Приложение Д (обязательное). Методы подготовки и испытаний контрольных проб и образцов. Оценка нагнетаемости инъекционно-уплотняющих составов и определение адгезии уплотнений

Приложение Д
(обязательное)

Методы подготовки и испытаний контрольных проб и образцов. Оценка нагнетаемости инъекционно-уплотняющих составов и определение адгезии уплотнений*(1)

Д.1 Сущность метода

Д.1.1 Настоящий метод устанавливает порядок изготовления моделей конструкционных и неконструкционных уплотнений трещин, находящихся в различном влажностном состоянии (сухое, влажное, мокрое или с активной протечкой) из инъекционно-уплотняющих составов на полимерной или цементной основах с субъективной оценкой нагнетаемости состава, а также порядок изготовления и испытаний (в том числе после искусственного старения) контрольных образцов-кернов или образцов-призм на растяжение при разрыве (адгезия уплотнения к бетону).

Д.1.2 Изготовление уплотнений и испытание (кроме искусственного старения) контрольных образцов проводят в нормальных климатических условиях: температура воздуха (212)°С, относительная влажность (6010)%. Температуру воды для моделирования влажностного состояния трещины принимают равной (202)°С.

Д.2 Оборудование, оснастка, инструмент и материалы

Д.2.1 Кондуктор для крепления заготовок при изготовлении сборных образцов-плит (см. рисунки Д.1 - Д.3).

Д.2.2 Камера климатическая (лаборатория) для создания нормальных климатических условий: температура воздуха (212)°С и относительная влажность (6010)%.

Д.2.3 Плиты бетонные размерами 100050040 мм, изготовленные и выдержанные в соответствии с приложением Е.

Д.2.4 Комплект оборудования для нагнетания инъекционно-уплотняющего состава под принудительным давлением или под действием гравитации и капиллярного впитывания с манометром для измерения давления.

Д.2.5 Штангенциркуль по ГОСТ 166 со значениями отсчета по нониусу 0,1 и 0,05 мм.

Д.2.6 Состав быстротвердеющий (клеящий) на полимерной основе (эпоксиды, полиуретаны или акрилаты).

Д.2.7 Установка для испытания контрольных образцов-кернов (образцов-призм) на растяжение при разрыве с возможностью постоянного увеличения тягового усилия со скоростью до 10 кН (точность измерения 2%). Устройство, считывающее приложенную нагрузку в цифровой или аналоговой форме, должно сохранять значение максимальной разрушающей (разрывающей) нагрузки.

Д.2.8 Штампы для испытаний стальные цилиндрические диаметром (500,5) мм или квадратные [(500,5)(500,5)] мм, толщиной не меньше 20 мм, снабженные средством крепления в установке по Д.2.7, самоцентрирующиеся, обеспечивающие приложение нагрузки вдоль оси образца под прямым углом к поверхности испытуемого образца без возникновения изгибающих или сдвигающих нагрузок.

Д.2.9 Установка буровая и керноотборник длиной не менее 100 мм для кернов диаметром (500,5) мм с алмазной режущей кромкой, выступающей за габариты наружного диаметра керноотборника на (1,50,5) мм.

Д.2.10 Пила с алмазной режущей кромкой для выпиливания образцов-призм высотой 80 мм.

Д.2.11 Камера климатическая для циклов искусственного старения образцов-плит размерами (300 x 300 x 80) мм:

а) для базового метода испытаний (ручной режим): климатическая камера включает в себя установку сухого воздушного охлаждения до минус 15°С (минус 25 °С), водяную баню [температура воды (202)°С], печь для нагревания [температура воздуха (402)°С или (602)°С];

б) для программируемого метода испытаний (автоматический режим): климатическая камера включает в себя изолированное помещение с оборудованием для нагревания на воздухе и охлаждение водой в диапазоне температур соответственно от (402)°С или (602)°С до минус (152)°С или до минус (252)°С. В камере обеспечивается соответствующая циркуляция воздуха и воды, установлены аппаратура для измерения и записи значений температуры вблизи образцов, а также регуляторы циклов нагревания и охлаждения, размещены емкости для загрузки образцов с арматурой для автоматического заполнения водой и опорожнения.

Рисунок Д.1 - Форма и размеры сборного образца-плиты

Рисунок Д.2 - Сборный образец-плита в кондукторе для формирования зазора - вид спереди

Рисунок Д.3 - Элемент кондуктора крепления в сборе - вид сбоку

Д.3 Обработка поверхностей сопряжения, сборка и оснащение образцов-плит, моделирование влажностного состояния трещин

Д.3.1 Порядок изготовления моделей уплотнений предусматривает использование сборных образцов-плит с адгезионно-силовым (группа АС), с адгезионно-герметизирующим (группа АГ) или с компрессионно-герметизирующим (группа КГ) замыванием в виде сопряжения двух отдельных частей (заготовок). Уплотнение получают нагнетанием между частями в зазор, имитирующий трещину заданной ширины, инъекционно-уплотняющего состава под принудительным давлением или под действием гравитации и капиллярного впитывания. Отдельная часть (заготовка) представляет собой бетонную плиту размерами 1000 х 500 х 40 мм по Д.2.3, изготовленную и выдержанную в соответствии с приложением Е.

Д.3.2 Порядок изготовления сборных образцов-плит предусматривает предварительную абразивную обработку поверхностей заготовок последующего сопряжения (гладких граней, находящихся в контакте с формой при изготовлении плит) и оценку качества результатов их обработки в соответствии с приложением Ж.

Д.3.3 Перед обработкой сопрягаемых поверхностей после выдерживания образцов-плит в воде в соответствии с приложением Г их помещают на 48 ч в нормальные климатические условия: температура воздуха (212)°С и относительная влажность (6010)%. Если образцы после выдерживания находились на хранении в нормальных климатических условиях, то указанной процедуры не требуется.

Д.3.4 Сборку образца-плиты проводят с использованием кондуктора по Д.2.1, задавая значения зазора, имитирующего трещины между плитами (заготовками) из следующего ряда значений: 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 и 0,8 мм допуском не более чем 30% с помощью прокладок и контролируя штангенциркулем по Д.2.5.

Д.3.5 Зазор по контуру между образцами-плитами заделывают быстротвердеющим (клеящим) составом по Д.2.6, оставляя без заделки часть зазора на верхней грани (около 100 мм) для выхода воздуха и одну из длинных граней сборного образца-плиты для ее оснащения оборудованием по Д.2.4 согласно техническим условиям производителя состава.

Д.3.6 Оборудованную по Д.2.3 образец-плиту и компоненты инъекционно-уплотняющего состава выдерживают в нормальных климатических условиях (или, если требуется, в других условиях, например при 5°С - наименьшей или 35°С - наибольшей температуре использования состава) в течение не менее 48 ч перед проведением испытаний.

Д.3.7 Образец-плиту устанавливают в вертикальное положение и в сформированном зазоре (трещине) моделируют влажностное состояние:

а) при нагнетании в сухую трещину - дополнительной подготовки не требуется:

б) при нагнетании во влажную трещину - трещину заполняют водой и выдерживают в течение 30 мин, затем трещину опорожняют и выдерживают в течение 10 мин, после чего приступают к нагнетанию инъекционно-уплотняющего состава;

в) при нагнетании в мокрую трещину - трещину заполняют водой и выдерживают в течение 30 мин, затем трещину опорожняют и сразу же приступают к нагнетанию инъекционно-уплотняющего состава;

г) при нагнетании в трещину с активной протечкой - трещину заполняют водой и выдерживают в течение 30 мин, затем без опорожнения трещины выполняют нагнетание инъекционно-уплотняющего состава. Если требуется подтверждение, что состав допускается к нагнетанию при определенном напоре-движении воды организуют подвод воды с заданным напором через выпускное отверстие.

Д.4 Нагнетание инъекционно-уплотняющего состава и выдерживание сборного образца-плиты

Д.4.1 Компоненты инъекционно-уплотняющего состава смешивают, состав нагнетают в зазор между поверхностями сопряжения согласно стандарту или техническим условиям на состав конкретного типа. В процессе нагнетания измеряют давление состава на входе в зазор.

Д.4.2 Нагнетание завершают, когда состав появляется в неуплотненной части зазора (предназначенной для выхода воздуха) на верхней грани заготовки сборного образца-плиты.

Д.4.3 После нагнетания сборный образец-плиту выдерживают в течение 7 сут в условиях проведения испытаний, а затем в нормальных климатических условиях [температура воздуха (212)°С и относительная влажность (6010)%] еще 7 сут для составов на полимерной основе или 21 сут - на цементной.

Д.5 Оценка заполнения трещины

Д.5.1 После выдерживания по Д.4.3 на одной из граней сборного образца-плиты намечают места последующего бурения (выпиливания) контрольных образцов, маркируя их согласно рисункам Д.4 или Д.5.

Д.5.2 Контрольные образцы для испытаний представляют собой образцы-керны диаметром (500,5) мм и высотой около 80 мм. Если адгезия уплотнения при бурении образцов-кернов нарушается (это характерно для хрупких составов с адгезией меньше 0,5 ), то переходят на изготовление образцов-призм размерами 505080 мм путем выпиливания.

Для испытаний на искусственное старение используют сборные образцы-плиты размером 30030080 мм (см. Д.6 и рисунок Д.5).

Д.5.3 Образцы-керны (образцы-призмы) или сборные образцы-плиты осматривают и визуально оценивают объем заполнения полости трещины (уплотнение) в процентах.

Рисунок Д.4 - Схема разметки и маркировки мест бурения образцов-кернов диаметром (500,5) мм в сборном образце-плите*(2)

Рисунок Д.5 - Схема разметки и маркировки мест бурения контрольных образцов-кернов диаметром (500,5) мм в образце-плите*(3)

Д.6 Искусственное старение *(4)

Д.6.1 Испытаниям на искусственное старение подлежит сборный образец-плита размерами 30030080 мм, выпиленный из середины половины сборного образца-плиты.

Д.6.2 Четыре боковые грани сборного образца-плиты герметизируют быстротвердеющим составом по Д.2.6

Д.6.3 Искусственное старение предусматривает воздействие на образцы-плиты температурно-влажностных условий, включающих в себя 24 цикла (намокание/замораживание/оттаивание/нагревание) продолжительностью каждого 24 ч в ручном или автоматическом режиме в диапазоне температур от минус (152)°С до плюс (402)°С - базовый диапазон или от минус (252)°С до плюс (602)°С - расширенный диапазон в соответствии с приложением Н.

Примечание - Диапазон температуры воздействия (расширение диапазона в одну из сторон или обе стороны) принимает производитель состава.

Д.6.4 Каждые восемь циклов сборные образцы-плиты осматривают для выявления трещин, отслоений, пузырения и других дефектов в уплотнении.

Окончательный осмотр проводят не ранее чем через 16 ч после окончания циклов воздействия.

Д.7 Определение прочности сцепления (адгезия) с бетоном на растяжение при отрыве

Д.7.1 Испытанию подлежат 6 или, если требуется, 12 контрольных образцов-кернов, выбуренных из сборного образца-плиты размерами 500100080 мм (см. рисунок Д.4), или после искусственного старения - 5 контрольных образцов-кернов, выбуренных из сборного образца-плиты размерами 30030080 мм, и 6 контрольных образцов-кернов, принятых за эталонные для сравнения (см. рисунок Д.5).

Д.7.2 Два штампа для испытаний по Д.2.8 приклеивают к каждому контрольному образцу-керну (образцу-призме) с помощью быстротвердеющего состава по Д.2.6 и после затвердевания состава помещают в установку по Д.2.7 для испытания на растяжение при отрыве таким образом, чтобы ось образцов с приклеенными штампами совмещалась с воображаемой осью, соединяющей площадки крепления с осью испытательной установки.

Д.7.3 Каждый из контрольных образцов-кернов и образцов-кернов, принятых за эталонные, испытывают до разрушения таким образом, чтобы скорость возрастания нагрузки составляла:

- для контрольных образцов-кернов (200100) Н/с;

- для контрольных образцов-призм (250125) Н/с

или скорость роста растягивающих напряжений составляла (0,10,05) Н/().

Разрушающую нагрузку или разрушающее напряжение фиксируют, а также визуально оценивают характер разрушения и процент площади каждого вида разрушения:

А - когезионное разрушение по материалу уплотнения;

Б - адгезионное разрушение по контакту "бетон - уплотнение";

В - когезионное разрушение по бетону контрольного образца.

Д.7.4 Прочность сцепления (адгезию) вычисляют как отношение разрушающей нагрузки в ньютонах к площади поперечного сечения контрольного образца (керна или призмы) в квадратных миллиметрах. Полученное значение округляют до ближайшего 0,1 .

Расчет показателей рекомендуется выполнять с использованием статистической обработки результатов по ГОСТ 14359.

Д.8 Представление результатов и протокол испытаний

Д.8.1 Результаты испытания выражают как среднеарифметическую величину: разрушающая нагрузка - в ньютонах (Н) либо разрушающее напряжение в мегапаскалях (МПа) () при условии использования контрольных образцов, соответствующих заданным требованиям.

Примечание - Предполагается, что при использовании настоящего приложения получают следующие критерии для повторяемости и воспроизводимости:

а) повторяемость как разброс отдельных разрушающих нагрузок, полученных на одной пробе инъекционно-уплотняющего состава одним и тем же оператором в одном и том же испытательном помещении или лаборатории, не должна превышать коэффициент вариации 25%;

б) воспроизводимость как разброс средних разрушающих нагрузок, полученных на одной пробе инъекционно-уплотняющего состава на одной и той же системе, в различных испытательных помещениях или лабораториях, не должна превышать коэффициент вариации 30%.

Следует отметить, что эти критерии предложены только в целях ориентировки: несоответствие результатов испытаний одному или другому из этих рекомендуемых значений не означает несоответствие их требованиям, изложенным в настоящем приложении.

Д.8.2 Протокол испытания должен включать в себя следующие сведения:

а) ссылка на настоящее приложение;

б) обозначение инъекционно-уплотняющего состава или системы, включая тип, источник получения, коды производителя, дата поставки;

в) вид эталонного бетона, использованного для изготовления контрольных образцов (заготовок);

г) дата и время нагнетания состава в моделируемую трещину;

д) температурно-влажностные условия окружающей среды, а также влажностное состояние полости трещины (сухая, влажная, мокрая, с активной протечкой);

е) ширина трещины;

ж) метод нагнетания (под принудительным давлением или под действием гравитации), значение конечного давления;

и) процент заполнения образцов-кернов или образцов-призм;

к) дата проведения испытания;

л) разрушающую нагрузку для каждого образца;

м) среднее значение прочности на растяжение (адгезия) при разрыве для каждой серии образцов, подготовленных и испытанных в одинаковых условиях;

н) характер разрушения для каждого образца и процент площади вида разрушения;

п) любые отклонения в рабочем режиме либо экспериментальные сложности, которые могли повлиять на результаты.