Приложение А (рекомендуемое). Метод определения морозостойкости бетона по изменению динамического модуля упругости или скорости ультразвука, или деформаций

Приложение А
(рекомендуемое)

Метод
определения морозостойкости бетона по изменению динамического модуля упругости или скорости ультразвука, или деформаций

Примечание - Метод, приведенный в настоящем приложении, предназначен для определения морозостойкости образцов бетона при многократном замораживании и оттаивании по режимам первого или второго, или третьего метода с оценкой состояния образцов в зависимости от изменения значения динамического модуля упругости или скорости ультразвука, или значения деформаций. Метод применяют для образцов, изготовленных в лаборатории или отобранных из конструкций.

А.1 Средства испытания и вспомогательные устройства

Оборудование для изготовления, хранения и испытания образцов бетона - по ГОСТ 10180.

Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание температуры, указанной в таблице 1.

Ванна для насыщения образцов.

Ванна для оттаивания образцов, оборудованная устройством, обеспечивающим поддержание температуры воды или водного раствора хлорида натрия °С.

Деревянные подкладки треугольного сечения высотой 50 мм.

Лабораторные весы по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания  г.

Приборы для измерения температуры: термометры, термометры сопротивления, термопары с погрешностью измерения °С.

Установка или приборы для возбуждения поперечных колебаний образца и измерения частоты собственных поперечных колебаний в пределах от 100 до 10000 Гц.

Устройство для измерения деформации образцов, состоящее из штатива по ГОСТ 10197 и индикатора по ГОСТ 577 с погрешностью измерения мм, или скоба с отсчетным устройством по ГОСТ 11098 с погрешностью измерения мм.

Контрольный стержень из коррозионно-стойкой нержавеющей стали по ГОСТ 5632 к устройству для измерения деформаций. Длина стержня должна быть равной длине образца.

Прибор для определения скорости ультразвука в бетоне. Диапазон измерения времени распространения ультразвуковых колебаний от 20 до 1000 мкс.

Емкости для замораживания образцов. Материал емкостей должен быть деформируемым (исключающим давление льда на образец при замораживании).

Сетчатый контейнер для размещения основных образцов в морозильной камере.

Сетчатый стеллаж для размещения основных образцов в морозильной камере.

Вода по ГОСТ 23732 с содержанием растворимых солей не более 2000 мг/л.

Хлорид натрия по ГОСТ 4233.

А.2 Образцы для испытаний

А.2.1 Число образцов для испытаний должно быть не менее шести. Образцы изготовляют из бетонной смеси в лаборатории или отбирают из конструкции. Образцы-призмы размерами  мм изготовляют в лаборатории в формах по ГОСТ 22685.

Изготовление и хранение образцов проводят в нормальных условиях по ГОСТ 10180.

А.2.2 Из конструкций по ГОСТ 28570 выбуривают алмазным инструментом керны диаметром от 60 до 150 мм. Из кернов изготовляют образцы-цилиндры высотой 3-4 диаметра керна (при измерении скорости ультразвука - 1-3 диаметра). Из тонкостенных и мелкоштучных изделий и конструкций допускается отбирать образцы размерами мм и толщиной, равной толщине изделия или конструкции. Не допускается высушивание образцов ниже влажности бетона в конструкции, из которой вырезаны образцы. Для защиты от высыхания отобранные из конструкции образцы помещают в полиэтиленовые пакеты или защищают другим способом.

А.2.3 Образцы для измерения деформаций оснащают реперами по ГОСТ 8269.0, пункт 4.22.31, рисунок 13. В образцы, изготовляемые в лаборатории, реперы устанавливают, закрепляя их в формах. В образцы, отобранные из конструкций, реперы устанавливают на эпоксидной смоле в высверленные лунки.

А.2.4 Для измерения температуры бетона в центре образца используют образец бетона, аналогичный основным образцам, с отверстием для установки датчика температуры.

А.3 Проведение испытаний

А.3.1 До начала испытаний образцы насыщают по 4.12 водой или 5%-ным водным раствором хлорида натрия температурой °С. Образцы взвешивают, определяют длину образцов или скорость ультразвука, или частоту собственных поперечных колебаний образцов.

А.3.2 Для измерения температуры в образец бетона устанавливают температурный датчик, после чего образец с датчиком помещают в середину морозильной камеры.

А.3.3 В зависимости от режима испытаний (по первому, второму или третьему методу) насыщенные водой или 5%-ным водным раствором хлорида натрия образцы размещают на стеллажах морозильной камеры или помещают в емкости с раствором хлорида натрия, которые устанавливают в морозильную камеру.

А.3.4 Замораживание и оттаивание образцов проводят по режиму первого, второго или третьего метода (см. таблицу 1). Продолжительность замораживания и оттаивания принимают в зависимости от минимального размера образцов по таблице 5. Для образцов минимальным размером 60-100 мм, отобранных из конструкций, принимают тот же режим, что и для образцов размерами мм.

А.3.5 После заданного числа циклов замораживания и оттаивания определяют длину образцов или скорость ультразвука, или частоту собственных поперечных колебаний образцов. Число циклов принимают по таблице 4.

Примечание - В случае если марка бетона по морозостойкости не задана, испытания проводят последовательно при числе циклов, указанных в таблице 4, до достижения образцами критических значений параметров, указанных в А.5.

А.3.6 При испытании по первому и второму методам воду или раствор хлорида натрия в ваннах для оттаивания меняют через каждые 100 циклов замораживания и оттаивания. При испытании по третьему методу раствор хлорида натрия в емкостях меняют через каждые 20 циклов замораживания и оттаивания.

А.3.7 При повторной установке в камеру расположение образцов в камере меняют. Разность температуры в отдельных зонах по объему камеры в середине периода замораживания не должна превышать 3°С.

А.3.8 Испытания продолжают до уменьшения массы образцов на 2% или увеличения длины образцов на 0,1%, или снижения скорости ультразвука при сквозном продольном прозвучивании на 15%, или до уменьшения динамического модуля упругости на 25% исходного значения.

А.3.9 При измерении массы и длины образцов, скорости ультразвука и динамического модуля упругости образцы осматривают и отмечают дефекты. При появлении трещин, сколов и шелушения ребер образцы снимают с испытаний.

А.3.10 При перерывах в испытании образцы следует хранить в замороженном состоянии по 4.13.

А.4 Обработка результатов испытаний

А.4.1 Динамический модуль упругости

Динамический модуль упругости , %, после N циклов замораживания и оттаивания рассчитывают по формуле

или , (А.1)

где Е - значение динамического модуля упругости до замораживания;

- значение динамического модуля упругости после N циклов замораживания и оттаивания;

f - частота собственных поперечных колебаний образца до замораживания;

- частота собственных поперечных колебаний образца после N циклов замораживания и оттаивания.

А.4.2 Скорость ультразвука

Снижение скорости ультразвука в образце , %, рассчитывают по формуле

, (А.2)

где S - скорость ультразвука при сквозном продольном прозвучивании образца до замораживания;

- скорость ультразвука при сквозном продольном прозвучивании образца после N циклов замораживания и оттаивания.

А.4.3 Деформация

Относительную деформацию образцов , %, после N циклов замораживания и оттаивания рассчитывают по формуле

, (А.3)

где - показание индикатора до замораживания, мм;

- показание индикатора после N циклов замораживания и оттаивания, мм;

- длина образца до замораживания (расстояние между реперами), мм.

А.4.4 Масса

Изменение массы образца , %, рассчитывают по формуле

, (А.4)

где m - масса образца до замораживания и оттаивания, г,

- масса образца после N циклов замораживания и оттаивания, г.

А.4.5 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать следующие данные:

- способ изготовления образцов (например, изготовлены в лабораторной форме, вырезаны из затвердевшего бетона);

характеристику образцов:

- форма и размеры,

- место отбора и ориентация образцов, вырезанных из конструкции (параллельно или перпендикулярно укладываемым слоям бетонной смеси), другая информация,

- масса образцов до замораживания и после размораживания,

- расстояние между реперами,

- наличие дефектов перед испытаниями;

результаты испытаний:

- уменьшение массы каждого образца и среднее значение в серии,

- дефекты каждого образца, обнаруженные во время испытаний, и число циклов, при котором появились дефекты,

- значение относительного динамического модуля упругости до и после замораживания и оттаивания для каждого образца и среднее значение для серии образцов,

- деформация каждого образца и среднее значение для серии образцов,

- изменение (снижение) скорости ультразвука, %.

Примечание - В зависимости от принятого метода испытаний в протокол испытаний вносят результаты по А.4.1 или А.4.2, или А.4.3, или А.4.4.

А.5 Заключение о результатах испытаний

Образцы признают выдержавшими испытание, если снижение среднего для серии образцов значения скорости ультразвука не превышает 15% исходного значения, или снижение среднего значения относительного динамического модуля упругости не превышает 25%, или среднее значение деформаций образцов не превышает 0,1%, при этом среднее значение уменьшения массы не превышает 2%, на образцах отсутствуют трещины, сколы, шелушение ребер. Марку бетона по морозостойкости устанавливают по числу циклов замораживания и оттаивания, при котором образцы отвечают указанным выше критериям.

При испытании с применением нескольких способов контроля состояния образцов (скорости ультразвука, динамического модуля упругости, деформаций образцов) марку бетона по морозостойкости устанавливают по каждому среднему значению показателя, после чего принимают минимальную марку из установленных.