Определение водопоглощения и оценка морозостойкости

Методика: поэтапное насыщение образца до постоянной массы

Приборы: весы, секундомер, фарфоровая чашка и пр.

Материал: керамический кирпич

Масса сухого образца m_сух: взвешивается

Ход работы: Водопоглощение рассчитывают для образца керамического кирпича, используя данные о массе сухого образца m_сух, массе насыщенного водой образца m_нас, а так же данные, полученные в лабораторной работе №1.

Образец керамического кирпича взвешивают на лабораторных весах и определяют массу сухого образца m_сух. После этого его помещают в фарфоровую чашку, заливают водой на одну четверть от общей высоты образца, выдерживают в течение 2 мин, извлекают из фарфоровой чашки, обсушивают, снова взвешивают и определяют приращение массы ∆m:

∆m = m_i - m_сух,

где m_i – масса образца после выдерживания в воде.

Затем испытуемый образец снова помещают в фарфоровую чашку, заливают водой на половину от общей высоты образца, выдерживают в течение 2 мин, извлекают из фарфоровой чашки, обсушивают, взвешивают и вновь определяют приращение массы ∆m.

Аналогичные испытания проводят при погружении образца на три четверти от его высоты и на полную высоту, последовательно определяя приращение массы ∆m, и в конечном итоге - массу насыщенного водой образца m_нас. Схема испытания показана на рис. 3.

Рис. 3 Схема насыщения образца водой методом постепенного погружения:

а) при погружении в воду на 1/4 от высоты образца; б) то же на 1/2 от высоты образца; в) то же на 3/4 от высоты образца;

г) то же на полную высоту образца

По полученным значениям определяют водопоглощение по массе W_m и водопоглощение по объёму W_о, используя формулы (3.1.1) и (3.1.2) соответственно.

По результатам расчётов необходимо оценить морозостойкость и рациональные области применения материала.

Для этого по формуле (3.1.3) рассчитывается коэффициент насыщения пор водой К_н, по значению которого оценивается морозостойкость материала, исходя из взаимосвязи коэффициента насыщения пор водой К_н и морозостойкости. Согласно этой взаимосвязи при К_н ≤ 0,6 материал считается морозостойким, при 0,6 < К_н < 0,8 морозостойкость материала сомнительна, при К_н ≥ 0,8 материал считается не морозостойким.

Результаты всех расчётов заносят в сводную таблицу (см. табл. 4 лабораторного журнала), а так же строят график зависимости приращения массы от времени насыщения образца водой (см. лабораторный журнал), показанный на рис. 4.

Пример:

Масса сухого образца m_сух: 12,5 г

Таблица. Результаты испытаний

Показатели, размерность	Высота слоя воды в долях от высоты образца
1/4	1/2	3/4
Срок выдерживания t, мин
Масса образца mi , г	13,2	13,5	13,8	13,9
Приращение массы ∆m = mi - mсух, г	0,7	1,0	1,3	1,4
Водопоглощение по массе Wm, %	-	-	-	11,2
Водопоглощение по объёму Wо, %	-	-	-	21,5
Коэффициент насыщения пор, Кн	-	-	-	0,78

Формулы: W_m = ·100; W_о = = ·100 =W_m ·100, где ρ_m –средняя плотность материала, г/см³; ρ_H2O - плотность воды, равная 1 г/см³; К_н =

Рис. 4 График зависимости приращения массы от времени насыщения образца водой

Взаимосвязь К_н и морозостойкости: при К_н ≤ 0,6 материал считается морозостойким, при 0,6 < К_н < 0,8 морозостойкость материала сомнительна, при К_н ≥ 0,8 материал считается не морозостойким

Вывод: морозостоек ли материал по значению К_н? Морозостойкость данного материала сомнительна.