book_23313

Рис. 2.44. Установка для испытания бетона на водонепроницаемость:

1 – манометр; 2 – зажимные фланцы; 3 – обойма; 4 – бетонный образец; 5 – конденсатор давления; 6 – водяной насос; 7 – баллон с сжатым газом

Для проведения испытаний применяют установку любой конструкции, имеющую не менее шести гнезд для крепления образцов, которая обеспечивает возможность подачи воды к нижней торцевой поверхности образцов при возрастающем давлении, а также возможность наблюдения за состоянием верхней торцевой поверхности образцов (рис.2.44).Боковую поверхность образцов в обоймах уплотняют с помощью резиновых и металлических колец или специальных мастик (рис.2.45)

Давление воды повышают ступенями по 0,2 МПа в течение 1…5 мин и выдерживают на каждой ступени в зависимости от высоты образца:

Испытания проводят до тех пор, пока на верхней торцевой поверхности образца появятся признаки фильтрации воды в виде капель или мокрого пятна.

151

Рис. 2.45. Способы уплотнения боковой поверхности образцов при испытании водонепроницаемости бетона:

а– уплотнение резиновыми и металлическими кольцами;

б– уплотнение мастиками; в – уплотнение резиновой полой камерой

1 – образец бетона; 2 - испытательная обойма; 3 - мастика; 4 - набор резиновых и металлических колец; 5 - резиновая полая камера; 6 - съемная крышка для подачи воды; 7 - съемная крышка с патрубком для сбора фильтрата

Применяют также ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости. Для проведения испытаний используют приборы типа "Агама-2РМ" (рис. 2.46), которые могут создавать вакууметрическое давление внутри камеры не

менее 0,064 МПа и обеспечивать начальное

водонепроницаемости (табл. 2.23).

Схема устройства для определения воздухопроницаемости поверхностных слоев бетона приведена на рис. 2.47.

При применении ускоренного метода наряду с образцами - цилиндрами применяют образцы - кубы с ребром 150 мм .

152

Рис. 2.47. Схема устройства для определения воздухопроницаемости поверхностных слоев бетона:

1 – бетонный образец; 2 – камера; 3 – фланец камеры; 4 – вакуумметрический датчик; 5 – вакуум-насос; 6 – герметизирующая мастика; 7 – вентиль

В случае невозможности использования данных табл.2.23 определение водонепроницаемости бетона может быть выполнено в соответствии с экспериментально устанавливаемой градуировочной зависимостью. Проверку возможности использования данных табл. 2.23 проводят перед началом применения ускоренного метода и каждый раз при изменении вида и качества цемента, добавок и заполнителей. С этой целью параллельно на одном из составов контролируемого бетона определяют сопротивление бетона проникновению воздуха и водонепроницаемость методом " мокрого пятна". Данные табл.2.23 можно использовать, если значение марки бетона по водонепроницаемости W, полученной методом " мокрого пятна ", отличается от приведенной в табл.2.23 , не более чем на одну ступень. Если это требование не выполняется, то для определения марки бетона по водонепроницаемости используют градуировочные зависимости ас- W или mc - W в виде уравнений:

где b0 , b1 - коэффициенты регрессии, ас и mc - параметры по табл. 2.23

153

Коэффициенты b0 и b1 определяют по результатам испытаний трех серий, включающих по 6 образцов каждая.

При изготовлении образцов для одной из указанных серий следует использовать бетонную смесь с водоцементным отношением 0,40 - 0,42, второй - 0,52 - 0,54. Соотношения между заполнителями и между цементом и добавками в этих бетонных смесях должны быть такими же, как и в контролируемом составе.

Коэффициенты b0 и b1 рассчитывают по формулам:

ас2, ас3 или тс1, тс2, тс3);Wj - значения марки бетона по водонепроницаемости W для отдельных серий (W1, W2, W3).

Перед проведением испытаний устройство проверяют на герметичность. Герметизирующую мастику укладывают на фланец каме-

154

ры, устанавливаемый на нижнюю (по условиям формования) поверхность образца и в полости камеры создают разрежение не менее 0,064 МПа.

Пример 2.14. Установить градуировочную зависимость для определения водонепроницаемости бетона ускоренным методом по его воздухопроницаемости.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.24.

Таблица 2.24 Результаты испытаний водонепроницаемости бетона

Коэффициенты уравнения регрессии вида (2.107) рассчитываем

Градуировочная зависимость имеет вид:

W = −11,67 −14,47 lg ac .

Согласно Европейским нормам ЕН 12390-8 водонепроницаемость бетона характеризуют глубиной проникновения воды под давлением. Образцы, твердевшие в воде не менее 28 суток, располагают в испытательном устройстве и создают давление воды (500 ± 50) кПа продолжительностью (72 ± 2) ч. Затем образцы раскалываются и после подсыхания их поверхности замеряется максимальное расстояние фронта воды от нижней поверхности образцов в мм.

Для измерения объема воды, которая фильтруется через бетон под давлением за определенный промежуток времени, определяют

155

коэффициент фильтрации Кф, см/с. С этой целью применяют устройство, способное создавать максимальное давление воды не менее 1,3 МПа. Схема испытательной установки приведена на рис. 2.48. Давление воды поднимают ступенями по 0,2 МПа с выдержкой в течение 1 ч на каждой ступени до давления, при котором появляются признаки фильтрации в виде отдельных капель. Воду (фильтрат), прошедшую через образец, собирают в приемную емкость.

Рис. 2.48. Схема установки для определения коэффициента фильтрации:

1 – баллон с газом; 2 – насос; 3 – редуктор; 4 – вентиль; 5 – манометр; 6 – передатчик давления; 7 – емкость сводой; 8 - эластичнаяемкость с дезаэрированной водой; 9 - запаснаяемкостьс дезаэрированной водой; 10 - испытательное гнездо; 11 -измеритель веса фильтрата

Определение веса фильтрата производят через каждые 30 мин и не менее шести раз в каждом образце. При отсутствии фильтрата в виде капель в течение 96 ч количество влаги, проходящей через образец, измеряют путем поглощения ее силикагелем или другим сорбентом. Вес фильтрата для отдельного образца Q принимают как среднее арифметическое значение четырех наибольших значений.

Коэффициент фильтрации Кф, см/с, для отдельного образца определяют по формуле:

156

где Q - вес фильтрата, Н; δ - толщина образца, см; S - площадь образца, см2; τ - время испытания образца, в течение которого измеряют вес фильтрата, с; р - избыточное давление в установке, МПа; η - коэффициент, учитывающий вязкость воды при различной температуре:

При испытании бетонных образцов диаметром менее 150 мм, выбуренных из конструкций, коэффициент фильтрации, полученный по расчетной формуле, умножают на поправочный коэффициент Кп:

При определении коэффициента фильтрации серии образцов их располагают в порядке увеличения Кф и используют среднее арифметическое значение Кф двух средних образцов (третьего и четвертого).

Коэффициент фильтрации бетона допускается определять ускоренным методом с помощью фильтратометра (рис. 2.49) по ГОСТ

12730.5-84.

Фильтратометр устанавливают на нижнюю (при формовании) поверхность образца и закрепляют. Вращением ручки насоса поднимают давление в камере прибора до 10 МПа и оценивают скорость его падения. По числу оборотов определяют вес воды, поглощенной бетоном, из расчета, что один полный оборот ручки насоса равен 9,63 · 10-3 Н.

После окончания испытаний фильтратометр снимают с образца, мокрую поверхность протирают ветошью и через 2…3 мин измеряют диаметр затемненного круга D. Для расчета принимают среднее арифметическое значение шести измерений диаметра.

Коэффициент фильтрации бетона Кф определяют по формуле:

157

Коэффициент водопоглощения m можно рассчитать, зная вес воды, поглощенной бетоном, Н (Q) и объем бетона, насыщенного во-

дой (V = πD3 / 12):

Значение коэффициента фильтрации сравнивают с маркой бетона по водонепроницаемости согласно табл. 2.24.

Таблица 2.24 Связь между Кф и маркой бетона по водонепроницаемости

Предложен ряд расчетных зависимостей для определения водонепроницаемости бетона, которые связывают ее с параметрами пористости, гидравлическим радиусом пор, водоцементным отношением, прочностью.

Так, В.П. Сизовым предложено прогнозировать марку бетона по водонепроницаемости (W) по формуле:

Коэффициент А для эталонного состава предлагается принимать равным 1, а для других составов уточнять по специальной номограмме, учитывающий влияние В/Ц, расход воды, активных и инертных добавок, объем воздушных пор (рис. 2.50).

Экспериментальные данные при определении коэффициента фильтрации (рис. 2.51) аппроксимируются степенной зависимостью:

где КW - и n коэффициенты, на величину которых влияют особенности составов бетонных смесей, условия, продолжительность твердения и др.; Rб - среднее значение прочности бетона на сжатие, МПа.

Учитывая большое разнообразие факторов, влияющих на водонепроницаемость бетона, коэффициенты КW и п в формуле (2.113) при решении задач прогнозирования водонепроницаемости и проектирования составов бетона необходимо уточнять экспериментально.

159