Приложение П (обязательное). Методы подготовки и испытаний контрольных проб и образцов. Моделирование подвижной трещины с оценкой прочности сцепления и растяжимости уплотнения

Приложение П
(обязательное)

Методы
подготовки и испытаний контрольных проб и образцов. Моделирование подвижной трещины с оценкой прочности сцепления и растяжимости уплотнения*

П.1 Сущность метода

П.1.1 Настоящий метод устанавливает порядок создания моделей подвижных трещин в различном влажностном состоянии (сухое, мокрое или с активной протечкой - заполненные водой) и неконструкционных уплотнений из инъекционно-уплотняющих составов на полимерной основе, а также порядок механических испытаний уплотнений с ограниченной эластичностью с использованием универсальных стендов и автоматическим регистратором деформаций.

П.1.2 Оценке подлежат прочность сцепления (адгезия уплотнения с бетоном) и растяжимость уплотнения, в том числе после искусственного старения.

П.1.3 Подготовку заготовок для контрольных образцов выполняют в нормальных климатических условиях при температуре воздуха (212)°С и относительной влажности (6010)%, механические испытания - при пониженной до (32)°С температуре (или другой, согласованной с потребителем).

П.2 Оборудование, оснастка, приборы и инструмент

П.2.1 Камера климатическая (лаборатория) с возможностью длительного поддерживания температуры воздуха (32)°С.

П.2.2 Установка с соосным приложением нагрузки, обеспечивающая осевое растяжение образца с минимальным усилием 50 кН и регулируемой скоростью 0,01 мм/мин.

П.2.3 Стенд универсальный (рисунок П.1), включающий в себя следующие элементы (таблица П.1).

Таблица П.1 - Элементы стенда

Позиция на рисунках П.1 - П.5	Наименование, размеры, мм, вид резьбы, марка стали			Количество, шт. (на 1 стенд)
1	Пластина верхняя: - с овальным отверстием, размером 13030 мм; - с проточками 55 мм под боковые пластины; - с круглыми отверстиями под винты М1020 с пятигранной головкой и шпильки М16; - с резьбовыми отверстиями под винты М12	25025020	Ст3 по ГОСТ 380	1
2	Пластина нижняя: - с проточками 55 мм под боковые пластины; - с резьбовыми отверстиями под винт М24 и винты М12; - с круглыми отверстиями под шпильки М16	25025920	То же	1
3	Пластина монтажная с резьбой под винты М1020	25025015	То же	2
4	Пластина монтажная с отверстиями под винты М1020	25025020	То же	1
5	Пластина боковая (большая)	2501565	С345 по ГОСТ 27772	2
6	Пластина боковая (малая) с трещинообразователем	1561505	То же	2
7.1	Шпилька оцинкованная М16185, резьба левая			4
7.2	Шпилька оцинкованная М161135, резьба правая			4
7.3	Гайка оцинкованная М161, резьба левая			8
7.4	Гайка оцинкованная М161, резьба правая			12
7.5	Муфта резьбовая (см. рисунок П.4)			1
8	Винт М1020 с шестигранной головкой			12
9	Винт М24 (для нижней пластины)			1
10	Трубка резьбовая стальная М8 длиной 95 мм с гайкой			3
11	Винт М12 длиной 80 мм			8
12	Штифт стальной диаметром 2 мм, длиной 200 мм с крючком на конце (см. рисунок П.5)			3
13	Жгут резиновый 604484,65 мм			1
14	Обойма сборная из четырех элементов (включая четыре винта с гайками М8)			1

П.2.4 Регистратор (записывающее устройство) с возможностью фиксирования и записи (построения) зависимости "нагрузка - деформация" с точностью до 0,001 мм в координатах X - Y.

П.2.5 Датчик деформации (первичный преобразователь) с возможностью непрерывного считывания значений деформации с точностью до 0,001 мм к регистратору по П.2.4.

П.2.6 Деформометр ручной в комплекте с реперными пластинами с возможностью измерения деформаций на длине 100 мм с точностью измерения до 0,001 мм.

П.2.7 Оборудование для нагнетания - пакеры-инъекторы (3 шт. на один контрольный образец) внутренним диаметром 2 - 3 мм, резьбовая стальная трубка М8 длиной 95 мм с гайкой по показателю 10 таблицы П.1. Производитель определяет тип смесительного и нагнетательного оборудования, тип пакеров.

П.2.8 Датчик давления (позиция 2 на рисунке П.7) с возможностью измерения давления до 6 МПа с точностью до 0,05 МПа.

П.3 Порядок подготовки контрольных образцов: изготовление образцов (заготовок), создание трещины и уплотнения

П.3.1 Подготовке и дальнейшим испытаниям подлежат не меньше трех контрольных образцов-кубов размерами 150150150 мм с трещинами шириной 0,3 и 0,5 мм в трех влажностных состояниях: сухое, мокрое и с активной протечкой (заполненные водой), всего 18 образцов (см. таблицу П.2).

Таблица П.2 - Условия создания уплотнения трещины и проведения испытаний

Наименование показателя		Значение показателя
1 Ширина трещины, мм		0,3	0,5
2 Температура	2.1 Выдерживание при нагнетании инъекционно-уплотняющего состава	(212)°С
	2.2 Выдерживание на воздухе при отверждении состава	(212)°С
	2.3 Выдерживание образцов на воздухе в течение 48 ч перед испытаниями	(32)°С
	2.4 Испытания образцов	(32)°С
3 Влажностное состояние трещины		3.1 Сухое
		3.2 Мокрое
		3.3 С активной протечкой
Примечания 1 Моделирование влажностного состояния: - сухое - замкнутая трещина: подготовки не требует; - мокрое - замкнутая трещина, заполнена водой на 10 мм, продута сжатым воздухом и сразу же подвергнута нагнетанию инъекционно-уплотняющего состава; - с активной протечкой - замкнутая трещина заполнена водой на 30 мм и сразу же подвергнута нагнетанию инъекционно-уплотняющего состава. 2 Значения температуры проведения испытаний по показателям 2.3 и 2.4 настоящей таблицы могут быть согласованы для других диапазонов

П.3.2 Образцы-кубы размерами 150150150 мм (заготовки) контрольных образцов приготовляют из бетона типа БМ (0,40) и выдерживают согласно приложению Е. Образцы готовят в стенде по П.2.3 (см. рисунки П.1, П.2 и П.3), помещенном на вибростол. Бетонную смесь укладывают через овальное отверстие в верхней пластине стенда. Четыре винта М12 (см. показатель 11 таблицы П.1) и винт М24 (см. показатель 9 таблицы П.1) крепят в нижней пластине стенда до укладки бетонной смеси. После заполнения формы бетонную смесь уплотняют и еще четыре винта М12 крепят сквозь верхнюю пластину стенда. Три резьбовые трубки (см. показатель 10 таблицы П.1) с гайками и штифтами (см. показатель 12 таблицы П.1) внутри трубок (для защиты от попадания бетонной смеси) задавливают в бетонную смесь гайками вниз. После этого выполняют окончательное уплотнение бетонной смеси.

П.3.3 Заполненный бетонной смесью стенд выдерживают в нормальных климатических условиях при температуре воздуха (212)°С и относительной влажности (6010)%.

П.3.4 Боковые пластины стенда (см. показатели 5 и 6 таблицы П.1) и штифты (см. показатель 7.2 таблицы П.1) вынимают через 2 сут твердения бетона; образцы (заготовки) в серединах его четырех граней оснащают реперными пластинами из комплекта деформометра по П.2.6 по всем граням заготовки на расстоянии по вертикали около 100 мм и выполняют нулевое измерение на образце без трещины (ширина трещины w = 0) с помощью деформометра по П.2.6.

П.3.5 По истечении 3 сут твердения в образце создают трещину его раскалыванием (см. рисунок П.6). После этого ослабляют гайки на шпильках М16 (см. 7.1 или 7.2 таблицы П.1) на верхней или нижней пластине и регулируют ширину трещины, устанавливая значение 0,3 или 0,5 мм (см. таблицу П.2), подкрутив гайки на шпильках М16 и закрутив стопорной гайкой.

П.3.6 После операций по П.3.5 каждый образец-куб опоясывают резиновым жгутом (см. показатель 14 таблицы П.1), закрепляют клеящим составом; на резиновый жгут накладывают обойму (см. показатель 14 таблицы П.1).

П.3.7 В возрасте от 7 до 10 сут твердения образцы-кубы с трещиной готовят к нагнетанию инъекционно-уплотняющего состава. Образцы в стендах и компоненты инъекционно-уплотняющего состава предварительно выдерживают в течение 48 ч при температуре (212)°С.

П.3.8 Нагнетание инъекционно-уплотняющего состава выполняют соблюдая условия, приведенные в таблице П.1. Компоненты состава смешивают в соответствии с инструкцией производителя. Состав нагнетают в трещину через центральную трубку (см. рисунок П.7), создавая уплотнение. Давление при нагнетании контролируют датчиком 2, который устанавливают на одной из боковых трубок. Другую боковую трубку оставляют свободной для отвода воздуха или воды и перекрывают после выхода инъекционно-уплотняющего состава. Нагнетание продолжают до тех пор, пока состав не начнет вытекать из-под резинового жгута или давление не достигнет 6 МПа. Ширину трещины (уплотнение) после нагнетания состава измеряют деформометром по П.2.6 по установленным реперам.

П.3.9 После нагнетания инъекционно-уплотняющего состава контрольные образцы-кубы выдерживают в стенде при температуре воздуха (212)°С в течение 6 сут.

П.4 Определение прочности сцепления (адгезия) уплотнения с бетоном и оценка растяжимости

П.4.1 После выдерживания контрольных образцов-кубов по П.З.9 с них удаляют обойму и резиновый жгут (см. показатель 14 или 7.3 таблицы П.1) и на четыре грани крепят датчики деформаций по П.2.5.

П.4.2 Каждый контрольный образец вместе со стендом перед началом испытаний выдерживают в течение 48 ч при температуре воздуха (32)°С, после чего размещают в установку по П.2.2 (см. рисунок П.8) и проводят первичные измерения деформаций в ручном режиме деформометром по П.2.6. Эти измерения принимают за начало отсчета - начальную ширину уплотнения.

П.4.3 В этом напряженно-деформированном состоянии уплотнения (под действием массы образца и стенда, в который он помещен) из стенда вынимают шпильки М16, открутив гайки (показатели 7.1 - 7.4 таблицы П.1); при наличии деформации уплотнения, связанной с удалением шпилек М16, их фиксируют с помощью датчиков по П.2.5 и регистрируют прибором по П.2.4 в координатах X - Y.

П.4.4 Далее контрольный образец подвергают испытаниям на растяжение со скоростью приложения нагрузки 0,01 мм/мин до разрушения. Зависимость "нагрузка-деформация" фиксируют регистратором по П.2.4 в координатах Х - Y.

П.4.5 Вид разрушения контрольного образца-куба (адгезионное и/или когезионное) и площадь заполнения трещины инъекционно-уплотняющим составом (соотношение в процентах площади заполнения трещины к площади трещины до заполнения) фиксируют и записывают.

П.5 Представление результатов и протокол испытаний

П.5.1 Прочность сцепления (адгезию) уплотнения с бетоном вычисляют как отношение разрушающей нагрузки к площади уплотнения (поперечного сечения образца), .

П.5.2 Растяжимость уплотнения при разрушении образца оценивают по результатам измерения линейной деформации, зафиксированной каждым из датчиков на четырех гранях образца-куба и представляют в виде отношения значения деформаций в момент действия наибольшей нагрузки к начальной (исходной) ширине уплотнения (трещины), измеренной согласно П.4.2. Значение растяжимости при разрушении испытуемого образца определяют как среднее значение по его четырем граням.

П.5.3 В протоколе испытаний приводят следующие данные:

а) ссылка на настоящее приложение;

б) дата подготовки образцов и проведения испытаний;

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

г) порядок подготовки образцов, условия выдерживания и любые отклонения от нормированного метода; порядок и условия нагнетания, влажностное состояние трещины;

д) для каждого образца: исходная ширина трещины, влажностное состояние трещины, прочность на растяжение, растяжимость уплотнения при разрушении, степень заполнения трещины, вид разрушения;

е) для каждого влажностного состояния и исходной ширины трещины: среднее значение прочности на растяжение и растяжимость при разрушении;

ж) данные о погрешности.

Рисунок П.1 - Универсальный стенд в сборе (номера позиций по таблице П.1)

Рисунок П.2 - Универсальный стенд. Сечение А-А (номера позиций, кроме 15, по таблице П.1)

Рисунок П.3 - Универсальный стенд. Сечение по В-В (номера позиции по таблице П.1)

Рисунок П.4 - Шпильки скрепления верхней и нижней плит стенда (позиции 7.1 - 7.5 по таблице П.1)

Рисунок П.5 - Детали к стенду (номера позиций по таблице П.1)

Рисунок П.6 - Создание трещины раскалыванием

Рисунок П.7 - Нагнетание инъекционно-уплотняющего состава в трещину

Рисунок П.8 - Механические испытания