Лабораторная работа № 7 Определение водонепроницаемости бетона строительных конструкций неразрушающим методом с помощью прибора «Трубка Карстена»

Цель работы. Изучение прямого метода определения поверхностной водонепроницаемости бетона на примере прибора «Труб­ка Карстена» в соответствии со стандартами DIN 4117 и DIN 1048.

Время на подготовительные и испытательные работы.

1. Изготовление лабораторных образцов в количестве, необходимом для проведения испытаний, — 3 ч.

Вызревание лабораторных образцов бетона — 28 сут.

2. Испытание лабораторных образцов или выполне­ние измерений в натурных условиях на стройплощадке в количестве, необходимом для получения статистической надежности, и камеральная обработка результатов — 4 ч.

Краткие сведения из теории. Долговечность железобетонных конструкций в условиях воздействия агрессивной среды в значительной степени зависит от качества поверхностного слоя. Этот слой пред­назначен для защиты арматуры от коррозии, которая может начаться вследствие карбонизации или в результате воздей­ствия хлоридов и других химических веществ. Воздействия усиливаются с увеличением трещиноватости слоя, который разрушается из-за усадки, замораживания-оттаивания, эксплуатационных нагрузок и др.

Величина (и качество) защитного слоя бетона, обеспечи­вающая первичную защиту арматурного каркаса, изменя­ется в зависимости от условий эксплуатации конструкций от 15 до 100 мм. Большое влияние на долговечность этого слоя оказывает его водонепроницаемость.

Основными положительными чертами метода с исполь­зованием «трубки Карстена» являются мобильность, быст­рота и простота, а также возможность неразрушающего прямого определения водонепроницаемости поверхностных слоев бетонных и кирпичных конструкций (субстрата) по международным стандартам.

Определение водонепроницаемости направлено на оценку длительности сопротивления поверхности субстрата воздействию потока воды. Принцип оценки водонепрони­цаемости заключаются в замере времени и объема воды, поглощенного субстратом.

Отрицательной стороной данного способа является, во-первых, высокое требование к качеству подготовки поверхности. При наличии бугров или раковин на участке испытываемой бетонной конструкции рабочая площадь прибора будет больше, что сказывается на точности про­изводства измерений.

Во-вторых, рекомендуемые производителем герметики не совершенны и часто отслаиваются, а более прочные и надежные составы приводят к поломке прибора.

В-третьих, использование данного способа на бетонных конструкциях с крупным заполнителем приводит к зна­чительным расхождениям получаемых результатов ввиду малой рабочей площади расширенного конца трубки.

Однако метод с использованием «трубки Карстена» явля­ется сегодня международным стандартом при определении водонепроницаемости бетона и кирпича в конструкциях, а надежность получения результатов водонепроницаемости конструкции повышается при совместном комплексном применении других методов с использованием оборудова­ния Агама-2Р и Торрент.

Оборудование и приборы. В ходе данного испытания определяется количество воды, проникающей за единицу времени через единицу площади поверхности. Прибор существует в двух вари­антах — для работы на вертикальных и горизонтальных поверхностях и представляет собой трубку с делениями в миллилитрах. Нижний конец трубки имеет расширенную колоколообразную форму (см. рис. 1).

Работа с прибором. Прибор приклеивают к испытываемой поверхности при помощи пластилина, бутил- или силикон-каучука, для чего клеящий материал вначале скатывают вручную в виде жгу­та, а затем укладывают вдоль кромки расширенного конца трубки. После этого прибор прижимают к поверхности и клеящий материал размазывают, образуя при этом герме­тичный стык. Таким образом «колокол» ограничивает собой круговую поверхность диаметром 28 мм.

Рис. 1. Трубка Карстена в двух вариантах – для работы на вертикальных и горизонтальных поверхностях

После этого трубку заполняют водой до нулевой отметки, чтобы давление составляло около 10 см столба воды. При производстве работ прибор дополнительно прижимают рукой к поверхности, чтобы препятствовать возможному отслаиванию уплотняющего материала.

Испытание проводится в течение 1 минуты, при этом замеряется падение уровня воды по отношению к нулевой отметке. Как только зарегистрировано поглощение 1 или 2 мл воды, трубку снова необходимо быстро наполнить водой для поддержания давления столба воды величиной в 10 см. Среднее значение по 10 проведенным замерам выражается в миллилитрах воды в минуту.

Для определения скорости фильтрации воды необходи­мо среднее значение разделить на площадь испытываемой поверхности.

Порядок выполнения работы и обработка результатов.

1. Выбор и подготовка места испытания бетона кон­струкции:

• поверхность должна быть достаточно ровной, чтобы обеспечивалось герметичное примыкание герметизи­рующей мастики;

• в бетоне не должно быть трещин;

• расстояние от края испытываемой поверхности кон­струкции до стенки внешней камеры элемента должно составлять как минимум 25 мм;

• число образцов в серии — 10 шт.

2. Прибор приклеивают к испытываемой поверхности при помощи пластилина, для чего клеящий материал вна­чале скатывают вручную в виде жгута, а затем укладывают вдоль кромки расширенного конца трубки. После этого прибор прижимают к поверхности и клеящий материал размазывают, образуя герметичный стык.

3. Трубку заполняют водой до нулевой отметки, чтобы давление составляло около 10 см водяного столба.

4. Через равные промежутки времени замедляется паде­ние уровня воды (по отношению к нулевой отметке). Как только зарегистрировано поглощение 1 или 2 мл воды, трубку снова необходимо быстро наполнить водой для поддержания давления столба воды величиной в 10 см.

5. На основании 10 измерений выводится среднее зна­чение водонепроницаемости, которое выражено в милли­литрах воды в минуту.

6. Полученные значения водонепроницаемости бетона образцов записывают в табл. 1 и определяют среднее ариф­метическое значение в качестве параметра, характеризую­щего воздухопроницаемость бетона в серии.

7. Базовые значения для растворных швов и штукатурных покрытий: среднее значение по 10 измерениям — 0,5 мл/ мин, каждое отдельное значение — не более 2 мл/мин.

Отчет о работе.

1. Произвести измерение водонепроницаемости 10 об­разцов (участков конструкций) и записать результаты в табл. 1.

2. Проанализировать водонепроницаемость субстрата, вычислить среднее значение и занести в табл. 1.

Таблица 1