ГОСТ 10060.4-95 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ БЕТОНЫ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ
МЕТОД УСКОРЕННОГО МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ Москва Предисловие 1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Российской Федерации ВНЕСЕН Минстроем России 2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 22 ноября 1995 г. За принятие проголосовали
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ 4 ВВЕДЕН в действие с 1 сентября 1996 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Минстроя России от 5 марта 1996 г. № 18-17 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ БЕТОНЫ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ МЕТОД УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ CONCRETES. STRUCTURE-MECHANICAL RAPID METHOD FOR THE Дата введения 1996-09-01 1 Область примененияНастоящий стандарт распространяется на тяжелые и легкие бетоны на цементном вяжущем, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, и устанавливает ускоренный структурно-механический (пятый) метод определения морозостойкости бетона при подборе и корректировке его состава лабораториями предприятий стройиндустрии. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема. ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия. ГОСТ 5582-75 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. ГОСТ 8269-87 Щебень из природного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытания. ГОСТ 9871-75 Термометры стеклянные ртутные, электроконтактные и терморегуляторы. Технические условия. ГОСТ 10060.0-95 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. ГОСТ 10181.4-81 Смеси бетонные. Методы определения расслаиваемости. ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия. ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций 3 ОпределенияВ настоящем стандарте приняты термины и определения по ГОСТ 10060.0. 4 Средства испытания и вспомогательные устройства4.1 Оборудование для изготовления, хранения и испытания бетонных образцов должно соответствовать требованиям ГОСТ 10180 и ГОСТ 28570. 4.2 Морозильный шкаф, обеспечивающий достижение и поддержание температуры минус (18 ± 2) °С. 4.3 Переносной контактомер КД-07. Примечание - Контактомер изготавливает ГП «ВНИИФТРИ» (141570, Московская обл., ГП «ВНИИФТРИ», пос. Менделеево). 4.4 Электрошкаф сушильный, обеспечивающий температуру нагрева до 105 °С и автоматическое регулирование температуры с пределом допустимой погрешности ±5 °С. 4.5 Весы, имеющие предел допустимой погрешности взвешивания ±0,01 г. 4.6 Ванна для насыщения шести образцов. 4.7 Вода по ГОСТ 23732. 5 Порядок подготовки к проведению испытания5.1 Для испытаний бетона на морозостойкость используют либо образцы-кубы, либо образцы-керны. 5.2 Перед изготовлением образцов определяют: - водопоглощение щебня и песка по ГОСТ 8369 в течение 1 ч; - водоотделение бетонной смеси по ГОСТ 10181.4 для случая, когда бетонную смесь уплотняют центрифугированием или вакуумированием. 5.3 Основные и контрольные образцы изготавливают и отбирают по 4.5 - 4.10 ГОСТ 10060.0. 5.4 Образцы-керны отбирают из конструкции и хранят по ГОСТ 28570. 5.5 Контрольные и основные образцы насыщают водой по 4.11 ГОСТ 10060.0. - определяют массу тв0 керна (образца) после его насыщения, г; - определяют объем V керна (образца), см3; - раскалывают керн (образец) на куски объемом 20 - 30 см3 и определяют массу твi полученной пробы, г; - кипятят пробу в течение 5 ч, охлаждают до температуры (20 ± 2) °С, охлажденную воду сливают и определяют массу пробы ткi, г; - высушивают пробу в сушильном шкафу при температуре (105 ± 5) °С до постоянной массы тсi. 5.7 Определяют капиллярно-открытую пористость Пi бетона в проектном возрасте, %: а) для образцов из бетона с известным составом: - для тяжелого бетона - для бетонов с пористыми заполнителями где: Пi - капиллярно-открытая пористость материала, %; Wi - объем воды затворения в 1 л уплотненной смеси образца бетона за вычетом водоотделения или водопоглощения заполнителями в процессе уплотнения, см3. Для заполнителей из плотных пород (гранит, базальт, кварц) водопоглощение принимают равным 1 % их массы; VП - объем открытых пор пористых заполнителей (объем воды, поглощаемой пористыми заполнителями за 1 ч), см3; ΔV'i - удельная контракция применяемого цемента к сроку испытаний материала на морозостойкость см3/г. Значение ΔV'i определяют заранее по мере поступления цемента, используя методику, изложенную в приложении А; K5 - стехиометрический коэффициент контракции цемента, принимаемый по таблице 1; Цi - масса цемента в 1 л бетонной смеси, г. Таблица 1
б) для образцов из бетона с неизвестным составом (2) где ткi, тci, твi, тв0 - величины по 5.6; dw - плотность воды при температуре (20 ± 2) °С, принимают 1 г/см3; Д - коэффициент, отражающий объем пор в бетоне керна, в котором вода не переходит в лед при замораживании до минус (18 ± 2) °С (определяют по таблице 2). Таблица 2
6 Порядок проведения испытаний6.1 Насыщенные водой контрольные образцы через 2 ч после извлечения из ванны испытывают на прочность при сжатии по ГОСТ 10180. 6.2 Основные образцы сразу после извлечения из ванны помещают в морозильный шкаф и подвергают однократному замораживанию в течение 5 ч при температуре минус (18 ± 2) °С. 6.3 Основные образцы после извлечения из морозильного шкафа в замороженном состоянии незамедлительно испытывают на прочность при сжатии и вычисляют коэффициент повышения прочности бетона Ki где - средние арифметические значения прочности бетона соответственно в контрольных и основных образцах, МПа. 6.4 Из таблиц Б.1 и Б.2 приложения Б для установленного значения капиллярно-открытой пористости испытываемого бетона находят соответствующее ей предельные значения морозостойкости Mmax и Мmin, а также коэффициентов повышения прочности Kmax и Kmin и рассчитывают морозостойкость бетона Mi в циклах по формуле где Ki - фактический коэффициент повышения прочности бетона; Мmax и Мmin - соответственно максимальная и минимальная морозостойкость бетона, цикл; Kmax и Kmin - соответственно максимальный и минимальный коэффициенты повышения прочности бетона. 6.5 Если значения коэффициента Ki для данной капиллярно-открытой пористости меньше коэффициента Kmin, то морозостойкость Мi принимают равной Мmax, а при Ki большем, чем Kmax, морозостойкость принимают равной Мmin. 7 Правила обработки результатов испытания7.1 Морозостойкость определяют по формуле (5) Коэффициент Kт для тяжелого бетона, цементно-песчаного раствора и легкого бетона принимают соответственно 0,004, 0,005, 0,006. Значения средних квадратических отклонений , находят по формулам: 7.2 Марку бетона по морозостойкости устанавливают равной меньшему значению F (таблица 3 ГОСТ 10060.0), которое является ближайшим к значению М. 8 Правила оформления результатов испытанияИсходные данные и результаты определения морозостойкости бетона заносят в журнал по форме, приведенной в приложении Г. ПРИЛОЖЕНИЕ
А
|
Удельная контракция ΔV'i, см3/г |
Контракция на 1000 г цемента за 3 ч, см3 |
Удельная контракция ΔV'i, см3/г |
|
5,0 |
0,051 |
3,5 |
0,038 |
4,9 |
0,051 |
3,4 |
0,037 |
4,8 |
0,050 |
3,3 |
0,036 |
4,7 |
0,049 |
3,2 |
0,035 |
4,6 |
0,048 |
3,1 |
0,034 |
4,5 |
0,047 |
3,0 |
0,024 |
4,4 |
0,047 |
2,9 |
0,033 |
4,3 |
0,046 |
2,8 |
0,032 |
4,2 |
0,045 |
2,7 |
0,031 |
4,1 |
0,044 |
2,6 |
0,030 |
4,0 |
0,043 |
2,5 |
0,029 |
3,9 |
0,042 |
2,4 |
0,028 |
3,8 |
0,041 |
2,3 |
0,027 |
3,7 |
0,040 |
2,2 |
0,026 |
3,6 |
0,039 |
2,1 |
0,025 |
9.2 Значение контракции ΔV1000 на 1000 г цемента за 3 часа находят по зависимости
где ΔVн.г - контракция цемента за 3 ч в тесте нормальной густоты, помещенного в контрактометр, см3;
Цн.г - масса цемента в тесте нормальной густоты, помещенного в сосуд контрактометра, г.
9.3 По данным о контракции ΔV1000 из таблицы А1 находят значение удельной контракции ΔV'i в возрасте 28 сут которая практически не зависит от режима тепловой обработки бетона.
Таблица Б.1 - Показатели шкалы морозостойкости тяжелого бетона и цементно-песчаного раствора
Морозостойкость, цикл |
Коэффициент повышения прочности при однократном замораживании |
|||
Мmax |
Мmin |
Kmax |
Kmin |
|
0,5 |
863 |
863 |
1,00 |
1,00 |
1,0 |
625 |
625 |
1,01 |
1,01 |
1,5 |
573 |
558 |
1,04 |
1,02 |
2,0 |
534 |
505 |
1,08 |
1,03 |
2,5 |
503 |
465 |
1,13 |
1,03 |
3,0 |
475 |
433 |
1,17 |
1,04 |
3,5 |
453 |
403 |
1,21 |
1,04 |
4,0 |
430 |
378 |
1,26 |
1,05 |
4,5 |
413 |
353 |
1,30 |
1,06 |
5,0 |
398 |
330 |
1,35 |
1,06 |
5,5 |
380 |
309 |
1,39 |
1,07 |
6,0 |
365 |
295 |
1,44 |
1,08 |
6,5 |
351 |
290 |
1,48 |
1,09 |
7,0 |
338 |
253 |
1,53 |
1,09 |
7,5 |
328 |
235 |
1,57 |
1,10 |
8,0 |
315 |
215 |
1,61 |
1,11 |
8,5 |
300 |
200 |
1,66 |
1,11 |
9,0 |
295 |
185 |
1,70 |
1,11 |
9,5 |
289 |
170 |
1,74 |
1,12 |
10,0 |
280 |
158 |
1,78 |
1,12 |
10,5 |
273 |
143 |
1,80 |
1,13 |
11,0 |
265 |
130 |
1,84 |
1,13 |
11,5 |
258 |
120 |
1,86 |
1,13 |
12,0 |
253 |
108 |
1,89 |
1,14 |
12,5 |
245 |
98 |
1,91 |
1,14 |
13,0 |
240 |
88 |
1,94 |
1,15 |
13,5 |
235 |
80 |
1,96 |
1,15 |
14,0 |
230 |
73 |
1,98 |
1,16 |
14,5 |
223 |
65 |
1,99 |
1,16 |
15,0 |
220 |
59 |
2,03 |
1,16 |
15,5 |
216 |
53 |
2,03 |
1,17 |
16,0 |
213 |
47 |
2,04 |
1,18 |
16,5 |
210 |
43 |
2,05 |
1,18 |
17,0 |
208 |
41 |
2,06 |
1,18 |
17,5 |
207 |
40 |
2,07 |
1,18 |
18,0 |
204 |
33 |
2,08 |
1,18 |
18,5 |
203 |
30 |
2,09 |
1,19 |
19,0 |
202 |
28 |
2,09 |
1,19 |
19,5 |
201 |
26 |
2,10 |
1,19 |
20,0 |
201 |
23 |
2,11 |
1,19 |
20,5 |
201 |
22 |
2,11 |
1,19 |
21,0 |
201 |
20 |
2,13 |
1,20 |
21,5 |
200 |
20 |
2,13 |
1,20 |
22,0 |
200 |
18 |
2,13 |
1,20 |
22,5 |
200 |
18 |
2,14 |
1,21 |
23,0 |
200 |
16 |
2,14 |
1,21 |
23,5 |
200 |
15 |
2,14 |
1,21 |
24,0 |
200 |
15 |
2,14 |
1,21 |
24,5 |
200 |
15 |
2,14 |
1,21 |
25,0 |
200 |
15 |
2,14 |
1,21 |
Таблица Б.2 - Показатели шкалы морозостойкости легкого бетона
Морозостойкость, цикл |
Коэффициент повышения прочности при однократном замораживании |
|||
Мmax |
Мmin |
Kmax |
Kmin |
|
16,5 |
165 |
88 |
2,06 |
1,10 |
17,0 |
159 |
80 |
2,09 |
1,10 |
17,5 |
153 |
73 |
2,11 |
1,11 |
18,0 |
147 |
64 |
2,15 |
1,11 |
18,5 |
141 |
55 |
2,16 |
1,11 |
19,0 |
135 |
50 |
2,18 |
1,12 |
19,5 |
130 |
44 |
2,19 |
1,12 |
20,0 |
125 |
38 |
2,20 |
1,12 |
20,5 |
120 |
33 |
2,21 |
1,12 |
21,0 |
118 |
29 |
2,22 |
1,12 |
21,5 |
113 |
25 |
2,22 |
1,12 |
22,0 |
110 |
21 |
2,23 |
1,13 |
22,5 |
108 |
18 |
2,23 |
1,13 |
23,0 |
105 |
16 |
2,23 |
1,13 |
23,5 |
103 |
15 |
2,23 |
1,13 |
24,0 |
102 |
15 |
2,23 |
1,13 |
24,5 |
101 |
14 |
2,24 |
1,13 |
25,0 |
100 |
13 |
2,24 |
1,14 |
1 Исходные данные. Испытывают бетон следующего состава, кг/м3: цемент - 400, песок - 691, щебень - 1089, вода - 172. Для изготовления бетона использованы следующие материалы: цемент Воскресенского завода ПЦ-400, γ = 3,1 т/м3; щебень гранитный месторождения «Кузнечное», М1400, фракции 5 - 25 мм; песок тучковский, Мкр = 2,0. Изготовлено 6 образцов-кубов бетона размером 100´100´100 мм. Бетон подвергнут тепловлажностной обработке.
Удельная контракция цемента в возрасте 28 сут согласно приложению А составила 0,037 см3/г или 0,037 л/кг. Суммарное водопоглощение заполнителей согласно 5.7 принято равным 1 % их массы.
2 Требуется определить морозостойкость бетона в проектном возрасте 28 сут.
3 Образцы подвергают водонасыщению по ГОСТ 10060.0.
4 Определяют показатели морозостойкости.
4.1 Для расчета капиллярно-открытой пористости по формуле (1а) принимаем: Wi = 172 - 1780×0,01 = 154,2 л; объем открытых пор заполнителей V = 0.
4.2 Вычисляют капиллярно-открытую пористость бетона в возрасте 28 сут по формуле (1а)
%.
4.3 Определяют прочность бетона на сжатие после его водонасыщения по ГОСТ 10060.0 и однократного замораживания в контрольных Rкi и основных Roi образцах, МПа:
Rк1 = 28,3; Rк2 = 30,7; Rк3 = 32,5;
Ro1 = 49,2; Ro2 = 45,1; Ro3 = 48,1.
4.4 Вычисляют средние арифметические значения пределов прочности бетона в контрольных и основных образцах:
4.5 Вычисляют значение коэффициента повышения прочности бетона при однократном замораживании по формуле (3)
4.6 Из таблицы Б.1 для Пi = 7,8 % методом интерполяции находят: Мmах = 320, Мmin = 223, Kmах = 1,59, Kmin = 1,11 и с учетом Ki = 1,46 рассчитывают морозостойкость испытываемого бетона по формуле (4)
циклов.
4.7 Для окончательного представления результата ускоренного определения морозостойкости вычисляют:
- значения средних квадратических отклонений результатов испытаний на прочность контрольных и основных образцов бетона по формулам (7) и (8):
МПа,
МПа;
- значение относительной погрешности определения морозостойкости бетона по формуле (6)
.
4.8 Окончательно морозостойкость бетона равна
М = 249(1 - 0,09) = 227 циклов.
Испытанному бетону устанавливают марку по морозостойкости F200 (ближайшее к М меньшее значение F из таблицы 3 ГОСТ 10060.0).
Дата изготовления |
Размер образца, мм |
Наименование, расход добавки, кг/м3 |
Дата определения морозостойкости |
Показатели морозостойкости бетона |
Морозостойкость М, цикл |
Марка по морозостойкости F |
|||||
Прочность образца, МПа |
DV'i, см3 |
Пi, см3 |
Ki |
Do |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начальник подразделения
(лаборатории) _____________ _____________________
(подпись) (ф. и. о.)
Ответственное лицо,
проводившее испытание ____________ ___________________
(подпись) (ф. и. о.)
Ключевые слова: капиллярно-открытая пористость, прочность бетона в водонасыщенном и замороженном состояниях, однократное замораживание, минимальная и максимальная морозостойкость
СОДЕРЖАНИЕ