Приложение Е (обязательное). Определение морозостойкости

Приложение Е
(обязательное)

Определение морозостойкости

Е.1 Общие положения

Определение морозостойкости бетона бетонных тротуарных плит выполняют многократным замораживанием образцов в 5-процентном растворе хлорида натрия при температуре минус (50  5) °С и оттаиванием в том же растворе при температуре плюс (20  5) °С.

Морозостойкость бетона в плитах определяют на образцах размерами 100 x 100 мм и толщиной от 40 до 100 мм, изготовленных специально или выпиленных из изделий после достижения бетоном проектного возраста.

Е.2 Образцы испытывают сериями по 18 штук в серии, из них 6 штук испытывают с контролем шелушения - количество отделившегося от лицевой поверхности материала (группа 1) и 12 штук с определением прочности бетона при сжатии (группа 2). Испытания выполняют при отработке технологии и всякий раз после изменения материалов, состава бетона, режима тепловой обработки и других изменений в технологии производства плит, но не реже чем через 6 мес.

Е.3 Соотношение между числом циклов испытаний и маркой бетона по морозостойкости приведено в таблице Е.1.

Таблица Е.1 - Соотношение между числом циклов испытаний и маркой бетона по морозостойкости

Число циклов замораживания-оттаивания до наступления критического состояния	Марка бетона по морозостойкости
20	F2200
37	F2300

Е.4 В течение суток должен выполняться один цикл испытания образцов бетона. Испытания следует вести непрерывно. При вынужденных перерывах в испытании образцы должны храниться в 5-процентном водном растворе хлорида натрия при температуре (20  5) °С.

Е.5 Средства испытания и вспомогательные устройства

Установка с алмазным диском для выпиливания образцов.

Испытательные машины по ГОСТ 28840 с погрешностью измерения силы  1,0 %.

Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание температуры воздуха от минус (50  5) °С до плюс (20  5) °С. Неравномерность температурного поля в воздухе полезного объема камеры не должна превышать 3 °С.

Прибор для измерения температуры в замораживаемом растворе хлорида натрия.

Емкости с крышками из коррозионно-стойкого материала для замораживания и оттаивания образцов в растворе хлорида натрия. Размер емкости должен обеспечивать зазор между боковыми гранями образца и стенками емкости не менее 10 мм.

Сетчатый стеллаж для размещения емкостей с образцами в морозильной камере.

Хлорид натрия по ГОСТ 4233.

Жесткая капроновая щетка с длиной щетинок около (20  5) мм для снятия с поверхности образцов отделяющихся частиц.

Самоклеющаяся лента (силиконовая или на основе ткани с синтетическим каучуковым клеем) шириной 25 мм и толщиной 1-2 мм, стойкая при отрицательных температурах.

Полимерный шпагат.

Деревянные или пластмассовые подкладки треугольного сечения высотой (50  1) мм.

Сушильный шкаф.

Лабораторные весы с погрешностью взвешивания не более  0,1 г по ГОСТ 24104.

Штангенциркуль с погрешностью измерения не более  0,1 мм.

Е.6 Подготовка образцов к испытаниям

Порядок подготовки образцов к испытанию должен соответствовать требованиям ГОСТ 10180 или ГОСТ 28570.

Изготовленные/выпиленные образцы осматривают. Образцы, имеющие шелушение поверхности, трещины, сколы, каверны, замасленную поверхность, к испытаниям не допускают и заменяют новыми.

Образцы измеряют с точностью  0,1 мм и вычисляют площадь рабочего сечения.

Отклонения от плоскостности опорных поверхностей образцов не должны превышать 0,1 мм. Отклонения от перпендикулярности смежных граней образцов не должны превышать 2 мм. Если поверхности образцов, к которым прикладывают усилия, не удовлетворяют указанным требованиям, они должны быть выровнены шлифованием.

Образцы взвешивают с точностью  0,1 г, и рассчитывают плотность бетона. Образцы, плотность бетона которых отличается от среднего значения более чем на  25 кг/м³, к испытанию не допускаются и заменяются новыми.

На образцах группы 1 выполняют наклейку самоклеящейся ленты по верху боковых поверхностей для создания бортика. Лента должна возвышаться над лицевой поверхностью образца на 2-5 мм. Для исключения потери отделившегося материала с лицевой поверхности ленту следует укрепить (обжать) с помощью полимерного шпагата, обмотав два-три раза вокруг образца.

Подготовленные образцы группы 1 (6 образцов) и образцы группы 2 (6 контрольных и 6 основных) насыщают 5-процентным водным раствором хлорида натрия температурой (20  2) °С, погружая в раствор на 1/3 их высоты на 24 ч, затем уровень раствора повышают до 2/3 высоты, выдерживают 24 ч и заливают раствором хлорида натрия так, чтобы слой раствора над верхней поверхностью образцов был равен (20  2) мм, после чего выдерживают еще 48 ч.

Е.7 Проведение испытаний

Контрольные образцы группы 2 в количестве 6 штук через 1-2 ч после извлечения из раствора хлорида натрия и выдерживания на деревянных подкладках в помещении для испытания с температурой воздуха в пределах (20  5) °С и относительной влажностью не менее 55 % испытывают на прочность при сжатии согласно ГОСТ 10180. Опорные грани образцов следует выбирать таким образом, чтобы сжимающая сила при испытании совпадала с направлением сжимающей силы, действующей на изделие при эксплуатации.

Образцы группы 1 и основные образцы группы 2 лицевой поверхностью вверх помещают в емкости для замораживания и оттаивания, заливают 5-процентным водным раствором хлорида натрия температурой (20  5) °С так, чтобы слой раствора над верхней поверхностью образцов был равен (20  2) мм, и устанавливают в морозильную камеру. Емкости закрывают крышками. Допускается емкости закрывать пластиковыми листами или полиэтиленовой пленкой. Расстояние между емкостями и между емкостями и стенками камеры должно быть не менее 50 мм.

По заданному режиму выполняют замораживание и оттаивание образцов. Температурный режим испытаний приведен в таблице Е.2. Указанное в таблице время уточняют в зависимости от загрузки и технических характеристик морозильной камеры, измеряя температуру в растворе хлорида натрия вблизи образца в емкости, установленной в середине камеры. Загрузка камеры не должна превышать 50 % ее полезного объема.

Таблица Е.2 - Температурный режим испытания образцов

Операция	Продолжительность периода, час
Понижение температуры раствора хлорида натрия до минус (50  5 °С	5,0  0,5
Выдержка при температуре раствора хлорида натрия минус (50  5) °С	3,0  0,5
Оттаивание до температуры раствора хлорида натрия плюс (20  5) °С	16,0  0,5

Оценку состояния образцов (количество отделившегося от лицевой поверхности образцов материала и прочность бетона при сжатии) в зависимости от проектной морозостойкости выполняют после 20 или 37 циклов замораживания и оттаивания. При появлении в процессе испытаний образцов трещин и/или сколов испытания прекращают. По окончании испытания образцы извлекают из раствора и осматривают, фиксируя возникшие в процессе испытаний дефекты (шелушение, трещины, сколы).

Образцы группы 1 выдерживают при комнатной температуре в течение 2-3 ч, затем снимают ленту и с лицевой поверхности образцов собирают материал, потерявший сцепление с бетоном, обрабатывая лицевую поверхность капроновой щеткой. Отделившийся материал в стеклянных или фарфоровых чашках помещают в сушильную камеру, высушивают при температуре (110  5) °С до постоянной массы и взвешивают с точностью не менее  0,1 г.

Основные образцы группы 2 через 1-2 ч после извлечения из раствора хлорида натрия и выдерживания на деревянных подкладках испытывают на прочность при сжатии.

Е.8 Обработка результатов испытаний

Е.8.1 Количество материала m_ср, отделившегося с лицевой поверхности образцов в процессе испытаний после 20 или 37 циклов замораживания и оттаивания, рассчитывают по формуле

,

(Е.1)

где - общее количество материала, отделившегося от 6 образцов после 20 или 37 циклов испытаний, г;

А - общая площадь лицевой поверхности 6 образцов, м².

Критическое количество материала, отделившегося от лицевой поверхности образцов, 500 г/м².

Е.8.2 Расчет прочности при сжатии контрольных и основных образцов после 20 или 37 циклов замораживания и оттаивания (R), МПа, выполняют по формуле

,

(Е.2)

где F - разрушающая нагрузка, Н;

А - площадь рабочего сечения образца, мм².

Среднюю прочность контрольных образцов (из 6 образцов) и основных образцов (из 6 образцов) определяют по 4 образцам с наибольшей прочностью в каждой серии.

Изменение прочности образцов после циклов замораживания и оттаивания рассчитывают по формуле

,

(Е.3)

где - средняя прочность контрольных образцов, МПа;

- средняя прочность основных образцов после 20 или 37 циклов замораживания и оттаивания, МПа.

Е.9 Марку бетона по морозостойкости принимают по таблице Е.1 с учетом числа циклов, при котором снижение прочности бетона на сжатие составляет не более чем 5 %, при условии, что количество материала, отделившегося от лицевой поверхности образцов, не более 500 г/м² и на образцах отсутствуют трещины и сколы, образовавшиеся в процессе испытания.