book_23313

Rб,

Рис. 2.51. Зависимость коэффициента фильтрации бетона от прочности при сжатии ("+" – данные М.Г.Элбакидзе, "о"– наши данные)

Большое влияние на водонепроницаемость (рис. 2.52) оказывает продолжительность твердения бетона. Значительное повышение водонепроницаемости (уменьшение водопроницаемости) в поздние сроки твердения бетона достигается при достаточной влажности.

Водопроницаемость, % от 30-суточной

Рис.2.52. Изменение водопроницаемости бетона в зависимости от времени твердения во влажных условиях

161

Морозостойкость. Морозостойкость бетона - это его способность сохранять прочность и другие физико-механические свойства при многократном замораживании и оттаивании в насыщенном водой состоянии. Она оценивается марками по морозостойкости (F) - установленным нормами минимальным числом циклов замораживания и оттаивания образцов, при которых сохраняются в определенных пределах первоначальные физико-механические свойства бетона. По ГОСТ 10060.0-95 установлено два базовых метода определения морозостойкости, два ускоренных при многократном замораживании и оттаивании и два ускоренных при однократном замораживании и оттаивании (табл. 2.26).

Таблица 2.26 Методы определения морозостойкости бетона при

замораживании и оттаивании

162

продолжение табл.2.26

163

Морозостойкость бетона устанавливают в проектном возрасте. Количество и размер образцов бетона принимают по табл. 2.27.

Таблица 2.27 Количество и размер образцов для испытания

морозостойкости бетона

Примечания. 1. Для бетона гидротехнических сооружений, испытываемых по первому методу, допускается применять образцы – кубы размером 200 × 200 × 200 мм. 2. Контрольные образцы – образцы, предназначенные для определения прочности бетона на сжатие до начала испытания основных образцов, основные – образцы, предназначенные для замораживания и оттаивания. 3. При изготовлении образцов размером 70 мм из бетонной смеси с наибольшей крупностью заполнителя до 40 мм удаляют зерна более 20 мм.

Контрольные образцы бетона перед испытанием на прочность, а основные перед замораживанием, насыщают водой (раствором соли) с температурой (18 ± 2) ° С. Для насыщения образцы погружают в жидкость на 1/3 их высоты на 24 ч, затем уровень жидкости повышают до 2/3 высоты образцов, выдерживают еще 24 ч, и погружают в жидкость на 48 ч таким образом, чтобы ее уровень был выше их верхней грани не менее чем на 20 мм. Число циклов испытания основных образцов бетона в течение суток должно быть не менее одного. Соотношение между числом циклов и маркой бетона по морозостойкости принимают по табл. 2.28.

164

В промежуточный срок испытания контролируют состояние образцов: появление трещин, сколов, шелушение поверхности. При появлении указанных дефектов испытание прекращают и отмечают, что бетон не соответствует требуемой марке по морозостойкости.

Замораживание образцов при испытании первым базовым методом (ГОСТ 10060.1-95) выполняют при минус (18 ± 2) ° С в течение

2,5 ч для образцов 100 × 100 × 100 мм, 3,5 ч - 150 × 150 × 150 мм и

5,5 ч - 200 × 200 × 200 мм. Оттаивание образцов осуществляют при температуре 18 ± 2°С в течение соответственно 2 ± 0,5; 3 ± 0,5; 5 ± 0,5 ч. Воду в ванне для испытания образцов меняют через каждые 100 циклов переменного замораживания и оттаивания. Основные образцы через 2…4 ч после извлечения из ванны испытывают на прочность при сжатии.

Марку бетона по морозостойкости принимают соответствующей требуемой, если среднее значение прочности на сжатие основных образцов после нормированного (табл. 2.28) числа циклов замораживания и оттаивания уменьшилось не более чем на 5% по сравнению со средней прочностью на сжатие контрольных образцов.

Таблица 2.28 Число циклов замораживания-оттаивания для бетона различных

марок по морозостойкости

165

продолжение табл. 2.28

Примечание: Над чертой указано число циклов, после которого производится промежуточное испытание, под чертой - число циклов, соответствующее марке бетона по морозостойкости.

Для легкого бетона с маркой по морозостойкости не более F50 снижение прочности не должно превышать 15%.

При применении второго метода (ГОСТ 10060.2-95) основные и контрольные образцы бетона перед испытанием насыщают 5%- ным водным раствором хлористого натрия при температуре (18 ± 2) ° С. Контрольные образцы через 2-4 ч после насыщения в растворе испытывают на сжатие. Основные образцы подвергают испытанию на замораживание в воздушной среде морозильной камеры при температуре минус (18 ± 2)°С и оттаивание в 5%-ном водном растворе NaCl при (18 ± 2)°С и после проведения соответствующего числа циклов также испытывают на сжатие. Для контрольных и основных образцов бетона дорожных и аэродромных покрытий дополнительно определяют массу. Марка бетона соответствует тре-

166

буемой, если среднее значение прочности бетона на сжатие основных образцов после испытаний по сравнению со средним значением прочности на сжатие серии контрольных образцов уменьшилось не более чем на 5%. Для бетонов дорожных и аэродромных покрытий уменьшение массы основных образцов не должно превышать 3%.

При испытании по третьему методу (ГОСТ 10060.2-95) основные образцы, насыщенные 5%-ным раствором NaCl, помещают в заполненную таким же раствором емкость, которую ставят в морозильную камеру. Раствор хлористого натрия в емкости для замораживания и оттаивания меняют через каждые 20 циклов.

При установке образцов в морозильной камере температура воздуха в ней не должна быть выше 10°С. Температуру снижают в две стадии - на первой до минус 10 ° С, а на второй до минус (50 ... 55) ° С. Образцы выдерживают при указанных температурах (2,5 ± 0,5) ч. Далее температуру в камере повышают в течение (1,5 ± 0,5) ч до минус 10 ° С и при этой температуре выгружают из нее емкости с образцами.

При замораживании образцов-кубов с ребром 70 мм продолжительность снижения и выдерживания температуры уменьшают на 1 ч.

Оттаивание образцов происходит в течение (2,5 ± 0,5) ч. (для образцов с ребром 70 мм - (1,5 ± 0,5) ч.) в ванне с 5%-ным раствором

NaCl.

167

морозостойкости устанавливают по максимальной относительной разности объемной деформации бетонных и стандартных образцов.

Стандартный образец - образец, входящий в комплект дилатометра, изготовленный из того же материала, что и дилатометр. Он имеет одинаковую с бетонными образцами форму и размеры.

Для измерения деформаций при замораживании образцов распространены дифференциальные объемные дилатометры марок ДОД100, ДОД-100К, ДОД-100К/З (рис. 2.53, 2.54). Эти приборы вклю-

чают электронный блок обработки значений объемных деформаций и самописец или компьютер для их регистрации. Дилатометры ДОД-100 и ДОД-100К предназначены для измерения деформаций одного образца, а ДОД-100К/З - серии из трех образцов.

Рис. 2.54. Дилатометр ДОД –100К

В измерительную камеру дилатометра помещают бетонный образец, насыщенный водой, во вторую камеру - стандартный образец. Камеры заполняют керосином и герметизируют. Дилатометр с образцами устанавливают в морозильную камеру, выдерживают 30 мин, а затем начинают замораживание со скоростью 0,3°С/мин до достижения температуры минус (18 ± 2) ° С. На графиках фиксируют разность значений объемных деформаций бетонных и стандартного образцов при замораживании (рис. 2.55).

168

ni

ni, см

Рис. 2.55. График зависимости разности объемных деформаций бетонного и стандартного образцов(пi) от температуры замораживания

Участок скачкообразного изменения объемных деформаций обусловлен переходом воды в лед. Максимальное относительное увеличение разности объемных деформаций Θi бетонных и стандартного образцов при замораживании при измерении на приборе ДОД100 определяют по формуле:

где пі – максимальная разность деформаций бетонного и стандартного образцов, см; с – константа дилатометра; V0 – начальный объем бетонных образцов при замораживании,см3.

При измерениях на приборах ДОД-100К и ДОД-100К/З величину Θi находят по формуле:

где ∆V -максимальная разность значений деформаций бетонного и стандартного образцов при замерзании воды в бетоне, см3.

Максимальную относительную разность объемных деформаций Θ бетонных и стандартных образцов при замораживании определяют как среднеарифметическое значение серии из трех бетонных образцов.

Марку бетона по морозостойкости F, назначенную по первому базовому методу определяют по графику, на рис. 2.56, или по табл. 2.29.

169