Приложение Л (обязательное). Методы подготовки и испытаний контрольных проб и образцов. Оценка удобоукладываемости инъекционно-уплотняющих составов по нагнетаемости в песчаную колонку и испытание на растяжение при раскалывании

Приложение Л
(обязательное)

Методы подготовки и испытаний контрольных проб и образцов. Оценка удобоукладываемости инъекционно-уплотняющих составов по нагнетаемости в песчаную колонку и испытание на растяжение при раскалывании*

Л.1 Сущность метода

Л.1.1 Оценка удобоукладываемости по нагнетаемости состава и последующие испытания на растяжение при раскалывании предусматривают следующие операции.

Л.1.2 Готовую для применения контрольную пробу состава на полимерной или цементной основах нагнетают под принудительным давлением в прозрачный испытательный цилиндр, заполненный определенной фракцией сухого и увлажненного водой песка (песчаную колонку). Оценке подлежит время заполнения составом песчаной колонки, которое зависит от вязкости состава.

Испытанию подлежат две песчаные колонки - одна с сухим песком (нагнетание в сухую среду), другая с увлажненным водой песком (нагнетание во влажную среду).

Л.1.3 Контрольные образцы-цилиндры, полученные распиливанием колонки после отверждения состава, испытывают на растяжение при раскалывании вдоль оси цилиндра сжимающей нагрузкой.

Испытанию подлежат две серии контрольных образцов-цилиндров, по шесть образцов в каждой серии: нагнетание в сухую среду и нагнетание во влажную среду.

Л.1.4 Определяют класс нагнетаемости и прочности на растяжение при раскалывании (косвенная адгезия) в соответствии с требованиями таблиц 6 и 7 настоящего стандарта.

Л.2 Оборудование, оснастка, приборы, инструмент и материалы

Л.2.1 Установка для испытаний нагнетаемости составов (см. рисунок Л.1), включающая в себя:

Л.2.1.1 Штатив с кронштейнами с закрепленными на заданной высоте испытательными емкостями:

а) цилиндр испытательный прозрачный 1 для формирования песчаной колонки диаметром (22,20,3) мм и длиной 390 мм, имеющий измерительную шкалу 12 с градуировкой от 50 до 350 мм, оснащенный с двух сторон рези новыми заглушками с отверстиями под медные соединительные патрубки внутренним диаметром 6 мм, наружным - 8 мм, длиной (5010) мм с гибкими трубками 2 и сетчатыми дисками с размером ячеек 0,5 мм по [5];

б) емкость 10 переливная прозрачная по ГОСТ 1770, с объемом и градуировкой, обеспечивающими измерение (201) мм жидкости.

Л.2.1.2 Сосуд металлический 7 для работы под давлением не меньше 5 МПа объемом 3 л с запорной крышкой, оснащенный манометром 3, редуктором 5, обеспечивающим снижение давления подаваемого воздуха от компрессора 4 до 0,0750 МПа с максимальной погрешностью 0,0025 МПа и предохранительным (сбросным) клапаном 9.

Л.2.1.3 Контейнер 8 металлический для размещения контрольной пробы состава диаметром около 80 мм и высотой 175 мм.

Л.2.1.4 Патрубок 6 медный восходящего потока внутренним диаметром (61) мм, наружным - 8 мм.

Л.2.1.5 Трубки 2 соединительные гибкие внутренним диаметром 6 мм, выдерживающие давление не менее 0,5 МПа, и зажим к ним. Общая длина трубок 2, патрубка б по Л.2.1.4 и медного патрубка по Л.2.1.1 составляет (9005) мм.

Л.2.1.6 Зажим для гибкой соединительной трубки по Л.2.1.5.

Л.2.2 Измерительные приборы и инструмент: линейка длиной 400 мм по ГОСТ 427, штангенциркуль со значениями отсчета по нониусу 0,1 и 0,05 мм по ГОСТ 166; термометр со шкалой от 1°С до 200°С с погрешностью измерения 1°С по ГОСТ 28498; весы с погрешностью измерения до 0,1 г по ГОСТ 24104; секундомер с точностью измерения до 0,1 с.

Л.2.3 Сита контрольные лабораторные с размерами ячеек 0,5; 0,63; 0,80; 1,0 и 1,25 мм по [5].

Примечание - Сито с размером ячеек 0,5 мм - в виде диска диаметром (22,50,3) мм под испытательный цилиндр [см. перечисление а) Л.2.1.1].

Л.2.4 Песок кварцевый фракционированный по ГОСТ 30744.

Примечание - В отдельных случаях допускается вместо кварцевого песка использовать дробленый цементный раствор той же фракции (например, при необходимости воспроизвести капиллярную структуру бетона).

Рисунок Л.1 - Схема установки и испытаний нагнетаемости инъекционно-уплотнительных составов в песчаную колонку

Л.2.5 Камера климатическая (лаборатория) с возможностью длительного сохранения температуры воздуха 8°С, 15°С или 21°С с отклонением 2°С или другой температуры по согласованию с потребителем инъекционно-уплотняющего состава.

Л.2.6 Смесители для приготовления составов различного вида - по стандартам или техническим условиям производителя состава.

Л.3 Испытания контрольных проб состава на нагнетаемость

Л.3.1 Порядок подготовки песчаной колонки

Л.3.1.1 Предварительные операции:

а) с помощью штангенциркуля по Л.2.2 измеряют внутренний диаметр испытательного цилиндра по перечислению а) Л.2.1.1; с точностью до 0,1 г по рисунку Л.1 определяют массу сухого эталонного песка, который следует поместить в цилиндр для создания песчаной колонки;

б) фракционированный песок по Л.2.4 просеивают через сита 0,63; 0,80; 1,00 и 1,25 мм по Л.2.3 и выполняют подбор фракции эталонного песка в соответствии с таблицей Л.1.

Таблица Л.1 - Эталонный песок фракции 0,63 - 1,25 мм

Размер ячейки контрольных лабораторных сит, мм	0,63	0,80	1,00	1,25
Полные оснастки, проходящие через сито, % [8]	0	33	63	100
Полные остатки на сите, % (по ГОСТ 30744 и ГОСТ 6139)	100	63	33	0

в) в нижний торец испытательного цилиндра вставляют сетчатый диск (см. примечание к Л.2.3), а затем резиновую заглушку с отверстием под медный соединительный патрубок [см. перечисление а) Л.2.1.1].

Рисунок Л.2 - График для определения массы эталонного песка, помещаемого в испытательный цилиндр в зависимости от его внутреннего диаметра

Л.3.1.2 Засыпка эталонного песка и сборка испытательного цилиндра с песчаной колонкой:

а) испытательный цилиндр с сетчатым диском и заглушкой в нижнем торце заполняют сухим эталонным песком в три приема приблизительно равными порциями (по 1/3 высоты 20 мм). Каждую порцию песка уплотняют 50 ударами по боковой поверхности цилиндра, поворачивая ее, с разных сторон;

б) после уплотнения последней трети порции песка определяют общую высоту колонки, которая должна быть (3601) мм. В случае если это не так, цилиндр освобождают от сухого песка и операцию по заполнению повторяют, добиваясь нужного результата;

в) при удовлетворительном результате поверх последней уплотненной порции эталонного песка укладывают сетчатый диск и вплотную к нему устанавливают резиновую заглушку с отверстием под соединительный патрубок;

г) испытательный цилиндр с песчаной колонкой (с сухим песком) в собранном виде (с сетчатыми дисками и резиновыми заглушками) взвешивают на весах по Л.2.2 с точностью до 0,1 г (масса МЛ и размещают в установке по Л.2.1.

Л.3.2 Проведение испытаний. Нагнетание в сухую среду

Л.3.2.1 Для проведения испытаний назначают значения температуры воздуха в климатической камере по Л.2.5. Компоненты состава, эталонный песок и установку по Л.2.1 для проведения испытаний помещают в климатическую камеру с заданной температурой не менее чем на 24 ч.

Л.3.2.2 Компоненты состава смешивают в соответствии со стандартом или техническими условиями производителя.

Л.3.2.3 Готовый для применения состав в количестве (5001) г помещают в контейнер 8 по Л.2.1.3; измеряют и фиксируют исходную температуру состава и контейнер с составом помещают в сосуд 7 по Л.2.1.2, работающий под давлением.

Л.3.2.4 Зажим по Л.2.1.6 на гибкой соединительной трубке 2 под испытательным цилиндром 1 устанавливают в положение "Закрыто", включают подачу воздуха компрессором 4 и проверяют давление в сосуде 7 по Л.2.1.2 и его герметичность; при необходимости регулируют давление в пределах (0,0750,0025) МПа с помощью редуктора 5.

Л.3.2.5 Ослабляют зажим по Л.2.1.6 на соединительной гибкой трубке 2 и начинают нагнетание состава в песчаную колонку 1. Когда состав подходит к нижней отметке песчаной колонки (достигает уровня, где установлен сетчатый диск), включают секундомер, отмечают и фиксируют, когда состав достигает отметок 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 мм по градуировке 12 измерительной шкалы на испытательном цилиндре 1 - для составов на цементной и полимерной основах и дополнительно для составов на цементной основе - когда 20 мл состава не окажется в переливной емкости 10 по перечислению б) Л.2.1.1. Испытания заканчивают также, если становится понятно, что состав при заданном давлении больше не поступает по песчаной колонке.

Л.3.2.6 В любом случае секундомер останавливают, подачу сжатого воздуха прекращают, зажим по Л.2.1.6 на соединительной трубке 2 устанавливают в положение "Закрыто", давление в сосуде 7 по Л.2.1.2 сбрасывают, открыв предохранительный клапан; запорную крышку открывают и сразу же измеряют температуру оставшегося в контейнере 8 по Л.2.1.3 состава.

Л.3.3 Проведение испытаний. Особенности нагнетания во влажную среду

Л.3.3.1 Моделирование влажной среды обеспечивают предварительным увлажнением песка.

Л.3.3.2 После сборки установки по Л.2.1 и закрепления в ней испытательного цилиндра 1 с песчаной колонкой по Л.3.1.2 в контейнер 8 по Л.2.1.3 наливают 200 мл воды, предварительно выдержанной в климатической камере по Л.2.5 при заданной температуре испытаний. Контейнер 8 с водой помещают в сосуд 7 по Л.2.1.2.

Л.3.3.3 Зажим по Л.2.1.6 на гибкой соединительной трубке 2 устанавливают в положение "Закрыто", выключают подачу воздуха компрессором 4 и проверяют давление в сосуде 7 по Л.2.1.2 и его герметичность, при необходимости регулируют давление в пределах (0,07500,025) МПа.

Л.3.3.4 Ослабляют зажим по Л.2.1.6 на соединительной трубке 2 и нагнетают воду в песчаную колонку до тех пор, пока колонка не наполнится и 20 мл воды не окажется в переливной емкости 10.

Л.3.3.5 После указанного выше нагнетание (подачу сжатого воздуха) прекращают, давление в сосуде 7 по Л.2.1.2 сбрасывают и дают возможность избыточной воде сливаться в контейнер 8 по Л.2.1.3 в течение 10 мин. Испытательный цилиндр 1 с песчаной колонкой вместе с заглушками отсоединяют и взвешивают с точностью до 0,1 г (масса ) и устанавливают на прежнее место.

Л.3.3.6 С сосуда 7 по Л.2.1.2 снимают запорную крышку, заменяют контейнер 8 по Л.2.1.2 на такой же другой, сухой и чистый, и выполняют операции по нагнетанию состава во влажную среду по аналогии с Л.3.2.

Л.3.4 Выдерживание песчаных колонок (заготовок контрольных образцов-цилиндров)

Л.3.4.1 После нагнетания состава испытательный цилиндр с песчаной колонкой вместе с заглушками взвешивают с точностью до 0,1 г нагнетание в сухую среду (масса ) и нагнетание во влажную среду (масса ).

Л.3.4.2 После взвешивания испытательные цилиндры, не вынимая заглушки, тщательно герметизируют, например обмотав заглушки клейкой лентой, и выдерживают в нормальных климатических условиях: при температуре (212)°С и относительной влажности (6010) % в течение 28 сут для составов как на цементной, так и на полимерной основе.

Л.4 Испытание контрольных образцов-цилиндров на растяжение при раскалывании

Л.4.1 После выдерживания по Л.3.4 испытательные цилиндры с песчаными колонками распиливают на части перпендикулярно продольной оси, так, чтобы получить по шесть контрольных образцов-цилиндров из каждой с соотношением длина:диаметр в пропорции 2:1.

Л.4.2 Образцы-цилиндры извлекают из частей распиленного испытательного цилиндра и, отметив их положение по длине целого цилиндра, измеряют длину и диаметр с точностью до 0,1 мм и взвешивают с погрешностью до 0,1 г.

Л.4.3 Образцы-цилиндры испытывают на растяжение при раскалывании вдоль диаметральных образующих цилиндра сжимающей нагрузкой со скоростью нагружения (0,050,01) Н/().

Л.4.4 Представление результатов и протокол испытаний

Л.4.4.1 По результатам испытаний оценивают удобоукладываемость составов в соответствии с требованиями таблиц 6 и 7 настоящего стандарта по следующим показателям:

а) класс нагнетаемости в песчаную колонку;

б) прочность уплотнения на растяжение при раскалывании (косвенная адгезия).

Л.4.4.2 При оценке показания удобоукладываемости по классу нагнетаемости составов в сухую и влажную среду устанавливают:

а) зависимость высоты h, мм, заполнения песчаной колонки от времени t, мин:

;

(Л.1)

б) вычисляют массу состава, поступившего в песчаную колонку при нагнетании в сухую среду, г:

.

(Л.2)

в) вычисляют массу состава, поступившего в песчаную колонку при нагнетании во влажную среду, г:

.

(Л.3)

Примечание - Определение показателей в правой части зависимостей (Л.2) и (Л.3) приведены в настоящем приложении.

Л.4.4.3 При оценке показания удобоукладываемости по прочности уплотнения на растяжение при раскалывании (условная адгезия) фиксируют разрушающую нагрузку на сжатие F, Н, и вычисляют указанную прочность f, :

,

(Л.4)

где d и I - диаметр и высота контрольного образца соответственно, мм.

По результатам вычислений для каждого из шести контрольных образцов-цилиндров вычисляют среднюю прочность уплотнения.

Л.4.4.4 Протокол испытаний должен включать в себя следующие сведения:

а) ссылку на настоящее приложение;

б) наименование инъекционно-уплотнительного состава или системы, подлежащей испытанию, включая тип, источник, код производителя;

в) пропорцию составляющих составов по массе;

г) количество приготовленного состава;

д) способ и время смешивания;

е) температура компонентов состава перед смешиванием;

ж) температура смеси после смешивания компонентов;

и) температура состава по окончании нагнетания (если это возможно);

к) количество состава, поступившего в сухую среду ( - );

л) количество состава, поступившего во влажную среду ( - );

м) условия выдерживания (температура и относительная влажность) образцов-цилиндров перед испытанием на раскалывание;

н) объем и масса каждого контрольного образца-цилиндра;

п) кажущаяся (теоретическая) плотность каждого распиленного образца;

р) давление нагнетания;

с) функция зависимости h = f(t);

т) продолжительность нагнетания;

у) результаты испытания на раскалывание;

ф) любые отклонения от стандартной процедуры.