Загальні положення

Водопоглинання – це здатність матеріалу поглинати воду за рахунок капілярного всмоктування і адсорбції поверхнею зразків при витримуванні у воді при нормальному атмосферному тиску і температурі 18-20⁰С.

Водонасичення – це здатність матеріалу поглинати воду при витримуванні матеріалу в воді в умовах розрідженого повітря або кип’ятіння. В таких умовах відкриті пори звільняються від повітря, яке знаходиться в них, тому показник водонасичення вищий за показник водопоглинання.

Водопоглинання і водонасичення залежать від кількості і діаметру відкритих пор і мікротріщин, здатності до змочування і адсорбційної здатності поверхні зразків. Ці фактори значно розрізняються для різних видів пористих крупних заповнювачів, тому до кожного з них ставляться специфічні вимоги відносно водопоглинання. Так, до керамзитового гравію ставляться такі вимоги: водопоглинання не має перевищувати 30% для марок від 250 до 400; 25% для марок від 450 до 600; 20% для марок вище 600, які виготовляються за замовленням. Показники водопоглинання і водонасичення пористих крупних заповнювачів є прогнозуючими показниками морозостійкості й довговічності.

Морозостійкість - це здатність матеріалу в зволоженому стані витримувати багаторазове заморожування і відтавання без помітних руйнувань і втрати міцності. Морозостійкість залежить від структури матеріалу і розподілу в ньому пор, а також від його міцності. Пори в пористих крупних заповнювачах значно розрізняються за розмірами, розрізняються також умови заповнення пор водою і умови кристалізації води в лід у порах різного розміру. В порах розміром більше 200 мкм, так званих резервних, вода, яка їх заповнює, не утримується цілком після закінчення випробувань і частково витікає. Отже, в порах великого розміру створюється вільний об’єм, який не перешкоджає розширенню води при її замерзанні. У порах розміром від 200 до 0,1 мкм, так званих небезпечних, вода під дією капілярних сил утримується міцно і не витікає після насичення зразків водою. Розширення води при її перетворенні в лід у таких порах обумовлює руйнування структури матеріалу. В зернах пористих крупних заповнювачів є значна кількість дрібних пор розміром менше 0,1 мкм. Це безпечні пори, які при насиченні водою майже не заповнюються, а якщо і заповнюються, то вода замерзає в них при температурі значно нижче –20⁰С, оскільки в найтонших плівках вода здобуває особливі фізичні властивості. Морозостійкість матеріалу залежить від співвідношення резервних і небезпечних пор. Якщо об’єм резервних пор може компенсувати збільшення об’єму замерзаючої води в дрібних небезпечних порах, то матеріал вважається морозостійким. Оскільки визначення розмірів і розподілу пор – складна задача, то на практиці для визначення морозостійкості матеріалу застосовують метод навперемінного заморожування і відтавання. Якщо морозостійкість щільних крупних заповнювачів характеризують кількістю циклів навперемінного заморожування і відтавання, при якому втрати маси не перевищують встановлених значень, то морозостійкість пористих крупних заповнювачів оцінюють за втратами маси після визначеної кількості циклів навперемінного заморожування і відтавання. Наприклад, для штучних пористих гравію і щебеню в ДСТУ Б В.2.7-17-95 вказані такі загальні вимоги до морозостійкості: втрати маси після 15 циклів заморожування і відтавання не мають перевищувати 8%.

Оскільки прямий метод визначення морозостійкості трудомісткий і тривалий, можна приблизно оцінювати морозостійкість за величиною коефіцієнту насичення К_с, яка визначається співвідношенням величин водопоглинання і водонасичення. Матеріал вважається морозостійким, якщо значення К_с не нижче 0,85, тобто величина водонасичення на 15% більше величини водопоглинання.