Определить степень заполнения пор образца водой

Степень заполнения пор водой

Среди водных свойств грунтов особое место занимает капиллярность, влияющая на водоподъемную способность грунтов. Высота капиллярного поднятия в песках составляет 40-50 см, в глинах 1,5-2 м, в лессах до 4 м. В результате капиллярного поднятия воды грунты выше уровня грунтовых вод увлажняются, что снижает их прочность. Капиллярное поднятие минерализованных вод увеличивает возможность коррозии строительных материалов, расположенных выше УГВ.

Механические свойства. Сжимаемость — очень важное свойство грунтов, которое учитывается при определении осадок оснований зданий, оснований и насыпей земляных сооружений. Сжимаемость одного и того же грунта может быть различной в зависимости от характера нагрузки (статистическая или динамическая, статистическая кратковременная или длительная).

Сопротивление грунтов сдвигу является важным свойством, знание которого необходимо для прогноза не только прочности и устойчивости грунтовых оснований и массивов, но и инженерно-геологических явлений (оползни, обвалы). Характер сопротивления грунтов внешним нагрузкам зависит от времени их действия. Прочностные и деформационные свойства различных грунтов в зависимости от времени действия нагрузки проявляются по-разному. Это объясняется реологическими особенностями засоленных грунтов.

При проектировании фундаментов под машины важно знать динамические свойства засоленных грунтов оснований. Показатели этих свойств используются для определения возможности разжижения водонасыщенных несвязных грунтов и оценки виброуплотняемости.

В сейсмических районах при проектировании и строительстве следует учитывать, что динамические свойства засоленных грунтов значительно влияют на величину сейсмического воздействия. Увеличение сейсмичности на один балл при неблагоприятных инженерно-геологических условиях (например, засоленность) удорожает строительство.

В большинстве случаев химическое воздействие с материалами строительных конструкций обусловлено химическими свойствами поровой жидкости. Для строительной практики важно отрицательное воздействие подземных вод на строительные материалы — агрессия.

Источник

Структурная пористость материалов: виды пор, способы определения, влияние на свойства материалов.

Пористость-степень заполнения материала порами. Обычно ее расчитывают из средней и истиной плотности.

П_и=(1- )·100%.

Поры бывают: замкнутые, тупиковые, открытые, каппилярные, тупиковые сложной конфигурации. Открытая пористость П₀равна отношению суммарного объема всех пор, насыщающихся водой, к объему материала V_е:

П₀= · ;m1 и m2-масса образца в сухом и насыщенном водой состоянии.

Степень заполнения открытых пор водой зависит от условий проведения эксперимента и выражается еще двумя видами пористости – водопоглощением и водонасыщением.

Водопоглощение вычисляется по разнице масс образца в сухом состоянии и после 48 часов выдерживания в воде при атмосферном давлении. Иными словами водопоглощение – объем воды, поглощаемой материалом при нормальном давлении. При этом часть открытых тупиковых пор для воды недоступны.

m0 – масса сухого образца г

m1 – масса образца после 48 часов нахождения в воде, г

V – объем образца

Открытые поры могут сообщаться между собой и с окружающей средой посредством капилляров, поэтому они заполняются водой при обычных условиях насыщения, например при погружении образцов материала в ванну с водой.

Закрытая пористость равна:

От величины пористости и ее характера (размера и формы пор, равномерности распределения пор по объему материала, их структуры—сообщающиеся поры или замкнутые) зависят важнейшие свойства материала: плотность, прочность, долговечность, теплопроводность, водопоглощение, водонепроницаемость и др. Например, открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала и ухудшают его морозостойкость. Однако в звукопоглощающих материалах открытые поры желательны, так как они поглощают звуковую энергию. Увеличение закрытой пористости за счет открытой повышает долговечность материала и уменьшает его теплопроводность. Сведения о пористости материала позволяют определять целесообразные области его применения.

Для точных измерений объема пор используют сжиженный гелий, при этом учитывают его сверхтекучесть и способность проникать в тонкие поры. Зная объем материала в естественном состоянии V_еи определив объем заключающихся в нем пор, находят объем, занимаемый веществом :V_a=V_e-V_п.

Действительный объем открытых пор определяется водонасыщением при кипячении образца материала в воде или при вакуумировании в установке.

При одинаковом объеме пор наилучшими техническими свойствами обладают мелкозернистые материалы с замкнутыми равномерно распределенными порами. Материалы с открытыми порами способны заполняться водой. Капиллярно-пористая структура является причиной капиллярного подсоса и гигроскопичности, т.е. такие материалы подсасывают воду из грунта и поглощают ее из воздуха.

Источник

Определение пористости

Пористость (общая) П – степень заполнения материала порами:

где V_n – объем пор в материале; V₀ – объем материала в естественном состоянии.

Открытая пористость П_о определяется как отношение суммарного объема пор, насыщающихся водой, V_n вод к объему материала V₀, т.е.

Существует два способа определения общей пористости: экспериментальный и экспериментально-расчетный.

Экспериментальный (прямой) способ основан на замещении порового пространства в материале сжиженным гелием и тре­бует сложной аппаратуры для испытаний.

Экспериментально-расчетный метод определения порис­тости использует найденные опытным путем значения истинной плотности материалаρ и его средней плотности ρ₀ в сухом состоянии. Пористость П (%) вычисляют по формуле

. (13)

Для определения открытой некапиллярной пористости об­разцы насыщают в воде в течение 24 ч, затем выдерживают 10 мин на решетке, после чего определяют их объем по вы­теканию воды с помощью объёмомера или как разность между весом образцов на воздухе и в воде при взвешивании на гидростатических весах без предварительного высушивания и парафинирования. Открытую некапиллярную пористость П_он (%)вычисляют по формуле

, (14)

где V₀ — общий объем образца, см 3 ; V₁ — объем насы­щенного водой образца, cм 3 .

Открытую капиллярную пористость П_ок (%) определяют по формуле

где В_о – объемное водопоглощение материала, % (см. п.6).

Открытая пористость материала в целом П₀ (%) равна

Закрытую пористость П_з (%) вычисляют по формуле (12).

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Степень — заполнение — пора

Степень заполнения пор нефтью ( газом) называют нефтена-сыщенностью ( газонасыщенностью) и измеряют в % или долях единицы. Следовательно, в пластах в поровом пространстве может заключаться 70 — 90 % нефти или газа, а остальное заполнено остаточной ( связанной) водой, которая обычно бывает связана с породой и является неподвижной. [1]

Влияние степени заполнения пор покрытия электролитом грунта на величину его сопротивления до настоящего времени изучено недостаточно. Поэтому вывод точных аналитических зависимостей, описывающих кинетику этого явления, представляет большие трудности. [3]

Установлено, что степень заполнения пор снижается от пропитки к пропитке для всех без исключения импрегнатов, что говорит о том, что в процессе многократных пропиток снижается преимущественно открытая пористоть материала. [4]

Так как от степени заполнения пор электролитом зависит электрическое сопротивление образцов, то скорость пропитки можно определять с помощью измерения электрического сопротивления. Предварительно взвешенный сухой образец погружают в электролит в приборе для измерения электрического сопротивления и одновременно включают секундомер. Строят кривую электрическое сопротивление — время. Когда электрическое сопротивление достигнет постоянного значения, образец извлекают из электролита, стряхивают с него капли и взвешивают. Определяют таким образом тпр — массу при предельной свободной пропитке. Остальные операции и расчеты аналогичны приведенным в пункте А. Снятая кривая изменения электрического сопротивления во времени позволяет судить о скорости пропитки образца. Если обнаружится разница между значениями тпр и т3, это указывает на наличие полузамкнутых ( бутылочных) пор. [5]

Степень влажности показывает степень заполнения пор грунта водой. [6]

По результатам исследований степени заполнения пор пропитываемого материала , выходу коксового остатка из им-прегната, степени уплотнения материала импрегнаты обнаруживают четкие различия при пропитке. Установлено, что критерием пригодности использования пеков в качестве импрегнатов является групповой состав и в первую очередь содержание г и 2-фракций, а температура размягчения определяет температурный режим пропитки. [7]

Для глинистых грунтов со степенью заполнения пор льдом и незамерзшей водой g0 95 СН 91 — 60 допускают определять 6 по физическим характеристикам образцов, отобранных из скважин с нарушением структуры. [8]

Формы эти связаны со степенью заполнения пор осадка жидкостью. [9]

Морозостойкость материалов зависит от их плотности и степени заполнения пор водой. [10]

По тари-ровочному графику связи удельного сопротивления массива и степени заполнения пор инъекционным раствором определяется качество цементации для любого момента. Каротаж производится по автоматической схеме регистрации с помощью автоматической каротажной станции. [12]

Водопоглощением называется способность материала впитывать воду; оно характеризуется степенью заполнения пор материала водой. Обычно водопоглоще-ние определяется по разности между весом образца, насыщенного водой, и весом сухого образца, отнесенной к весу сухого образца, и выражается в процентах. [14]

В од о поглощением называется способность материала впитывать воду; оно характеризуется степенью заполнения пор материала водой. Обычно водопоглоще-ние определяется по разности между весом образца, насыщенного водой и весом сухого образца, отнесенной к весу сухого образца, и выражается в процентах. [15]

Источник

Определяют водопоглощение по массе и объему.

Образец оформления отчета

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Проектирования и эксплуатации автомобилей»

НАЗВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Отчет по лабораторной работе №

Принял: Выполнил: ст. гр.

СТРУКТУРА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Наименование темы лабораторной работы. Оно должно выполняться четко и выделяться из основного текста.

2. Цель лабораторной работы – это наименование определяемого свойства; метод, используемый в работе; оценка правильности полученных результатов.

3. Теоретическая часть. Приводятся основные определения изучаемых в данной работе свойств строительных материалов, вывод расчетных формул, единицы размерности определяемых констант.

4. Материалы и оборудование, реактивы.

5. Методика выполнения работы.

Излагается ход работы в достаточно краткой форме с указанием последовательности выполнения операций.

6. Расчетная часть.

Расчетная часть присутствует в том случае, когда необходимо провести вспомогательные расчеты-пояснения, не вошедшие в лабораторный журнал.

Делается вывод о правильности полученных результатов путем сравнения их со стандартными значениями определяемых в лабораторной работе констант, приведенных в специальной литературе или указанных в ГОСТе.

Лабораторная работа № 3

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРИСТОСТИ, ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ И МОРОЗОСТОЙКОСТИ

Пористость материала характеризуется степенью заполнения его объема порами.

Ее вычисляют по формуле:

— П — пористость материала, %;

— р_п — средняя плотность материала, кг/м 3 ;

— р — истинная плотность материала, кг/м 3 .

Для сыпучих материалов по приведенной выше формуле определяют истинную пористость, называемую обычно пустотностью.

В данном случае берут насыпную плотность, а вме­сто истинной плотности — среднюю плотность кусков (зерен) материала.

Результаты вычисления пористости материала за­носят в журнал для лабораторных и практических работ.

В объеме материала одновременно могут находиться поры и пустоты.

Поры представляют собой мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой, пустоты же — более крупные ячейки и полости, образующиеся между кусками рыхло насы­панного материала.

Значения пористости строительных материалов различны, например, для:

— стекла и металла пористость составляет 0 %,

— обычного тяжелого бетона — 5—10 %,

Пористость в значительной степени определяет эксплуатаци­онные свойства материалов, водопоглощение, водопроницае­мость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

Водопоглощение — это способность материала впитывать и удерживать в порах воду.

Вода заполняет мельчайшие поры и ка­пилляры в материале, но так как часть из них все же оказывается недоступной для воды, а в порах, заполняемых водой, частично остается воздух, то по количеству воды, поглощаемой материа­лом, только приблизительно можно установить открытую пори­стость.

Определяют водопоглощение по массе и объему.

Водопоглощение по массе В_мас, (%), равно отношению массы воды, поглощенной образцом при насыщении, к массе сухого образца:

— m — масса сухого образца, кг;

— m₁ — масса насыщенного водой образца, кг.

Водопоглощение по объему, B_o6, (%), равно массе поглощен­ной образцом воды при насыщении его, отнесенной к объему об­разца V:

Соотношение между водопоглощением по объему и массе равно средней плотности материала в сухом состоянии:

Зная значения водопоглощения по массе и среднюю плот­ность материала, можно получить формулу для расчета водопоглощения по объему:

Методика определения водопоглощения различных материа­лов регламентируется соответствующими ГОСТами.

2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ КИРПИЧА

Испытание кирпича на водопоглощение производят путем насыщения образцов (целого кирпича или его половинок) в во­де с температурой 15-20 °С в течение 48 ч или в кипящей воде в течение 4 ч.

Образцы кирпича в количестве 3 шт. перед испы­танием высушивают при температуре 105—110°С до постоянной массы.

Массу образца считают постоянной, если разница ре­зультатов двух последовательных взвешиваний после высуши­вания не превышает 0,2 %.

Взвешивание образцов производят после их полного остывания.

Время между двумя последова­тельными взвешиваниями, включающее сушку и остывание об­разцов, должно быть не менее 3 ч.

Образцы-кирпичи укладывают тычком на дно сосуда с водой с температурой 15-20 0 С так, чтобы уровень воды в нем был вы­ше верха образцов на 2— 10 см.

Образцы выдерживают в воде в те­чение 48 ч, после чего вынимают из сосуда, обтирают влажной тканью и немедленно взвешивают.

Массу воды, вытекающую из образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца.

Водопоглощение образца В_мас, %, определяют по формуле:

— m — масса сухого образца, кг;

— m₁ — масса насыщенного водой образца, кг.

Водопоглощение кирпича вычисляют как среднее арифмети­ческое результатов испытаний трех образцов.

С целью ускоренного определения водопоглощения кирпича можно применить метод кипячения, согласно которому подготов­ленные по приведенной ранее методике три образца-кирпича по­гружают в сосуд с водой, нагревают до температуры кипения воды.

В кипящей воде образцы выдерживают в течение 4 ч, после чего ох­лаждают до температуры 20—30 0 С путем непрерывного добавления в сосуд холодной воды.

Взвешивание и вычисление водопоглоще­ния производят по приведенной выше методике.

Водопоглощение кирпича должно быть не менее 8 %.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ КИРПИЧА

Для определения морозостойкости всех видов керамического кирпича, пустотелых керамических камней и облицовочных ке­рамических плиток в качестве образцов используют обычно пять целых изделий.

Перед испытанием на образцах несмываемой краской около ребер, углов фиксируют трещины и другие дефек­ты.

Образцы со значительными дефектами испытанию не подле­жат.

Предназначенные для испытания образцы высушивают до постоянной массы и взвешивают, затем насыщают водой, как при определении водопоглощения.

Замораживание образцов в морозильной камере и их оттаива­ние производят в контейнерах, сваренных из стальных стержней или полос.

В контейнеры образцы укладывают, соблюдая зазоры не менее 20 мм, чтобы лучше обеспечить доступ холодного воз­духа к образцам.

При этом морозильную камеру можно загрузить не более чем на 50 % ее объема.

Закрыв морозильную камеру по­сле загрузки образцов, в ней поддерживают температуру в преде­лах от — 15 до —20 °С.

Началом замораживания образцов считают момент установления в камере температуры —15 °С.

Продолжи­тельность одного замораживания образцов при температуре воз­духа в камере — 15″С должна быть 4 ч.

После окончания замораживания образцы в контейнерах полностью погружают в сосуд с водой.

Температура воды в сосу­де должна быть 15—20 0 С в течение всего периода оттаивания об­разцов.

Продолжительность одного оттаивания в воде должна быть не менее половины продолжительности замораживания.

При оценке морозостойкости кирпича по степени поврежде­ния, образцы осматривают через каждые 5 циклов при 15 и 25 циклах попеременного замораживания и оттаивания и через каждые 10 циклов при 35 и 50 циклах попеременного заморажи­вания и оттаивания.

Осмотр производят после их оттаивания.

Образцы считают выдержавшими испытание, если после требуе­мого числа циклов замораживания и оттаивания они не разруша­ются или на их поверхности не будет обнаружено видимых по­вреждений.

Признаки повреждений (расслоение, шелушение, сквозные трещины, выкрашивания) устанавливаются стандарта­ми на эти материалы и изделия.

При оценке морозостойкости кирпича по потере массы после проведения требуемого числа циклов замораживания и оттаива­ния образцы природного камня и керамических материалов вы­сушивают при температуре 105—110 °С до постоянной массы, об­разцы других материалов взвешивают в насыщенном водой состоянии с погрешностью не более 0,2 %.

Потеря массы образца кирпича, %:

m₁ — масса насыщенного водой образца перед испытанием его на морозостойкость, г;

m₃ — то же, после испытания, г.

Потерю массы образцов после испытания на морозостойкость вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний пяти образцов.

Допускаемая величина потери массы образцов после попеременного замораживания и оттаивания устанавливается стандартами на эти материалы.

Например, для керамического кирпича потеря массы не должна превышать 2 %.

Источник