Курсовая работа: Физико-химические методы исследования бетонных образцов
Исходя из необходимости защиты, прежде всего, от коррозионного воздействия газов, следует отдать предпочтение газоплотным поверхностным коррозионностойким покрытиям с высокой степенью адгезии к бетону и металлу, эластичным и трещиностойким, особенно в условиях перепада температур при эксплуатации на открытом воздухе.
6.3 Универсальная химическая защита
Для защиты резервуаров, реакторов, ванн, поддонов, лотков, труб и пр., в том числе и нуждающимся в ремонте, перспективным является применение термопласт-облицовок - технология STEULER . В старое бетонное сооружение вносится вкладыш из термопласта (полиэтилен высокой плотности, полипропилен), оснащенный с наружной стороны вплавленными анкерами. Системный материал монтируется на месте производства работ путем сваривания листов в конструкцию необходимой конфигурации (сложные профили возможно изготавливать на заводе) и заполняется со стороны анкеров высокоподвижным безусадочным раствором. После твердения раствора образуется единая система - бетон-термопласт-облицовка. Старое сооружение играет, таким образом, роль несъемной опалубки и не требует соответственно длительного ремонта и защиты.
Применение бетон-термопласт-облицовок в новом строительстве и ремонте имеет неоспоримые преимущества, к которым относятся:
1. Универсальная химическая стойкость материала;
2. Водонепроницаемость
3. Антиадгезионная поверхность (не зарастает и легко очищается);
4. Сохранение физических свойств при длительном воздействии агрессивных компонентов;
5. Высокая долговечность – до 50 лет эксплуатации;
6. Физиологическая и экологическая безопасность;
7. Низкая трудоемкость при монтаже и ремонте (сварка);
8. Стойкость материала к низким температурам – до -50оС;
9. Ремонтопригодность
10. Не лимитируемые сроки хранения [1,2].
7. Термический анализ
Метод исследования физико-химических и химических превращений, происходящих в минералах и горных породах в условиях заданного изменения температуры. Термический анализ позволяет идентифицировать отдельные минералы и определять их количественное содержание в смеси, исследовать механизм и скорость протекающих в веществе изменений: фазовые переходы или химические реакции дегидратации, диссоциации, окисления, восстановления. С помощью термического анализа регистрируется наличие процесса, его тепловой (эндо- или экзотермичность) характер и температурный интервал, в котором он протекает. С помощью термического анализа решается широкий круг геологических, минералогических, технологических задач. Наиболее эффективно использование термического анализа для изучения минералов, испытывающих фазовые превращения при нагревании и содержащих H2 O, CO2 и другие летучие компоненты либо участвующих в окислительно-восстановительных реакциях (оксиды, гидроксиды, сульфиды, карбонаты, галогениды, природные углеродистые вещества, метамиктные минералы и др.). Метод термического анализа объединяет ряд экспериментальных методов: метод температурных кривых нагревания или охлаждения (термический анализ в первоначальном понимании), производный термический анализ (ПТА), дифференциальный термический анализ (ДТА). Наиболее распространён и точен ДТА, при котором изменяется температура среды по заданной программе в контролируемой атмосфере и регистрируется разность температур между исследуемым минералом и веществом сравнения как функция времени (скорость нагревания) или температуры. Результаты измерения изображают кривой ДТА, откладывая по оси ординат разность температур, по оси абсцисс - время или температуру.
Метод ДТА часто объединяют с термогравиметрией, дифференциальной термогравиметрией, термодилатометрией, термохроматографией.
7.1 Термогравиметрия
Метод термического анализа, основанный на непрерывной регистрации изменения массы (взвешивании) образца в зависимости от его температуры в условиях программированного изменения температуры среды. Программы изменения температуры могут быть различны. Наиболее традиционным является нагревание образца с постоянной скоростью. Однако нередко используются методы, в которых температура поддерживается постоянной (изотермические) или меняется в зависимости от скорости разложения образца (например, метод постоянной скорости разложения).
Наиболее часто термогравиметрический метод используется при изучении реакций разложения или взаимодействия образца с газами, находящимися в печи прибора. Поэтому современный термогравиметрический анализ всегда включает в себя строгий контроль атмосферы образца с использованием встроенной в анализатор системы продува печи (контролируются как состав, так и расход продувочного газа).
Метод термогравиметрии представляет собой один из немногих абсолютных (т.е. не требующих предварительной калибровки) методов анализа, что делает его одним из наиболее точных методов (наряду с классическим весовым анализом).
7.2 Дериватография
коррозия бетон термических физический превращение
Комплексный метод исследования химических и физико-химических процессов, происходящих в образце в условиях программированного изменения температуры, который основан на сочетании дифференциального термического анализа (ДТА) с термогравиметрией. Во всех случаях наряду с превращениями в веществе, происходящими с тепловым эффектом, регистрируют изменение массы образца (жидкого или твердого). Это позволяет сразу однозначно определить характер процессов в веществе, что невозможно сделать по данным только ДТА или другого термического метода. В частности, показателем фазового превращения служит тепловой эффект, не сопровождающийся изменением массы образца. Прибор, регистрирующий одновременно термические и термогравиметрические изменения, называют дериватографом. Объектами исследования могут быть сплавы, минералы, керамика, древесина, полимерные и другие материалы. Дериватография широко используется для изучения фазовых превращений, термического разложения, окисления, горения, внутримолекулярных перегруппировок и других процессов. По дериватографическим данным можно определять кинетические параметры дегидратации и диссоциации, изучать механизмы реакций. Дериватография позволяет исследовать поведение материалов в различной атмосфере, определять состав смесей, анализировать примеси в веществе и проч. Использующиеся в дериватографии программы изменения температуры могут быть различны, однако при составлении таких программ необходимо учитывать, что скорость изменения температуры влияет на чувствительность установки по тепловым эффектам. Наиболее традиционным является нагревание образца с постоянной скоростью. Кроме того могут использоваться методы в которых температура поддерживается постоянной (изотермические) или меняется в зависимости от скорости разложения образца (например метод постоянной скорости разложения). Наиболее часто дериваетография (как и термогравиметрия) используется при изучении реакций разложения или взаимодействия образца с газами, находящимися в печи прибора. Поэтому современный дериватограф всегда включает в себя строгий контроль атмосферы образца с использованием встроенной в анализатор системы продува печи (контролируются как состав, так и расход продувочного газа).
8. Отчет о проделанной работе
В период с 28 июня по 24 июля 2010 года я проходил производственную практику в Дальневосточном научно - исследовательском институте строительных материалов Российской академии архитектуры и строительства Центре "Строительные материалы и технологии", под руководством кандидата технических наук Ефименко Юрия Васильевича.
В первый же день я был ознакомлен с лабораториями: химического и физико-химического анализа. Также ознакомился с техникой безопасности в лаборатории и при работе с оборудованием.
Провел литературный поиск на тему "Коррозия бетона" и "Дериватографический анализ цементно-минеральных композиций", а также изучил литературу посвященную правилам пробоподготовки. Ознакомился с методами пробоподготовки для измерения механической прочности образцов бетона и с методами измерения механической прочности образцов. Проведен поиск информации связанной с методами кондуктометрии и её применение по отношению к бетонным образцам. Проведен поиск материала и написание реферата на тему "Сульфиды железа и кальция". Календарный план прохождения производственной практики прилагается.
8.1 Дериватографический анализ цементного камня
8.1.1 Пробоподготовка
Было подготовлено 5 проб. Из вырезанных блоков бетона высверливается 5 проб. Полученная при сверлении проба дополнительно измельчается в ступке. Затем просеивается через сито для удаления Крупных включений, которые не смогли измельчить в ступке.
Так как пробы содержат адсорбированное из воздуха воду, она удаляется путем вымачивания проб в ацетоне. Осадок отфильтровывается и высушивается на воздухе до постоянного веса.
Затем пробу помещали в платиновый тигель и приступают к анализу.
8.1.2 Анализ
Проба находящаяся в тигле непосредственно взвешивается в самом дериватографе и помещается в печь. На предварительно проградуированной бумаге фиксируется четыре кривые: ДТА, ДТГ, ТГ и кривая повышения температуры в печи, на основании которых проводится обсчет полученых данных.