Работа 11. Определение коэффициента капиллярного водопоглощения

Работа 11. Определение коэффициента капиллярного водопоглощения

Цель работы: определить коэффициент капиллярного водопоглощения.

Общие положения

Скорость капиллярного водопоглощения – характеристика пористой структуры материала, зависящая от величины открытой пористости, размера пор и степени гидрофильности поверхности пор.

Для цементного камня количество поглощенной за определенный промежуток времени воды определяется уравнением:

где   М – масса поглощенной воды, кг; S – поверхность образца, через которую осуществляется поглощение воды, м2; k – коэффициент капиллярного водопоглощения, кг/(м2×с1/2).

При постоянной величине S скорость капиллярного водопоглощения цементнго камня зависит от величины k. Чем она больше, тем выше открытая пористость материала, размер капиллярных пор и его гидрофильность.

Методика выполнения работы

Определение коэффициента капиллярного водопоглощения k производят, как минимум, на двух образцах – балочках размером 1´1´3 см. По результатам определения рассчитывают среднюю величину коэффициента капиллярного водопоглощения.

Образцы-балочки высушивают в сушильном шкафу при температуре 100–110 °С до постоянной массы. Среднее время сушки – 1,5–2 ч. В случае испытания серии образцов, например, в период 7, 14, 21, 28 сут цементные балочки дегидратируют ацетоном, высушивают и испытывают в один день.

Измеряют штангенциркулем ширину (b) и высоту (h) образца.

На дно чашки укладывают кусок фильтровальной бумаги, на который будут помещать образцы-балочки. Наливают в чашку воду на высоту не более 1–2 мм; в ходе измерений поддерживают этот уровень постоянным, периодически добавляя воду с помощью пипетки.

Взвешивают сухие образцы-балочки и помещают их вертикально в чашку с водой на фильтровальную бумагу. Периодически, через каждые 10 минут, вынимают каждую балочку, удаляют с нее капли воды встряхиванием и быстро взвешивают на весах, после чего вновь помещают в чашку. Общее время водопоглощения должно составлять 100–180 минут. Результаты измерений заносят в таблицу.

По результатам измерений для каждой балочки с помощью программы Excel строят график зависимости:

где ∆M – прирост массы балочки, кг; S – площадь поверхности поглощения, м², S = b·h; k – коэффициент капиллярного водопоглощения, кг/(м²×с^1/2); τ – время, с.

Обычно этот график выглядит как S-образная кривая. Коэффициент капиллярного водопоглощения k равен тангенсу угла наклона линии тренда на прямолинейном участке S-образной кривой. По результатам двух параллельных измерений рассчитывают среднее значение коэффициента капиллярного водопоглощения образцов k.

Материалы и оборудование

Цементные балочки; вода дистиллированная; весы технические, точность взвешивания 0,005 г; сушильный шкаф; штангенциркуль; секундомер; чашка с плоским днищем; фильтровальная бумага.

Форма записи результатов

Вид исследуемого цемента –

Вид добавки –

Концентрация добавки –

Дата формования –

Дата исследования –

Результаты определения коэффициента капиллярного водопоглощения цементного камня записывают в табл. 22.

Таблица 22. Определение коэффициента капиллярного водопоглощения

Время t, с	Масса балочки М, кг	t1/2, с1/2	DМ/S, кг/м2	k, кг/(м2×с1/2)
0 600 1200 … 10800

Строят график зависимости DМ/S = f(t^1/2).

Выводы:

_____________________________________________________________________