А. Метод определения эффективного коэффициента диффузии для углекислого газа в бетоне

Диффузионную проницаемость бетона определяют в зависимости от толщины нейтрализованного слоя и количества углекислого газа, поглощенного бетоном за время хранения образцов в камере с повышенным содержанием углекислого газа при заданной постоянной влажности бетона.

Диффузионная проницаемость бетона определяется на образцах, имеющих форму куба, призмы или пластины, минимальный размер рабочей грани которых должен быть не менее 7 см, а толщина — не менее 3 см. Образцы могут быть изготовлены в форме либо отобраны из конструкций. Количество образцов должно быть не менее 10. Образцы, предназначенные для испытаний, предварительно выдерживают в камере с относительной влажностью воздуха 75±3 % при температуре 20±5°С до установления постоянной массы, после чего изолируют со всех сторон, кроме одной рабочей грани, плотным покрытием, например из парафиноканифольной мастики.

Установка для проведения испытаний должна иметь постоянные параметры газовой среды: концентрацию СО₂10±0,5% по объему, относительную влажность воздуха 75±3 %, температуру 20±5°С. Возможные варианты установок для испытаний представлены в «Руководстве по определению диффузионной проницаемости бетона для углекислого газа» (НИИЖБ, М., 1974).

Образцы выдерживают в камере с углекислым газом не менее 7 сут. и не более того периода, в течение которого образец будет нейтрализован на половину своей толщины.

По истечении заданного срока образцы раскалывают в направлении, нормальном неизолированной грани. На поверхность скола пипеткой наносят 0,1 %-ный раствор фенолфталеина на этиловом спирте.

Мерной линейкой измеряют толщину слоя бетона от поверхности бетона до границы слоя, окрашенного в малиновый цвет. Измерения производят через 1 см по длине кромки образца.

Эффективный коэффициент диффузии углекислого газа в бетоне рассчитывают по формуле в см²/с

D=(m_oX²)/2Ct,

где m_o — Реакционная емкость бетона или объем газа, поглощенного единицей объема бетона; X — среднеарифметическая толщина нейтрализованного слоя бетона, см; С — концентрация углекислого газа в воздухе в относительных величинах по объему;t— продолжительность воздействия газа на бетон, с. Величину реакционной емкости m_oрассчитывают по формуле

m_o= 0,4Цpf,

где Ц — численно равное содержанию цемента в бетоне, кг/м³;p — количество основных окислов в цементе в пересчете на СаО в относительных величинах по массе, принимается по данным химического анализа цемента; f — степень нейтрализации бетона равная отношению количества основных окислов, прореагировавших с углекислым газом, к общему их количеству в цементе.

Б. Метод определения агрессивной углекислоты

При определении степени углекислой коррозии содержание агрессивной углекислоты в жидкой среде может быть определено экспериментально по отдельной пробе воды или путем вычисления по содержанию свободной углекислоты в общей пробе воды на химический анализ. Содержание агрессивной углекислоты определяют экспериментально в отдельной пробе воды. Пробы воды отбирают в сухую емкость на 250 мл с хорошо подобранной пробкой, в которую предварительно помещено 2 — 3 г химически чистого карбоната кальция. Анализ проводят через 5 — 6 дней (метод Гейера),

Вычисление содержания агрессивной углекислоты проводят по разности между содержанием свободной и равновесной углекислоты.

Концентрация (СО₂) свободная, мг/л, согласно требованиям ГОСТ 4979—49, должна быть определена в день отбора пробы воды на анализ.

Количество углекислоты рассчитывают по формуле:

(СО₂) равновесной = а[Са²⁺]+b, где а иb — коэффициенты, зависящие от содержания в воде ионов НСО₃^‑,,Cl^‑; концентрацию Са²⁺, мг/л, определяют по таблице.