Vratislav Tydlitát, Pavel Tesárek, Robert Černý

Prezentace na téma: "Vratislav Tydlitát, Pavel Tesárek, Robert Černý"— Transkript prezentace:

1 Vratislav Tydlitát, Pavel Tesárek, Robert Černý
VYUŽITÍ KALORIMETRIE K POPISU HYDRATAČNÍCH PROCESŮ NĚKTERÝCH STAVEBNÍCH HMOT Vratislav Tydlitát, Pavel Tesárek, Robert Černý ČVUT v Praze, Stavební fakulta

2 Úvod • Proces tvorby tuhých látek → Chemické reakce spojené s vytvářením pevných struktur stavebních konstrukcí jsou reakce anorganických maltovin s vodou • Výroba prefabrikátů – (za zvýšené teploty) - vývoj hydratačního tepla - rychlost růstu mechanických pevností materiálů v tlaku a v tahu za ohybu roste s teplotou

3 Kontrola výroby Je účelné znát hydratační tepla:
Sádrové výrobky kJ/kg, doba tuhnutí cca hodina Beton v masivní konstrukci - (400 kg/m3 cementu) až 300 kJ/kg, zvýšení teploty za 1 den až o 20 K (tj. na 45 °C) - možnost vzniku trhlin Významná je absolutní hodnota hydratačního tepla a rychlost hydratační reakce Nehašené vápno (CaO) 1705 kJ/kg Vysokopevnostní cementy s amorfním SiO2 a metakaolinem

4 Stanovení hydratačních tepel
Rozpouštěcí kalorimetrie ČSN od 1989 Langevandtův semiadiabatický kalorimetr (1933) • měří vzrůst teploty hydratující betonové směsi Modernější typ SAK 02 (až 6 současných měření) • velké nároky na stabilitu teploty laboratoře • měří pouze zvýšení teploty, diferenčně • několika měsíční kalibrace • výpočet hydrat. tepla podle měrných tepel složek podle EN 169-9 (Prüfverfahren für Zement - Teil 9: Hydratatinswärme Teiadiabatisches Verfahren, 2004)

5 SAK 02 (pro jediný kanál)

6 Kalorimetry tepelného toku
Calvet (pracoviště ČSAV v ČR) (1956) • náročný na obsluhu a vysoká cena Mčedlow – Pertossjan a kol. (1969) • termosloupy – měď/konstantanové termočlánky • 2 členy – měření tepelného toku diferenčně Oliew a Winker (1981) • kalorimetr tepelného toku, diferenční

7 Tydlitát, Šefc, Doktor – 1985, kalorimetr cementů KC 01
• hydratační tepla a průběh vývoje hydratačního tepla portlandských a směsných cementů • teplota měření °C • nízká teplotní setrvačnost Termosloupová čidla tepelného toku

8 Kalorimetr KC 01

9 Navážka a dávkování vody - 1-2 g cementu v měděné nádobce na vzorek
- pro měření byl používán vodní součinitel 1

10 osmikanálový kalorimetr tepelného toku
TAM Air – osmikanálový kalorimetr tepelného toku Parametry kalorimetru TAM Air /16/ Počet kanálů 8 Teplota měření /15 – 90 °C Termostat vzduchu /-0,02 °C Citlivost mW Přesnost /-20 mW Během 24 hodin Drift <40 mW Odchylka <+/-10 mW Chyba < +/-23 mW Požadovaná stabilita teploty laboratoře +/- 1 °C

11 TAM Air – detaily

12 TAM Air – popis funkce osmikanálový kal. blok vnitřní komora – nerez
snímač dat s pamětí teplotní regulace hliníková podpěrná deska ventilátor teplota regulovaná Peltierovými články vnější izolovaný plášť

13 TAM Air – kalorimetrické dvojče
zátka – odběr tepelného toku druhotný odběr. tep. toku referenční vzorek B měřený vzorek A kalibrační topné těleso primární odběr tepla Seebeckovy snímače tepelného toku

14 TAM Air – směšovací ampule
Pro cement s vodou – ruční míchání Pro kapalné systémy – motorové míchání V ampuli cement a ve stříkačkách voda se vytemperují a následně se smíchají

15 TAM Air – příprava vzorku cementu
• Externí míchání 3 minuty • v/c = 0,4 (25 g cement a 10 g H2O) • Injekční stříkačka • Uzavřené 20 ml skleněné ampule – pasta 4 až 6 g (vzorek A) • Porovnávací ampule 4 až 6 g H2O (vzorek B) • Oba vzorky připraveny těsně po sobě a poté vloženy současně do kalorimetru • Teplota měření 20 ± 0,1 °C

16 Závěr • normové metody měření hydratačního tepla zaostávají za současnými požadavky výzkumu • měření hydratace sádrových pojiv není normováno • užívá se precizní izotermická kalorimetrie • možnosti nových přístrojů otevírají široké pole dalšího poznání průběhů hydratačních procesů Předložená práce byla vytvořena za podpory grantu MPO ČR FT-TA3/005.