- Строй-справка.ру
- Морозостойкость бетона и определение морозостойкости бетона "F"
- главная > справочник > химическая энциклопедия:
- Что такое морозостойкость
- Что такое морозостойкость и каковы методы её определения? Какие требования по морозостойкости предъявляют к керамическим, стеновым и облицовочным материалам
Строй-справка.ру
Отопление, водоснабжение, канализация
Навигация:
Главная → Все категории → Определения структурных характеристик
Многие строительные конструкции (стены и фундаменты зданий, устои мостов, покрытия дорог) подвергаются совместному действию влаги и знакопеременных температур, которые постепенно приводят их к разрушению. Причина разрушения — расширение (примерно на 9%) воды при замерзании.
Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения. Испытание строительных материалов на морозостойкость заключается в цикличном попеременном замораживании и оттаивании в насыщенном водой состоянии и определении потери материалом массы и прочности. Замораживание и последующее оттаивание образца составляет один цикл, продолжительность цикла не должна превышать 24 ч. Количество циклов испытания принимают в соответствии с ГОСТом на материал. Так, бетон, применяемый для сооружения стен зданий, должен выдерживать 35…50 циклов, а бетон для гидротехнических сооружений – 300 циклов и более.
Выдержавшими испытание на морозостойкость считаются те материалы, которые после установленного для них ГОСТом числа циклов замораживания — оттаивания не имеют видимых признаков разрушения (не крошатся, не растрескиваются, не расслаиваются). Кроме того, потери прочности и массы образцов не должны превышать значений, установленных ГОСТом на данный материал. Например, для бетона потеря прочности при испытании на морозостойкость не более 5%, для кирпича и строительных растворов не более 25%, потеря массы при испытании кирпича не должна превышать 5%.
Испытывают материалы на морозостойкость на установках с холодильными машинами, создающими низкие температуры за счет испарения сконденсированных (сжатых и переведенных в жидкое состояние) газов: аммиака, фреона и т. п.
Во фреоновой компрессорной холодильной установке (рис. 3.5) жидкий фреон под давлением 0,5…0,8 МПа из ресивера через дроссель поступает в испаритель. Сечение труб испарителя значительно больше, чем сечение дросселя, в результате давление фреона в испарителе резко падает (до 0,05…0,1 МПа) и фреон, испаряясь, переходит в газообразное состояние. Этот процесс происходит с поглощением теплоты, поэтому в холодильной камере, где помещен испаритель, температура понижается до -16…-20°С. Из испарителя пары фреона поступают в компрессор, где они вновь сжимаются до 0,5…0,8 МПа, при этом температура фреона повышается. Затем в конденсаторе фреон охлаждается окружающим воздухом или водой, конденсируется и в жидком виде поступает в ресивер.
Морозостойкость различных материалов определяют как на целых изделиях, так и на образцах, специально изготовленных или высверленных из изделий. Форма и размеры образцов различных материалов определяются ГОСТами на эти материалы.
Образцы измеряют и взвешивают в состоянии, которое предусматривается стандартом, и укладывают в ванну для насыщения водой. Насыщенные водой образцы слегка обтирают тканью, повторно взвешивают и помещают в холодильную камеру при температуре не выше -16 °С. В камере образцы укладывают на металлический поддон с интервалами между ними для лучшего охлаждения. Если образцы размещают в несколько рядов по высоте, то их укладывают на подкладках толщиной не менее 20 мм. Общий объем загруженных в камеру образцов должен составлять не более 50% объема камеры.
Замороженные образцы вынимают из камеры и укладывают для оттаивания в ванну с водой при температуре 18…20°С. После полного оттаивания образцы вынимают из ванны, обтирают мягкой тканью, осматривают и вновь помещают в холодильную камеру. Через установленное стандартом для данного материала число циклов образцы после очередного оттаивания в воде взвешивают и испытывают на прочность.
Морозостойкость материала может быть определена ускоренными методами, заключающимися, например, в насыщении образцов материала в растворе сульфата натрия (п. 10.6) или путем глубокого (до -60 °С) их замораживания (п. 12, 13).
Морозостойкость бетона и определение морозостойкости бетона “F”
Она является важным показателем качества строительной смеси, который необходимо учитывать при строительстве, особенно это касается северных широт, имеющих более жесткие климатические условия. Малая морозостойкость приводит к постепенному снижению несущей способности и увеличению поверхностного износа. Материал, который перенес предельное для него количество циклов заморозки, имеет коэффициент вариации прочности от двух до четырех единиц.
Согласно ГОСТ 10060.0-95 используется 11 марок с различной морозостойкостью, которая имеет градацию на циклы от F50 до F1000. В большинстве нормативных документов устойчивость покрытий и изделий из застывшей смеси определяется количеством переходов через нулевую отметку, после которого начинается падение эксплуатационных характеристик.
В зависимости от условий эксплуатации все марки объединяются в несколько групп морозостойкости:
На данный момент нет единой теории, которая бы могла пояснить механизм морозного разрушения бетона, однако, снижение прочности из-за циклической заморозки подтверждают все существующие гипотезы. Объем льда больше занимаемого водой, что постепенно разрушает внутреннюю структуру увлажненного материала. Существует несколько распространенных предположений, относительно причин снижающих прочность бетона. В одном из них выдвигается идея о гидростатической передаче давления, которое вода получает от расширившегося льда. Так как капилляры внутри материала имеют микроскопические размеры, то жидкость часто не может полностью перейти в кристаллическое состояние, благодаря чему разрушающее действие захватывает большой объем бетона. В качестве сильных сторон данного предположения выступает тот факт, что при заполнении пор водой более чем на 80% отрицательная температура оказывает максимальный разрушающий эффект. При проведении исследований специалистами было отмечено, что с увеличением скорости понижения температуры, повреждения структуры бетона растут, а давление льда остается на постоянном уровне. С другой стороны существует теория термической несовместимости. Она основана на различных коэффициентах температурного расширения компонентов бетонной смеси. При отрицательных температурах это особо сильно сказывается, ведь лед, в который превращается попавшая в материал вода, отличается от бетона в 3-5 раз в этом отношении.
Морозостойкость бетона напрямую определяется таким параметром, как водопоглощение. Как уже было сказано выше, серьёзную проблему представляют собой кристаллы льда в структуре материала. В случае своего расширения они приводят к возникновению трещин и иных дефектов. Соответственно, снижение водопоглощения приводит к увеличению такого показателя, как морозостойкость бетона. Таким образом, наиболее эффективной методикой, существующей в наши дни для решения подобной проблемы, является устранение внутренних пор. Именно их наличие приводит к тому, что морозостойкость бетона уменьшается.
Присутствует несколько вариантов решения проблемы:
Влияние нескольких механизмов разрушения бетона возможно при наличии необходимых для этого условий: его возраста, влажности, соотношения В/Ц и наличия специальных добавок. Кроме того, существенный вклад снижение прочности вносят различные химические соединения. Так, для очистки дорожного покрытия широко используются соли натрия и кальция. При таянии ледового слоя происходит температурных скачек, который может достигать 10 градусов, что в свою очередь вызывает изменение температуры верхнего слоя покрытия и рост поверхностного натяжения.
главная > справочник > химическая энциклопедия:
МОРОЗОСТОЙКОСТЬ, способность материалов (резин, пластмасс, бетонов и др.) сохранять свои эксплуатац. свойства при температурах ниже О °С. морозостойкость резин характеризует их способность к сохранению возможности высокоэластич. деформаций, поэтому температурной границей морозостойкость для них является температура стеклования. В пластмассах при понижении температуры происходит переход от пластич. разрушения к хрупкому, следовательно, для них морозостойкость определяется температурой хрупкости. Количественно морозостойкость характеризуют: коэф., который определяют как отношение значений к.-л. показателя мех. свойств при низкой и комнатной температурах (напр., отношение деформаций образца под одной и той же нагрузкой или отношение нагрузок, необходимых для создания одинаковой деформации), температурой, при снижении до которой сохраняется требуемый уровень к.-л. свойства (напр., температура, до которой в нормализов. условиях испытаний не разрушается более 50% одинаковых образцов или не разрушается и не растрескивается пленка, навернутая на стержень определенного диаметра). морозостойкость зависит от частоты (скорости) испытаний, поскольку с ее возрастанием повышаются температуры стеклования и хрупкости, а также от метода оценки. Поэтому на практике необходимо оценивать морозостойкость применительно к конкретным условиям эксплуатации изделия.
Наибольшая морозостойкость у резин на основе кремнийорг. и стереоре-гулярных бутадиеновых каучуков. морозостойкость пластмасс можно повысить пластификацией (сморозостойкость Пластификация полимеров).
В строит. материалах (бетонах, полимербетонах. керамике и т. п.) при температурах ниже 0 °С происходит кристаллизация сорбированной или (и) удерживаемой капиллярными силами воды и разуплотнение материала. Количественно морозостойкость строит, материалов оценивают обычно наиб. числом циклов попеременного замораживания (при температурах от — 15 до — 20 °С) и оттаивания (при 15-20°С), которое выдерживают образцы без снижения sсж более чем на 15%. Этим числом циклов обозначают марку строит. материала по морозостойкость При выборе марки материала по морозостойкость учитывают вид строит, конструкции, условия ее эксплуатации и климат в зоне стр-ва. Климатич. условия характеризуют среднемесячной температурой наиб. холодного месяца и числом циклов попеременного похолодания и потепления по данным многолетних метео-рологич. наблюдений. морозостойкость легких бетонов, кирпича, керамич. камней для наружных стен зданий находится обычно в пределах 15-35, бетона для стр-ва мостов и дорог-50-200, для гидротехнич. сооружений-до 500 циклов. От морозостойкость зависит долговечность строит. материалов в конструкциях, подвергающихся действию атморозостойкость факторов и воды.
Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 2, морозостойкость, 1974, с. 309-10, Горчаков Г. И., Баженов Ю.морозостойкость, Строительные материалы, морозостойкость, 1986, Букина морозостойкостьФ., Кур-лянд С. К., Морозостойкость эластомеров, морозостойкость, 1989.
Что такое морозостойкость
Зимостойкость и морозостойкость растений— понятия разные, хотя и близкие по значению.
Зимостойкость — это способность растений противостоять комплексу воздействий внешней среды на протяжении зимнего и ранневесеннего периодов. Сюда относится способность противостоять весенним ожогам, низким температурам, выпреваниям, вымоканиям, способность противостоять частым перепадам температур.
Морозостойкость— это только способность растения переносить низкие температуры.
Зоны морозостойкости (USDA-зоны)
— это области, на которые делится территория в зависимости от среднего значения ежегодной минимальной температуры. Эти данные получены на основе многолетних статистических наблюдений, но в настоящие время это деление подвергается серьёзной критике.
Определить свою зону зимостойкости легко по цвету и цифре, которой соответствует цвет.
Зоны морозостойкости по USDA
Зимостойкость и морозостойкость растений по карте — это условное деление.
Нет строгого соответствия между реальным положением дел и указанной зимостойкости саженца по USDА. Например, большая часть территории Беларуси относится к пятой зоне, но много растений шестой зоны легко зимуют у нас без укрытия или без каких-либо дополнительных мер.
К тому же, в условиях одной и той же зоны климатические условия бывают неодинаковые. В крупном городе чуть теплее, чем в сельской местности.
Общеизвестно, что с южной стороны дома всегда теплее. У стены дома теплее, чем на открытой местности или на склоне.
Посаженное с соблюдением всех требований к почве и освещённости растение будет более устойчивым, чем посаженное «лишь бы куда-нибудь пристроить».
Тем не менее, приобретая что- то новое для вас в садовом центре, не поленитесь, уточните морозостойкость саженца. Ведь для того, чтобы теплолюбивый вид мог существовать в более холодном климате, часто нужны дополнительные меры повышения зимостойкости.
Меры повышения зимостойкости и морозостойкости растений
К этим мерам относится: укрытие на зиму спанбондом, листвой, лапником, укладывание на землю побегов , окучивание, подкормка калийными удобрениями в конце лета или в начале осени. С помощью этих мер можно повысить климатическую зону участка на 1, а в некоторых случаях и на 2 единицы.
Повышению зимостойкости и морозостойкости растений способствует улучшение состава почвы (например, внесение торфа в суглинки, внесение органических удобрений, обкладывание почвы навозом, мульчирование опилками, торфом и т.д.).
Кроме того, специальные мероприятия, такие как побелка стволов плодовых деревьев в ноябре, притенение молодых вечнозеленых растений спанбондом в феврале помогут избежать морозобоин и солнечных ожогов в условиях резких перепадов температур и изменения погоды.
Зимостойкость и морозостойкость растений во многом зависит не только от генетических свойств , но и от состояния на текущий момент. Если ухоженное, здоровое растение и подмёрзнет, то вероятность того , что оно сможет восстановиться, достаточно высока. А вот слабому и больному будет сложнее пережить слишком сильные для него морозы.
Снеговой покров существенно облегчает зимовку многим растениям. Это известно всем. Наличие снегового покрова снижает опасность повреждения корневой системы от резких перепадов температуры. Снег- это своего рода утеплитель для зимующих под ним растений.
Кстати, не советую высаживать укрывные на зиму экземпляры возле входа в дом или у калитки. Размещать их нужно в том месте вашего участка, где зимой вы практически не появляетесь по двум причинам : во первых, укрытые растения не имеют вида в зимнее время. Во вторых, можно потратить массу сил и времени на то, чтобы сохранить неморозоустойчивый вид, но это не даст вам гарантии, что растение будет выглядеть у вас так же, как на картинке в журнале.
Для входной зоны лучше использовать устойчивые растения, которые декоративны как летом, так и зимой. Перечислять их нет смысла, т.к. таких растений в садовых центрах очень много и с каждым годом появляются новые.
Вообще наблюдается тенденция к тому, что те растения, которые раньше считались не особенно устойчивыми, прекрасно чувствуют себя в более холодном климате.
Так вот не особо привлекательно смотрится рододендрон при минусовых температурах.
Пример: в Беларуси при правильной посадке хорошо зимуют без укрытия магония, падуб, рододендроны, некоторые розы, самшит, лаванда и др. растения более высокой климатической зоны.
Некоторые районы по зонам морозостойкости:
- зона 1 — Центральная Сибирь
- зона 2 — Южная Сибирь
- зона 3 — Сыктывкар, Тобольск, Уфа, Перьмь
- зона 4 — большая часть России, Уральск, Казань, Волгоград, Оренбург, Саратов, Сызрань, Новгород, Ижевкс, северные и горные районы Скандинавии
- зона 5а — Санкт-Петербург, Москва, Владивосток, Минск, Киев, Курск, Брянск, Астрахань, Прибалтийские страны
- зона 5b — западная Украина, Северо-восточная Польша, , южная Швеция, южная Финляндия
- зона 6a — Словакия, Восточная Польша, центральная Швеция, южная Норвегия
- зона 6b — Центральная Польша, восточная Венгрия, Чехия
- зона 7a — Восточная Германия, западная Польша
- зона 7b — Восточная Голландия, Дания
- зона 8a — Центральная Голландия, Бельгия, северная и центр. Франция, северная Англия
- зона 8b — Приморская Голландия, западная Франция, север Италии, центральная Англия
- зона 9 — Сочи, Южная Франция, центральная Италия, Португалия, южная Англия
- зона 10 — Южная Италия, юг Испании, центральная Греция
- зона 11 — Северная Африка
Некоторые растения по зонам морозостойкости
- Зона 3
- Ольха серая
- Рябина обыкновенная Fastigiata
- Ель чёрная
- Можжевельник горизонтальный Wiltonii
- Тёрн
- Слива приземистая
- Микробиота перекрёстнопарая
- Зона 4
- Можжевельник казацкий Mas
- Туя западная Rheingold
- Можжевельник Horstman
- Клён остролистный Globosum
- Лох узколистный
- Дуб черешчатый
- Ель колючая Glauca Globosa
- Зона 5A
- Туя западная Smaragd
- Багрянник японский Pendulum
- Боярышник колючий Paul’s Scarlet
- Магнолия Кобус
- Ель сербская Pendula
- Можжевельник китайский Kuriwao Gold
- Пихта корейская
- Зона 5В
- Туя складчатая Kornik
- Граб обыкновенный Pendula
- Бук лесной
- Кипарисовик нутканский Pendula
- Кипарисовик горохоплодный Filifera Aurea
- Можжевельник средний Blue and Gold
- Cосна чёрная Green Tower
- Зона 6А
- Можжевельник китайский Stricta
Карта зон морозостойкости
Ландшафтный дизайн в Минске и области:
Что такое морозостойкость и каковы методы её определения? Какие требования по морозостойкости предъявляют к керамическим, стеновым и облицовочным материалам
Морозостойкость – свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Морозостойкость материала количественно оценивается маркой по морозостойкости. За марку материала по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%, после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений – трещин, выкрашивания (потеря массы не более 5%). От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов в конструкциях, подвергающихся действию атмосферных факторов и воды. Марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного замораживания и оттаивания по данным многолетних метеорологических наблюдений.
Легкие бетоны, кирпич, керамические камни для наружных стен обычно имеют морозостойкость 15, 25, 35. однако бетон, применяемый в строительстве мостов и дорог, должен иметь марку 50, 100 и 200, а гидротехнический бетон – до 500. Воздействие на бетон попеременного замораживания и оттаивания подобно многократному воздействию повторной растягивающей нагрузки, вызывающей усталость материала. Испытание морозостойкости материала в лаборатории проводят на образцах установленной формы и размеров (бетонные кубы, кирпич и т.п.) перед испытанием образцы насыщают водой. После этого их замораживают в холодильной камере от -15 до -20С, чтобы вода замерзла в тонких порах. Извлеченные из холодильной камеры образцы оттаивают в воде с температурой 15-20С, которая обеспечивает водонасыщенное состояние образцов. Базовые – первый (для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий) и второй (для бетонов дорожных и аэродромных покрытий), ускоренные при многократном замораживании и оттаивании – второй и третий, ускоренные при однократном замораживании – четвертый (дилатометрический) и пятый (структурно-механический). Для оценки морозостойкости материала применяют физические методы контроля и прежде всего импульсный ультразвуковой метод. С его помощью можно проследить изменение прочности или модуля упругости бетона в процессе циклического замораживания и определить марку бетона по морозостойкости в циклах замораживания и оттаивания, число которых соответствует допустимому снижению прочности или модуля упругости.
Обстоятельные исследования по влиянию грануло-метрии пор на морозостойкость керамических материалов выявили следующие положения:
все поры в керамическом материале (с точки зрения морозостойкости) могут быть разделены на три категории: опасные, безопасные и резервные,
опасные поры заполняются водой при насыщении на холоду. В них она удерживается при извлечении материала из воды и замерзает при температуре от –15 до –20° С. Диаметр этих пор от 200 до 1 мк для глиняного кирпича пластического прессования, от 200 до 0,1 мк для глиняного кирпича полусухого прессования,
безопасные поры при насыщении на холоду водой не заполняются, либо заполнившая их вода не замерзает при указанных температурах. Это обычно мелкие поры. Заполняющая их вода становится по существу пристеночной адсорбированной влагой, имеющей свойства почти твердого тела и температуру замерзания существенно ниже (–20° С),
резервные поры при насыщении на холоду полностью заполняются водой, но из них при извлечении образца из насыщающего сосуда вода частично вытекает вследствие малых капиллярных сил. Это крупные поры диаметром более 200 мк.
Согласно этим исследованиям, керамический материал будет морозостойким, если в нем объем резервных пор достаточен для компенсации прироста объема замерзающей воды в опасных порах.
По морозостойкости насыщенный водой глиняный обыкновенный кирпич должен выдерживать без каких-либо внешних признаков разрушения (расслоение граней, выкрашивание ребер и углов, растрескивание) не менее 15 повторных циклов попеременного замораживания при температуре -75°С и ниже с последующим оттаиванием в воде при температуре 15±5°С.
Легковесный кирпич должен выдерживать без каких-либо временных признаков разрушения не менее 10 повторных циклов попеременного замораживания при температуре -15°С и ниже с последующим оттаиванием при температуре 15 ±5°С.
Лицевой кирпич должен выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений не менее 25 повторных циклов попеременного замораживания с последующим оттаиванием в воде.
Станьте первым!