CS200443B1 - Způsob zjišťování odolnosti porézních stavebních materiálů vůči agresivním činidlům - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zjišťování odolnosti porézních stavebních materiálů vůči agresivním činidlům ·

Dosud se pro tyto účely používají chemické nebo fyzikální analýzy, sleduje se změna pevnostních charakteristik materiálů, hmotnosti, délky nebo objemu vzorků. Mění se nedestruk tivní dynamický modul pružnosti rezonanční metodou nebo rychlost šíření ultrazvukových im pulsů, viz Moskvin V.M. 1 Korozija betona, Moskva 1952, 341 s. a Kolonikova E.I.t Dolgovečtnosť stroitelnýoh materiálov, Moskva, 1975 158 s. Tyto metody jsou buá velmi pracné a zdlouhavé nebo málo citlivé k sledovaným změnám. To vyvolává nutnost buá sledovat jevy dlouhodobě ( řadově roky až desítky let ) , což je velmi nákladné a není umožněna možnost operativního hodnocení agresivity či odolnosti. Aby bylo možně získat výsledky v relativně kratších termínech i pomocí metod, které jsou k dispozici, využívají se pro experimenty různé urychlené metody, u nichž se urychlení dosahuje buá zvýšením reagujícího povrohu, například rozmělněním vzorku nebo zvýšením rychlosti výměny agresivního média. Další používanou možností, jak urychlit sledované procesy, je zvýšení koncentrace agresivních médií . Všechny tyto urychlené metody však velmi narušují modelové podmínky a je· tak značně znesnadněn přenos získaných výsledků do reálných podmínek, viz Moskvin V.M. i Korozija betona, Moskva, 1952, 341 s. Ve všech případech je postup stanovení zdlouhavý, pracný a nákladný. Všechny používané postupy svou časovou náročností znemožňují bezprostřední operativní použití výsledků.

200 443

200 443

Uvedené nedoetatky odstraňuje způsob zjišťování odolnosti porézních stavebních materiálů vůči agresivním činidlům podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se do vzorku

223 22d stavebního porézního materiálu zavedou radioaktivní izotopy, výhodně Th a *Ra, vzorek se přivede do styku s agresivním médiem, například kyselinou dusičnou, načež se měří rychlost uvolňování radioaktivního plynu, výhodně radium ze vzorku. Podle dalšího význaků se vzorek přivede do styku s Inertním plynem, výhodně vzduchem.

Do zkoumaného materiálu lze zavádět inertní plyn, například xenon, krypton, radon, difúzí za zvýšeného tlaku nebo přidáním mateřských izotopů plynů k materiálu během jeho pří pravý anebo dodatečnou impregnací materiálu roztokem obsahujícím tyto radioizotopy. Dojde-li k interakci agresivního média s materiálem, uvolní se v důsledku výměnných chemických reakoí a následného narušování struktury určité množství radioaktivního plynu obsaženého ve vzorku. Uvolněné množství plynu je přitom úměrné stupni porušení materiálu, které se postupně šíří jako důsledek interakce materiálu a agresivního média.

Výhodou způsobu podle vynálezu je jeho vysoká citlivost a rychlost stanovení. To umožňuje při urychlených zkouškách, například při zvýšené koncentraci agresivního média provádět stanovení sledovaného parametru během řadově desítek minut. V případě dlouhodobějších zkoušek je pak možno pracovat se skutečnými koncentracemi agresivních médií, což mimořádně zpřesňuje odhad dlouhodobé trvanlivosti stavebních materiálů v konkrétních podmínkách.

Způsob podle vynálezu je blíže objasněn na následujících příkladech provedení.

Příklad 1

Hodnocení útočnosti agresivních roztoků vůči cementovému kameni.

Vzorek cementového kamene ve tvaru válcového tělíska o průměru základny 11 mm a výšce 20 mm s vodním součinitelem v/c » 0,31, do kterého bylo při výrobě přidáno štěpové množství 228 Th/224 Ra se vloží do kyvety obsahující 25 ml roztoku 0,20 % kyseliny dusičné, která se hermetioky uzavře a připojí se přívod vzduohu o průtoku 35 ml/min, načež se vzduch vede do měřící komůrky měřící aparatury a kontinuálně je po dobu jedné hodiny měřena rychlost uvolňování radonu ze vzorku. Podobným způsobem je měřena rychlost uvolňování radonu ze vzorků téhož materiálu v agresivních roztocích kyseliny dusičné o koncentraci 0,4 %, 0,8 %, 1 % a 5 % a sledovaná časová závislost rychlosti uvolňování radonu. Pro každou koncentraci se provede zkouška na třech vzorcích . Jednotlivé křivky časové závislosti se liší směraioí růstu rychlosti uvolňování, přičemž nejnižší koncentrace agresivního roztoku má nejnižší směrnici 1 nárůst a nejvyšší použitá koncentrace relativně nejvyšší směrnici nárůstu. Pro vyhodnocení sledovaného agresivního média je porovnáván úhel /3 mezi časovou osou a přímkou určenou průměrnými hodnotami uvolňování plynu v čase 5 minut a 60 minut od okamžiku vložení vzorku do roztoku. Velikost úhluve stupních, udává stupeň agresivity média. Při klesající agresivitě média vůči sledovanému materiálu se bude úhel/3 blížit nule, při vzrůstajíoí agresivitě úhely^ limituje k 90 ° ·

Uvedený pracovní postup podle vynálezu umožňuje zcela nový metodický přístup k hodnocení útočnosti agresivního média vůči zadanému materiálu. Postup stanovení je ryohlý a vysoce oitlivý . Dovoluje ryohlé vyhodnooování , což v praxi může přinést významné časové a ekonomioké úspory a možnoet operativního řeěení konkrétních problémů.

200 443

Příklad 2

Hodnocení odolnosti cementového kamene vůči kapalnému agresivnímu médiu.

Nejprve se připraví vzorky cementového kamene ve tvaru válcových tělísek o průměru zákt» ladný 11 mm a výěoe 20 mm, 4 série po 3 kuseoh, ato tak, že 1.série má vodní součinitel v/o «· 0,28 f 2.série v/c » 0,32 f 3.série v/c 0,36 f 4.série « v/c » 0,40, přiěemž do záměsové vody se před výrobou přidá stopové množství radioizotopů 228^ / 224^ o aktivitě 10 yu Ci . Směs cementu a záměsové vody umístěná se skleněnou nádobkou v rukavicové skříni se hemogenizuje po dobu 5 min. Z takto připravené cementové kaše se vyrobí v rozebíratelné formě již zmíněná tělíska, která se pak po dobu 28 dní uchovávají o teplotě +20°CÍ2^e0 a relativní vlhkostí 90 % či více ,*V termínu zkoušky se tělíska postupně vkládají do mě říoí kyvety, která vždy obsahuje 25 ml čerstvého zásobního roztoku 0,5 % kyseliny dusičné · Kyveta se hermeticky uzavře a připojí se přívod vzduchu o průtoku 35 ml / min, který probublává roztokem a následně je veden do čidla měřicí aparatury, kde se kontinuálně měří množství radonu uvolňovaného ze vzorku za jednotku času a je zaznamenáváno zapisovačem s tiskárnou.

V závislosti na rozdílné struktuře cementového kamene ve vzorcích různých sérií, v důsledku rozdílných vodních součinitelů, budou i rozdílnou rychlostí probíhat prooesy vyvolané interakcí cementového kamene a agresivního roztoku. Pro vyhodnocení odolnosti cementového kamene je jako v příkladě 1 porovnáván úhel , který svírá časová osa s přímkou určenou průměrnými hodnotami uvolňování plynu v čase 5 minut a 60 minut od okamžiku vložení vzorku do roztoku. Série vzorků, u nichž průměrná hodnota úhluje nejnižší, je tedy vyrobena z cementového kamene, který má nejvyšěí odolnost vůči užitému agresivnímu roztoku.

Uvedený pracovní postup umožňuje optimalizování receptury, zpracování i ošetřování cementového kamene tak, aby v konkrétních podmínkách působení agresivního média byl užit materiál nej odolnější s relativně nejvyšěí trvanlivostí. Způsob podle vynálezu dává možnost ryohle ověřovat vliv různých technologií a vnějších faktorů na kinetiku procesů probíhajících při kontaktu agresivního média a sledocaného materiálu, což umožňuje vytypovat všechny postupy a vlivy, které zvyšují odolnost a tím i trvanlivost materiálu.

Příklad 3

Hodnocení odolnosti omítek vůči agresivnímu plynnému prostředí.

Čtyři série vápenooementové malty se připraví podle následujících receptur, uvedenýoh vždy na 1 písku. Série č.l « éO 1 ( 70 kg ) cementu a 130 1 vápenné kaše hustoty 12 j série č.2 , 5.5 kg cementu a 1251 hydraulického vápna f série č.3 » 160 kg cementu a 135 1 vápenné kaše a série č. 4 » 125 kg cementu a 105 1 hydraulického vápna . Pro každou sérii vyrobíme 3 váloové vzorky o průměru základny 15 mm a výšce 30 mm tak, že do příslušného množství záměsové vody se přidá stopové množství radioizotopů 228 / 224 o aktivitě /u Ci / 1 ml a směs písku, vody, vápna a cementu zhoaogenlzujeme v nádobce umístěné v rukavicévé skříni . Z připravené malty vyrobíme válcová tělíska, která uchováme v prostředí o teplotě 20 ⁰ C ± 2 ⁰ 0 , relativní vlhkost 65 % * 3 % , které navíc obeahuje kysličník siřičitý v koncentraci 3 % . Po 28 dnech vkládáme vzorky postupně do měřicí kyvety, která se hermeticky uzavře a připojí se přívod nosného plynu o průtoku 35 ml / min, v našem pří200 443 pádě kysličhíku siřičitého o koncentraci 3 %, který je veden do čidla měřicí aparatury, kde se kontinuálně měří množství radonu uvolňovaného ze vzorku za jednotku času a je zaznamenáváno zapisovačem a tiskárnou· Měření 1 vzorku je vždy uskutečňováno po dobu 60 minut. Po ukončení měření se vzorky opět uloží do noxmového normálního prostředí, která obsahuje kysličník siřičitý v příslušná koncentraci. Vzorky ponechaná v normálním prostředí 28 dní se měří v Intervalech 1 don až 1 týden. Spojnice naměřených hodnot vynášených v závislosti na čase omezuje spolu s časovou osou plochu, která charakterizuje rychlost koroze omítky daným plynným prostředím a nepřímo tedy i odolnost a trvanlivost omítky. Omítka, pro kterou příslušná spojnice naměřených hodnot omezuje větší plochu, je méně odolná, materiál s menší ploohou je pak odolnější, tedy trvanlivější.

Způsob podle vynálezu, objasněný na příkladu 3 umožňuje relativně rychle hodnotit působení plynná koroze na stavby všeho druhu včetně staveb historických. Postup však umožňuje kombinovat sledování kapalné i plynná koroze současně a přiblížit tak modelová podmínky oo nejvíce podmínkám reálným.

Claims (2)

1. Způsob zjišťování odolnosti porézních stavebních materiálů vůči agresivním činidlům, vyznačeným tím, že se do vzorku stavebního porézního materiálu zavedou radioaktivní izotopy, výhodně 228_Th a 224^ , vzorek so přivede do styku s agresivním médiem, například kyselinou duělčnou, načež se měří rychlost uvolňování radioaktivního plynu, výhodně radonu ze vzorku,

2, Způsob podle bodu 1, Vyznačený tím, že se vzorek přivede do styku s inertním plynem, výhodně vzduchem.