Fizykochemiczne metody oceny składu i struktury. Akustyczne metody badania materiałów budowlanych

Cel pracy: 1. Zapoznać się z podstawowymi metodami badania właściwości materiałów budowlanych.

2. Analizować podstawowe właściwości materiałów budowlanych.

1. Wyznaczanie rzeczywistej (bezwzględnej) gęstości materiału

(metoda piknometryczna) (GOST 8269)

Aby określić gęstość rzeczywistą, pobiera się pokruszone materiały budowlane: cegłę, tłuczeń wapienny, żwir keramzytowy, kruszy się je, przepuszcza przez sito o oczkach mniejszych niż 0,1 mm i pobiera się próbkę o masie 10 g każda (m). zajęty.

Każdą próbkę wsypuje się do czystego, wysuszonego piknometru (rys. 1) i wlewa do niego wodę destylowaną w takiej ilości, aby piknometr napełnił się nie więcej niż do połowy objętości, następnie piknometr wstrząsa się, zwilżając cały proszek, umieszcza się w łaźni piaskowej i zawartość ogrzewa się do wrzenia w pozycji pochylonej przez 15-20 minut w celu usunięcia pęcherzyków powietrza.

Ryż. 1 – Piknometr do określania gęstości rzeczywistej materiału

Następnie piknometr przeciera się i schładza temperatura pokojowa, dodać do kreski wodę destylowaną i zważyć (m 1), po czym piknometr opróżnić, umyć, napełnić do kreski wodą destylowaną o temperaturze pokojowej i ponownie zważyć (m 2). W notatniku rysowana jest tabela, w której wpisywane są masy każdego materiału i późniejsze obliczenia.

Rzeczywistą gęstość materiału określa wzór:

gdzie jest masa próbki proszku, g;

Masa piknometru z próbką i wodą po zagotowaniu, g;

Masa piknometru z wodą, g;

Gęstość wody wynosi 1 g/cm3.

2. Wyznaczanie prawidłowej średniej gęstości próbki kształt geometryczny(GOST 6427)

Lepiej jest określić średnią gęstość na podstawie tego samego materiały - cegły, kawałek wapienia i ekspandowanego żwiru gliniastego. Objętość próbek o regularnym kształcie geometrycznym (cegła) określa się według wymiary geometryczne zgodnie z rysunkiem, mierzone z błędem nie większym niż 0,1 mm. Każdy wymiar liniowy jest obliczany jako średnia arytmetyczna z trzech pomiarów. Próbki muszą być suche.

Objętość próbek o nieregularnych kształtach określa się na podstawie wypartej wody, wrzucając kawałek wapienia lub żwiru, który opada do miarowego cylindra z wodą, z zaznaczoną objętością wypartej cieczy. 1 ml = 1 cm 3.

Ryż. 1 – Pomiar wymiarów liniowych i objętości próbki

pryzmaty cylinder

Średnia gęstość określone wzorem:

gdzie jest masa suchej próbki, g;

Objętość próbki, cm3.

3. Oznaczanie porowatości materiału (GOST 12730.4)

Znając prawdziwą gęstość i średnia gęstość cegła, wapień, żwir keramzytowy, określ porowatość materiału P,%, zgodnie ze wzorem:

gdzie oznacza średnią gęstość materiału, g/cm3 lub kg/m3;

Rzeczywista gęstość materiału, g/cm3 lub kg/m3.

Gęstość porównawcza różne materiały podano w dodatku A. Wyniki wpisuje się do tabeli.

4. Oznaczanie gęstości nasypowej (GOST 8269)

Materiał sypki (piasek, żwir keramzytowy, tłuczeń kamienny) w objętości wystarczającej do przeprowadzenia badania suszy się do stałej masy. Materiał wsypuje się do odważonego cylindra miarowego (m) od wysokości 10 cm aż do utworzenia stożka, który usuwa się stalową linijką równo z krawędziami (bez zagęszczania) przesuwając się do siebie, po czym cylinder z próbka jest ważona (m 1).

Ryż. 3. Lejek do określania gęstości nasypowej piasku

1 – lejek; 2 – podpory; 3 – amortyzator

Gęstość nasypowa materiału określone wzorem:

gdzie jest masa cylinder miarowy, G;

Masa cylindra miarowego z mocowaniem, g;

Objętość cylindra miarowego, l.

Wyniki wpisuje się do tabeli.

5. Oznaczanie pustki (GOST 8269)

Pustka (V pusty, %) materiał sypki określa się znając gęstość nasypową i średnią materiału sypkiego, korzystając ze wzoru:

gdzie oznacza gęstość nasypową materiału, kg/m3;

Średnia gęstość materiału, kg/m3.

Średnia gęstość piasku kwarcowego nie jest określona, ​​za prawdziwą przyjmuje się 2,65 g/cm 3 .

6. Oznaczanie wilgotności materiału (GOST 8269)

Próbkę materiału w ilości 1,5 kg wsypuje się do naczynia i waży, a następnie suszy do stałej masy w szafka susząca(należy to zrobić wcześniej). Aby określić wilgotność na lekcji, możesz zrobić odwrotnie: zważ dowolną ilość suchego piasku w naczyniu i zwilż go dowolnie, zważ ponownie, uzyskując i.

Wilgotność W,% określa się według wzoru:

gdzie jest masą mokrej próbki, g;

Sucha masa próbki, g.

Aby określić nasiąkliwość wody, pobiera się trzy próbki o dowolnym kształcie o wymiarach od 40 do 70 mm lub cegłę i określa objętość. Próbki oczyścić z kurzu szczotką drucianą i wysuszyć do stałej masy. Następnie są one ważone i umieszczane w naczyniu z wodą o temperaturze pokojowej, tak aby poziom wody w naczyniu znajdował się co najmniej 20 mm powyżej górnej krawędzi próbek. Próbki trzyma się w tej pozycji przez 48 godzin. Następnie wyjmuje się je z wody, usuwa się wilgoć z powierzchni wyciśniętą wilgotną, miękką ściereczką i każdą próbkę waży się.

Absorpcję wody masową Wab,% określa się ze wzoru:

Absorpcję wody objętościowo W o,% określa się według wzoru:

gdzie jest sucha masa próbki, g;

Masa próbki po nasyceniu wodą, g;

Objętość próbki w stanie naturalnym, cm3.

Gęstość względną definiuje się jako:

Określa się współczynnik nasycenia materiału wodą:

Po obliczeniu wszystkich wskaźników z nauczycielem, uczeń otrzymuje zadanie indywidualne według wariantów zadań w teście nr 1.

7. Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie (GOST 8462)

Wytrzymałość na ściskanie określa się na sześcianach o wymiarach 7,07 × 7,07 × 7,07 cm, 10 × 10 × 10 cm, 15 × 15 × 15 cm i 20 × 20 × 20 cm. Najpierw bada się cegły i belki pod kątem wytrzymałości na zginanie (8). połówki są testowane na ściskanie.

W celu określenia wytrzymałości na ściskanie próbki o regularnym kształcie geometrycznym (belki, kostki, cegły) są badane, mierzone i testowane na prasie hydraulicznej. Umieścić próbkę na środku podstawy i docisnąć ją górną płytą prasy tak, aby ściśle przylegała do całej krawędzi próbki. Podczas badania obciążenie próbki musi rosnąć w sposób ciągły i równomierny. Największe obciążenie ściskające odpowiada maksymalnemu odczytowi manometru podczas badania.

Podczas badania wytrzymałości kostek na ściskanie, górna ściana kostki powinna stać się powierzchnią boczną, aby wyeliminować nierówności.

Ostateczną wytrzymałość na ściskanie R po ściśnięciu, MPa, dla próbek kostek betonowych określa się ze wzoru:

gdzie jest maksymalne obciążenie niszczące, kN;

Kwadrat Przekrój próbka (średnia arytmetyczna powierzchni górnej i dolnej), cm 2.

8. Wyznaczanie wytrzymałości na zginanie. (GOST 8462)

Wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu określa się na próbkach - belkach przy użyciu maszyna uniwersalna MII-100, który natychmiast podaje odczyty itp. ciężar w kg/cm 2 lub na cegle za pomocą prasy hydraulicznej rolki według schematu zaproponowanego na rysunku 5. Należy wykazać badania wytrzymałości cegły, następnie określić wytrzymałość na ściskanie połówek (9) i markę cegły.

Ryż. 4 – Maszyna wytrzymałościowa MII-100 do określania wytrzymałości na zginanie

Rys. 5 – Schemat badania wytrzymałości na zginanie

Ostateczną wytrzymałość na zginanie R, MPa, określa się według następującego wzoru:

Odległość między osiami podpór, cm;

Szerokość próbki, cm;

Wysokość próbki, cm.

9. Wyznaczanie współczynnika jakości konstrukcji (wytrzymałości właściwej materiału)

Wyniki obliczeń wprowadź do tabeli.

Pytania kontrolne

1. Jakie są główne właściwości materiałów budowlanych, które są ważne w przypadku materiałów konstrukcyjnych?

2. Jakie gęstości wyznacza się dla materiałów budowlanych i w jaki sposób?

3. Czym jest prawdziwa gęstość? Dlaczego jest zdefiniowany?

4. Co to jest gęstość nasypowa? Jak to ustala się i dlaczego?

5. Jaką objętość musisz znać, aby określić średnią gęstość? Jak określić objętość kawałka kruszonego kamienia?

6. Która gęstość ma największą wyrażenie numeryczne dla tego samego materiału, który jest najmniejszy? Dlaczego?

7. Dla jakich materiałów określa się pustkę, czym różni się ona od porowatości? Porównaj gęstość rzeczywistą, średnią i nasypową piasku kwarcowego, cegły, żwiru gliniastego lub kruszonego wapienia.

8. Jaki jest związek pomiędzy porowatością całkowitą a gęstością? Co to jest porowatość?

9. Jaką porowatość może mieć materiał? Jak można to ustalić?

10. Czy porowatość wpływa na zawartość wilgoci w materiale? Co to jest wilgotność?

11. Czym różni się wilgotność od absorpcji wody? Jakie właściwości można ocenić znając nasiąkliwość wodą?

12. Jak wyznaczyć współczynnik nasycenia wodą? Czym się charakteryzuje?

13. Jak określić współczynnik mięknienia? Jakie ma znaczenie dla spoiw powietrznych i hydraulicznych?

14. Czy przepuszczalność wody i gazu zmieni się wraz ze zmianą gęstości i w jaki sposób? Przy jakim rodzaju porowatości te wskaźniki rosną?

15. Czy wielkość porowatości wpływa na wielkość pęcznienia i skurczu materiału? Jaki jest skurcz betonu komórkowego, co to jest ciężki beton?

16. Czy istnieje związek pomiędzy gęstością materiału a przewodnością cieplną? Jakie materiały lepiej chronią przed zimnem? Z jakiej gęstości materiału wykonane są ściany budynków mieszkalnych?

17. Czy zwilżenie materiału wpływa na współczynnik przewodzenia ciepła? Dlaczego?

18. Jaki jest współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej betonu, stali, granitu, drewna? Kiedy to ma znaczenie?

19. Czy do produkcji płyt można stosować materiały o Kn = 1? nawierzchnia drogi? Dlaczego?

20. Czym porowatość różni się od pustki i jakiego wzoru używa się do określenia tych wskaźników?

21. Czy istnieją materiały, których gęstość rzeczywista jest równa średniej?

22. Dlaczego w cegle tworzą się pory. Czy sposób formowania cegły ma wpływ na ich liczbę?

23. Jak zwiększyć porowatość sztucznego kamienia, dlaczego?

24. Co powoduje skurcz, które materiały mają go bardziej: gęsty czy porowaty?

25. Czy skurcz zależy od nasiąkliwości materiału? Jaka woda w strukturze materiału nie odparowuje?

26. Na jakich próbkach określa się wytrzymałość lepiszczy, zapraw i betonu, jakim wzorem oblicza się wytrzymałość, w jakich jednostkach?

27. Od jakich wskaźników zależy siła i w jakich strukturach jest maksymalna?

28. Dlaczego niektóre materiały mają większą wytrzymałość na zginanie, a inne mniejszą na ściskanie? Jak nazywają się takie materiały?

29. Od jakich cech zależy mrozoodporność?

30. Jak nazywa się powierzchnia właściwa Czy wilgotność zależy od tej cechy?

Praca laboratoryjna nr 4

Spoiwa gipsowe

Cel pracy: 1. Zapoznaj się z podstawowymi właściwościami gipsu budowlanego.

2. Analizować główne właściwości gipsu budowlanego.

W całym swoim rozwoju ludzkość wykorzystuje w swojej działalności prawa chemii i fizyki do rozwiązywania różnorodnych problemów i zaspokajania wielu potrzeb.

W starożytności proces ten odbywał się na dwa różne sposoby: świadomie, w oparciu o zgromadzone doświadczenia, lub przez przypadek. DO uderzające przykładyświadome stosowanie praw chemii obejmuje: ukwaszanie mleka i jego późniejsze wykorzystanie do przygotowania wyrobów serowych, kwaśnej śmietany i innych; fermentacja niektórych nasion, na przykład chmielu i późniejsza produkcja produktów browarniczych; fermentacja soków z różnych owoców (głównie winogron, które zawierają dużą ilość cukru), ostatecznie wytwarza produkty winiarskie i ocet.

Odkrycie ognia było rewolucją w życiu ludzkości. Ludzie zaczęli używać ognia do gotowania jedzenia, obróbka cieplna wyroby gliniane, do obróbki różnych metali, do otrzymywania węgiel drzewny i wiele więcej.

Z biegiem czasu u ludzi pojawiło się zapotrzebowanie na bardziej funkcjonalne materiały i produkty na ich bazie. Ogromny wpływ na rozwiązanie tego problemu miała ich wiedza z zakresu chemii. Chemia odegrała szczególnie ważną rolę w wytwarzaniu substancji czystych i ultraczystych. Jeśli przy wytwarzaniu nowych materiałów pierwsze miejsce zajmują procesy fizyczne i technologie na nich oparte, wówczas syntezę substancji ultraczystych z reguły łatwiej przeprowadzić za pomocą reakcji chemicznych [

Wykorzystując metody fizykochemiczne badają zjawiska fizyczne powstające podczas reakcji chemicznych. Na przykład w metodzie kolorymetrycznej intensywność koloru mierzy się w zależności od stężenia substancji; w metodzie konduktometrycznej mierzy się zmianę przewodności elektrycznej roztworów, metody optyczne wykorzystują zależność między właściwościami optycznymi układu a; jego skład.

Metody fizykochemiczne Badania wykorzystywane są także do kompleksowych badań materiałów budowlanych. Zastosowanie takich metod pozwala na dogłębne badanie składu, struktury i właściwości materiałów i wyrobów budowlanych. Diagnostyka składu, struktury i właściwości materiału różne etapy jego produkcja i działanie umożliwia rozwój postępującego oszczędzania zasobów i Technologie oszczędzające energię [

W powyższej pracy przedstawiono ogólną klasyfikację fizykochemicznych metod badania materiałów budowlanych (termografia, radiografia, mikroskopia optyczna, mikroskopia elektronowa, atomowa spektroskopia emisyjna, molekularna spektroskopia absorpcyjna, kolorymetria, potencjometria) oraz metody takie jak termiczna i rentgenowska analiza fazowa, a także metody badania struktury porowatej [ Podręcznik budowniczego [ Zasób elektroniczny] // Ministerstwo Budownictwa Miejskiego i Wsi Białoruskiej SRR. Adres URL: www.bibliotekar.ru/spravochnick-104-stroymaterialy.html].

1. Klasyfikacja metod badań fizycznych i chemicznych

Fizykochemiczne metody badań opierają się na ścisłym związku między właściwościami fizycznymi materiału (na przykład zdolnością do pochłaniania światła, przewodnością elektryczną itp.) A organizacją strukturalną materiału z chemicznego punktu widzenia. Zdarza się, że z metod fizykochemicznych wyodrębnia się jako odrębną grupę metody badawcze o charakterze czysto fizycznym, pokazując tym samym, że metody fizykochemiczne uwzględniają określoną reakcję chemiczną, w przeciwieństwie do metod czysto fizycznych. Te metody badawcze często nazywane są instrumentalnymi, gdyż polegają na wykorzystaniu różnorodnych urządzeń pomiarowych. Instrumentalne metody badawcze z reguły posiadają własną bazę teoretyczną, która odbiega od bazy teoretycznej badań chemicznych (miareczkowej i grawimetrycznej). Opierał się na oddziaływaniu materii z różnymi energiami.

W toku badań fizykochemicznych, w celu uzyskania niezbędnych danych na temat składu i organizacji strukturalnej substancji, próbkę doświadczalną poddaje się działaniu pewnego rodzaju energii. W zależności od rodzaju energii zawartej w substancji zmieniają się stany energetyczne jej cząstek składowych (cząsteczek, jonów, atomów). Wyraża się to zmianą pewnego zestawu cech (na przykład koloru, właściwości magnetyczne i inni). W wyniku rejestracji zmian właściwości substancji uzyskuje się dane o składzie jakościowym i ilościowym badanej próbki lub dane o jej strukturze.

W zależności od rodzaju wpływających energii i badanych właściwości, metody badań fizykochemicznych dzieli się w następujący sposób.

Tabela 1. Klasyfikacja metod fizykochemicznych

Oprócz tych podanych w tej tabeli istnieje całkiem sporo prywatnych metod fizykochemicznych, które nie pasują do tej klasyfikacji. W rzeczywistości najaktywniej stosowane są metody optyczne, chromatograficzne i potencjometryczne do badania właściwości, składu i struktury próbki [ Galuso, G.S. Metody badania materiałów budowlanych: pomoc nauczania/ G.S. Galuzo, VA Bogdan, O.G. Galuzo, V.I. Kowaznkowa. – Mińsk: BNTU, 2008. – 227 s.].

2. Metody analizy termicznej

Analiza termiczna jest aktywnie wykorzystywana do badania różnych materiałów budowlanych - mineralnych i organicznych, naturalnych i syntetycznych. Jego zastosowanie pozwala na identyfikację obecności danej fazy w materiale, określenie reakcji interakcji, rozkładu, a w wyjątkowych przypadkach uzyskanie informacji o składzie ilościowym fazy krystalicznej. Możliwość uzyskania informacji o składzie fazowym silnie zdyspergowanych i kryptokrystalicznych mieszanin polimineralnych bez podziału na frakcje polimineralne jest jedną z głównych zalet tej techniki. Metody badań cieplnych opierają się na zasadach stałości skład chemiczny I Charakterystyka fizyczna substancji, w określonych warunkach, oraz, między innymi, na prawach zgodności i charakterystyczności.

Prawo korespondencji mówi, że określony efekt termiczny można powiązać z dowolną zmianą fazową w próbce.

Prawo charakterystyki stwierdza, że ​​efekty termiczne są indywidualne dla każdej substancji chemicznej.

Główną ideą analizy termicznej jest badanie przemian zachodzących w warunkach rosnącej temperatury w układach substancji lub określonych związków podczas różnych procesów fizycznych i chemicznych, zgodnie z towarzyszącymi im efektami termicznymi.

Procesy fizyczne z reguły opierają się na transformacji struktury strukturalnej lub stan skupienia układ o stałym składzie chemicznym.

Procesy chemiczne prowadzą do przekształcenia składu chemicznego układu. Należą do nich bezpośrednie odwodnienie, dysocjacja, utlenianie, reakcje wymiany i inne.

Początkowo krzywe termiczne dla skał wapiennych i ilastych uzyskał francuski chemik Henri Louis Le Chatelier w latach 1886 - 1887. W Rosji akademik N.S. był jednym z pierwszych, który badał metody badań termicznych. Kurnakowa (w 1904 r.). Zaktualizowane modyfikacje pirometru Kurnakowa (urządzenie do automatyczne nagrywanie krzywe ogrzewania i chłodzenia) są nadal stosowane w większości laboratoriów badawczych. W odniesieniu do badanych charakterystyk powstałych w wyniku nagrzania lub ochłodzenia wyróżnia się następujące metody analizy termicznej: różnicowa analiza termiczna (DTA) – określa się zmianę energii badanej próbki; termograwimetria – zmiany masy; dylatometria – zmiana objętości; wolumetria gazu – zmiany składu fazy gazowej; przewodność elektryczna – zmiany oporu elektrycznego.

Podczas badań termicznych można równolegle stosować kilka metod badawczych, z których każda rejestruje zmiany energii, masy, objętości i innych cech. Kompleksowe badanie charakterystyki układu podczas procesu ogrzewania pomaga bardziej szczegółowo i dokładniej zbadać podstawy zachodzących w nim procesów.

Jedną z najważniejszych i powszechnie stosowanych metod jest różnicowa analiza termiczna.

Wahania właściwości temperaturowych substancji można wykryć poprzez jej kolejne ogrzewanie. Tak więc tygiel napełnia się materiałem doświadczalnym (rozkładem), umieszcza w piecu elektrycznym, który się nagrzewa, a odczyty temperatury badanego układu rozpoczynają się za pomocą prostej termopary podłączonej do galwanometru.

Rejestracja zmian entalpii substancji odbywa się za pomocą zwykłej termopary. Ponieważ jednak odchyłki widoczne na krzywej temperatury nie są zbyt duże, lepiej zastosować termoparę różnicową. Początkowo zastosowanie tej termopary zaproponował N.S. Kurnakow. Schematyczne przedstawienie pirometru samorejestrującego przedstawiono na rysunku 1.

Ten schematyczny obraz przedstawia parę zwykłych termopar, które są połączone ze sobą tymi samymi końcami, tworząc tak zwane zimne złącze. Pozostałe dwa końce podłączone są do aparatury, co umożliwia rejestrację przemian w obwodzie siły elektromotorycznej (PEM), które pojawiają się w wyniku wzrostu temperatury gorących końców termopary. Jedno złącze gorące znajduje się w badanej próbce, a drugie w substancji referencyjnej.

Rysunek 1. Schematyczne przedstawienie termopary różnicowej i prostej: 1 – piec elektryczny; 2 – blok; 3 – badana próbka doświadczalna; 4 – substancja referencyjna (wzorcowa); 5 – gorące złącze termopary; 6 – złącze zimne termopary; 7 – galwanometr do wyznaczania krzywej DTA; 8 – galwanometr do rejestracji krzywej temperatury.

Jeżeli dla badanego układu pewne przemiany związane z pochłanianiem lub uwalnianiem energii cieplnej są częste, to wskaźnik jego temperatury w danym momencie może być znacznie wyższy lub niższy w porównaniu z substancją odniesienia. Ta różnica temperatur prowadzi do różnicy wartości pola elektromagnetycznego, a w konsekwencji do odchylenia krzywej DTA w górę lub w dół od zera lub linii bazowej. Linia zerowa to linia równoległa do osi x i poprowadzona przez początek krzywej DTA, co widać na rysunku 2.

Rysunek 2. Schemat prostych i różnicowych krzywych temperatury (DTA).

W rzeczywistości często po zakończeniu jakiejś przemiany termicznej krzywa DTA nie wraca do linii zerowej, lecz nadal przebiega równolegle do niej lub pod pewnym kątem. Linia ta nazywana jest linią bazową. Tę rozbieżność między linią bazową a linią zerową tłumaczy się różnymi właściwościami termofizycznymi badanego układu substancji i substancji odniesienia [].

3. Metody rentgenowskiej analizy fazowej

Metody rentgenowskie do badania materiałów budowlanych opierają się na eksperymentach z wykorzystaniem promieni rentgenowskich. Badania tej klasy są aktywnie wykorzystywane do badania składu mineralogicznego surowców i produktów końcowych, przemian fazowych zachodzących w substancji na różnych etapach ich przetwarzania do postaci gotowej do użycia oraz w trakcie eksploatacji, a także m.in. charakter struktury strukturalnej sieci krystalicznej.

Technika dyfrakcji promieni rentgenowskich stosowana do określenia parametrów komórki elementarnej substancji nazywana jest techniką dyfrakcji promieni rentgenowskich. Technikę stosowaną w badaniu przemian fazowych i składu mineralogicznego substancji nazywa się rentgenowską analizą fazową. Metody rentgenowskiej analizy fazowej (XRF) mają bardzo ważne podczas badania mineralnych materiałów budowlanych. Na podstawie wyników rentgenowskich badań fazowych uzyskuje się informację o obecności faz krystalicznych i ich ilościach w próbce. Wynika z tego, że istnieją ilościowe i jakościowe metody analizy.

Celem jakościowej rentgenowskiej analizy fazowej jest uzyskanie informacji o naturze fazy krystalicznej badanej substancji. Metody opierają się na fakcie, że każdy konkretny materiał krystaliczny ma specyficzny wzór promieniowania rentgenowskiego z własnym zestawem maksimów dyfrakcyjnych. Obecnie dostępne są wiarygodne dane radiograficzne dotyczące większości przypadków znane człowiekowi substancje krystaliczne.

Zadaniem składu ilościowego jest uzyskanie informacji o ilości poszczególnych faz w wielofazowych substancjach polikrystalicznych; opiera się on na zależności intensywności maksimów dyfrakcyjnych odsetek faza będąca przedmiotem badań. Wraz ze wzrostem ilości dowolnej fazy intensywność jej odbicia staje się większa. Jednak w przypadku substancji wielofazowych związek między natężeniem i ilością tej fazy jest niejednoznaczny, ponieważ wielkość natężenia odbicia danej fazy zależy nie tylko od jej procentowej zawartości, ale także od wartości μ, która charakteryzuje, jak bardzo Wiązka promieni rentgenowskich ulega osłabieniu w wyniku przejścia przez badany materiał. Ta wartość tłumienia badanego materiału zależy od wartości tłumienia i liczby innych faz, które są również zawarte w jego składzie. Wynika z tego, że każda technika analizy ilościowej musi w jakiś sposób uwzględniać wpływ wskaźnika tłumienia na skutek zmian w składzie próbek, co narusza bezpośrednią proporcjonalność pomiędzy ilością tej fazy a stopniem jej intensywności. odbicie dyfrakcyjne [ Makarova, I.A. Fizykochemiczne metody badania materiałów budowlanych: instruktaż/ I.A. Makarova, N.A. Lochowa. – Brack: Iz-vo BrGU, 2011. – 139 s. ].

Możliwości uzyskania zdjęć rentgenowskich dzielimy, ze względu na sposób rejestracji promieniowania, na fotograficzne i dyfraktometryczne. Stosowanie metod pierwszego typu polega na fotograficznej rejestracji promieniowania rentgenowskiego, pod wpływem którego obserwuje się ciemnienie emulsji fotograficznej. Dyfraktometryczne metody otrzymywania wzorów rentgenowskich, które są realizowane w dyfraktometrach, różnią się od metod fotograficznych tym, że obraz dyfrakcyjny uzyskiwany jest sekwencyjnie w czasie [ Pindyuk, T.F. Metody badania materiałów budowlanych: wytyczne do prac laboratoryjnych / T.F. Pindyuk, I.L. Czułkowa. – Omsk: SibADI, 2011. – 60 s. ].

4. Metody badania struktury porowatej

Materiały budowlane mają niejednorodną i dość złożoną strukturę. Pomimo różnorodności i pochodzenia materiałów (beton, materiały silikatowe, ceramika) w ich strukturze zawsze występują różne pory.

Termin „porowatość” łączy w sobie dwie najważniejsze właściwości materiału – geometrię i strukturę. Charakterystyka geometryczna jest to całkowita objętość porów, wielkość porów i ich całkowita powierzchnia właściwa, które decydują o porowatości struktury (materiał wielkoporowaty lub drobnoporowaty). Charakterystyka strukturalna– to rodzaj porów i ich rozkład według wielkości. Właściwości te różnią się w zależności od struktury fazy stałej (ziarnista, komórkowa, włóknista itp.) i struktury samych porów (otwarte, zamknięte, łączące).

Główny wpływ na wielkość i strukturę utworów porowatych mają właściwości surowca, skład mieszanki i proces produkcyjny. Najważniejszymi cechami są rozkład wielkości cząstek, objętość spoiwa, procent wilgoci w surowcu, metody formowania produktu końcowego, warunki tworzenia końcowej struktury (spiekanie, stapianie, hydratacja itp.). Specjalistyczne dodatki, tzw. modyfikatory, mają silny wpływ na strukturę formacji porowatych. Należą do nich np. dodatki paliwowe i dopalające, które dodawane są do mieszanki podczas produkcji wyrobów ceramicznych i oprócz środków powierzchniowo czynnych stosowane są zarówno w ceramice, jak i w materiałach cementowych. Pory różnią się nie tylko wielkością, ale także kształtem, a utworzone przez nie kanały kapilarne mają zmienny przekrój poprzeczny na całej swojej długości. Wszystkie formacje porów dzielą się na zamknięte i otwarte, a także kanałowe i ślepe.

Strukturę porowatych materiałów budowlanych charakteryzuje połączenie wszystkich rodzajów porów. Porowate formacje mogą być losowo rozmieszczone wewnątrz substancji lub mogą mieć pewien porządek.

Kanały porów mają bardzo złożoną strukturę. Zamknięte pory są odcięte otwarte pory i nie są w żaden sposób powiązane ze sobą ani ze środowiskiem zewnętrznym. Ta klasa porów jest nieprzepuszczalna dla substancji gazowych i cieczy, dzięki czemu nie jest uważana za niebezpieczną. Otwarte formacje kanałowe i ślepe porowate formacje środowisko wodne można wypełnić bez trudności. Ich napełnianie przebiega różne schematy i zależy głównie od pola przekroju poprzecznego i długości kanałów porów. W wyniku zwykłego nasycenia nie wszystkie porowate kanały można wypełnić wodą; na przykład najmniejsze pory o wielkości mniejszej niż 0,12 mikrona nie są wypełnione ze względu na obecność w nich powietrza. Duże porowate formacje wypełniają się bardzo szybko, ale środowisko powietrzne na skutek małej wartości sił kapilarnych woda jest w nich słabo zatrzymywana.

Objętość wody wchłoniętej przez substancję zależy od wielkości porowatych formacji i właściwości adsorpcyjnych samego materiału.

Aby określić związek pomiędzy porowatą strukturą a właściwości fizyczne i chemiczne Nie wystarczy, aby materiał znał jedynie ogólną wartość objętości formacji porowatych. Ogólna porowatość nie determinuje budowy substancji; ważną rolę odgrywa tu zasada rozkładu wielkości porów i obecność porowatych formacji o określonej wielkości.

Geometryczne i strukturalne wskaźniki porowatości materiałów budowlanych różnią się zarówno na poziomie mikro, jak i makro. ŻOŁNIERZ AMERYKAŃSKI. Gorczakow i E.G. Muradov opracował eksperymentalną i obliczeniową technikę identyfikacji porowatości całkowitej i grupowej materiały betonowe. Podstawą metodyki jest to, że podczas doświadczenia określa się stopień uwodnienia cementu w betonie za pomocą ilościowego badania rentgenowskiego lub w przybliżeniu objętości wody ω związanej w spoiwie cementowym, która nie odparowała podczas suszenia w temperaturze 150°C. °C: α = ω/ ω maks .

Objętość wody związanej przy całkowitym uwodnieniu cementu mieści się w przedziale 0,25 – 0,30 (w przeliczeniu na masę cementu niekalcynowanego).

Następnie, korzystając ze wzorów z tabeli 1, oblicza się porowatość betonu w zależności od stopnia uwodnienia cementu, jego zużycia w betonie oraz ilości wody [ Makarova, I.A. Fizykochemiczne metody badania materiałów budowlanych: podręcznik / I.A. Makarova, N.A. Lochowa. – Brack: Iz-vo BrGU, 2011. – 139 s. ].

Ministerstwo Edukacji Republiki Kirgiskiej

Ministerstwo Edukacji Federacji Rosyjskiej

Kirgisko-Rosyjski Uniwersytet Słowiański

Wydział Architektury Projektowania i Budownictwa

Praca pisemna

Na temat :

„Rola metod badań fizyko-chemicznych materiałów budowlanych”

Ukończył: Michaił Podyaczow gr. PGS 2-07

Sprawdził: Dzhekisheva S.D.

Plan

1. Wprowadzenie………………………………………………………………….……str. 3

4. Charakterystyka procesów korozyjnych materiałów budowlanych…. s. 9-13

5. Fizykochemiczne metody badania korozji materiałów budowlanych……………str. 13-15

6. Metody ochrony materiałów budowlanych przed korozją………………………str. 15

7. Wyniki badań korozji metodami fizykochemicznymi………str. 16-18

8. Innowacyjne metody Badania korozji………………………str. 18-20

9. Zakończenie…………………………………………………………………str. 20

10. Literatura…………………………………………………………… strona 21

Wstęp.

W całym swoim rozwoju cywilizacja ludzka, przynajmniej w sferze materialnej, nieustannie wykorzystuje prawa chemiczne, biologiczne i fizyczne działające na naszej planecie w celu zaspokojenia tej czy innej ze swoich potrzeb.

W starożytności działo się to na dwa sposoby: świadomie lub spontanicznie. Nas oczywiście interesuje ten pierwszy sposób. Przykładem świadomego wykorzystania zjawisk chemicznych może być:

-

zakwaszanie mleka, wykorzystywanego do produkcji serów, śmietany i innych produktów mlecznych;

-

fermentacja niektórych nasion, np. chmielu, w obecności drożdży, w celu wytworzenia piwa;

-

sublimacja pyłków niektórych kwiatów (maku, konopi) i otrzymywanie leków;

-

fermentacja soku z niektórych owoców (głównie winogron), zawierającego dużo cukru, w wyniku czego powstaje wino i ocet.

Ogień przyniósł rewolucyjne zmiany w życiu człowieka. Człowiek zaczął wykorzystywać ogień do gotowania, produkcji naczyń ceramicznych, obróbki i wytapiania metali, przetwarzania drewna na węgiel, odparowywania i suszenia żywności na zimę.

Z biegiem czasu ludzie zaczęli potrzebować coraz więcej nowych materiałów. Chemia okazała się nieocenioną pomocą w ich tworzeniu. Rola chemii jest szczególnie duża w tworzeniu materiałów czystych i ultraczystych (zwanych dalej w skrócie SHM). Jeśli moim zdaniem wiodącą pozycję w tworzeniu nowych materiałów nadal zajmują procesy i technologie fizyczne, to produkcja materiałów syntetycznych jest często bardziej wydajna i produktywna za pomocą reakcji chemicznych. Istniała także potrzeba ochrony materiałów przed korozją; taka jest w istocie główna rola metod fizykochemicznych w materiałach budowlanych. Za pomocą metod fizykochemicznych bada się zjawiska fizyczne zachodzące podczas reakcji chemicznych. Na przykład w metodzie kolorymetrycznej mierzy się intensywność koloru w zależności od stężenia substancji; w analizie konduktometrycznej mierzy się zmianę przewodności elektrycznej roztworów itp.

W artykule przedstawiono niektóre rodzaje procesów korozyjnych, a także sposoby ich zwalczania, co jest głównym praktycznym zadaniem metod fizykochemicznych w materiałach budowlanych.

Fizykochemiczne metody analizy i ich klasyfikacja.

Fizykochemiczne metody analizy (PCMA) opierają się na wykorzystaniu zależności właściwości fizycznych substancji (na przykład absorpcji światła, przewodności elektrycznej itp.) od ich składu chemicznego. Czasami w literaturze oddziela się fizyczne metody analizy od FCMA, podkreślając w ten sposób, że FCMA wykorzystuje reakcję chemiczną, podczas gdy metody fizyczne nie. Metody fizyczne analiza i analiza fizykochemiczna, głównie w literaturze zachodniej, nazywane są instrumentalnymi, ponieważ zwykle wymagają użycia instrumentów, urządzenia pomiarowe. Instrumentalne metody analizy mają na ogół własną teorię, różniącą się od teorii metod analizy chemicznej (klasycznej) (miareczkowanie i grawimetria). Podstawą tej teorii jest oddziaływanie materii z przepływem energii.

Podczas korzystania z PCMA w celu uzyskania informacji o składzie chemicznym substancji badana próbka jest poddawana działaniu pewnego rodzaju energii. W zależności od rodzaju energii w substancji następuje zmiana stanu energetycznego jej cząstek składowych (cząsteczek, jonów, atomów), co wyraża się zmianą tej lub innej właściwości (na przykład koloru, właściwości magnetycznych itp. .). Rejestrując zmianę tej właściwości jako sygnał analityczny, uzyskuje się informację o składzie jakościowym i ilościowym badanego obiektu lub o jego strukturze.

Na podstawie rodzaju energii zakłócenia i mierzonej właściwości (sygnału analitycznego) FCMA można sklasyfikować w następujący sposób (tabela 2.1.1).

Oprócz tych wymienionych w tabeli istnieje wiele innych prywatnych FHMA, które nie podlegają tej klasyfikacji.

Największy praktyczne użycie posiadają metody analizy optycznej, chromatograficznej i potencjometrycznej.

Tabela 2.1.1.

Rodzaj energii zakłócenia

Nieruchomość mierzona

Nazwa metody

Nazwa grupy metod

Przepływ elektronów (reakcje elektrochemiczne w roztworach i na elektrodach)

Napięcie, potencjał

Potencjometria

Elektrochemiczny

Prąd polaryzacji elektrody

Woltamperometria, polarografia

Aktualna siła

Amperometria

Opór, przewodność

Konduktometria

Impedancja (rezystancja AC, pojemność)

Oscylometria, konduktometria wysokich częstotliwości

Ilość prądu

Kulometria

Waga produktu elektrycznego Reakcja chemiczna

Elektrograwimetria

Stała dielektryczna

Dielkometria

Promieniowanie elektromagnetyczne

Długość fali i natężenie linii widmowej w podczerwonej, widzialnej i ultrafioletowej części widma =10-3...10-8 m

Metody optyczne (spektroskopia IR, analiza emisji atomowej, analiza absorpcji atomowej, fotometria, analiza luminescencji, turbidymetria, nefelometria)

Widmowy

To samo w zakresie rentgenowskim widma =10-8...10-11 m

Fotoelektron rentgenowski, spektroskopia Augera

Czasy relaksacji i przesunięcie chemiczne

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR).

Temperatura

Analiza termiczna

Termiczny

Termograwimetria

Ilość ciepła

Kalorymetria

Entalpia

Analiza termometryczna (entalpimetria)

Właściwości mechaniczne

Dylatometria

Energia oddziaływań chemicznych i fizycznych (siły van der Waalsa).

Przewodność elektryczna Przewodność cieplna Prąd jonizacyjny

Gaz, ciecz, osad, wymiana jonowa, chromatografia żelowo-permeacyjna

Chromatograficzne

W porównaniu do klasycznych metod chemicznych, FCMA charakteryzują się niższą granicą wykrywalności, czasem i pracochłonnością. FCMA umożliwiają przeprowadzenie analizy na odległość, automatyzację procesu analizy i wykonanie jej bez niszczenia próbki (analiza nieniszcząca).

Ze względu na metody oznaczania wyróżnia się bezpośrednie i pośrednie FCMA. W metodach bezpośrednich ilość substancji wyznacza się poprzez bezpośrednie przeliczenie zmierzonego sygnału analitycznego na ilość substancji (masę, stężenie) za pomocą równania sprzężenia. W metody pośrednie sygnał analityczny służy do określenia końca reakcji chemicznej (jako swego rodzaju wskaźnik), a ilość analitu, która weszła do reakcji, określa się korzystając z prawa równoważników, tj. zgodnie z równaniem niezwiązanym bezpośrednio z nazwą metody.

W oparciu o metodę oznaczania ilościowego rozróżnia się niereferencyjną i referencyjną instrumentalną metodę analizy.

Bez metod referencyjnych opierają się na ścisłych prawach, których formułowe wyrażenie umożliwia przeliczenie natężenia mierzonego sygnału analitycznego bezpośrednio na ilość oznaczanej substancji przy wykorzystaniu wyłącznie wartości tabelarycznych. Takim wzorcem może być np. prawo Faradaya, które pozwala obliczyć ilość analitu w roztworze podczas miareczkowania kulometrycznego na podstawie prądu i czasu elektrolizy. Metod niestandardowych jest bardzo niewiele, gdyż każde oznaczenie analityczne to układ skomplikowanych procesów, w których teoretycznie nie da się uwzględnić wpływu każdego z licznych czynników eksploatacyjnych na wynik analizy. W związku z tym w analizach stosuje się pewne techniki, które pozwalają na eksperymentalne uwzględnienie tych wpływów. Najpopularniejszą techniką jest wykorzystanie standardów, tj. próbki substancji lub materiałów o dokładnie znanej zawartości oznaczanego pierwiastka (lub kilku pierwiastków). W trakcie analizy dokonuje się pomiaru analitu badanej próbki i wzorca, porównuje uzyskane dane i ze znanej zawartości pierwiastka w analizowanej próbce oblicza się zawartość tego pierwiastka w wzorcu. Można wyprodukować standardy przemysłowo(próbki standardowe, stale zwykłe) lub przygotowane w laboratorium bezpośrednio przed analizą (próbki porównawcze). Jeżeli jako próbki wzorcowe stosuje się substancje chemicznie czyste (zanieczyszczenia mniejsze niż 0,05%), wówczas nazywa się je substancjami wzorcowymi.

W praktyce oznaczenia ilościowe metodami instrumentalnymi przeprowadza się z wykorzystaniem jednego z nich trzy drogi: funkcja kalibracji (seria wzorców), wzorce (porównanie) lub dodatki do wzorców.

Pracując metodą funkcji kalibracyjnej, stosując substancje wzorcowe lub próbki wzorcowe, otrzymuje się pewną liczbę próbek (lub roztworów) zawierających różne, ale dokładnie znane ilości oznaczanego składnika. Seria ta jest czasami nazywana serią standardową. Następnie analizuje się ten szereg wzorcowy i na podstawie uzyskanych danych oblicza się wartość czułości K (w przypadku liniowej funkcji kalibracyjnej). Następnie mierzone jest natężenie sygnału analitycznego A w badanym obiekcie i obliczana jest ilość (masa, stężenie) żądanego składnika za pomocą równania sprzężenia /> lub znajdowana za pomocą wykresu kalibracyjnego (patrz rys. 2.1.1 ).

Metoda porównawcza (wzorce) ma zastosowanie wyłącznie do liniowej funkcji kalibracyjnej. Oznaczanie tego składnika przeprowadza się w standardowa próbka(substancja standardowa) i otrzymaj

Następnie wyznacza się je w analizowanym obiekcie

Dzielenie pierwszego równania przez drugie eliminuje czułość

i obliczyć wynik analizy

Metodę dodawania wzorców można zastosować także tylko w przypadku liniowej funkcji kalibracyjnej. W tej metodzie najpierw poddaje się analizie i //pozyskuje się próbkę obiektu badawczego, następnie do próbki dodaje się znaną ilość (masę, objętość roztworu) oznaczanego składnika i po analizie,

Dzieląc pierwsze równanie przez drugie, eliminuje się K i uzyskuje się wzór do obliczenia wyników analizy:

Widmo substancji uzyskuje się poprzez oddziaływanie na nią temperaturą, przepływem elektronów, strumieniem światła ( energia elektromagnetyczna) przy określonej długości fali (częstotliwości promieniowania) i innymi metodami. Przy określonej energii uderzenia substancja może przejść w stan wzbudzony. W tym przypadku zachodzą procesy, które prowadzą do pojawienia się w widmie promieniowania o określonej długości fali (tabela 2.2.1).

Emisja, absorpcja, rozpraszanie lub załamanie promieniowanie elektromagnetyczne można uznać za sygnał analityczny niosący informację o składzie jakościowym i ilościowym substancji lub jej strukturze. Częstotliwość (długość fali) promieniowania zależy od składu badanej substancji, a natężenie promieniowania jest proporcjonalne do liczby cząstek, które spowodowały jego pojawienie się, tj. ilość substancji lub składnika mieszaniny.

Każda z metod analitycznych zazwyczaj nie wykorzystuje pełnego widma substancji, obejmującego zakres długości fal od promieni rentgenowskich do fal radiowych, a jedynie jego pewną część. Metody spektralne zwykle rozróżnia się na podstawie zakresu długości fal widmowych, dla których działają Ta metoda: ultrafiolet (UV), promieniowanie rentgenowskie, podczerwień (IR), mikrofale itp.

Metody działające w zakresie UV, widzialnym i IR nazywane są optycznymi. Są one najczęściej stosowane w metodach spektralnych ze względu na względną prostotę sprzętu do uzyskiwania i rejestracji widma.

Analiza emisji atomowej (AEA) opiera się na jakościowym i ilościowym określeniu składu atomowego substancji poprzez uzyskanie i badanie widm emisyjnych atomów tworzących substancję.

Pi AEA, analizowaną próbkę substancji wprowadza się do źródła wzbudzenia urządzenia spektralnego. W źródle wzbudzenia próbka ta ulega złożonym procesom polegającym na topnieniu, odparowaniu, dysocjacji cząsteczek, jonizacji atomów, wzbudzeniu atomów i jonów.

Wzbudzone atomy i jony po bardzo krótkim czasie (~10-7-108 s) samoistnie powracają z niestabilnego stanu wzbudzonego do stanu normalnego lub pośredniego. Prowadzi to do emisji światła o częstotliwości  i pojawienia się linii widmowej.

Ogólny schemat emisji atomowej można przedstawić w następujący sposób:

A + E  A*  A + h

Stopień i intensywność tych procesów zależy od energii źródła wzbudzenia (ES).

Najczęstsze IW to: płomień gazowy, łuk i wyładowania iskrowe, plazma sprzężona indukcyjnie (ICP). Ich charakterystykę energetyczną można uznać za temperaturę.

Ilościowa AEA opiera się na zależności pomiędzy stężeniem pierwiastka a intensywnością jego linii widmowych, którą określa wzór Lomakina:

gdzie I jest intensywnością linii widmowej wyznaczanego pierwiastka; c - stężenie; aib są stałymi.

Wartości aib zależą od właściwości linii analitycznej IV i stosunku stężeń pierwiastków w próbce, dlatego zależność /> ustala się zwykle empirycznie dla każdego pierwiastka i każdej próbki. W praktyce najczęściej stosuje się metodę porównania ze standardem.

Do oznaczeń ilościowych wykorzystuje się głównie fotograficzną metodę rejestracji widma. Intensywność linii widmowej uzyskanej na kliszy fotograficznej charakteryzuje się jej zaczernieniem:

gdzie S jest stopniem zaczernienia kliszy fotograficznej; I0 to natężenie światła przechodzącego przez niezaczernioną część płytki, a I - przez część zaczernioną, tj. linia widmowa. Pomiar zaczernienia linii widmowej przeprowadza się w porównaniu z zaczernieniem tła lub w odniesieniu do intensywności linii odniesienia. Powstała różnica czernienia (S) jest wprost proporcjonalna do logarytmu stężenia (c):

W metodzie trzech standardów widma trzech standardów o znanej zawartości pierwiastków oraz widmo analizowanej próbki fotografuje się na jednej kliszy fotograficznej. Mierzone jest zaczernienie wybranych linii. Konstruuje się wykres kalibracyjny, na podstawie którego określa się zawartość badanych pierwiastków.

W przypadku analizy obiektów tego samego typu stosuje się metodę wykresów stałych, która jest zbudowana przy użyciu dużej liczby standardów. Następnie w ściśle identycznych warunkach pobiera się widmo próbki i jednego ze standardów. Wykorzystując widmo wzorca sprawdzają, czy wykres się nie przesunął. Jeśli nie ma przesunięcia, nieznane stężenie wyznacza się za pomocą wykresu stałego, a jeśli tak, to wielkość przesunięcia uwzględnia się za pomocą widma wzorca.

W przypadku ilościowego AEA błąd w określeniu zawartości zasady wynosi 1-5%, a zawartość zanieczyszczeń do 20%. Wizualna metoda rejestracji widma jest szybsza, ale mniej dokładna niż fotograficzna.

Na podstawie konstrukcji sprzętu można wyróżnić AEA z rejestracją wizualną, fotograficzną i fotoelektryczną oraz pomiarem natężenia linii widmowych.

Metody wizualne (rejestracja okiem) można stosować wyłącznie do badania widm o długości fali w zakresie 400 - 700 nm. Średnia czułość widmowa oka jest maksymalna dla światła żółto-zielonego o długości fali  550 nm. Wizualnie można z wystarczającą dokładnością ustalić równość intensywności linii z najbliższymi długościami fal lub określić najjaśniejszą linię. Metody wizualne dzielą się na styloskopowe i stylometryczne.

Analiza styloskopowa polega na wizualnym porównaniu natężeń linii widmowych analizowanego pierwiastka (domieszki) z pobliskimi liniami widmowymi głównego elementu próbki. Na przykład podczas analizy stali zwykle porównuje się intensywności linii widmowych zanieczyszczeń i żelaza. W tym przypadku wykorzystuje się znane wcześniej cechy styloskopowe, w których równość intensywności linii określonej pary analitycznej odpowiada określonemu stężeniu analizowanego pierwiastka.

Steeloskopy służą do ekspresowej analizy, która nie wymaga dużej dokładności, oznacza się 6-7 elementów w 2-3 minuty. Czułość analizy wynosi 0,01-0,1%. Do analiz wykorzystuje się zarówno steeloskopy stacjonarne SL-3...SL-12 jak i przenośne SLP-1...SLP-4.

Analiza stylometryczna różni się od analizy styloskopowej tym, że jaśniejszą linię pary analitycznej osłabia się za pomocą specjalnego urządzenia (fotometru) do momentu wyrównania intensywności obu linii. Dodatkowo stylometry pozwalają na zbliżenie linii analitycznej i porównawczej w polu widzenia, co znacznie zwiększa dokładność pomiarów. Do analiz wykorzystywane są stylometry ST-1...ST-7.

Błąd względny pomiarów wizualnych wynosi 1 – 3%. Ich wadą jest ograniczone widmo widzialne, żmudność i brak obiektywnej dokumentacji analizy.

Metody fotograficzne opierają się na fotograficznej rejestracji widma za pomocą specjalnych przyrządów spektrograficznych. Obszar roboczy spektrografy są ograniczone do długości fali 1000 nm, tj. Można je stosować w zakresie widzialnym i UV. Intensywność linii widmowych mierzy się stopniem zaczernienia ich obrazu na kliszy lub kliszy fotograficznej.