Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?
От водонасыщения бетона зависит его прочность и устойчивость к деформации. Также на эти параметры влияют воздействия температур воздуха и её перепады. Если в бетоне есть излишнее содержание воды, то при низкой температуре она кристаллизуется. Льду некуда деваться, в результате чего образуется избыточное внутреннее давление.
Оно приводит к предельному растягивающему напряжению в стенках пор. Такие изменения способствуют снижению прочности бетона. После оттаивания образовавшегося льда в порах, это приведёт к снижению прочности бетона только в случаях переизбыточного содержания воды.
Снижение прочности бетона также может произойти при неравномерном распределении воды в порах при изготовлении или при замерзании образовавшегося в нем водных паров. С увеличением насыщения водой бетона прочность охлаждённых образцов до 400 и до 600 сначала возрастает до определённой величины, а затем значительно снижается. Максимальным значением прочности бетона является функция степени понижения температуры и количества воды, содержащейся в порах. Отметим, что после оттаивания прочность бетона снижается. Также стоит подчеркнуть, что длительное воздействие низких температур (даже при их колебаниях) приводит к постепенной потере прочности бетона. Известно, что если бетон обладает меньшей влажностью и большей прочностью перед замораживанием, то при длительном воздействии низких температур в зимний период сопротивляемость бетона гораздо выше. Возможность водонасыщения бетона зависит от его строения, точнее от образовавшейся в пространстве цементного камня системы капилляров. Улучшить структуру бетона можно за счёт уменьшения пористости бетона и формирования закрытой системы пор. Опыты показали, что микротрещины, которые возникли при предварительной нагрузке, при цикле оттаивания и замораживания значительно ускоряют разрушение бетона.
Бетон высокой прочности изготавливается по определённой технологии, и имеет более ровную структуру, благодаря чему обладает повышенной морозостойкостью. Понижение водопроницаемости такого бетона достигается за счёт уменьшения пористости. В бетонную смесь добавляют органические структурообразующие добавки в виде смолы, которые нейтрализованы воздухововлекающей СНВ. Благодаря применению ГКЖ-94 воздух вовлекается в бетонную смесь, и образуются замкнутые поры очень малого диаметра.
Искусственное образование таких пор значительно увеличивает прочность бетона при многократном размораживании и замораживании. Применение добавок повышает водопроницаемость и морозостойкость, но уменьшает прочность бетона. Бетоны с добавкой СНВ и ГКЖ-94 используются в суровых климатических условиях. Такой бетон обладает повышенной прочностью и морозостойкостью.
Морозостойкостью называют свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.
По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяют на марки Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более.
Если образцы после замораживания не имеют следов разрушения, то степень морозостойкости устанавливают определением коэффициента морозостойкости по формуле:
Для морозостойких материалов величина К Мрз должна быть не менее 0,75. Плотные материалы, не имеющие пор, или материалы с незначительной открытой пористостью, водопоглощение которых не превышает 0,5%, обладают высокой морозостойкостью. Материал признают морозостойким, если после заданною числа циклов замораживания и оттаивания потеря и весе образцов в результате выкрашивания и расслаивания не превышает 5% и прочность снижается не более чем на 25%.
Задача 1. При испытании образцов-кубов бетона на морозостойкость прочность их после испытания составила R сж = 15 МПа, до испытания прочность на сжатие образцов в водонасыщенном состоянии 18 МПа. Установить, морозостоек ли бетон?
Решение. Из формулы (19):
, т.к К Мрз >0,75, то бетон – морозостоек.
_____________________________________________________________________
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Теплопроводностью называют свойство материала передавать через толщу тепло при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Показателем теплопроводности материала служит коэффициент теплопроводности λ , ккал/м ч град .
Если представить себе однородную плоскую стену из данного материала толщиной δ, м и площадью F, м 2 , температура внутренней поверхности которой t 1 , анаружной поверхности t 2 , причем t 1 >t 2 , то через стену будет проходить постоянный поток тепла.
Количество тепла Q , ккал ,проходящего через стену за z ч,прямо пропорционально разности температур на поверхностях стены, площади стены, времени и обратно пропорционально толщине стены:
Теплопроводность материалов учитывается при теплотехнических расчетах толщины стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при определении требуемой толщины тепловой изоляции горячих поверхностей и холодильников. Она связана с термическим сопротивлением слоя материала R (м 2 °С/Вт), которое определяется по формуле:
Т а б л и ц а 3
Теплопроводность некоторых строительных материалов
Задача 1. Наружная поверхность кирпичной стены толщиной а = 51 см имеет температуру t=-33°С, внутренняя t=+18°С. Какое количество тепла проходит через каждый 1м 2 поверхности стены за 1ч? Коэффициент теплопроводности кирпича λ=0,8 Вт/м °С.
Решение.
Из формулы (20):
______________________________________________________________________
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ
Способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения плотности. Разрушение происходит в связи с тем, что вода, находящаяся в порах, при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9 %. Наибольшее расширение воды при переходе в лед наблюдается при температуре -4°С, дальнейшее понижение температуры не вызывает увеличения объема льда. При замерзании воды стенки пор испытывают значительное давление и могут разрушаться. При полном заполнении водой всех пор разрушение материала может произойти даже при однократном замораживании. При насыщении пористого материала водой заполняются в основном макрокапилляры, микрокапилляры заполняются водой частично и служат резервными порами, куда отжимается вода в процессе замораживания. Следовательно, морозостойкость строительных материалов определяется величиной и характером пористости и условиями их эксплуатации.
Она тем выше, чем меньше водопоглощение и больше прочность материала при растяжении. Плотные материалы морозостойки. Из пористых материалов морозостойкостью обладают только те материалы, у которых в основном имеются закрытые поры или вода. Занимает менее 90 % пор. Материал считается морозостойким, если после установления числа циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии прочность его снизилась не более чем на 15-25 %, а потери в массе в результате выкрашивания не превысили 5 %. Морозостойкость характеризуется числом циклов попеременного замораживания при -15, -17°С и оттаивания при температуре 20°С. Число циклов (марка), которые должен выдерживать материал, зависит от условий его будущей службы в сооружении и от климатических условий. По числу выдерживаемых циклов попеременного замораживания, и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяются на марки Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более. В лабораторных условиях замораживание производят в холодильных камерах. Один-два цикла замораживания в холодильной камере дают эффект, близкий к 3-5-годичному действию атмосферы.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
Свойство материала передавать теплоту через толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей через материал толщиной 1 м площадью 1 м2 в течение 1 секунды при разностях температур на противоположных поверхностях материала в 1°С. Теплопроводность материала находится в прямой зависимости от его химического состава, пористости, влажности и температуры, при которой происходит передача тепла. Волокнистые материалы имеют разную теплопроводность в зависимости от направления теплоты по отношению к волокнам (у древесины, например, теплопроводность вдоль волокон в два раза больше, чем поперек волокон). Мелкопористые материалы и материалы с замкнутыми порами обладают большей теплопроводностью, чем крупнопористые материалы и материалы с сообщающимися порами. Это связано с тем, что в крупных и сообщающихся порах усиливается перенос теплоты конвекцией, что и повышает суммарную теплопроводность.
С увеличением влажности материала теплопроводность возрастает, поскольку вода имеет теплопроводность в 25 раз большую, чем воздух. Еще больше возрастает теплопроводность сырого материала с понижением его температуры, поскольку теплопроводность льда в несколько раз больше, чем теплопроводность воды. Теплопроводность материала имеет огромное значение при устройстве ограждающих конструкций зданий - стен, потолков, полов, крыш. Легкие и пористые материалы мало теплопроводны. Чем выше объемный вес материала, тем выше его теплопроводность. Например, коэффициент теплопроводности тяжелого бетона объемным весом 2400 кг/м3 равен 1,25 ккал/м-ч-град, а пенобетона объемным весом 300 кг/м3 всего 0,11 ккал/м-ч-град.
ТЕПЛОЕМКОСТЬ
Свойство материала аккумулировать теплоту при нагревании. При последующем охлаждении материалы с высокой теплоемкостью выделяют больше теплоты. Поэтому при использовании материалов с повышенной теплоемкостью для стен, полов, потолков и других частей помещения температура в комнатах может сохраняться устойчивой длительное время.
Коэффициент теплоемкости - количество теплоты, необходимой для нагревания 1 кг материала на ГС. Строительные материалы имеют коэффициент теплоемкости меньше, чем у воды, которая обладает наибольшей теплоемкостью (4,2 кДж/(кг°С)). С увлажнением материалов их теплоемкость возрастает, но вместе с тем возрастает и теплопроводность.
Теплоемкость материала имеет значение в тех случаях, когда необходимо учитывать аккумуляцию тепла, например при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий с целью сохранения температуры в помещении без резких колебаний при изменении теплового режима, при расчете подогрева материала для зимних работ, при расчете устройства печей. В некоторых случаях приходится рассчитывать размеры печи, используя объемную удельную теплоемкость - количество тепла, необходимое для нагревания 1 м3 материала на ГС.
ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ
Свойство материала поглощать и удерживать воду при непосредственном с ней соприкосновении. Характеризуется количеством воды, поглощаемой сухим материалом, погруженным полностью в воду, и выражается в процентах от массы (водопоглощение по массе).
Количество поглощенной образцом воды, отнесенное к его объему, - водопоглощение по объему. Водопоглощение по объему отражает степень заполнения пор материала водой. Так как вода проникает не во все замкнутые поры и не удерживается в открытых пустотах, объемное водопоглощение всегда меньше истинной пористости. Объемное водопоглощение всегда меньше 100 %, а водопоглощение по массе может быть более 100 %.
Водопоглощение строительных материалов изменяется главным образом в зависимости от объема пор, их вида и размеров.
В результате насыщения водой свойства материалов значительно изменяются: увеличиваются плотность и водопроводность, у некоторых материалов (например, древесины, глины) увеличивается объем. Вследствие нарушения связей между частицами материала и проникающими частицами воды понижается прочность строительных материалов.
КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМЯГЧЕНИЯ
Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии. Коэффициент размягчения характеризует водостойкость материала. Для легко размокаемых материалов, например глины, коэффициент размягчения равен 0. Для материалов, которые полностью сохраняют свою прочность при действии воды (металл, стекло и т.п.), коэффициент размягчения равен 1. Материалы с коэффициентом размягчения более 0,8 относятся к водостойким. В местах, подверженных систематическому увлажнению, применять строительные материалы с коэффициентом размягчения менее 0,8 не разрешается.
ВЛАГООТДАЧА
Свойство, характеризующее скорость высыхания материала при наличии условий в окружающей среде (понижение влажности, нагрев, движение воздуха). Влагоотдача характеризуется количеством воды, которое материал теряет за сутки при относительной влажности воздуха 60 % и температуре 20°С. В естественных условиях вследствие влагоотдачи, через некоторое время после окончания строительных работ, устанавливается равновесие между влажностью строительных конструкций и окружающей средой. Такое состояние равновесия называют воздушно-сухим или воздушно-влажным равновесием.
ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ
Способность материала пропускать воду под давлением. Характеристикой водопроницаемости служит количество воды, прошедшее в течение 1 секунды через 1 м2 поверхности материала при давлении 1 МПа. Плотные материалы (сталь, стекло, большинство пластмасс) водонепроницаемы. Методика определения водопроницаемости зависит от разновидности строительного материала. Водопроницаемость находится в прямой зависимости от плотности и строения материала - чем больше в материале пор и чем они крупнее, тем больше водопроницаемость. При выборе кровельных и гидротехнических материалов чаще всего оценивается не водопроницаемость, а водонепроницаемость, характеризуемая периодом времени, по истечению которого появляются признаки просачивания воды под определенным давлением или предельной величиной давления воды, при котором вода не проходит через образец.
ВОЗДУХОСТОЙКОСТЬ
Способность материала длительно выдерживать многократное систематическое увлажнение и высыхание без значительных деформаций и потери механической прочности. Изменение влажности влечет у многих материалов изменение их объема - разбухают при увлажнении, дают усадку при высыхании, трещины и т.д. Разные материалы по-разному ведут себя по отношению к действию переменной влажности. Бетон, например, при переменной влажности склонен к разрушению, так как цементный камень при высыхании сжимается, а заполнитель практически не реагирует - в результате возникает растягивающее напряжение, цементный камень отрывается от заполнителя. Для повышения воздухостойкости строительных материалов применяют гидрофобные добавки.
ВЛАЖНОСТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ
Изменение размеров и объема материала при изменении его влажности. Уменьшение размеров и объема материала при высыхании называют усадкой или усушкой, увеличение - разбуханием.
Усадка возникает и увеличивается в результате уменьшения слоев воды, окружающих частицы материала, и действием внутренних капиллярных сил, стремящихся сблизить частицы материала. Набухание связано с тем, что полярные молекулы воды, проникая между частицами или волокнами, утолщают их гидратные оболочки. Материалы высокопористого и волокнистого строения, способные поглощать много воды, характеризуются большой усадкой (например, ячеистый бетон 1-3 мм/м; тяжелый бетон 0,3-0,7 мм/м; гранит 0,02-0,06 мм/м; кирпич керамический 0,03-0,1 мм/м.
Со временем эксплуатации строительные изделия стареют, и происходит их разрушение. Его природа связана во многом с пористостью материалов, а основной механизм разрушения материалов связан с водой, которая попадает в поры материалов и расширяется при замерзании, что приводит к увеличению объема материала. При последующем оттаивании объем материала уменьшается. Подобное попеременное замерзание и оттаивание эквивалентно воздействию многократной нагрузки, вызывающей усталость и разрушение материала. Одной из важных характеристик таких материалов, как бетон, керамические материалы и минеральные ваты является их морозостойкость.
Морозостойкость - способность материала сохранять структуру и свойства при многократном изменении температуры окружающей среды. При разрушении материалов меняется их вид, происходят изменения массы и прочности. Поэтому, анализируя эти характеристики, можно сделать заключение о морозостойкости материалов. Для контроля морозостойкости по степени повреждений или по потере массы отбирают не менее пяти образцов. Для контроля морозостойкости по потере прочности отбирают не менее 20 образцов, половину из которых используют в качестве контрольных. Контрольные образцы помещают в специальную ванну с водой, обладающей гидравлическим затвором.
Морозостойкость материала количественно оценивается циклами и соответственно 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 испытаний образцы не должны иметь видимых повреждений, а потеря массы не должна превышать 5%.
Требуемая марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Легкие бетоны и кирпич имеют обычно морозостойкость 15,25,35. Тяжелый бетон должен иметь марку 50, 100,200, а гидротехнический бетон – 500.
Испытания морозостойкости проводят в лаборатории на образцах установленной формы и размеров. Перед испытанием образцы насыщают водой, затем их замораживают в холодильной камере при Т от -15°С до -20°С, чтобы замерзла вода в тонких порах. Извлеченные из камеры образцы оттаивают в воде с температурой 15–20°С, что обеспечивает водонасыщенное состояния образцов. Затем их подвергают испытаниям и вновь помещают в морозильную камеру. Для оценки морозостойкости все шире применяется импульсный ультразвуковой метод. Типичная кривая изменения прочности бетона при попеременном замораживании и оттаивании, полученная при помощи данного метода, приведена на рисунке.
Способ определения морозостойкости строительных материалов относится к области испытаний строительных изделий, в частности кирпича, камней силикатных и керамических. Способ определения морозостойкости строительных материалов включает насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, поверхностное цикличное замораживание и оттаивание образцов и визуальную оценку морозостойкости, при этом замораживание осуществляют в течение 5-10 мин, а оттаивание 3-5 мин 0,1-0,2 части испытуемой поверхности, смену режимов замерзания и оттаивания ведут со скоростью 30-40 град/мин, а образцы погружают в воду и раствор хлористого натрия на 90-95% от их объема. Изобретение обеспечивает сокращение длительности испытаний, снижение трудоемкости, повышение достоверности результатов испытаний.
Изобретение относится к области испытания строительных материалов, в частности к определению их морозостойкости. Известен способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, замораживание образцов в воздушной среде при температуре минус 20 o C в течение 2 - 4 ч и оттаивание образцов в водной среде или растворе хлористого натрия при температуре 20 o C в течение 1,5 - 2 ч, регистрацию числа циклов замораживания - оттаивания до достижения 25%-ной потери прочности образцов или 5%-ной потери массы или до появления внешних признаков разрушения, по которым судят о морозостойкости строительных материалов (1). Недостатком способа является значительная трудоемкость и продолжительность испытания и необходимость применения сложного и громоздкого оборудования. Известен способ ускоренного определения морозостойкости строительных материалов путем насыщения водой образцов с вмонтированным в него стальным стержнем, замораживания и оттаивания и фиксации резкого возрастания начального электрического потенциала стального стержня, по которому и судят о морозостойкости материала (2). Известен способ определения морозостойкости образцов строительного материала по соотношению структурной и прочностной характеристик, отличающийся тем, что за структурную характеристику принимают капиллярную и контракционную пористости, а за прочностную - работу разрушения образцов (3). Недостатками известных способов (2, 3) является косвенность методов определения морозостойкости и вследствие этого невысокая точность результатов. Кроме того недостатками способов (1, 2, 3) является то, что определения морозостойкости в условиях прямого объемного замораживания не соответствует фактическим эксплуатационным условиям строительного материала, подвергающегося попеременному воздействию отрицательных и положительных температур только с одной стороны. Поэтому результаты испытания строительного материала приводят к большому разбросу значений морозостойкости материала. Известен способ определения морозостойкости строительных материалов путем одностороннего замораживания в морозильной камере в специальном контейнере, обеспечивающем отвод тепла с одной стороны испытуемых образцов, оттаивания в ванне с водой, определения структурной и прочностной характеристики образцов с последующим расчетом морозостойкости по формуле (4). Известен способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образца водой, путем циклического ввода под давлением порций воды, рассчитанных по эмпирической формуле (5). Недостатками известных способов (4, 5) является недостаточно высокая достоверность результатов испытания из-за применения в них расчетных формул с использованием эмпирических коэффициентов. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения морозостойкости, включающий одностороннее замораживание кладки из кирпича или камней при температуре воздуха - 15 - 20 o C в течение 8 ч, оттаивание замороженной стороны кладки дождеванием при температуре воды 15 - 20 o C в течение 8 ч, регистрацию числа циклов замораживания и оттаивания до появления на поверхности кладки видимых признаков разрушения (шелушение, расслоение, растрескивание, выкрашивание), либо по потере массы и прочности, по которым судят о морозостойкости образцов строительных материалов (6). Недостатками известного способа является его высокая трудоемкость, стоимость и большая продолжительность испытания, что не позволяет осуществлять оперативный контроль выпускаемой продукции, значительные энергетические затраты на создание условий замораживания. Технический результат предлагаемого изобретения - сокращение длительности испытания, снижение трудоемкости, повышение достоверности результатов испытаний. Технический результат достигается тем, что в известном техническом решении, включающем предварительное насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, одностороннее цикличное замораживание и оттаивание образцов, и визуальную оценку морозостойкости, ведут направленное, точечное замораживание в течение 5 - 10 мин и оттаивание в течение 3 - 5 мин 10 - 20% открытой поверхности испытываемых образцов, причем смену режимов замораживания и оттаивания осуществляют со скоростью 30 - 40 o в минуту, а образцы погружают в воду или раствор хлористого натрия на 90 - 95% их объема. Способ осуществляли следующим образом. Образцы, предназначенные для испытания на морозостойкость, предварительно насыщали в воде или растворе хлористого натрия. Затем устанавливали три образца Т-образно в емкость лицевой поверхностью вверх. После этого заливали в емкость воду или раствор хлористого натрия до погружения образцов на 90 - 95% их объема. Потом направленным потоком холодного воздуха при температуре минус 15 - 20 o C обрабатывали стык трех образцов, т.е. 10 - 20% их поверхности в течение 5 - 10 мин. Затем со скоростью 30 - 40 o C в мин переходили на режим нагревания и обрабатывали тот же стык теплым потоком воздуха с температурой 15 - 20 o C в течение 3 - 5 мин и регистрировали число циклов замораживания и оттаивания до появления видимых признаков разрушения (расслоения, растрескивания, выкрашивания, шелушения), по которым судили о морозостойкости строительных материалов. Использование в предлагаемом техническом решении приема точечного, направленного замораживания в течение 5 - 10 мин и оттаивания в течение 3 - 5 мин 10 -20% открытой поверхности испытываемых образцов позволяет создать в короткое время условия протекания процессов близких к фактическим при эксплуатации. За счет резкого (30 - 40 o C в мин) изменения режимов замораживания и оттаивания создается напряженное состояние в порах материала, обусловливающие деструктивные процессы, а именно разрыхление структуры, интенсификации микротрещинообразования и соответственно увеличение проницаемости. Погружение образцов в воду или раствор хлористого натрия на 90 - 95% от объема образца обеспечивает условия постоянной миграции влаги к открытой лицевой поверхности испытываемого образца через капилляры и микротрещины. Все эти приемы позволяют проводить скоростное определение морозостойкости, близкое к фактическому. Незначительные энергетические затраты, низкая трудоемкость, доступность и достоверность результатов позволяют осуществлять текущий контроль выпускаемой продукции и своевременно выявлять нарушения технологического процесса. Источники информации 1. ГОСТ 10090.1-95, ГОСТ 10090.2-95 "Бетоны. Методы определения морозостойкости. 2. А.С. СССР N 482676 М. кл. C 01 N 33/38, 1975 г. 3. А.С. СССР N 435621 М. кл. C 01 N 25/02, 1975 г. 4. А.С. СССР N 828849 М. кл. C 01 N 33/38, 1982 г. 5. А.С. СССР N 1255921 М. кл. C 01 N 33/38, 1986 г. 6. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения и водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.
Формула изобретения
Способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий насыщение образцов в воде или растворе хлористого натрия, цикличное замораживание и оттаивание открытой поверхности образцов и визуальную оценку морозостойкости, отличающийся тем, что замораживают и оттаивают 10 - 20% поверхности испытуемого образца в течение соответственно 5 - 10 мин и 3 - 5 мин, а смену режимов замораживания и оттаивания ведут со скоростью 30 - 40 град. /мин, при этом образцы погружают в воду или раствор хлористого натрия на 90 - 95% от их объема.
