Приложение Д (рекомендуемое). Экспресс-метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости

Приложение Д
(рекомендуемое)

Экспресс-метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости

Д.1 Экспресс-метод определения водонепроницаемости бетона основан на наличии экспериментально установленной статистической зависимости между воздухопроницаемостью бетона и его водонепроницаемостью, определенной по мокрому пятну.

В качестве параметра, характеризующего воздухопроницаемость, используют значение времени, за которое давление в камере устройства падает на определенное значение.

Д.2 Схема устройства приведена на рисунке Д.1.

Рисунок Д.1

Устройство представляет собой полую цилиндрическую камеру 1 с выступающим фланцем 2. На боковой поверхности камеры установлены: вакуумметр 3, соединенный с камерой через штуцер 4, и штуцер 5 подвода гибкого шланга 6. Шланг подсоединен к ручному вакуумнасосу 7. На оси штуцера 5 внутри камеры расположен вакуумклапан 10. Штуцер 5 перекрывается при испытаниях заглушкой 11.

Для проведения испытаний устройство устанавливают на поверхности бетонного образца или изделия 8 с помощью липкой герметизирующей мастики 9, накладываемой жгутом на фланце камеры.

Д.3 При проведении испытаний используют секундомер или часы с секундной стрелкой, металлическую щетку или другой абразивный инструмент для очистки торцевых поверхностей образцов или изделий, герметизирующую мастику (ГОСТ 14791), шпатель или нож для очистки поверхности фланца и образцов от мастики.

Д.4 Подготовка устройства к работе

Д.4.1 Проводят внешний осмотр вакуумметра на отсутствие повреждений стекла, корпуса, уплотнения штуцера и установки стрелки на нуль, а также шланга на отсутствие разрывов и трещин.

Д.4.2 Проводят несколько поступательно-возвратных движений штока вакуумнасоса, чтобы убедиться в плотности прилегания фланца штока к внутренней поверхности цилиндра.

Д.4.3 Проводят визуальный осмотр креплений шланга к штуцеру вакуумнасоса.

Д.4.4 В случае отрицательного заключения по результатам внешнего осмотра производят устранение неисправностей.

Д.4.5 Не реже одного раза в 3 мес, а также после ремонта проводят проверку устройства на герметичность при установке камеры на поверхность воздухонепроницаемого материала (например, лист оргстекла размером 300 х 300 мм) с использованием жгута герметизирующей мастики диаметром не менее 8 мм, уложенного в паз фланца камеры.

Д.4.6 Проверку на герметичность проводят, как указано в Д.4.6.1-Д.4.6.4.

Д.4.6.1 Откачав вакуумнасосом воздух из полости камеры до значения 0,075-0,08 МПа, снимают со штуцера 5 конец шланга 6 и устанавливают на штуцер 5 заглушку 11. Фиксируют давление по вакуумметру и время по часам.

Д.4.6.2 Устройство можно считать герметичным и готовым к работе, если падение вакуумметрического давления не превышает 0,002 МПа в течение 1 ч.

Д.4.6.3 Снимают устройство с оргстекла и очищают поверхности фланца и оргстекла от герметизирующей мастики. Снимают заглушку.

Д.4.6.4 Мастику упаковывают в полиэтиленовую пленку и хранят в закрытом помещении. Перед употреблением мастику необходимо выдержать при температуре (20  2) °С не менее 24 ч (ГОСТ 14791).

Д.5 Проведение измерений и обработка результатов

Д.5.1 Воздухопроницаемость бетона определяют по результатам испытаний серии из шести образцов-кубов с размером ребра 150 мм или цилиндров диаметром 150 мм и высотой не менее 100 мм контролируемого состава бетона или участков конструкций.

Д.5.2 Бетонные образцы, изготовленные по ГОСТ 10180, должны твердеть в нормальных условиях и перед испытанием должны быть выдержаны в лаборатории в течение 1 сут.

Д.5.3 Испытания бетона конструкций проводят при температуре воздуха от 1 °С до 40 °С. В течение 2 сут до момента испытания поверхность бетона не должна подвергаться воздействию воды или другой жидкости.

Д.5.4 Поверхности, на которых будут проводить испытания, должны быть очищены от поверхностной пленки цементного камня и материалов ухода за свежеуложенным бетоном или вторичной защиты. В зоне контакта фланца камеры с поверхностью бетона не должно быть раковин глубиной более 1 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов более 1 мм и видимых трещин (шириной раскрытия более 0,1 мм).

Д.5.5 Фланец камеры не должен выступать за край контролируемой бетонной поверхности.

Д.5.6 Герметизирующую мастику жгутом диаметром 8 мм укладывают на фланец камеры в паз по его средней линии и соединяют концы таким образом, чтобы они перекрывали друг друга.

Д.5.7 Устанавливают камеру фланцем на выбранном и подготовленном участке испытуемого образца или конструкции и прижимают устройство к поверхности, создавая необходимое давление прижатия 0,05 МПа.

Д.5.8 Разрежение в камере создают с помощью вакуумнасоса.

Д.5.8.1 Откачивают воздух из камеры несколькими возвратно-поступательными движениями штока насоса до значений 0,075-0,08 МПа.

Д.5.8.2 Быстро снимают конец шланга 6 со штуцера 5 камеры и плотно устанавливают на штуцере 5 заглушку 11.

Д.5.8.3 Наблюдают за показаниями вакуумметра до падения давления до значения P_oi = -0,060 МПа.

Д.5.8.4 При падении вакуумметрического давления до начального разрежения P_oi = -0,060 МПа засекают время, за которое давление в камере упадет до конечного разрежения P_ti = -0,054 МПа.

Д.5.8.5 Аналогично проводят измерения на других образцах или участках конструкций.

Д.5.9 Полученные значения времени t_i записывают в порядке их возрастания и вычисляют среднее арифметическое значение времени двух средних образцов (третьего и четвертого) в качестве параметра, характеризующего воздухопроницаемость бетона в серии образцов.

Д.5.10 При текущем производственном контроле водонепроницаемости бетона в изделиях и конструкциях план и нормы контроля нормируемой марки бетона по водонепроницаемости должны быть приведены в проекте производства работ или технологическом регламенте.

Д.5.11 Воздухопроницаемость бетона конструкций рассчитывают как среднеарифметическое значение h во всех проконтролированных участках.

Д.5.12 Марку по водонепроницаемости бетона W определяют по градуировочной таблице по соотношению "время - марка бетона по водонепроницаемости", которая должна быть приведена в инструкции к каждому прибору, по результатам его калибровки (таблица Д.1).

Таблица Д.1 - Образец градуировочной таблицы по соотношению "время - марка бетона по водонепроницаемости"

Диапазон ti, с	41-59	60-87	88-126	127-183	184-261	262-387	388-561	562-814	815-1181	1182-1734
Марка бетона по водонепроницаемости W	-	-	-	-	0	2	4	6	8	10
Примечание - Объем камеры V = 240 см3; ширина фланца камеры - 25 мм; Рoi = -0,060 МПа; Pti = -0,054 МПа.

Д.5.13 Допускается применять другие устройства (рисунок Г.2), отвечающие следующим основным требованиям:

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "Рисунок Д.2"

- ширина фланца камеры устройства должна быть не менее 25 мм;

- начальное давление прижатия фланца камеры к поверхности бетона образца должно быть не менее 0,05 МПа;

- начальный уровень вакуумметрического давления, создаваемого внутри камеры, должен быть не менее 0,064 МПа;

- внутренний объем полости камеры устройства должен быть не менее 180 см³;

- при установке и герметизации устройства на поверхности непроницаемого материала (оргстекло по ГОСТ 9784 и др.) падение вакуумметрического давления не должно превышать 0,002 МПа в течение 1 ч.

1 - бетонный образец; 2 - камера устройства; 3 - фланец камеры; 4 - вакуумметрический датчик; 5 - вакуумнасос; 6 - герметизирующая мастика; 7 - вентиль

Рисунок Д.2

Д.6 Марку бетона по водонепроницаемости принимают по таблице Д.2, а в случае невозможности использования таблицы (по Д.7.2), - по экспериментально устанавливаемой градуировочной зависимости по Д.7.3.

Таблица Д.2

Параметр воздухопроницаемости бетона ас, см3/с	Сопротивление бетона прониканию воздуха mс, с/см3	Марка бетона по водонепроницаемости
0,325-0,224	3,1-4,5	W2
0,223-0,154	4,6-6,5	W4
0,153-0,106	6,6-9,4	W6
0,105-0,0728	9,5-13,7	W8
0,0727-0,0510	13,8-19,6	W10
0,0509-0,0345	19,7-29,0	W12
0,0344-0,0238	29,1-42,0	W14
0,0237-0,0164	42,1-60,9	W16
0,0163-0,0113	61,0-88,5	W18
0,0112-0,0077	88,6-130,2	W20

Д.6.1 Проверку возможности использования таблицы Д.2 осуществляют в соответствии с Д.7, установление градуировочной зависимости - по Д.8. Проверку возможности использования значений таблицы Д.2 проводят перед началом применения экспресс-метода и каждый раз при изменении вида бетона.

Д.6.2 При испытании в полости камеры создают разрежение не менее 0,064 МПа и в соответствии с инструкцией по эксплуатации устройства определяют значение параметра воздухопроницаемости бетона а_i, см³/с, для каждого образца или обратное ему значение сопротивления бетона прониканию воздуха m_i, с/см³.

Д.6.3 Полученные значения а_i (m_i) образцов бетона записывают в порядке их возрастания и определяют среднее арифметическое значение а_с (m_c) двух средних образцов (третьего и четвертого) в качестве параметра, характеризующего воздухопроницаемость бетона в серии.

Д.6.4 По таблице Д.2 или установленной градуировочной зависимости определяют марку бетона по водонепроницаемости W, соответствующую полученному значению а_с или m_c. При этом в качестве марки бетона по водонепроницаемости при использовании градуировочной зависимости принимают значение W, рассчитанное по формуле (Д.1) или (Д.2) для данного значения а_с (m_c) и округленное до ближайшего целого четного числа.

Д.7 Проверка возможности использования таблицы Д.2 и установление градуировочной зависимости

Д.7.1 Проверку осуществляют в такой последовательности:

- изготовляют и испытывают одну серию образцов из бетона одного из контролируемых составов;

- определяют значение а_с (m_c) для этой серии образцов и соответствующую ему по таблице Д.2 марку бетона по водонепроницаемости;

- эту же серию образцов испытывают в соответствии с разделом 4 и определяют марку бетона по водонепроницаемости по методу "мокрого пятна".

Д.7.2 Таблицу Д.2 допускается использовать, если значение марки бетона по водонепроницаемости W (по мокрому пятну) отличается от полученного по таблице Д.2 не более чем на одну марку.

Д.7.3 Если требование Д.7.2 не выполняется (таблицу Д.2 использовать нельзя), для определения марки бетона по водонепроницаемости используют градуировочную зависимость а_с - W или m_с - W, которую рассчитывают следующим образом:

,

(Д.1)

,

(Д.2)

где и - коэффициенты, определяемые по Д.7.4, Д.7.5.

Д.7.4 Коэффициенты b₀ и b₁ определяют по результатам испытаний серии образцов в соответствии с Д.7.1 и двух дополнительных серий образцов, также изготовленных и испытанных по Д.7.1.

При изготовлении образцов одной из указанных серий следует использовать бетонную смесь с водоцементным отношением 0,40-0,42, другой - 0,52-0,54. Соотношения между заполнителями и между цементом и добавками в этих бетонных смесях должны быть теми же, что и в контролируемом составе.

Д.7.5 Коэффициенты b₀ и b₁ рассчитывают по формулам:

,

(Д.3)

,

(Д.4)

где - значение a_c или m_c для отдельных серий образцов (а_с1, а_с2, а_с3 или m_с1, m_с2, m_с3);

- значения W для отдельных серий (W₁, W₂ или W₃) марки бетона по водонепроницаемости.

Д.8 Пример установления и использования градуировочной зависимости

Д.8.1 Для установления градуировочной зависимости по Д.7.1 изготовлены и испытаны основная и две дополнительные серии бетонных образцов. Результаты испытаний приведены в таблице Д.3. При дальнейшем контроле качества бетонов различных составов, приготовленных из тех же материалов, что и образцы указанных серий, изготовлены и испытаны еще три серии образцов, средние значения параметра воздухопроницаемости которых указаны в таблице Д.4. Необходимо определить марку бетона по водонепроницаемости для каждой из этих серий.

Д.8.2 Последовательность обработки данных для нахождения коэффициентов b₀ и b₁ приведена в таблице Д.3.

Таблица Д.3

Индекс серии	ас,j, см3/с	Wj	lg ac,j	Wj  lg ac,j	(lg ac,j)2
О	0,048	8	-1,319	-10,55	1,74
1д	0,106	2	-0,975	-1,95	0,95
2д	0,0046	22	-2,337	-51,41	5,46
	0,1586	32	-4,631	-63,91	8,15

,

.

Д.8.3 По уравнению (Д.1) соответствующая градуировочная зависимость имеет вид:

.

Таблица Д.4

Номер серии	ас,j, см3/с	lg ac,j	Wj по Д.8.3	W
3	0,083	-1,081	3,9	4
4	0,032	-1,495	9,9	10
5	0,036	-1,444	9,2	10

Д.8.4 Подставляя в уравнение по Д.8.3 значения lg а_c,j для серий 3, 4 и 5, получают значения W_j, приведенные в таблице Д.4. Округляя эти значения до ближайшего четного числа, определяют искомые марки бетонов по водонепроницаемости, указанные в таблице Д.4.