Методи визначення показників, що впливають на довговічність

Для перевірки довговічності необхідно визначити показники бетону, значення яких має основний вплив на довговічність: щільність, міцність, морозостійкість та водонепроникність.

2.3.1 Приготування бетонних (розчинних) сумішей

На змочений водою лист спочатку висипається пісок, потім в'яжуче і добавки, і суміш перемішується. Далі додається крупний заповнювач. Матеріали перемішуються в сухому стані до отримання однорідної суміші.

Приблизно половина від загальної кількості води вливається в поглиблення і суміш обережно перемішується, потім виливається вода, що залишилася і розчин хімічних добавок, суміш енергійно перемішується.

Тривалість перемішування бетонних (розчинних) сумішей встановлюється дослідним шляхом або приймається за чинними нормативними документами.

2.3.2 Визначення легкоукладальності бетонної суміші

При виготовленні бетонних і залізобетонних виробів і конструкцій, а також при бетонуванні монолітних конструкцій і споруд найважливішою властивістю бетонної суміші є легкоукладальність, тобто здатність заповнювати форму при даному способі ущільнення, зберігаючи свою однорідність. Для оцінки легкоукладальності використовують три показники:

1. рухливість бетонної суміші, що є характеристикою структурної міцності суміші;

2. жорсткість (Ж) – показник динамічної в'язкості бетонної суміші;

3. розшаровуваність, яка характеризується водорозподілом бетонної суміші після її відшаровування.

Рухливість бетонної суміші характеризується вимірюваною в сантиметрах величиною осадки конуса (О.К.), відформованого з бетонної суміші, що підлягає випробуванню.

Конус встановлюють на гладкий металевий лист і заповнюють бетонною сумішшю через воронку в три шари однакової висоти. Кожен шар ущільнюють штикуванням металевим стрижнем. Після ущільнення бетонної суміші в конусі воронку знімають і надлишок суміші зрізають кельмою врівень з верхніми краями конуса. Конус плавно знімають з відформованої бетонної суміші, піднімаючи його вертикально вгору, і встановлюють поруч з нею. Осідання конуса бетонної суміші визначають, укладаючи металеву лінійку ребром на верх конуса і вимірюючи відстань від нижньої межі лінійки до верху бетонної суміші з точністю до 0,5 см.

Жорсткість бетонної суміші (Ж) характеризується часом вібрації (с), необхідним для вирівнювання та ущільнення попередньо відформованого конуса бетонної суміші.

Жорсткість бетонної суміші визначають наступним чином. Одночасно включають віброплощадку і секундомір і спостерігають за вирівнюванням і ущільненням бетонної суміші. Вібрування проводять до тих пір, поки не почнеться виділення цементного тіста з будь-яких двох отворів диска. У цей момент вимикають секундомір і вібратор. Отриманий час (с) характеризує жорсткість бетонної суміші.

Залежно від легкоукладальності бетонні суміші поділяють на марки.

2.3.3 Коригування легкоукладальності бетонної суміші

Якщо рухома суміш має осадку конуса менше заданої, то в бетонну суміш додають воду порціями 2-3% від заданої кількості.

Коли бетонна суміш має надлишкову рухливість в порівнянні з необхідною, в заміс додають пісок і крупний заповнювач, зберігаючи задане за розрахунком співвідношення між ними. Заповнювачі додають порціями і роблять повторне визначення рухливості. Коригування жорсткої бетонної суміші проводиться аналогічним чином, тільки для кожного нового визначення (щоб уникнути перекручування результатів від повторного вібрування) береться нова порція бетонної суміші.

2.3.4 Виготовлення зразків

Виготовлення зразків-кубів має здійснюватися відповідно до ГОСТ 10180-90. Зразки слід виготовляти в повірених формах, які відповідають вимогам ГОСТ 22685-89.

Укладання та ущільнення бетонної суміші слід проводити не пізніше, ніж через 20 хв. після приготування замісу.

При виготовленні однієї або декількох серій зразків, призначених для визначення різних характеристик бетону (розчину), всі зразки слід виготовляти з одного замісу бетонної суміші і ущільнювати їх в однакових умовах.

Зразки з важкого і легкого бетонів рекомендується формувати таким чином. Форми заповнюють бетонною сумішшю шарами висотою не більш 100 мм. Кожен шар укладають штикуванням сталевим стрижнем діаметром 16 мм з заокругленим кінцем. Після закінчення укладання бетонної суміші у форму верхню поверхню зразка загладжують кельмою або пластиною.

Зразки в циліндричних формах після загладжування верхньої поверхні закривають кришками, кладуть на бічну сторону і зберігають в такому положенні до розпалублення.

2.3.5 Твердіння зразків

При нормальному твердінні свіжовідформовані зразки-куби витримуються в формах, покритих вологою тканиною або поліетиленовою плівкою, протягом доби.

Подальше тверднення зразків-кубів має проводитися в камерах нормального твердіння при температурі 20±2°С і відносній вологості не менш 90%. Зразки в камері тверднення повинні укладатися в один ряд на деякій відстані один від одного. За 1 год. до моменту випробування зразки виймаються з камери нормального твердіння.

Крім нормального твердіння зразків може застосовуватися пропарювання або автоклавне твердіння зразків в лабораторній камері або автоклаві за режимом, зазначеного в досліді. Завантаження зразків в камеру або автоклав повинне проводитися не раніше, ніж через 2 години після їх виготовлення.

2.3.6 Визначення міцності на стиск

При випробуванні на стиск зразки-куби і циліндри встановлюють однією з обраних граней на нижню опорну плиту випробувальної машини центрально до його поздовжньої осі. Між плитами преса і опорними поверхнями зразка допускається прокладати додаткові сталеві опорні плити.

Зразки-половинки призм при випробуванні на стиск поміщають між двома додатковими сталевими плитами.

Після установки зразка на опорні плити преса (додаткові сталеві плити) поєднують верхню плиту преса з верхньою опорною гранню зразка так, щоб їх площини повністю прилягали одна до іншої. Далі починають навантаження.
Вибирають постійну швидкість навантаження в межах (0,6 ± 0,2) МПа / с. Реєструють встановлене максимальне навантаження в МПа.

У разі руйнування зразка за однією з дефектних схем цей результат не враховують.

Міцність бетону (МПа) на стиск обчислюють з точністю до 0,1 МПа для кожного зразка за формулою:

(2.1)

де F – руйнуюче навантаження, Н; A – площа перерізу зразка, мм²; α – масштабний коефіцієнт відповідно до ГОСТ 10180-90.

2.3.7 Визначення міцності на розтяг при згинанні

Зразки-призми встановлюють в випробувальний пристрій за схемою і навантажують до руйнування при постійній швидкості від 0,04 до 0,06 МПа.

Якщо зразок зруйнувався не в середній третині прольоту або площина руйнування зразка нахилена до вертикальної площини більш ніж на 15°, то при визначенні середньої міцності бетону серії зразків цей результат випробування не враховують.

Міцність бетону (МПа) на розтяг при згинанні слід обчислювати з точністю до 0,01 МПа для кожного зразка за формулою:

(2.2)

де F ¾ руйнівне навантаження, Н; А ¾ площа робочого перетину зразка, мм²; a, b, l ¾ відповідно ширина, висота поперечного перерізу призми і відстань між опорами при випробуванні зразків на розтяг при згині, мм; d ¾ масштабний коефіцієнт.

2.3.8 Визначення морозостійкості

Бетоннi зразки виготовляють i відбирають згiдно з 4.5-4.10 ДСТУ Б В.2.7-47 (ГОСТ 10060.0). Контрольнi i основнi зразки насичують водою згiдно з 4.11 ДСТУ Б В.2.7-47(ГОСТ 10060.0). Контрольнi зразки через 2-4 год. пiсля витягання з ванни випробують на стиск згiдно з ГОСТ 10180.

Основнi зразки завантажують у морозильну камеру у контейнері або установлюють на сiтчастий стелаж камери таким чином, щоб відстань мiж зразками, стінками контейнерів i вище лежачими стелажами була не менше 50 мм. Початком заморожування вважають момент встановлення у камері температури мiнус 16°С.

Число циклів поперемінного заморожування i відтавання, пiсля яких повинно проводитись випробування мiцностi на стиск зразків бетону (проміжних i остаточних), установлюють у вiдповiдностi з таблицею 3 ДСТУ Б В.2.7-47(ГОСТ 10060.0). У кожному разі випробують по шість основних зразків. Зразки випробують за режимом, який наведений у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Режими випробування зразків

---------------------------------------------------------------

| Розміри | Режим випробування |

|зразків, мм | |

| |--------------------------------------------------|

| | Заморожування | Відтавання |

| | | |

| |--------------------------------------------------|

| | | | | |

|---------------------------------------------------------------|

|100х100х100 | 2,5 | | (2,0+-0,5)| |

|------------------------| мiнус |-----------| |

|150х150х150 | 3,5 | (18+-2) | (3,0+-0,5)| (18+-2) |

|------------------------| |-----------| |

|200х200х200 | 5,5 | | (5,0+-0,5)| |

-----------------------------------------------------------------

Зразки пiсля заморожування відтають у ванні з водою при температурі (18 + 2) град. С. Основнi зразки через 2-4 год. пiсля витягання з ванни випробовують на стиск згiдно з ГОСТ 10180.

Марку бетону за морозостiйкiстю приймають за вiдповiдну потрiбнiй, якщо середнє значення мiцностi на стиск основних зразків пiсля установлених (таблиця 3 ДСТУ Б В.2.7-47 (ГОСТ 10060.0)) для даної марки числа циклів поперемінного заморожування i відтавання зменшилось не більш ніж на 5 % у порiвняннi з середньою мiцнiстю на стиск контрольних зразків. Зменшення мiцностi на стиск основних зразків у порiвняннi з середньою мiцнiстю контрольних зразків легкого бетону з маркою за морозостiйкiстю F50 та менше не повинно перевищувати 15 % при умові виконання вимог ДСТУ Б В.2.7-47 (ГОСТ 10060.0).

2.3.9 Визначення водонепроникності

Виготовлені зразки зберігають у камері нормального твердіння за температури (20 ± 5) °С і відносної вологості повітря не менше 95 %.

Зразки в обоймі встановлюють у гнізда установки для випробування і надійно закріплюють. Тиск води підвищують ступенями по 0,2 МПа протягом від 1 хв. до 5 хв. і витримують на кожному ступені протягом встановленого часу. Випробування проводять доти, поки на верхній торцевій поверхні зразка з'являться ознаки фільтрації води у вигляді крапель або мокрої плями.

Водонепроникність кожного зразка оцінюють максимальним тиском води, за якого ще не спостерігалося її просочування крізь зразок. Водонепроникність серії зразків оцінюють максимальним тиском води, за якого на чотирьох із шести зразків не спостерігалося просочування води.

Марку бетону за водонепроникністю приймають згідно з таблицею 2.2.

Таблиця 2.2 – Марки бетону за водонепроникністю

Водонепроникність серії зразків, МПа	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
Марка бетону за водонепроникністю	W2	W4	W6	W8	W10	W12

2.3.10 Визначення середньої густини

Середню густину бетону визначають випробуванням зразків у стані природної вологості або в нормованому вологому стані: сухому, повітряно-сухому, нормальному, водонасиченому.

Середню густину бетону при нормованому вологому стані визначають випробуванням зразків бетону, що мають нормовану або природну вологість із наступним перерахуванням отриманих результатів на нормовану вологість.

При визначенні середньої густини бетону в повітряно-сухому стані зразки перед випробуванням витримують не менше 28 діб у приміщенні за температури (25±10) °С і відносній вологості повітря (60±10) %. При визначенні середньої густини бетону в нормальних вологих умовах зразки зберігають 28 діб у камері нормального твердіння, ексикаторі або іншій герметичній посудині за відносної вологості повітря не менше 95 % і температури (20±5) °С. При визначенні середньої густини бетону у водонасиченому стані зразки насичують.

Середню густину бетону зразка з вологістю в момент випробування W _M визначають із похибкою до 1 кг/м³ за формулою:

, (2.3)

де m – маса зразка, кг; V - об'єм зразка, м³.

Середню густину бетону при нормованому вологому стані визначають за формулою:

, (2.4)

де - нормована середня густина бетону, кг/м³; - середня густина бетону при вологості W_M, кг/м³; W_H - нормована вологість бетону, %; W_M - вологість бетону в момент випробування, %.