SU1476368A1 - Method of determining quantity of unfreezed moisture in capillary-porous materials - Google Patents
Method of determining quantity of unfreezed moisture in capillary-porous materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1476368A1 SU1476368A1 SU874322436A SU4322436A SU1476368A1 SU 1476368 A1 SU1476368 A1 SU 1476368A1 SU 874322436 A SU874322436 A SU 874322436A SU 4322436 A SU4322436 A SU 4322436A SU 1476368 A1 SU1476368 A1 SU 1476368A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- moisture
- sample
- amount
- temperature
- unfrozen
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл исследовани фазового превращени влаги в капилл рно-пористых или дисперсных материалах. Согласно способу количество незамерзшей влаги определ ют при помощи закладных датчиков, измер ющих электрический параметр, например емкость, в локальном объеме образца материала. По результату измерени и по полученной предварительно градуировочной зависимости определ ют количество незамерзшей влаги в образце. С целью повышени точности определ ют поправку на температуру к градуировочной зависимости, которую наход т путем исследовани зависимости электрического параметра от температуры при переохлажденном состо нии влаги в образце материала. Введение определенной таким образом поправки позвол ет повысить точность определени до 40%. Кроме того, повышаетс достоверность результатов, так дл цементно-песчаного раствора получено, что количество незамерзшей воды не зависит от начальной влажности образца (когда перва меньше второй), а в способе-прототипе получен противоположный вывод. 5 ил.The invention relates to a measurement technique and is intended to study the phase transformation of moisture in capillary-porous or dispersed materials. According to the method, the amount of unfrozen moisture is determined by using embedded sensors that measure an electrical parameter, such as capacitance, in a local volume of a sample of material. The amount of unfrozen moisture in the sample is determined from the measurement result and from the obtained preliminary calibration curve. In order to increase the accuracy, a correction for the temperature to the calibration dependence is determined, which is found by examining the dependence of the electrical parameter on the temperature in the supercooled state of moisture in the sample of material. The introduction of a correction as defined in this way makes it possible to increase the determination accuracy up to 40%. In addition, the reliability of the results is improved, for a cement-sand mortar it was found that the amount of unfrozen water does not depend on the initial moisture content of the sample (when the first is less than the second), and the opposite conclusion was obtained in the prototype method. 5 il.
Description
1one
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть применено при исследовании фазового превращени влаги в капилл рно-пористых или дисперсных материалах , преимущественно дл определени количества незамерзшей влаги в строительных материалах, кроме того, при исследовании почв и грунтов, а также в лаборатори х химической и пищевой промышленности .The invention relates to a measuring technique and can be applied in the study of the phase transformation of moisture in capillary-porous or dispersed materials, mainly for determining the amount of unfrozen moisture in building materials, in addition, in the study of soils and soils, as well as in chemical and food laboratories. industry.
Цель изобретени - повышение точности определени количества незамерзшей влаги в капилл рно-пористых материалах.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the amount of unfrozen moisture in capillary-porous materials.
Согласно способу одновременно измер ют температуру и электрический параметр, например емкость, в локальном объеме образца при помощи закладных датчиков, определ ют при положительной температуреAccording to the method, a temperature and an electrical parameter, for example, a capacitance, are measured simultaneously in a local sample volume using embedded sensors, determined at a positive temperature.
градуировочную зависимость, по полученным результатам определ ют количество незамерзшей влаги, после определени градуировочной зависимости плавно понижают температуру образца и при переохлажденном состо нии влаги в порах материала регистрируют значени электрического параметра вплоть до момента его резкого изменени , а по полученным данным наход т температурную поправку, с учетом которой по градуировочной зависимости определ ют количество незамерзшей влаги.the calibration dependence, according to the results obtained, the amount of unfrozen moisture is determined, after determining the calibration dependence, the sample temperature is gradually lowered and, in the supercooled state of moisture, the electrical parameter values are recorded in the pores of the material until it changes abruptly, and according to the data obtained, Considering which, according to the calibration dependence, the amount of unfrozen moisture is determined.
Предлагаемый способ позвол ет повысить точность определени количества незамерзшей воды в материале. Повышение точности определени обеспечиваетс тем, что учитываетс вли ние температуры, в том числе отрицательной, на градуировочную зависи4 The proposed method improves the accuracy of determining the amount of unfrozen water in the material. Improving the accuracy of determination is ensured by the fact that the effect of temperature, including negative, on the calibration dependence is taken into account
OS СОOS CO
О) ооLtd
мость. При замерзании части влаги, содержащейс в материале, измен етс измер емый электрический параметр, по величине которого можно определить, сколько влаги в материале осталось незамерзшей. При этом величина электрического параметра измен етс не только вследствие фазового превращени влаги, но и вследствие вли ни температуры на незамерзшую влагу в материале . Предлагаемый способ позвол ет такразца не было. Крива 5 соответствует плавному охлаждению образца, при этом достигнуто переохлаждение воды в его порах .the bridge When a part of the moisture contained in the material freezes, the measured electrical parameter changes, by the value of which it is possible to determine how much moisture in the material remains unfrozen. In this case, the value of the electrical parameter changes not only due to the phase transformation of moisture, but also due to the effect of temperature on the unfrozen moisture in the material. The proposed method allows for no such pattern. Curve 5 corresponds to the smooth cooling of the sample, with the result that water is supercooling in its pores.
По результатам измерений, представленных на кривой 5, построен график зависимости электрической емкости закладного датчика от температуры исследуемого образца (фиг. 4, крива 6). Участок этого графика при температуре от 0 до -5,6°СAccording to the results of measurements presented on curve 5, a graph of the dependence of the electrical capacitance of the embedded sensor on the temperature of the sample under study (Fig. 4, curve 6) is plotted. The plot of this graph at a temperature of from 0 to -5.6 ° C
же разделить вли ние этих факторов и этим соответствует переохлажденному состо ниюsame to divide the influence of these factors and this corresponds to the supercooled state
воды в порах образца. Аналогичные исследовани были выполнены при влажности образца 5,4%, соответствующа крива 7 приведена на фиг. 4. Участок кривой б (при влажности образца 9,9%), соответствующий положительной температуре (О 20°С), аппроксимируетс уравнением Сэ 0,4/+119.(3)water in the pores of the sample. Similar studies were performed with a sample moisture of 5.4%, the corresponding curve 7 is shown in FIG. 4. The portion of curve b (at a sample moisture of 9.9%), corresponding to a positive temperature (~ 20 ° C), is approximated by the equation Сэ 0.4 / + 119. (3)
Участок этой же кривой, соответствующий переохлажденному состо нию воды в поСл на фиг. 2 и 3 - изменени во 20 pax материала при температуре от ОThe portion of the same curve corresponding to the supercooled state of water in the case of FIG. 2 and 3 - changes in 20 pax of the material at a temperature from 0
повысить точность определени содержани в материале количества незамерзшей воды.increase the accuracy of determining the amount of unfrozen water in the material.
На фиг. I изображена градуировочна зависимость емкости закладного датчика от влажности образцов цементно-пес- чаного раствора(1:3 ,66), полученна при температуре , где 1 - график уравнени линейной регрессии С$ по со, 2 - график уравнени линейной регрессии со поFIG. I shows the calibration dependence of the capacitance of the embedded sensor on the moisture content of cement-sand mortar samples (1: 3, 66) obtained at a temperature where 1 is the graph of the linear regression equation С $ with со, 2 is the graph of the linear regression equation with
др -5,6°С, аппроксимируетс уравнениемdr -5.6 ° C, approximated by the equation
2525
30thirty
времени электрической емкости закладного датчика и температуры при охлаждении образца цементно-песчаного раствора, где 3 и 4 - кривые, соответствующие быстрому охлаждению, 5 - кривые плавного охлаждени ; на фиг. 4 - зависимость емкости закладного датчика от температуры образца, полученна при плавном охлаждении образца, где 6 - крива при влажности образца 9,9%, 7 - при влажности образца 5,4%; па фиг. 5 - содержание незамерзшей воды в цементно-песчаном растворе , определенное различными способами, где крива 8 получена калориметрическим методом, 9 - предлагаемым способом, 10 - известным способом при влажности материала 9,9%; 11 - то же, при влаж- 35 ности материала 5,4%.time of the electrical capacitance of the embedded sensor and the temperature during cooling of the cement-sand mortar sample, where 3 and 4 are curves corresponding to rapid cooling, 5 are smooth cooling curves; in fig. 4 - dependence of the capacitance of the embedded sensor on the sample temperature, obtained by smoothly cooling the sample, where 6 is the curve at sample humidity of 9.9%, 7 - at sample humidity of 5.4%; pas figs. 5 - the content of unfrozen water in the cement-sand solution, determined in various ways, where curve 8 was obtained by the calorimetric method, 9 - by the proposed method, 10 - by a known method at a material moisture content of 9.9%; 11 - the same, when the moisture content of the material is 5.4%.
Пример. Производ т определение диэль- кометрическим методом количества незамерзшей воды в цементно-песчаном растворе (1:3, ,66).Example. The amount of unfrozen water in a cement-sand mortar is determined by the dielcometric method (1: 3,, 66).
При температуре определена градуировочна зависимость электрического параметра (емкость закладных датчиков Сэ) от влажности (со) материала (фиг. 1). Эта зависимость аппроксимирована уравнени ми пр мой репрессии Сэ по со и ш по С$: Q, 12,4(0-9,6;(1)At temperature, the calibration dependence of the electrical parameter (capacitance of embedded sensors Ce) on the humidity (co) of the material is determined (Fig. 1). This dependence is approximated by the equations of direct repression of Сe to с and ш by С $: Q, 12.4 (0-9.6; (1)
,076Сэ + 1,0.(2), 076Se + 1.0. (2)
Коэффициент коррел ции равен 0,971. Погрешность коэффициента коррел ции равна 0,0087, что указывает на высокую надежность коррел ционной зависимости.The correlation coefficient is 0.971. The error of the correlation coefficient is 0.0087, which indicates a high reliability of the correlation dependence.
При влажности образца исследуемого материала 9.9% по массе провод т постепенное охлаждение образца, при этом регистрируют температуру образца и электрическую емкость закладного датчика (фиг. 2At a sample material humidity of 9.9% by mass, the sample is gradually cooled, and the sample temperature and electrical capacitance of the embedded sensor are recorded (Fig. 2
др -5,6°С, аппроксимируетс уравнениемdr -5.6 ° C, approximated by the equation
Са 1,.(4)Ca 1. (4)
Крива 5 (при влажности материала образца 5,4%) аппроксимируетс уравнениемCurve 5 (at a moisture content of the sample material of 5.4%) is approximated by the equation
,6/+52(5), 6 / + 52 (5)
Уравнени (3)-(5) можно представить в видеEquations (3) - (5) can be represented as
cai - Cao at,(6)cai - Cao at, (6)
где Сщ - емкость датчика во влажном образце при /°С;where Ssch - sensor capacity in a wet sample at / ° C;
С$о - емкость датчика во влажном образце при 0°С.С $ о is the capacitance of the sensor in a wet sample at 0 ° С.
Коэффициент а в (6) зависит от влажности образца. В предположении о линейности этой зависимости получаетс :The coefficient a in (6) depends on the moisture content of the sample. Assuming the linearity of this dependence is obtained:
а± -0,05со+0,84 при (7)a ± -0,05co + 0.84 with (7)
,13со-0,13 при .(8)13co-0.13 at. (8)
Из (6) следует (при ), чтоFrom (6) it follows (when) that
Сэ20-Сд t(Cs20-Сдо)(СэО- C$t) СЭ20-Сд t (Cs20-Сдо) (СЭО- C $ t)
а+20-a-t.(9)a + 20-a-t. (9)
ОтсюдаFrom here
,+а+20-a f.(10), + a + 20-a f. (10)
Дл расчета количества незамерзшей воды в порах исследуемого материала по величине емкости датчика C$i следует приравн ть правые части уравнений (1) и (10), замен со на со™, при этом получаетс 1,24сонВ-9,(-0,05сонв+0,84)20- -(0,1 Зшнв-0,13)(11)To calculate the amount of unfrozen water in the pores of the material under investigation according to the capacitance of the sensor C $ i, the right parts of equations (1) and (10) should be equated, replaced with co and co, thus yielding 1.24 V-9, (- 0.05 p +0.84) 20- - (0.1 Sshnv-0.13) (11)
Отсюда следует, чтоIt follows that
. J Сэ,+0,,4 Ww« 0,,4(12). J Se, + 0,, 4 Ww «0,, 4 (12)
50 Таким образом, согласно предлагаемому способу количество незамерзшей воды в образцах рассчитывают по уравнению (12) в отличие от известного способа, в котором расчет ведетс по уравнению (2).50 Thus, according to the proposed method, the amount of unfrozen water in the samples is calculated by equation (12), in contrast to the known method, in which the calculation is carried out by equation (2).
В таблице приведены данные сопостав40The table shows the comparison data.
4545
и 3). Кривые 3 и 4 соответствуют быст- 55 лени результатов определени количест- рому охлаждению образца, при этом пере- ва незамерзшей воды в образце цемент- охлаждени воды в порах материала об- но-песчаного раствора (1:3, ,66), выразца не было. Крива 5 соответствует плавному охлаждению образца, при этом достигнуто переохлаждение воды в его порах .and 3). Curves 3 and 4 correspond to the rapidity of the results of determining the quantitative cooling of the sample, while the transfer of unfrozen water in the sample of cement to cooling water in the pores of the material of the sand-and-sand solution (1: 3,, 66) It was. Curve 5 corresponds to the smooth cooling of the sample, with the result that water is supercooling in its pores.
По результатам измерений, представленных на кривой 5, построен график зависимости электрической емкости закладного датчика от температуры исследуемого образца (фиг. 4, крива 6). Участок этого графика при температуре от 0 до -5,6°СAccording to the results of measurements presented on curve 5, a graph of the dependence of the electrical capacitance of the embedded sensor on the temperature of the sample under investigation is constructed (Fig. 4, curve 6). The plot of this graph at a temperature of from 0 to -5.6 ° C
соответствует переохлажденному состо ниюcorresponds to supercooled state
0 pax материала при температуре от О0 pax of material at a temperature from 0
5five
00
5 five
др -5,6°С, аппроксимируетс уравнениемdr -5.6 ° C, approximated by the equation
Са 1,.(4)Ca 1. (4)
Крива 5 (при влажности материала образца 5,4%) аппроксимируетс уравнениемCurve 5 (at a moisture content of the sample material of 5.4%) is approximated by the equation
,6/+52(5), 6 / + 52 (5)
Уравнени (3)-(5) можно представить в видеEquations (3) - (5) can be represented as
cai - Cao at,(6)cai - Cao at, (6)
где Сщ - емкость датчика во влажном образце при /°С;where Ssch - sensor capacity in a wet sample at / ° C;
С$о - емкость датчика во влажном образце при 0°С.С $ о is the capacitance of the sensor in a wet sample at 0 ° С.
Коэффициент а в (6) зависит от влажности образца. В предположении о линейности этой зависимости получаетс :The coefficient a in (6) depends on the moisture content of the sample. Assuming the linearity of this dependence is obtained:
а± -0,05со+0,84 при (7)a ± -0,05co + 0.84 with (7)
,13со-0,13 при .(8)13co-0.13 at. (8)
Из (6) следует (при ), чтоFrom (6) it follows (when) that
Сэ20-Сд t(Cs20-Сдо)(СэО- C$t) СЭ20-Сд t (Cs20-Сдо) (СЭО- C $ t)
а+20-a-t.(9)a + 20-a-t. (9)
ОтсюдаFrom here
,+а+20-a f.(10), + a + 20-a f. (10)
Дл расчета количества незамерзшей воды в порах исследуемого материала по величине емкости датчика C$i следует приравн ть правые части уравнений (1) и (10), замен со на со™, при этом получаетс 1,24сонВ-9,(-0,05сонв+0,84)20- -(0,1 Зшнв-0,13)(11)To calculate the amount of unfrozen water in the pores of the material under investigation according to the capacitance of the sensor C $ i, the right parts of equations (1) and (10) should be equated, replaced with co and co, this yields 1.24 V-9 +0.84) 20- - (0.1 Sshnv-0.13) (11)
Отсюда следует, чтоIt follows that
. J Сэ,+0,,4 Ww« 0,,4(12). J Se, + 0,, 4 Ww «0,, 4 (12)
00
5five
Таким образом, согласно предлагаемому способу количество незамерзшей воды в образцах рассчитывают по уравнению (12) в отличие от известного способа, в котором расчет ведетс по уравнению (2).Thus, according to the proposed method, the amount of unfrozen water in the samples is calculated by equation (12) as opposed to the known method, in which the calculation is carried out by equation (2).
В таблице приведены данные сопоставполненных по предлагаемому и известному способам.The table shows the data mapped on the proposed and known methods.
Дл проверки предлагаемого способа используют калориметрический способ, прин тый за эталонный. Как следует из фиг. 5, количество незамерзшей воды, определенное предлагаемым способом (крива 9), отличаетс менее, чем на 10% от определенного калориметрическим способом (крива 8), в то врем как известный способ да ет погрешность до 30% (крива 10). Другое преимущество предлагаемого способа перед известным, полученное в этом примере , заключаетс в том, что он позволил установить, что при влажном образце 6,4% влага в нем не замерзает (при температуре от 0 до -22°С), в то врем как известный способ привел к противоположному факту (крива 11).To verify the proposed method, the calorimetric method adopted as a reference method is used. As follows from FIG. 5, the amount of unfrozen water determined by the proposed method (curve 9) differs by less than 10% from the determined calorimetric method (curve 8), while the known method gives an error of up to 30% (curve 10). Another advantage of the proposed method over the known one, obtained in this example, is that it allowed to establish that with a wet sample of 6.4%, the moisture in it does not freeze (at a temperature of from 0 to -22 ° C), while The known method led to the opposite fact (curve 11).
Таким образом, предлагаемый способ обладает более высокой точностью и позвол ет получать более достоверные данныеThus, the proposed method has higher accuracy and allows to obtain more reliable data.
00
о содержании незамерзшей воды в капилл рно-пористых материалах.on the content of unfrozen water in capillary-porous materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874322436A SU1476368A1 (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Method of determining quantity of unfreezed moisture in capillary-porous materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874322436A SU1476368A1 (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Method of determining quantity of unfreezed moisture in capillary-porous materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1476368A1 true SU1476368A1 (en) | 1989-04-30 |
Family
ID=21334042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874322436A SU1476368A1 (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Method of determining quantity of unfreezed moisture in capillary-porous materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1476368A1 (en) |
-
1987
- 1987-09-29 SU SU874322436A patent/SU1476368A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Нерсесова 3. А. Инструктивные указани по определению количества незамерзшей воды и льда в мерзлых грунтах. - В кн.: Материалы по лабораторным исследовани м мерзлых грунтов. М.: Изд-во АН СССР, 1954, вып. 2, с. 55-77. Авторское свидетельство СССР № 197233, кл. G 01 N 25/02, 1966. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leong et al. | Factors affecting the filter paper method for total and matric suction measurements | |
| Towner | An examination of the fall‐cone method for the determination of some strength properties of remoulded agricultural soils | |
| CN103760061A (en) | Evaluation method of humidity preservation property of cigarette | |
| RU2654832C1 (en) | Method for determining the content of unfrozen water in frozen soils | |
| SU1476368A1 (en) | Method of determining quantity of unfreezed moisture in capillary-porous materials | |
| De Fontenay et al. | Ice Formation in Hardened Cement Paste--1. Mature Water-Saturated Pastes | |
| Tavukçuoğlu et al. | Determination of critical moisture content in porous materials by IR thermography | |
| JP3506650B2 (en) | Method for estimating drying rate and measuring evaporation rate of dewatered cake | |
| RU2450262C1 (en) | Method of determining moisture content of gases and apparatus for realising said method | |
| SU1073705A1 (en) | Construction material humidity determination method | |
| SU369477A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE MOISTURE OF THE MATERIAL INVESTIGATED | |
| SU855462A1 (en) | Method of determination of non-frozen water in salted frozen soils | |
| RU2046325C1 (en) | Method for determining heat conductivity of soil | |
| SU621993A1 (en) | Method of determining the quality of frozen and unfrozen moisture in capillary-porous materials | |
| SU1317345A1 (en) | Method of determining strains in capillary-porous materials due to cryophase formation | |
| SU828053A1 (en) | Method of measuring capillary moisture | |
| RU2051369C1 (en) | Process of wetting of rock mass | |
| SU1144045A1 (en) | Method of measuring loose material humidity | |
| SU519616A1 (en) | Porosity measurement method | |
| SU1057863A1 (en) | Concrete frost resistance determination method | |
| SU998929A1 (en) | Method of determinating of unfrozen water in frozen soils | |
| US1806538A (en) | Method foe | |
| JPH0319941B2 (en) | ||
| RU1837215C (en) | Method of determining phase transition heat of bound water in frozen soils | |
| SU1741037A1 (en) | Dew point content test method |