ما هي مقاومة الصقيع وما هي طرق تحديدها؟ ما هي متطلبات مقاومة الصقيع لمواد السيراميك والجدران والكسوة؟

مقاومة الصقيع هي قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان البديلين. يتم قياس مقاومة الصقيع للمادة بواسطة العلامة التجارية لمقاومة الصقيع. تعتبر درجة مقاومة الصقيع للمادة هي أكبر عدد من دورات التجميد والذوبان المتناوب التي يمكن أن تتحملها عينات المواد دون تقليل قوة الضغط بأكثر من 15%؛ بعد الاختبار، يجب ألا تحتوي العينات على أضرار مرئية - الشقوق والتقطيع (فقدان الكتلة لا يزيد عن 5٪). المتانة تعتمد على مقاومة الصقيع مواد بناءفي الهياكل المعرضة للعوامل الجوية والمياه. يتم تحديد درجة مقاومة الصقيع من قبل المشروع، مع الأخذ بعين الاعتبار نوع الهيكل وظروف تشغيله والمناخ. تتميز الظروف المناخية بمتوسط ​​درجة الحرارة الشهرية لأبرد شهر وعدد دورات التجمد والذوبان المتناوبة حسب ملاحظات الأرصاد الجوية طويلة المدى.

عادة ما تتمتع الخرسانة خفيفة الوزن والطوب والأحجار الخزفية للجدران الخارجية بمقاومة للصقيع تبلغ 15 و25 و35. ومع ذلك، يجب أن تكون الخرسانة المستخدمة في بناء الجسور والطرق بدرجة 50 و100 و200، والخرسانة الهيدروليكية - حتى 500. إن تأثير التجميد المتناوب على الخرسانة والذوبان يشبه التعرض المتكرر لأحمال الشد المتكررة التي تسبب إجهاد المادة. يتم اختبار مقاومة الصقيع للمادة في المختبر على عينات من الأشكال والأحجام المحددة (مكعبات خرسانية، طوب، إلخ) قبل الاختبار، يتم تشبع العينات بالماء. بعد ذلك، يتم تجميدها في الثلاجة من -15 إلى -20 درجة مئوية بحيث يتجمد الماء في المسام الرقيقة. مستخرج من غرفة التبريديتم إذابة العينات في الماء عند درجة حرارة 15-20 درجة مئوية، مما يضمن الحالة المشبعة بالماء للعينات. الأساسية - أولاً (لجميع أنواع الخرسانة، باستثناء الخرسانة لرصف الطرق والمطارات) والثانية (للخرسانة لرصف الطرق والمطارات)؛ تسارع أثناء التجميد والذوبان المتكرر - الثاني والثالث؛ يتم تسريعه أثناء التجميد الفردي - الرابع (التوسعي) والخامس (الهيكلي الميكانيكي). لتقييم مقاومة الصقيع للمادة، يتم استخدام طرق التحكم الفيزيائي، وقبل كل شيء، طريقة الموجات فوق الصوتية النبضية. بمساعدتها، يمكنك تتبع التغير في القوة أو معامل المرونة للخرسانة أثناء التجميد الدوري وتحديد درجة الخرسانة بناءً على مقاومتها للصقيع في دورات التجميد والذوبان، والتي يتوافق عددها مع الانخفاض المسموح به في القوة أو المرونة معامل.

كشفت الدراسات التفصيلية حول تأثير قياس حبيبات المسام على مقاومة الصقيع للمواد الخزفية عن النقاط التالية:

يمكن تقسيم جميع المسام الموجودة في مادة السيراميك (من وجهة نظر مقاومة الصقيع) إلى ثلاث فئات: خطيرة وآمنة واحتياطية؛

تمتلئ المسام الخطيرة بالماء عند تشبعها بالبرد. ويتم الاحتفاظ بها عند إزالة المادة من الماء وتجميدها عند درجة حرارة -15 إلى -20 درجة مئوية. ويبلغ قطر هذه المسام من 200 إلى 1 ميكرومتر الطوب الطينيضغط البلاستيك، من 200 إلى 0.1 ميكرون للطوب الطيني شبه الجاف؛

عند تشبعها بالبرد، لا تمتلئ المسام الآمنة بالماء، أو لا يتجمد الماء الذي يملأها عند درجات الحرارة المحددة. هذه عادة ما تكون مسام صغيرة. يصبح الماء الذي يملأها عبارة عن رطوبة ممتصة بشكل أساسي، والتي لها خصائص جسم صلب تقريبًا ونقطة التجمد أقل بكثير (-20 درجة مئوية)؛

عند التشبع في البرد، تمتلئ المسام الاحتياطية بالكامل بالماء، ولكن عند إزالة العينة من وعاء التشبع، يتدفق الماء جزئيًا إلى الخارج بسبب انخفاض القوى الشعرية. وهي مسام كبيرة يبلغ قطرها أكثر من 200 ميكرون.

وبحسب هذه الدراسات فإن مادة السيراميك تكون مقاومة للصقيع إذا كان حجم المسام الاحتياطية فيها كافيا لتعويض الزيادة في حجم الماء المتجمد في المسام الخطرة.

فيما يتعلق بمقاومة الصقيع، يجب أن يتحمل الطوب الطيني العادي المشبع بالماء، دون أي علامات خارجية للتدمير (تقطيع الحواف، تقطيع الحواف والزوايا، التكسير)، ما لا يقل عن 15 دورة متكررة من التجميد المتناوب عند درجة حرارة -75 درجة مئوية وما دون، يليها الذوبان في الماء عند درجة حرارة 15 ±5 درجة مئوية.

يجب أن يتحمل الطوب خفيف الوزن، دون أي علامات مؤقتة للتدمير، ما لا يقل عن 10 دورات متكررة من التجميد المتناوب عند درجة حرارة -15 درجة مئوية أو أقل، يليها ذوبان عند درجة حرارة 15 ± 5 درجة مئوية.

يجب أن يتحمل الطوب المواجه، دون أي علامات تلف مرئية، ما لا يقل عن 25 دورة متكررة من التجميد المتناوب يليه الذوبان في الماء.

مع مرور الوقت من الاستخدام منتجات البناءالعمر ويحدث تدميرها. وترتبط طبيعتها بشكل كبير بمسامية المواد، وترتبط الآلية الرئيسية لتدمير المواد بالمياه التي تدخل في مسام المواد وتتوسع عند تجميدها مما يؤدي إلى زيادة حجم المادة. أثناء الذوبان اللاحق، ينخفض ​​حجم المادة. وهذا التجميد والذوبان المتناوب يعادل الإجهاد المتكرر، مما يسبب التعب وفشل المادة. ومن الخصائص المهمة للمواد مثل الخرسانة والمواد الخزفية و الصوف المعدنيهي مقاومتهم للصقيع.

مقاومة الصقيع- قدرة المادة على الحفاظ على بنيتها وخصائصها تحت التغيرات المتكررة في درجات الحرارة بيئة. عندما يتم تدمير المواد، يتغير مظهرها، وتحدث تغييرات في الكتلة والقوة. لذلك، من خلال تحليل هذه الخصائص، يمكننا التوصل إلى نتيجة حول مقاومة الصقيع للمواد. وللتحكم في مقاومة الصقيع بدرجة التلف أو فقدان الوزن يتم أخذ خمس عينات على الأقل. للتحكم في مقاومة الصقيع عن طريق فقدان القوة، يتم اختيار 20 عينة على الأقل، يستخدم نصفها كعناصر تحكم. يتم وضع عينات المراقبة في حمام مائي خاص بختم هيدروليكي.

يتم قياس مقاومة الصقيع للمادة من خلال الدورات، وبالتالي، من خلال درجة مقاومة الصقيع. تعتبر درجة مقاومة الصقيع للمادة هي أكبر عدد من دورات التجميد والذوبان المتناوب التي يمكن أن تتحملها عينات المواد دون تقليل قوة الضغط بأكثر من 15%؛ بعد الاختبار، يجب ألا يكون للعينات ضرر واضح، ويجب ألا يتجاوز فقدان الوزن 5٪.

يتم تحديد درجة مقاومة الصقيع المطلوبة من قبل المشروع، مع الأخذ في الاعتبار نوع الهيكل وظروف تشغيله والمناخ. عادة ما تتمتع الخرسانة والطوب خفيف الوزن بمقاومة للصقيع تبلغ 15,25,35. يجب أن تكون الخرسانة الثقيلة بدرجة 50 و100200 والخرسانة الهيدروليكية - 500.

يتم إجراء اختبارات مقاومة الصقيع في المختبر على عينات ذات أشكال وأحجام ثابتة. قبل الاختبار، يتم تشبع العينات بالماء، ثم يتم تجميدها في الثلاجة عند درجة حرارة T من -15 درجة مئوية إلى -20 درجة مئوية، بحيث يتجمد الماء الموجود في المسام الرقيقة. يتم إذابة العينات المأخوذة من الحجرة في الماء عند درجة حرارة 15-20 درجة مئوية، مما يضمن أن تكون العينات في حالة مشبعة بالماء. ثم يتم اختبارها ووضعها مرة أخرى في الثلاجة. لتقييم مقاومة الصقيع، يتم استخدام طريقة الموجات فوق الصوتية النبضية بشكل متزايد. يظهر في الشكل منحنى نموذجي للتغيرات في قوة الخرسانة أثناء التجميد والذوبان بالتناوب، والذي تم الحصول عليه باستخدام هذه الطريقة.

مقاومة الصقيع والعوامل المحددة لها.

مقاومة الصقيع- قدرة المادة في حالة مشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان المتكررين. تعتمد مقاومة المادة للصقيع على بنيتها، ودرجة امتلاء المسام بالماء، وشكل وحجم المسام، ووجود الهواء المحبوس في المسام بعد تشبع الماء، والتركيب الأيوني، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك. يتم تحديد مقاومة المادة للصقيع من خلال عدد دورات التجميد (-18(-\+2)) والذوبان في الماء (+20(-\+2))، وبعد ذلك تقلل العينات من قوتها بما لا يزيد عن 5% أو وزناً بما لا يزيد عن 5%.

مقاومة الصقيع هي قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان البديلين. يتم قياس مقاومة الصقيع للمادة بواسطة العلامة التجارية لمقاومة الصقيع. تعتبر درجة مقاومة الصقيع للمادة هي أكبر عدد من دورات التجميد والذوبان المتناوب التي يمكن أن تتحملها عينات المواد دون تقليل قوة الضغط بأكثر من 15%؛ بعد الاختبار، يجب ألا تحتوي العينات على أضرار مرئية - الشقوق والتقطيع (فقدان الكتلة لا يزيد عن 5٪). تعتمد متانة مواد البناء في الهياكل المعرضة للعوامل الجوية والمياه على مقاومة الصقيع.

يتم تحديد درجة مقاومة الصقيع من قبل المشروع، مع الأخذ بعين الاعتبار نوع الهيكل وظروف تشغيله والمناخ. تتميز الظروف المناخية بمتوسط ​​درجة الحرارة الشهرية لأبرد شهر وعدد دورات التجمد والذوبان المتناوبة حسب ملاحظات الأرصاد الجوية طويلة المدى.

عادة ما تتمتع الخرسانة خفيفة الوزن والطوب والأحجار الخزفية للجدران الخارجية بمقاومة للصقيع تبلغ 15 و25 و35. ومع ذلك، يجب أن تكون الخرسانة المستخدمة في بناء الجسور والطرق بدرجة 50 و100 و200، والخرسانة الهيدروليكية - حتى 500.

إن تعريض الخرسانة للتجميد والذوبان بالتناوب يشبه التعرض المتكرر لأحمال الشد المتكررة مما يسبب تعباً في المادة.

يتم اختبار مقاومة الصقيع للمادة في المختبر على عينات من الشكل والحجم المحددين (مكعبات خرسانية، طوب، إلخ). قبل الاختبار، يتم تشبع العينات بالماء. بعد ذلك، يتم تجميدها في الثلاجة من -15 إلى -20 درجة مئوية بحيث يتجمد الماء في المسام الرقيقة. يتم إذابة العينات المأخوذة من غرفة التبريد في الماء عند درجة حرارة 15-20 درجة مئوية، مما يضمن الحالة المشبعة بالماء للعينات.

لتقييم مقاومة الصقيع للمادة، يتم استخدام طرق التحكم الفيزيائي، وقبل كل شيء، طريقة الموجات فوق الصوتية النبضية. بمساعدتها، يمكنك تتبع التغير في القوة أو معامل المرونة للخرسانة أثناء التجميد الدوري وتحديد درجة الخرسانة بناءً على مقاومتها للصقيع في دورات التجميد والذوبان، والتي يتوافق عددها مع الانخفاض المسموح به في القوة أو المرونة معامل.

في علم مواد البناء، يرتبط مفهوم مقاومة الصقيع بالتأثير على المادة بعاملين رئيسيين:

- تأثير درجات الحرارة المنخفضة(للمواد الكثيفة تمامًا مثل الزجاج والمعادن ومواد البوليمر وما إلى ذلك)؛

- التأثير المشترك لدرجات الحرارة المنخفضة والماء (للمواد ذات البنية المسامية الدقيقة، مثل المواد الحجرية الطبيعية والاصطناعية، بما في ذلك سيراميك البناء والخرسانة والملاط وما إلى ذلك).

وبالتالي، بالنسبة للمواد الكثيفة، فإن مقاومة الصقيع هي قدرة المادة على الاحتفاظ بها الخصائص التشغيليةفي درجات حرارة منخفضة. يتم فرض المتطلبات على هذه المواد اعتمادًا على ظروف تشغيلها. في معظم الحالات، الشرط الرئيسي هو الحفاظ على سلامة الهيكل.

ترتبط آلية تدمير هيكل المادة في ظل التغيرات في درجات الحرارة بظاهرة التمدد والضغط والتغيرات في الخواص المرنة للمادة. في درجات الحرارة المنخفضة، تصبح المادة أكثر هشاشة وهشة وتنخفض قوة التأثير بشكل حاد. وهذا ينطبق إلى حد كبير على مواد البوليمروالمعادن.

لتقييم مقاومة الصقيع للبوليمرات عمليًا، غالبًا ما يستخدم معامل مقاومة الصقيع المشروط، والذي يتم تحديده بواسطة الصيغة

كمرز = RT / R20،

حيث كمرز هو معامل مقاومة الصقيع بالوحدات؛

RT وR20 - قوة الانحناء القصوى للعينات، على التوالي، عند درجة حرارة التشغيل وعند 20 درجة مئوية، ميجا باسكال.

مقاومة الصقيعالمواد الحجرية الطبيعية والاصطناعية - قدرة المادة على تحمل التجميد والذوبان المتكرر بالتناوب في حالة مشبعة بالماء دون وجود علامات واضحة للتدمير وانخفاض مقبول في القوة.

يمكن تقسيم التأثير المدمر للصقيع على غلاف المبنى إلى ثلاث فترات رئيسية: تشبع الماء والتجميد والتدمير في الواقع.

خلال الفترة الأكثر رطوبة من السنة، يحدث تشبع مائي للطبقة السطحية للهيكل المغلق.

مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة، تبرد الطبقات الخارجية للهيكل تدريجيًا، مما يؤدي إلى توجيه مقدمة درجات الحرارة المنخفضة إلى داخل الهيكل.

وفي الوقت نفسه، يتحرك بخار الماء الموجود في المنطقة المقابلة للهيكل من الحرارة إلى البرودة عندما يصل ضغطه درجة الحرارة السلبيةأقل من الإيجابية. عند دخول منطقة درجات الحرارة المنخفضة، يتكثف بخار الماء في المسام القريبة من السطح الخارجي للهيكل المحيط (الشكل 4.29).

عندما يحدث صقيع طفيف حتى (-5 ÷ -8 درجة مئوية)، فإن الماء الموجود في المسام الكبيرة، الذي يتجمد ويتحول إلى جليد، يخلق حالة من الضغط في المادة.

أرز. 4.29. توزيع درجات الحرارة في الجدار الخارجيالمباني (أ) وملء المسام بالماء (ب) بالقرب من السطح الخارجي: 1 – الماء الممتز. 2 - المكثفات. 3 - الفم. 4- مياه الأمطار

تُفهم مقاومة الصقيع على أنها قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان بالتناوب المتكرر دون ظهور علامات التدمير، أي دون التشقق أو التقطيع أو التصفيح ودون خسارة كبيرة في القوة والوزن.

الماء الموجود في مسام المادة، بعد أن تحول إلى جليد، يزداد حجمه بحوالي 10٪. في هذه الحالة، تنشأ ضغوط داخلية كبيرة في المادة، مما يؤدي إلى تدميرها تدريجياً. ولذلك فمن الضروري أن تكون الأسطح الخارجية للجدران والأسقف من مواد مقاومة للصقيع.

المواد المقاومة للصقيع كثيفة أو ذات امتصاص منخفض للماء (يصل إلى 0.5٪).

لا تعتمد مقاومة المواد للصقيع على امتصاص الماء فحسب، بل تعتمد أيضًا على معامل التليين. المواد ذات معامل تليين أقل من 0.7 تكون مقاومة للصقيع عمليًا.

لتحديد مقاومة الصقيع، يتم تجميد المادة إلى درجة حرارة- 15 درجة مئوية، ثم تغمر في ماء بدرجة حرارة الغرفة حتى تذوب. إن عدد دورات التجميد والذوبان المتناوب للمادة، بشرط أن تتناقص قوتها نتيجة لذلك بنسبة لا تزيد عن 30٪، يميز مقاومة المادة للصقيع.

"علم المواد للجبس،
المبلطون والفسيفساء "،
إيه في ألكساندروفسكي

في البناء، يتم استخدام مفهوم اللزوجة فقط فيما يتعلق بالمواد في الحالة السائلة. اللزوجة هي خاصية السوائل لمقاومة حركة جزء بالنسبة إلى جزء آخر. تعتمد لزوجة أي سائل على درجة حرارته وضغطه. مع انخفاض درجة الحرارة، فإنها تزيد بشكل حاد، وكذلك عندما يرتفع الضغط إلى عدة مئات من الأجواء. اللزوجة مقبولة...

الموصلية الحرارية هي قدرة المادة على نقل الحرارة من سطح إلى آخر. تؤخذ قيمة التوصيل الحراري في الاعتبار عند اختيار المواد اللازمة لإحاطة الهياكل - الجدران الخارجية والطوابق العليا للمباني السكنية. في المباني السكنية ذات الجدران الخارجية المصنوعة من مواد موصلة للحرارة، سيكون الجو باردًا في الشتاء، وسوف تتجمد الجدران، وتصبح مبللة، وسيتم تدمير التشطيب (الجص والطلاء). لتجنب ذلك، الجدران...

السعة الحرارية - خاصية المادة التي يتم امتصاصها كمية معينة منتسخينه عند تسخينه وإطلاقه عندما يبرد. تتميز السعة الحرارية بمعامل السعة الحرارية (يرمز إليه بالحرف اللاتيني c)، وهو يساوي كمية الحرارة اللازمة لتسخين 1 كجم من المادة بمقدار 1 درجة مئوية. ويوضح الجدول قيم معاملات السعة الحرارية لبعض المواد. معامل السعة الحرارية لبعض المواد اسم المادة معامل السعة الحرارية بالكيلو كالوري...

الموصلية الصوتية هي خاصية المادة لنقل الصوت. من المهم عزل الغرف عن الضوضاء تشييد المبانيكان الموصلية الصوتية منخفضة. يتم تلبيس الجدران بشكل خاص لتقليل توصيل الصوت. هناك نوعان من الضوضاء التي تنتقل عن طريق الجدران والأسقف: التأثير والمحمولة جوا. تمتص المواد المسامية ضوضاء الصدمات بشكل جيد لتخفيف الضوضاء المحمولة بالهواء (من أجهزة الراديو والكلام العالي)...

القوة هي قدرة المادة على مقاومة التدمير تحت تأثير الضغوط الداخلية الناتجة عن الأحمال الخارجية أو العوامل الأخرى. التأثيرات الخارجية التي تتعرض لها مواد البناء يمكن أن تسبب إجهادات الضغط والشد والانحناء والقص. في أغلب الأحيان، تعمل مواد البناء بالضغط أو الانحناء. تتميز قوة مواد البناء في الضغط والشد وغيرها بحد...