Способ определения коэффициента влагопроводности капиллярно- пористых материалов

Способ определения коэффициента влагопроводности капиллярно- пористых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЛАГОПРОВОДНОСТИ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ,заключающийся в подготовке образца к анализу, приведении в соприкосновение нижней грани образца с поверхностью воды, последующем разрезании образца на части по его длине, определении влагосодержания каждой части термомассовым методом и определении коэффициента влагопроводности , отличающийся тем, что, с цельк) сокращения времени и повьппения точности, разрезание образца проводят до наступления стационарного режима влагопереноса в образце спустя время Т -: tg после приведение образца в соприкосновение с поверхностью воды, где f - предельное значение -времени, после которого наступает стационарный режим влагопереноса в образце, а значение коэффициента влагопроводности рассчитывают по формуле г Су -grad x i где 0 - плотность потока влаги в сечении образца, находящемся СЛ на расстоянии х от нижней С грани образца, Шх влагосодержание в сечении, находящемся на расстоянии х от нижней грани образца. со со ел tsp со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3738995/24-25 (22) 10.05.84 (46) 23. 11. 85. Бюл. 0 43 (71) Научно-исследовательский институт строительной физики Госстроя

СССР (НИИСФ) (72) В. Г. Гагарин и В.P. Хлевчук (53) 534.217.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 572691, кл. G 01 N 25/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 605157, кл. G 01 N 25/00, 1978. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЛАГОПРОВОДНОСТИ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в подготовке образца к анализу, приведении в соприкосновение нижней грани образца с поверхностью воды, последующем разрезании образца на части по его длине, определении влагосодержания каждой части термомассовым методом и определении коэффициента влаго„„Я0„„1193529 A (5ц 4 G 01 N 15/08 проводности, о т л и.ч а ю ш и и с я тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности, разрезание образца проводят до наступления стационарного режима влагопереноса в образце спустя время v (i после приведения образца в соприкосновение с поверхностью воды, где — предельное значение времени, после которого наступает стационарный режим влагопереноса в образце, а значение коэффициента влагопроводности рассчитывают по формуле

А

С х

@гад и>х где G„ OTH T oT K 8 сечении образца, находящемся на расстоянии х от нижней грани образца;

ых — влагосодержание в сечении, находящемся на расстоянии х от нижней грани образца.

1193529

30 где G„

Хmay, У,и„х. „а., 27 х4 х где

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при исследовании процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах, преимущественно для определения коэффициентов влагопроводности строительных материалов.

Кроме того, предлагаемый способ может быть использован при исследовании грунтов, а также в лабораториях химической промышленности.

Целью изобретения является сокращение времени и повышение точности определения коэффициента влагопроводности капиллярно-пористых материалов.

Согласно предлагаемому способу предварительно высущенный образец материала, имеющий форму призмы с влагоизолированными боковыми гранями, приводят в соприкосновение нижней гранью с поверхностью воды, затем образец разрезают на несколько частей по длине, определяют влагосодержание каждой части термовесовым методом, IIo полученному распределению влаги по длине образца рассчитывают градиенты влагосодержания и значения коэффициента влагопроводности. Значения коэффициента влагопроводности рассчитывают по формуле

С Х вЂ” grad я

Х плотность потока влаги в сечении, находящемся на расстоянии х "от нижней грани образца, кг/м с, опредеz ляемая по формуле плотность материала кг/м время в течение которого образец находился в контакте с поверхностью воды, с; расстояние от нижней грани образца до рассматриваемого сечения, м; расстояние от нижней грани образца до сечения, где влагосодержание материала равно нулю, м; влаrocодержание материала в сечении, находящемся на расстоянии х от нижней грани образца, кг/кг.

Другим отличием предлагаемого способа является то, что разрезание образца на несколько частей по длине производят во время т.е. процесс капиллярного всасывания воды образцам описывается уравнением = А где Я вЂ” количество поглощенной воды, кг/м

А — коэффициент капиллярного всасывания, постоянный для рассматриваемого материала, кг/(м 2 ч < ).

Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что коэффициент влагопроводности рассчитывается на основе измерений переменной плотности потока влаги по длине образца.

Сокращение продолжительности эксперимента достигается тем, что разрезание образца производится в нестационарном режиме влагопереноса, задолго до наступления стационарного влагопереноса. Повышение точности обеспечивается тем, что учитывается только капиллярная влагопроводность материала, по сравнению с которой диффузия пара пренебрежимо мала.

На фиг. 1 изображен график капиллярного всасывания воды образцом цементно-песчанного раствора (т= 2000 кг/м )(до момента времени =, выполняется закон капиллярного всасывания Я =АЛ); на фиг. 2 — влагосодержание по длине образца цементно-песчаного раствора (= 2000 кг/м ) через 1 ч после приведения в соприкосновение нижне9 грани образца с поверхностью воды (кривая 2 влагосодержания по длине образца;касательные 3 к кривой влагосодержания, необходимые для вычисления градиентов влагосодержания

grad их = tg Ых); на фиг. 3 — влагосодержание по длине образца цементнопесчаного раствора (г = 2000 кг/м )

3 через 4 ч после приведения в соприкосновение нижней грани образца с поверхностью воды (кривая 2); касательные 3 к кривой влагосодержания, необходимые для вычисления градиентов влагосодержания; на фиг. 4 — зависимость коэффициента влагопроводности цементно-песчаного раствора (4 = 2000 кг/м ) от влажности. (— значения (фиг. 2), полученные

1193

p„. 104 кг/(м с) кг

Ш х кг — grad х, G x ° 1О+ (кг/кг)/м кг/(м . С)

1 х, м

3,2

3,2

0,070

0,064

0,052

0,0025

0,0075

0,0125

1,8

3,1

0,96

2,7

2,8

0,49

4,3.

2,1

0,037

0,007

0,0175

О, 0225

0,07

6,7

0,45

Та блица 2 кг х кг р„10 кг/(м с) G „10% кг/(м . с) — grad ы, (кг/кг)/м х, м

3 1 4

0,005

0,015

0,079

0,078

3,0

3,0 по первому опыту; х — значения (фиг. 3), полученные по второму опыту.

Пример 1. Определение коэффициента влагопроводности цементнопесчаного раствора 1 = 2000 кг/м (1:3, в/ц = 0,6). Образцы изготовлены в виде призм высотой 0,09 м и сечением 0,03 х 0,03 м. Эксперимент проводится при 201 С и нормальном 10 атмосферном давлении. Боковые грани образцов влагоизолировались расплавленным битумом.

Эксперименты с образцом-близнецом позволяют установить А=3,3 кг/(м ч / ) Т, =25 ч. График капиллярного . всасывания воды образцом представлен на фиг. 1.

Определение коэффициента влагопроводности проводится при значениях 2р

1 ч и С= 4 ч. Два образца нижними гранями приведены в соприкосновение с поверхностью воды, через 1 ч первый образец разрезан на части толщиной 0,005 м, материал каждой д части помещен в бокс, взвешен на технических весах и высушен до постоянной массы при 105 + 2 C. Взвешивание проводится с точностью 0,01 г. Аналогично, второй образец разрезан на части толщиной 0,01 м через 4 ч пос.ле приведения в соприкосновение с поверхностью воды.

529 4

Изменение влагосодержания по длине образцов представлены на фиг. 2 и 3. Здесь же выполнено графическое определение градиентов влагосодержания в сечениях образцов. Результаты вычислений сведены в табл. 1 и 2.

Значения коэффициента влагопроводности представлены на фиг ° 4. Следует отметить, что несмотря на то, что образцы разрезаны в разное время, значения коэффициента влагопроводности, полученные из двух опытов, близки между собой и хорошо ложатся на одну кривую фиг. 4. Это подтверждает адекватность принятой модели.

Для исследованного материала получить коэффициент влагопроводности стацио" карным методом не представляется возможным, поскольку материал обладает способносты интенсивного капил-. лярного всасывания воды и даже в образцах высотой 0,25 м устанавливается постоянное влагосодержание по высоте образца. Зто показывает преимущество предлагаемого метода.

Расчет значений коэффициента влагопроводности цементно-песчаного раствора )= 2000 кг/м, = 3600 приведен в табл. 1.

Расчет значений коэффициента влагопроводности цементно-песчаного раствора т= 2000 кг/м, 7 = 15400 с приведен в табл. 2.

Таблица 1.

1193529

3,0

0,079

0,074

0,86

3,4

2,6

1,4

1,9

2,5

2,0

0,44

0,8

3,6

0,12

ХГ

, раей

0,025

0,035

0,045

0,055

0,065

0,067

0,064

0,046

0,009

0 а

Продолжение табл.2

3193529

Q05 ц05

О! а,os

00$ Xrnaд

ФигЗ

1193529,69

Ю МГ

ЮС

0,05

Фиг.4

O1 ur, кг

Составитель E. Карманова

Техред Ж.Кастелевич Корректор «"

1Л "

Редактор П. Коссей

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7308/45 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раусшкая наб., д. 4/5