ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР РЕКОМЕНДАЦИЯ МИ 2625-2000 Москва, 2000 г. Информационные данные 1. Разработана отделом метрологии в строительстве Государственного научного метрологического центра ГП ВНИИФТРИ Госстандарта России. Исполнители: А. И. Марков, М. П. Польяникова 2. Метрологическая экспертиза проведена Отделом общих и теоретических проблем метрологии ГП ВНИИФТРИ 3. Утверждена ГП ВНИИФТРИ «23» ноября 2000 г. 4. Зарегистрирована ВНИИМС «4» декабря 2000 г. 5. Введена впервые СОДЕРЖАНИЕ
1 Область примененияНастоящая рекомендация распространяется на все виды бетонов на цементных вяжущих материалах кроме легкого, ячеистого и бетонов с гидрофобизирующими добавками и устанавливает методику ускоренного определения их водонепроницаемости. Рекомендация предназначена для контроля водонепроницаемости, определения (корректировки) составов бетонов с заданной водонепроницаемостью, проводимых испытательными лабораториями строительных организаций и предприятий. Рекомендация разработана в развитие и дополнение ГОСТ 12730.5 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости» и СНиП 2.03.11 «Бетоны. Защита от коррозии», а также МИ 1353 «Рекомендации. ГСИ. Материалы цементные. Методика выполнения измерений при определении характеристик на дифференциальных контракциометрах». 2 Нормы погрешностиМетодика обеспечивает определение водонепроницаемости Рi с погрешностью, не превышающей 10 % и 15 % при испытаниях бетона, соответственно, с известным и неизвестным составом. В методике имеется значительное количество расчетных зависимостей. В целях недопущения накопления дополнительной погрешности от расчетов, рекомендуется расчеты завершать на втором знаке после запятой с округлением второго знака по общепринятым правилам. 3 Средства измерений, испытаний и вспомогательные устройства, материалы3.1. При определении водонепроницаемости бетона применяют средства измерений, испытаний, вспомогательные устройства и материалы, указанные в таблице 1. Таблица 1
4 Порядок подготовки к проведению испытанийДля испытаний бетона на водонепроницаемость используют либо образцы-кубы, либо образцы-цилиндры, в т.ч. керны. Образцы-кубы (с размером ребра 70, 100, 150 мм) предпочтительны для заводской технологии и монолитного бетонирования, а образцы-цилиндры (диаметром от 70 до 150 мм) предпочтительны для оценки водонепроницаемости бетона в эксплуатируемых объектах (аэродромы, дороги, эстакады, мосты, гидросооружения и др.) с отбором из них кернов. 4.1. Образцы из бетона известного состава в количестве трех штук изготавливают и хранят в соответствии с требованиями ГОСТ 10180, ГОСТ 5802 и ГОСТ 12730.0. Если состав бетона неизвестен, то количество образцов должно быть четыре штуки. 4.2. Образцы-цилиндры отбирают из объектов в количестве четырех штук и хранят в соответствии с требованиями ГОСТ 28570. 4.3. Перед испытаниями три образца раскалывают по ГОСТ 10180 на две части (пробы). Направление усилия раскалывания и образующаяся поверхность раскола должна быть сориентированы параллельно грани образца, которую выравнивают вручную при его изготовлении. Если состав бетона неизвестен или используют образцы-керны, то раскалыванию подлежат четыре образца. При этом, предварительно, определяют объем V0 и массу mo четвертого образца в воздушно-сухом состоянии. 4.4. Поверхности раскола шести половинок образцов (проб) очищают острым предметом, например отверткой, а затем проволочной щеткой от трещиноватых сколов. Взвешивают каждую пробу, помещают все пробы в сушильный шкаф и высушивают до постоянной массы при температуре (100 ± 5) °С. Постоянной считают массу пробы, при которой результаты двух последовательных (через 4 часа) взвешиваний отличаются не более чем на 0,1 %. Если состав бетона неизвестен, то пробы от четвертого образца дробят на куски и отбирают из них имеющие ориентировочный объем 20-30 см3. Очищают их от сколов (см. выше), определяют их суммарную массу m в воздушно-сухом состоянии и затем кипятят в сосуде с водой в течение 5 ч. После кипячения сосуд охлаждают до температуры (20 ± 2) °С, извлекают из него куски, обтирают их влажной (отжатой) ветошью и взвешиванием определяют их суммарную массу mк. Затем высушивают куски до постоянной массы mс в сушильном шкафу при температуре (100 ± 5) °С. Погрешность взвешивания не должна быть более 0,1 г. 4.5. Каждую из шести половинок (п. 4.4.) в горячем состоянии обмазывают парафином только по боковым (по отношению к поверхности раскола и целой грани) граням и помещают для охлаждения в эксикатор или емкость с плотной крышкой. Обмазку проводят натиранием парафином всей горячей поверхности боковых граней. Примечание. Если в качестве крупного заполнителя для бетона применяют плотный известняк (пористость не более 4 %), то парофинированию подлежат и поверхности расколотых зерен заполнителя. 4.6. Определяют капиллярную пористость (отн.) растворной части бетона или мелкозернистого бетона в проектном возрасте по зависимостям: а) для образцов (кернов) из бетона с известным составом где Wi - объем воды затворения в 1 л уплотненной бетонной смеси (paствора) образца за вычетом водоотделения (если оно имеет место) в процессе уплотнения, см3; Пi, Щi - массы заполнителей в 1 л уплотненной бетонной смеси (раствора) образца, соответственно мелкого и крупного, г (для мелкозернистого бетона Щi = 0); β1, β2 - водопоглощение заполнителей, в долях от их массы за время перемешивания и уплотнения смеси, соответственно мелкого и крупного, см3/г (для заполнителей из плотных пород водопоглощение β1, β2 допускается принимать равным 0,01 см3/г); γщ - истинная плотность крупного заполнителя, г/см3; К5 - стехиометрический коэффициент текущей контракции, принимаемый по таблице 2, отн; ΔV¢i - удельная текущая контракция применяемого цемента к моменту испытаний материала на водонепроницаемость, см3/г (значение ΔV¢i определяют с помощью контракциометра по МИ 2486); Сi - масса цемента в 1 л бетонной смеси, г; Таблица 2
б) для образцов (кернов) из бетона с неизвестным составом где m, mo, mк, mc, Vo - характеристики пробы от четвертого образца (см п. 4.3 и 4.4); γw - плотность воды (при 20 °С принимают 1 г/см3); Д - коэффициент, отражающий относительный объем микропор в бетоне (для бетона с крупным заполнителем находят по табл. 3, а для мелкозернистого - по табл. 4), отн; f - коэффициент, отражающий отношение объема бетона к объему его растворной части (для мелкозернистого бетона в формуле 2 значение f = 1), значения f10 для бетона при осадке конуса бетонной смеси равном 10 см находят по табл. 5, а для других осадок конуса (ОК) - рассчитывают по формуле f = (10 - ОК) · 0,02 + f10, (3) Таблица 3
Таблица 4
Примечание. 1. Если известно, что бетон приготовлен с применением суперпластификатора, то приведенные в табл. 3 и 4 значения Д уменьшают соответственно на 0,01 и 0,02. 2. При прочности бетона, находящейся в промежутке между табличными данными, коэффициент Д находят интерполяцией. Таблица 5
Примечание. Если известно, что бетон приготовлен с суперпластификатором, то приведенные в таблице значения f умножают на 1,03. 5 Порядок проведения измерений5.1. Взвешивают все шесть, остывших до температуры (20 ± 2) °С, проб с парафинированными гранями. Массу тсi проб определяют с погрешностью не более 0,1 г. 5.2. Каждую из проб погружают поверхностью раскола в ванну с водой, где их выдерживают на прокладках вначале 1 минуту и взвешивают на воздухе, а затем 4 мин и снова взвешивают и, таким образом, определяют массы проб mв1i и mв5i, т.е. их массы после водонасыщения соответственно за 1 и 5 мин. Перед взвешиванием с увлажненных поверхностей проб снимают капли воды и пленочную воду прикосновением влажной ветошью (предварительно смоченной и отжатой). При этом на поверхности раскола не должны наблюдаться отблески от пленочной воды. Примечания. 1. Для обеспечения смачивания углублений на поверхности раскола, пробу, покачивая, погружают в воду. 2. Допускается определение масс mв1 и mв5 методом непрерывного, гидростатического взвешивания пробы по истечении 1 и 5 мин при условии, что погрешность взвешивания не должна превышать 0,1 г. 3. Водонасыщение каждой пробы проводят поочередно. 5.3. Вычисляют средние арифметические значения разности масс проб водонасыщенных mвji и высушенных mci для 1 и 5 мин по зависимости (4) где j - численное значение времени водонасыщения 1 или 5 мин; i - номер пробы (1 ÷ 6). 5.4. Вычисляют п - показатель степени, аппроксимирующей кинетику капиллярного водонасыщения функции по зависимости . (5) 5.5. Определяют объем воды ΔVк1, поглощенной капиллярами за 1 мин, см3, при известном составе бетона, по зависимости , (6) (значения коэффициентов К3 и К6 приведены в табл. 2). Определяют объем воды ΔVк1, поглощенной капиллярами за 1 мин, при неизвестном составе бетона, по зависимости: . (7) 5.6. Вычисляют эквивалентное капиллярное давление Рк (МПа) по зависимости , (8) где A1 - константа, отражающая вязкость и поверхностное натяжение воды, длительность капиллярного насыщения и площадь сечения через которое происходило капиллярное насыщение (значения А1 приведены в табл. 6), МПасм6; Пкi - капиллярная пористость растворной части бетона или мелкозернистого бетона (см. формулы 1, 2), отн; Mi - параметр, вычисляемый по формулам, отн. для бетона с крупным заполнителем Мi = 6 + 300 · П3/2кi, (9) для мелкозернистого бетона Мi = 12 + 540 · П3/2кi, (10) f - коэффициент (см п. 4.6) для бетона с неизвестным составом определяют по табл. 5, а при известном составе бетона вычисляют по зависимости . (11) 5.7. Вычисляют объем капиллярных пор в материале испытываемого образца по зависимости , (12) где V - объем испытываемого образца, см3. 5.8. Вычисляют критерий λ , (13) где τ¢ - относительное приведенное время, отн. Значения τ¢ приведены в табл. 6. Для расчетов принимают те значения τ¢, которые соответствуют размерам испытываемых образцов. Таблица 6
5.9. Находят значение давления Рi, при достижении которого на торце образца появляется «мокрое пятно» или выступают капли воды. Для этого путем последовательной подстановки в зависимость (14) возможных значений искомого давления (в направлении его возрастания), начиная с Рi = 0,2 МПа и увеличивая его с каждым шагом на 0,1 МПа, вычисляют параметр λ¢ где n - показатель степени определяемый по п. 5.4; Pi - значения последовательно задаваемого давления, МПа. Вычисления завершают при попадании расчетного значения λ¢ в интервал, определяемый неравенством 0,9 λ < λ¢ < 1,1 λ и фиксируют соответствующее значение Рi. 5.9. Испытанному бетону устанавливают марку по водонепроницаемости W, равную меньшему, ближайшему к Рi, значению W, приведенному в ГОСТ 12730.5. 6 Контроль погрешности методикиКонтроль погрешности настоящей методики осуществляют один раз в год. Для этого два оператора, независимые друг от друга, осуществляют измерения водонепроницаемости цементного материала одного и того же состава с использованием одновременно изготовленных (одной серии) шести образцов-близнецов в форме куба с размерами 100 × 100 × 100 мм. Рекомендуемый цементный материал - бетон с крупным заполнителем из гранита фракции 5-20 мм, в качестве мелкого заполнителя используют песок с модулем крупности 2 ÷ 2,5, а вяжущего - цемент марки 400 или 500. Составы такого бетона (по содержанию компонентов в 1 л бетонной смеси) при использовании цемента марки 400 или 500, следующие: С = 480 г, П = 535 г, Щ = 1120 г, W = 190 см3; С = 360 г, П = 620 г, Щ = 1165 г, W = 180 см3. Расхождение результатов измерений водонепроницаемости бетона, испытанного обоими операторами, не должно превышать 10 %. Таблица 1 - Значения логарифмов числа N (используют для расчета показателя п)
Пример lg 11,40 = 1,057 Таблица 2 - Значения 130n (используют при расчете критерия λ)
Пример 1300,43 = 8,11 Таблица 3 - Значения 360n (используют при расчете критерия λ)
Пример 3600,35 = 7,85 Таблица 4 - Значения 1220n (используют при расчете критерия λ)
Пример 12200,56 = 53,50 |