VYU

1
VYUŽITÍ KALORIMETRIE K POPISU HYDRATACNÍCH
PROCESU NEKTERÝCH STAVEBNÍCH HMOT

• Vratislav Tydlitát,
• Pavel Tesárek, Robert Cerný

CVUT v Praze, Stavební fakulta
2
Úvod
Proces tvorby tuhých látek ? Chemické reakce
spojené s vytvárením pevných struktur
stavebních konstrukcí jsou reakce
anorganických maltovin s vodou Výroba
prefabrikátu (za zvýšené teploty) - vývoj
hydratacního tepla - rychlost rustu
mechanických pevností materiálu v tlaku a v
tahu za ohybu roste s teplotou
3
Kontrola výroby
Je úcelné znát hydratacní tepla Sádrové výrobky
80-140 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 hydratacního tepla a
rychlost hydratacní reakce Nehašené vápno (CaO)
1705 kJ/kg Vysokopevnostní cementy s amorfním
SiO2 a metakaolinem
4
Stanovení hydratacních tepel
Rozpouštecí kalorimetrie CSN 72 2118 od
1989 Langevandtuv semiadiabatický kalorimetr
(1933) merí vzrust teploty hydratující
betonové smesi Modernejší typ SAK 02 (až 6
soucasných merení) velké nároky na stabilitu
teploty laboratore merí pouze zvýšení
teploty, diferencne nekolika mesícní
kalibrace výpocet hydrat. tepla podle
merných 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 (pracovište CSAV v CR) (1956) nárocný
na obsluhu a vysoká cena Mcedlow Pertossjan a
kol. (1969) termosloupy med/konstantanové
termoclánky 2 cleny merení tepelného
toku diferencne Oliew a Winker (1981)
kalorimetr tepelného toku, diferencní
7
Tydlitát, Šefc, Doktor 1985, kalorimetr cementu
KC 01 hydratacní tepla a prubeh vývoje
hydratacního tepla portlandských a
smesných cementu teplota merení 25 - 40
C nízká teplotní setrvacnost
Termosloupová cidla tepelného toku
8

• Kalorimetr KC 01

9

• Navážka a dávkování vody
• - 1-2 g cementu v medené nádobce na vzorek
• - pro merení byl používán vodní soucinitel 1
  

10
TAM Air osmikanálový kalorimetr tepelného toku

Parametry kalorimetru TAM Air /16/ Pocet
kanálu 8 Teplota merení 5/15
90 C Termostat vzduchu /-0,02
C Citlivost 4 mW Presnost
/-20 mW Behem 24
hodin Drift lt40 mW Odchylka
lt/-10 mW Chyba
lt /-23 mW Požadovaná stabilita
teploty laboratore /- 1 C
11
TAM Air detaily
12
TAM Air popis funkce
osmikanálový kal. blok vnitrní komora
nerez snímac dat s pametí teplotní
regulace hliníková podperná deska ventilátor
teplota regulovaná Peltierovými clánky vnejší
izolovaný plášt
13
TAM Air kalorimetrické dvojce
zátka odber tepelného toku druhotný odber.
tep. toku referencní vzorek B merený vzorek
A kalibracní topné teleso primární odber
tepla Seebeckovy snímace tepelného toku
14
TAM Air smešovací ampule
Pro cement s vodou rucní míchání Pro
kapalné systémy motorové míchání V ampuli
cement a ve stríkackách voda se vytemperují a
následne se smíchají
15
TAM Air príprava vzorku cementu
Externí míchání 3 minuty v/c 0,4 (25 g
cement a 10 g H2O) Injekcní stríkacka
Uzavrené 20 ml sklenené ampule pasta 4 až 6 g
(vzorek A) Porovnávací ampule 4 až 6 g H2O
(vzorek B) Oba vzorky pripraveny tesne po sobe
a poté vloženy soucasne do kalorimetru Teplota
merení 20 0,1 C
16
Záver
normové metody merení hydratacního tepla
zaostávají za soucasnými požadavky
výzkumu merení hydratace sádrových pojiv není
normováno užívá se precizní izotermická
kalorimetrie možnosti nových prístroju
otevírají široké pole dalšího poznání
prubehu hydratacních procesu
Predložená práce byla vytvorena za podpory grantu
MPO CR FT-TA3/005.