетики водопоглощения используется методика ГОСТ [1], в соответствии с которой насыщение бетона водой описывается уравнением

,         (1)

где Wt – водопоглощение образца за время t, % по массе;

Wm – водопоглощение образца, определенное по ГОСТ 12730.3, % по массе;

е – основание натурального логарифма, равное 2,718;

t – время водопоглощения, ч;

 – показатель среднего размера открытых капиллярных пор, равный пределу отношений ускорения процесса водопоглощения к его скорости;

α – показатель однородности размеров открытых капиллярных пор.

Параметры пористости  и α устанавливают по номограммам, приведенным в ГОСТ [1]. Для их нахождения необходимо определить 3 значения водопоглощения в различные моменты времени. При использовании дискретного метода взвешивания определяют водопоглощение через 15 и 60 минут, а также после полного насыщения образцов водой. А при использовании метода непрерывного гидростатического взвешивания вместо водопоглощения через 15 и 60 минут определяют время достижения значений водопоглощений Wt1 = 0,632·Wт и Wt2 = 0,5·Wт.

Недостатком этого метода является использование минимального объема данных о кинетике процесса, что свидетельствует о выборе упрощенной модели, описывающей водопоглощение. На практике кинетика водопоглощения зависит от процесса заполнения пор материала различного генезиса. Различают, по крайней мере, два вида пор — сообщающиеся капиллярные, образовавшиеся в результате испарения избыточной влаги с точки зрения полной гидратации цемента, и условно замкнутые, образовавшиеся за счет вовлечения в смесь воздуха при ее приготовлении. В связи с этим, для более достоверного описания кинетики водопоглощения необходимо увеличить объем данных.

На основе цифровых электронных весов, имеющих возможность передачи данных через интерфейс в компьютер, может быть собрана измерительная установка (рис. 1), позволяющая получить достаточное количество данных о кинетике водопоглощения. При отсутствии в весах возможности сопряжения с компьютером данные могут фиксироваться с помощью видеосъемки.

Рис. 1. Измерительная установка для непрерывного измерения и записи веса образца в процессе насыщения его водой. Обозначения: 1 — весы электронные; 2 — компьютер; 3 — подвес; 4 — емкость с водой; 5 — образец

 

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона (цементно-песчаного раствора) состава 1:3 при В/Ц=0,5 показало (рис. 2), что этот процесс только на начальном этапе может быть описан уравнением (1), коэффициенты которого получены по методике [1], а в более поздние сроки наблюдаются значительные отклонения фактических значений водопоглощения от расчетных.

Рис. 2. Кинетика водопоглощения мелкозернистого бетона (1) и расчетная кривая процесса (2)

 

Для нахождения уравнений, более точно описывающих кинетику процесса можно использовать линеаризацию данных за счет следующих преобразований:

у = ln(-ln(1-Wt/Wm)) и x = ln(t) (обозначения см. спецификацию формулы (1)). На графике, построенном по линеаризированным данным, экспериментальные значения могут быть описаны двумя линейными уравнениями, приведенными на рис. 3. После нахождения методом наименьших квадратов коэффициентов уравнения у = а + b·x можно вычислить характеристики пористости α и λ, которые находятся исходя из зависимостей λ = b и α = ехр(а/b). Для данных на графике получим:

-        для первой части кривой λ1 = 0,245 и α2 = 0,673;

-        для второй части кривой λ2 = 6,67 и α2 = 0,054.

Рис. 3. График кинетики водопоглощения после линеаризации

 

Изменение кинетики водопоглощения, которое наблюдается через 5,5 часа (рис. 2 и 3) отражается на смене коэффициентов уравнений и свидетельствует о качественном изменении процесса. На начальном этапе происходит насыщение сообщающихся мелких капиллярных пор, что подтверждается более низким показателем среднего размера открытых капиллярных пор (λ1 = 0,245) На втором этапе этот показатель многократно возрастает (λ2 = 6,67), что свидетельствует о том, что основной вклад в приращение водопоглощения вносят медленно заполняющиеся условно-замкнутые сферические поры, образовавшиеся за счет вовлечения воздуха при перемешивании бетонной смеси.

Выявленное несоответствие фактического водопоглощения принятым представлениям [1] может объяснить невозможность выявления аналитических зависимостей, позволяющих прогнозировать морозостойкость бетона по показателям кинетики его водопоглощения. Для решения этой задачи необходимо проведение совместных исследований морозостойкости и водопоглощения с учетом выявленных особенностей последнего.

 

Литература:

 

1.      ГОСТ 12730.4–78. Бетоны. Методы определения показателей пористости.

2.      Методические рекомендации по контролю качества поровой структуры дорожного бетона. М.: Минтрансстрой, 1978. 14 с.

Основные термины (генерируются автоматически): кинетика водопоглощения, мелкозернистый бетон, показатель среднего размера, кинетика процесса, кинетика водопоглощения бетона, водопоглощение образца, непрерывное гидростатическое взвешивание, начальный этап, измерительная установка, часть кривой.


Ключевые слова

бетон, пористость, прогнозирование., кинетика водопоглощения, морозостойкость

Похожие статьи

Технологические приемы изготовления дисперсно-армированного...

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Деформационные характеристики геополимерного бетона и несущая способность железобетонной балки на его основе.

Исследование водостойкости геополимерных вяжущих...

Была также исследована кинетика водопоглощения всех составов, приведенных в таблице.

Кинетические кривые водопоглощения (рис. 2), были построены по результатам испытания насыщаемых водой образцов в различные сроки.

Некоторые особенности влияния базальтовой фибры на ударную...

Ударная вязкость мелкозернистого бетона определялась по методу Шарпи, в основном, применяемом для металлов (ГОСТ 9454-78) и пластмасс (ГОСТ 4647-80).

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование трещиностойкости геополимерного бетона

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Исследование свойств геополимерного вяжущего на основе гранита в зависимости от содержания шлака и активатора твердения.

Мелкозернистые бетоны на карбонатно- и глиношлаковых...

Кинетика водопоглощения гидрофобизированных мелкозернистых бетонов на данных заполнителях представлена в табл. 2. Из табл. 1 видно, что прочность в начальные сроки на осевое сжатие гидрофобизированного мелкозернистого бетона на кварцевом песке с...

Мелкозернистые бетоны с комплексными упрочняющими...

- пористость по кинетике водопоглощения образцов 7,07х7,07х7,07 см по ГОСТ12730.4-78. Бетонную смесь перемешивали в лабораторном

Рис. 1 Кинетика твердения мелкозернистого бетона с молотым кварцевым песком (Sуд = 150 м2/кг) и суперпластификаторами.

Предполагаемый механизм поверхностной гидрофобизации...

Кинетика водопоглощения представлена на рис. 2. Как следует из кинетики водонасыщения, негидрофобизированные образцы за 4 дня насытились до влажности 18,8 % по массе и, соответственно, до 36,5 % по объему и начали размучиваться в воде (рис. 1 а;б).

Влияние порошкового гидрофобизатора на прочность...

От численного значения водопоглощения бетона зависят и другие основные физико-технические показатели, такие как морозостойкость, коррозионная стойкость, деформационные характеристики.

Технологические приемы изготовления дисперсно-армированного...

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Деформационные характеристики геополимерного бетона и несущая способность железобетонной балки на его основе.

Исследование водостойкости геополимерных вяжущих...

Была также исследована кинетика водопоглощения всех составов, приведенных в таблице.

Кинетические кривые водопоглощения (рис. 2), были построены по результатам испытания насыщаемых водой образцов в различные сроки.

Некоторые особенности влияния базальтовой фибры на ударную...

Ударная вязкость мелкозернистого бетона определялась по методу Шарпи, в основном, применяемом для металлов (ГОСТ 9454-78) и пластмасс (ГОСТ 4647-80).

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование трещиностойкости геополимерного бетона

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Исследование свойств геополимерного вяжущего на основе гранита в зависимости от содержания шлака и активатора твердения.

Мелкозернистые бетоны на карбонатно- и глиношлаковых...

Кинетика водопоглощения гидрофобизированных мелкозернистых бетонов на данных заполнителях представлена в табл. 2. Из табл. 1 видно, что прочность в начальные сроки на осевое сжатие гидрофобизированного мелкозернистого бетона на кварцевом песке с...

Мелкозернистые бетоны с комплексными упрочняющими...

- пористость по кинетике водопоглощения образцов 7,07х7,07х7,07 см по ГОСТ12730.4-78. Бетонную смесь перемешивали в лабораторном

Рис. 1 Кинетика твердения мелкозернистого бетона с молотым кварцевым песком (Sуд = 150 м2/кг) и суперпластификаторами.

Предполагаемый механизм поверхностной гидрофобизации...

Кинетика водопоглощения представлена на рис. 2. Как следует из кинетики водонасыщения, негидрофобизированные образцы за 4 дня насытились до влажности 18,8 % по массе и, соответственно, до 36,5 % по объему и начали размучиваться в воде (рис. 1 а;б).

Влияние порошкового гидрофобизатора на прочность...

От численного значения водопоглощения бетона зависят и другие основные физико-технические показатели, такие как морозостойкость, коррозионная стойкость, деформационные характеристики.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Технологические приемы изготовления дисперсно-армированного...

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Деформационные характеристики геополимерного бетона и несущая способность железобетонной балки на его основе.

Исследование водостойкости геополимерных вяжущих...

Была также исследована кинетика водопоглощения всех составов, приведенных в таблице.

Кинетические кривые водопоглощения (рис. 2), были построены по результатам испытания насыщаемых водой образцов в различные сроки.

Некоторые особенности влияния базальтовой фибры на ударную...

Ударная вязкость мелкозернистого бетона определялась по методу Шарпи, в основном, применяемом для металлов (ГОСТ 9454-78) и пластмасс (ГОСТ 4647-80).

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование трещиностойкости геополимерного бетона

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Исследование свойств геополимерного вяжущего на основе гранита в зависимости от содержания шлака и активатора твердения.

Мелкозернистые бетоны на карбонатно- и глиношлаковых...

Кинетика водопоглощения гидрофобизированных мелкозернистых бетонов на данных заполнителях представлена в табл. 2. Из табл. 1 видно, что прочность в начальные сроки на осевое сжатие гидрофобизированного мелкозернистого бетона на кварцевом песке с...

Мелкозернистые бетоны с комплексными упрочняющими...

- пористость по кинетике водопоглощения образцов 7,07х7,07х7,07 см по ГОСТ12730.4-78. Бетонную смесь перемешивали в лабораторном

Рис. 1 Кинетика твердения мелкозернистого бетона с молотым кварцевым песком (Sуд = 150 м2/кг) и суперпластификаторами.

Предполагаемый механизм поверхностной гидрофобизации...

Кинетика водопоглощения представлена на рис. 2. Как следует из кинетики водонасыщения, негидрофобизированные образцы за 4 дня насытились до влажности 18,8 % по массе и, соответственно, до 36,5 % по объему и начали размучиваться в воде (рис. 1 а;б).

Влияние порошкового гидрофобизатора на прочность...

От численного значения водопоглощения бетона зависят и другие основные физико-технические показатели, такие как морозостойкость, коррозионная стойкость, деформационные характеристики.

Технологические приемы изготовления дисперсно-армированного...

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Деформационные характеристики геополимерного бетона и несущая способность железобетонной балки на его основе.

Исследование водостойкости геополимерных вяжущих...

Была также исследована кинетика водопоглощения всех составов, приведенных в таблице.

Кинетические кривые водопоглощения (рис. 2), были построены по результатам испытания насыщаемых водой образцов в различные сроки.

Некоторые особенности влияния базальтовой фибры на ударную...

Ударная вязкость мелкозернистого бетона определялась по методу Шарпи, в основном, применяемом для металлов (ГОСТ 9454-78) и пластмасс (ГОСТ 4647-80).

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование трещиностойкости геополимерного бетона

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона.

Исследование кинетики водопоглощения мелкозернистого бетона. Исследование свойств геополимерного вяжущего на основе гранита в зависимости от содержания шлака и активатора твердения.

Мелкозернистые бетоны на карбонатно- и глиношлаковых...

Кинетика водопоглощения гидрофобизированных мелкозернистых бетонов на данных заполнителях представлена в табл. 2. Из табл. 1 видно, что прочность в начальные сроки на осевое сжатие гидрофобизированного мелкозернистого бетона на кварцевом песке с...

Мелкозернистые бетоны с комплексными упрочняющими...

- пористость по кинетике водопоглощения образцов 7,07х7,07х7,07 см по ГОСТ12730.4-78. Бетонную смесь перемешивали в лабораторном

Рис. 1 Кинетика твердения мелкозернистого бетона с молотым кварцевым песком (Sуд = 150 м2/кг) и суперпластификаторами.

Предполагаемый механизм поверхностной гидрофобизации...

Кинетика водопоглощения представлена на рис. 2. Как следует из кинетики водонасыщения, негидрофобизированные образцы за 4 дня насытились до влажности 18,8 % по массе и, соответственно, до 36,5 % по объему и начали размучиваться в воде (рис. 1 а;б).

Влияние порошкового гидрофобизатора на прочность...

От численного значения водопоглощения бетона зависят и другие основные физико-технические показатели, такие как морозостойкость, коррозионная стойкость, деформационные характеристики.

Задать вопрос