Испытание бетона на морозостойкость – общие понятия и допустимые методы

Определение морозостойкости бетона

При выявлении эксплуатационных показателей бетона, немаловажную часть составляет определение морозостойкости бетона. Да, самым важным расчётом являются прочностные характеристики бетона, но морозостойкость оказывает прямое на них влияние. Давайте разберемся, что же это за параметр. Морозостойкость – это способность материала, насыщенного водой, выдерживать определенное количество циклов заморозки и последующего оттаивания. К формату проведения лабораторных испытаний мы подойдем чуть позже, а пока разберемся, как же это происходит в реальной жизни.

Так или иначе – поверхность бетонной конструкции сорбирует на себе воду. Вода проникает в поры бетона, ведь бетон считается капиллярно-пористым материалом, и распространяется в его толще. При наступлении холодов вода в порах замерзает, после при обратном преодолении «нулевой» отметки, оттаивает. При этом цикле происходит разрушение бетона, точнее должно происходить за счет расширения молекул воды в замороженном состоянии, также мы должны учитывать состоящие в природной воде солевые отложения. Но разрушения бетона не происходит – его структура препятствует разрушению, но строго до определенного момента. Определить этот срок, который есть количество циклов заморозки и оттаивания – основная задача при определении морозостойкости бетона и фиксировании этого показателя. В дальнейшем, эти знания помогут нам вовремя провести упрочняющие мероприятия и справиться с разрушением здания.

Приборы для исследования морозостойкости бетона

Методы определения морозостойкости бетона

Различают два способа проведения испытания бетона на морозостойкость – простой и ускоренный. Основное различие, помимо скорости проведения испытания, в среде насыщения, заморозки и оттаивания. Давайте для наглядности распишем каждый способ:

    Первый базовый метод. Бетон насыщается в обычной воде без минеральных примесей. Воду рекомендуется очистить от всяких добавок. Заморозка происходит при -20 градусов по Цельсию. Оттаивание происходит в воде, температура которой составляет +20 градусов по Цельсию. Первый базовый метод не рассчитан на исследование всех типов бетона, кроме тех, которые применяются при строительстве автодорог и аэропортов. Не входят сюда и бетоны, которые имеют постоянное взаимодействие с водой, насыщенной минералами, на всем периоде эксплуатации.

Второй базовый метод. Активной средой насыщения является 5-ти процентный раствор NaCl. По охлаждению – среда схожая с первым методом. Оттаивание происходит в том же растворе NaCl. Применяется при проверке бетона, не вошедшего в первый метод.

Второй ускоренный метод. Первый ускоренный метод не применяется в лабораториях, поэтому расписывать его не имеет смысла. Подразумевает те же условия по насыщению в 5-ти процентном растворе хлорида натрия, а заморозку и оттаивания – как и для второго базового метода. Испытывать таким образом можно любые бетонные конструкции, кроме тех, которые эксплуатируются в условиях тесного контакта с водой, насыщенной минеральными добавками а также применяемого для полотна с высокой динамической нагрузкой в постоянном режиме (дороги и аэропорты).

Третий ускоренный метод. Этот метод получил широкое распространение, если необходимо в кратчайшие сроки подвергнуть испытаниям конструкции бетонного дорожного полотна для автомобилей и аэропортов. Условия насыщения типичны – 5% NaCl. Впервые мы замораживаем бетон не в воздушной среде, а в том же растворе хлорида натрия, выбирая температуру в -50 градусов по Цельсию. Оттаивание происходит в камере с температурой в 20 градусов и ванне с содержанием 5% NaCl. Этот метод также подходит для всех видов бетона, чья плотность ниже показателя D1500.

Как мы видим – методы во многом схожи и отличаются, в основном, применением хлорида натрия при определенных условиях. Стоит обратить внимание и на процесс проведения испытания. Для этого перейдем к следующей главе.

Как проходят испытания морозостойкости бетона

Все нюансы каждого метода мы разобрали выше, так что теперь мы подробнее поговорим об общих для каждого испытания пунктах.

    Изготавливаем образцы. Требования для них прописаны в ГОСТ 10060.0-95-10060.4-95, обычно применяются образцы с ребром 10 см (зависит от размеров камеры), изготовленные в лабораторных условиях, не имеющие повреждений, а также немаловажным условием является то, что в замесе бетона не должна участвовать вода, насыщенная минералами. Это влияет на точность в проведении эксперимента.

Образец насыщается водой согласно методу.

Получаем данные образца в насыщенном водой состоянии, после чего фиксируем полученный результат

Погружаем образец в камеру, производим замораживание образца согласно условиям, описанным для каждого метода

Меняем камеру или, если имеется возможность, продолжаем проводить испытания в той же камере, попеременно производя смену циклов оттаивания и замораживания.

Производим испытания образцов

Обрабатываем, оцифровываем и сохраняем полученные результаты

Определяем марку бетона по морозостойкости, выдаем экспертное заключение.

Очень важно менять воду примерно каждые 95-100 циклов, чтобы частички бетона, смытые водой, не оказывали влияние на результат. Для каждой марки характерно свое число циклов, к примеру, для F150 бетона потребуется провести 150 испытаний. Это реально сделать за 75 суток работы на 12-ти часовом рабочем дне. Если вы обращаетесь в лабораторию, которая работает круглосуточно – то весь процесс займет около 38-ми дней. Так что настоятельно рекомендуем выбирать строительную лабораторию с умом, потому что даже немного доплатив круглосуточной лаборатории, вы получите результат в 2 раза быстрее, не потеряв при этом достоверности данных. Если мы рассмотрим пример протокола испытания бетона на морозостойкость, то мы увидим все данные по срокам реализации испытаний.

Полное меню
Основные ссылки

Вернуться в “Каталог СНиП”

Методические рекомендации Методические рекомендации по ускоренному контролю морозостойкости дорожного бетона.

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СОЮЗДОРНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСКОРЕННОМУ КОНТРОЛЮ
МОРОЗОСТОЙКОСТИ
ДОРОЖНОГО БЕТОНА

Утверждены зам. директора Союздорнии

кандидатом технических наук В.М. Юмашевым

Одобрены Главдорстроем Минтрансстроя

(письмо № 1250 от 12.08.84)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСКОРЕННОМУ КОНТРОЛЮ МОРОЗОСТОЙКОСТИ ДОРОЖНОГО БЕТОНА. Союздорнии. М., 1985.

Дано описание двух методов ускоренного контроля морозостойкости дорожного бетона. Изложен порядок проведения испытаний, приведено число циклов замораживания-оттаивания при ускоренных испытаниях для определения марки бетона по морозостойкости.

Применение метода ускоренного контроля морозостойкости дорожного бетона позволит получать данные о фактической морозостойкости бетона нормального твердения через 35 – 40 сут после приготовления и достаточно своевременно корректировать его состав.

Предисловие

Одним из путей повышения качества строительства цементобетонных покрытий является оперативный контроль морозостойкости бетона.

Стандартный метод (ГОСТ 10060-76) позволяет определять фактическую морозостойкость дорожного бетона лишь через 3 – 4 мес после приготовления. Длительность испытаний не позволяет в случае необходимости своевременно корректировать состав бетона при изменении его составляющих.

Допускаемый ГОСТ 10060-76 метод ускоренного определения морозостойкости бетона замораживанием при температуре минус 50 °С и оттаиванием в воде неприменим для дорожного бетона, так как не учитываются условия эксплуатации его в покрытии при одновременном действии мороза и солей, используемых для борьбы с гололедом.

Исследованиями установлено, что при понижении температуры замораживания бетона до минус 50 °С и оттаивании образцов в растворе хлорида натрия ввиду значительного ускорения разрушения бетона сокращается продолжительность испытаний более чем в 5 раз.

Годовой экономический эффект от применения метода ускоренного контроля морозостойкости дорожного бетона за счет сокращения трудозатрат на проведение испытаний составляет около 1,5 тыс. руб. для одной лаборатории. Кроме того, применение ускоренного метода позволяет своевременно вносить изменения в состав бетона без снижения темпа производства работ.

«Методические рекомендации по ускоренному контролю морозостойкости дорожного бетона» разработаны кандидатами технических наук А.М. Шейниным, В.И. Коршуновым, инж. Ю.Г. Ланге.

1. Общие положения

1.1 . Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для производственного контроля морозостойкости дорожного бетона марок по морозостойкости 100, 150 и 200 (в соответствии с классификацией ГОСТ 8424-72), используемых в монолитных и сборных покрытиях.

1.2 . «Методические рекомендации» разработаны для ускоренного контроля морозостойкости дорожного бетона из бетонной смеси, содержащей 5 – 6 % по объему вовлеченного воздуха в соответствии с требованиями ГОСТ 8424-72. Заданный объем воздухововлечения достигается введением при приготовлении бетонной смеси воздухововлекающей или комплексной (пластифицирующей и воздухововлекающей) добавок, например СДБ + СНВ. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси следует контролировать в соответствии с ГОСТ 10181.3-81 .

1.3 . Ускоренный метод применяется в соответствии с ГОСТ 10060 -76. При этом рекомендуется испытания бетона на морозостойкость проводить параллельно по основному и ускоренному методам в целях накопления статистических данных для уточнения коэффициента перехода от основного метода к ускоренному.

1.4 . Ускоренные испытания можно проводить одним из двух методов: 1 – замораживание на воздухе при температуре минус 50 °С и оттаивание в 5 %-ном растворе хлорида натрия; 2 – замораживание (при температуре минус 50 °С) и оттаивание в 5 %-ном растворе хлорида натрия.

Предпочтение рекомендуется отдавать первому методу, как более простому и надежному, несмотря на некоторое увеличение продолжительности испытания. В сутки следует проводить не менее двух циклов испытаний.

1.5 . Выдержавшими ускоренные испытания считают образцы бетона, снижение прочности при сжатии которых по отношению к прочности контрольных образцов в эквивалентном возрасте после соответствующего числа циклов не превышает 15 % и потеря массы составляет не более 3 %.

1.6 . Прочность бетона в эквивалентном возрасте определяют согласно п. 4.8 ГОСТ 10060 -76 по графику роста прочности бетонных образцов, твердевших в нормальных условиях в возрасте 7, 28 и 45 (60) сут. Эквивалентный возраст (ТЭ, сут) рассчитывают по формуле:

где Т – возраст образца к моменту испытания на сжатие после замораживания, сут;

N – число циклов замораживания-оттаивания при ускоренных испытаниях;

t – продолжительность одного цикла замораживания, сут; для первого метода t = 0,25 (6 ч), а для второго t = 0,17 (4 ч).

1.7 . Для приведения морозостойкости дорожного бетона, определенной при ускоренных испытаниях, к морозостойкости, определенной по основному методу ГОСТ 10060 -76, рекомендуется число циклов ускоренных испытаний, выдерживаемых образцами с оценкой их состояния согласно п. 1.5 , умножить на коэффициент перехода от показателей при температуре замораживания минус 50 °С к показателям при температуре минус 20 °С (коэффициент перехода зависит от метода ускоренных испытаний; значения его даются в таблице).

Читайте также:  Песок как строительный материал

Число циклов замораживания-оттаивания при ускоренных испытаниях по методу

Коэффициент перехода при ускоренных испытаниях по методу

Испытание бетона

Бетон — широко применяемый в строительстве материал искусственного происхождения. Он получается как результат формирования и твердения подобранной особенным образом бетонной смеси. Исходя из ее характеристик, итоговый материал может различаться по плотности, структуре, виду вяжущего вещества и заполнителя и прочим параметрам.

Чтобы определить соответствие бетона заявленным характеристикам, качество используемых в изготовлении материалов, специалисты соответствующего уровня проводят разнообразные испытания, которые позволяют выявить физико-механические свойства материала.

Виды оценки и контроля

Бетон для возможности его применения в строительстве должен отвечать многим параметрам. В число таких можно включить: устойчивость к низким температурам, водонепроницаемость, прочность, стойкость к деформациям и многое другое. Чтобы определить те или иные характеристики, в рамках экспертизы прибегают к разнообразным испытаниям, которые могут проводиться как в лабораторных условиях, так и на строительной площадке. Методы подразделяются на два основных типа:

  • разрушающие (выбуривание, отрыв и прочие);
  • не разрушающие (исследование ультразвуком, так называемый упругий отскок и т.д.).

Строительно-технические характеристики, а также применяемые методики для их определения зафиксированы в многочисленных ГОСТах. Результаты исследований заносятся в так называемый протокол испытания, на основе которого выдается заключение о свойствах бетона и его пригодности для тех или иных целей.

Если говорить об экспертизе, которая проводится на проектной стадии разрушающим методом, то такая включает в себя множество лабораторных исследований. К числу основных из них относятся:

  • определение морозостойкости;
  • исследование водонепроницаемости;
  • определение прочности на сжатие;
  • исследование удобоукладываемости и многие другие.

В рамках проверок используется профессиональное оборудование, и создаются условия, которые максимально приближены к тем, что сопровождают бетон в процессе его эксплуатации. Лабораторные испытания проводятся с применением образцов различной массы и размеров. Для каждого из параметров исследования применяется отдельная методология.

Испытания на морозостойкость

Данный параметр характеризует возможность бетона сохранять основные физико-механические свойства при многократном замораживании и оттаивании. Это позволяет определить срок эксплуатации объекта, возведенного из подобного материала, при определенных климатических условиях.

Методику проведения таких исследований определяет ГОСТ 10060-2012. Испытания бетона на морозостойкость осуществляются с применением образцов с ребром в 10 см. Изделия пропитываются особым составом, который позволяет ускорить процесс замораживания и оттаивания. Далее образцы помещаются в специальную морозильную камеру, где охлаждаются до -50 градусов. После этого проводится их оперативное размораживание.

Такие циклы испытаний многократны. Они проводятся до тех пор, пока бетон не начнет терять свои основные физико-механические свойства. После того, как показатели изделия по прочности, а также потере массы полностью утрачены, исследования прекращаются. В соответствии с полученными результатами бетону присваивается определенная марка морозостойкости (обозначается буквой F). Чем больше циклов смогли выдержать образцы, не потеряв первоначальных свойств, тем выше их класс морозостойкости.

Для проведения данной экспертизы неслучайно используется несколько заготовок. Контрольные образцы необходимы для измерения прочности на сжатие до проведения испытаний над другими, основными, образцами.

Определение водонепроницаемости

Для вычисления данного параметра чаще всего берут образцы цилиндрической формы с высотой 15 см. На заготовки в лабораторных условиях оказывается давление, которое возникает под напором воды. Этот метод носит название “мокрого пятна”. Шесть цилиндрических заготовок фиксируются в специальной установке УВФ-6 как минимум на 16 часов, на протяжении которых оказывается давление воды в пределах 0,2 МПа. Для следующих 16 часов порог степени воздействия увеличивается. Такие манипуляции продолжаются до тех пор, пока жидкость не станет просачиваться через образцы.

После этого осуществляются измерения, расчеты. Результаты испытаний на водонепроницаемость определяются в соотношении кг/см 3 изделия. Регламентируются подобные исследования ГОСТом 12730.5-84. В результате бетону присваивается определенная марка водонепроницаемости. Обозначается она буквой W. Чем выше давление воды, при котором герметичность сохраняется, тем больше марка водонепроницаемости.

Для таких исследований могут применяться и кубы с ребром в 15 см. В этом случае замеряется их воздухопроницаемость с помощью прибора типа “АГАМА-2Р”. Это ускоренный метод, в рамках которого оборудование замеряет, за какое количество времени в изделие проникнет газ. Использование данного метода, с учетом имеющихся расхождений получаемых результатов, целесообразно для бетона низкой и средней марки водонепроницаемости.

При использовании каждого из методов, важным условием является отсутствие сколов и трещин на изучаемых образцах.

Определение прочности на сжатие

Проверка данного параметра производится с применением образцов цилиндрической формы с диаметром 30, 20, 15 или 10 см. Также могут использоваться кубы с соответствующим ребром. На заготовки оказывается давление, которое прекращается с наступлением критических изменений в изделии.

Регламентирует подобное исследование ГОСТ 18105-2010. Важным условием для его проведения является отсутствие сколов, трещин и прочих дефектов на проверяемых образцах. Испытание на прочность при сжатии осуществляется на изделиях, которые изготавливаются особым образом, с соблюдением некоторых технологических особенностей.

  1. Бетонную смесь для изготовления заготовок берут из средней части всего замеса. Если осуществляется непрерывное бетонирование, то забор делается в три приема с разницей в 10 минут;
  2. Формирование заготовки производится в течение первых 20 минут после отбора пробы.

Сами образцы для испытаний производят и исследуют сериями по 3-4 изделия в каждой. Для изучения прочности при сжатии на разном возрасте используют образцы, изготовленные из одной пробы и сформированные при равных условиях уплотнения.

Определение прочности на растяжение

Еще один немаловажный фактор, который влияет на качество бетона и требуется для определения надежности изготовленных из него изделий. Проводится это испытание на сериях заготовок, которые сформированы с учетом тех же требований, что и при вычислении прочности при сжатии.

При осуществлении подобного рода исследований берется 1 м 3 бетона с ребром 30, 20, 15 или 10 см. Посредством специального оборудования он растягивается до тех пор, пока не утратит своей целостности.

Определение удобоукладываемости

Этот вид экспертизы также весьма распространен, он позволяет определить насколько композит прост в применении и работе с ним. Для этого используется заготовка конусом. На основе усадки этого изделия определяется насколько эффективной будет заливка бетонной смеси в формы нужных размеров и типов.

Испытание бетона на морозостойкость – общие понятия и допустимые методы

Методы определения морозостойкости

Concretes. Methods for determination of frost-resistance

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 “Межгосударственная система стандартизации. Основные положения” и ГОСТ 1.2-2015 “Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены”

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН ОАО “Научно-исследовательский центр “Строительство” (ОАО “НИЦ “Строительство”), Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (протокол от 18 декабря 2012 г. N 41, приложение Е)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Государственный комитет градостроительства и архитектуры

Министерство строительства и регионального развития

Министерство регионального развития

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 1982-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 10060-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих стандартов:

EN 12390-9:2006* “Испытание затвердевшего бетона. Часть 9. Морозо- и морозосолестойкость. Выветривание”, NEQ (“Testing hardened concrete – Part 9: Freeze – Thaw resistance – Scaling”);
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

ASTM С 666-2008 “Метод определения стойкости бетона к быстрому замораживанию и оттаиванию”, NEQ (“Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing”);

ASTM С 671-94 “Метод определения критического расширения бетонных образцов, подвергающихся замораживанию”, NEQ (“Test Method for Critical Dilatation of Concrete Specimens Subjected to Freezing”);

ASTM С 672-98 “Метод определения стойкости поверхности бетона к разрушению при хранении в противогололедных реагентах”, NEQ (“Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals”)

7 ИЗДАНИЕ (июнь 2018 г.) с Поправкой (ИУС N 6-2017)

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 4, 2019 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тяжелые, мелкозернистые, легкие и плотные силикатные бетоны, в том числе на бетоны дорожных и аэродромных покрытий, бетоны конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды (далее – бетоны), и устанавливает базовые и ускоренные методы определения морозостойкости.

Методы определения морозостойкости, приведенные в настоящем стандарте, применяют при подборе составов бетонов, применении новых материалов и технологий изготовления бетона, а также при контроле качества бетона изделий и конструкций.

Читайте также:  Полиуретановый напольный плинтус

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 10197-70 Стойки и штативы для измерительных головок. Технические условия

ГОСТ 11098-75 Скоба с отсчетным устройством. Технические условия

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 22685-89 Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования
________________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008.

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 вода минерализованная: Вода, содержащая растворенные соли в количестве 5 г/л и более.

Морская вода является одним из видов минерализованной воды.

3.2 морозостойкость бетона: Способность бетона в водонасыщенном или насыщенном раствором соли состоянии выдерживать многократное замораживание и оттаивание без внешних признаков разрушения (трещин, сколов, шелушения ребер образцов), снижения прочности, изменения массы и других технических характеристик, приведенных в приложении А.

3.3 марка бетона по морозостойкости: Показатель морозостойкости бетона, соответствующий числу циклов замораживания и оттаивания образцов, определенному при испытании базовыми методами, при которых характеристики бетона, установленные настоящим стандартом, сохраняются в нормируемых пределах и отсутствуют внешние признаки разрушения (трещины, сколы, шелушение ребер образцов).

3.4 марка бетона по морозостойкости : Марка по морозостойкости бетона, испытанного в водонасыщенном состоянии, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, а также бетонов, эксплуатируемых при воздействии минерализованной воды.

3.5 марка бетона по морозостойкости : Марка по морозостойкости бетона дорожных и аэродромных покрытий и бетона, эксплуатируемого при воздействии минерализованной воды, и определенная при испытании образцов, насыщенных 5%-ным водным раствором хлорида натрия.

3.6 цикл испытания: Совокупность одного периода замораживания и оттаивания образцов.

3.7 основные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик после проведения заданного числа циклов замораживания и оттаивания.

3.8 контрольные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик перед началом испытания основных образцов.

3.9 определение морозостойкости: Оценка максимального числа циклов замораживания и оттаивания бетона, при котором характеристики бетона остаются в нормированных пределах, а также отсутствуют трещины, сколы, шелушение ребер образцов.

3.10 критическое снижение характеристик образцов: Снижение характеристик образцов при определении морозостойкости до значений, при которых в соответствии с настоящим стандартом прекращают испытания образцов.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определения морозостойкости:

– базовые методы при многократном замораживании и оттаивании:

первый – для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды,

второй – для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и для бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды;

– ускоренные методы при многократном замораживании и оттаивании:

второй – для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды, легких бетонов марок по средней плотности менее D1500,

третий – для всех видов бетонов, кроме легких бетонов марок по средней плотности менее D1500.

Допускается применение других методов определения марок бетонов по морозостойкости при условии обязательного определения коэффициента перехода в соответствии с приложением Б или тарировки предлагаемого метода по отношению к базовым методам.

Образцы, отобранные из конструкций, испытывают по приложению А.

4.3 Условия испытаний для определения морозостойкости бетонов в зависимости от используемого метода и вида бетонов принимают по таблице 1.

Таблица 1 – Условия испытаний при определении морозостойкости

Метод и марка бетона по морозо-
стойкости

Методы определения морозостойкости

Существуют следующие методы определения морозостойкости:

стандартные (базовые) – первый (для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий) и второй (для бетонов дорожных и аэродромных покрытий);

ускоренные при многократном замораживании и оттаивании – второй и третий;

ускоренные при однократном замораживании – четвертый (дилатометрический) и пятый (структурно-механический).

Условия испытания для определения морозостойкости в зависимости от метода и вида бетона принимают по таблице 6.

Таблица 6 – Условия испытания для определения морозостойкости в зависимости от метода.

Среда и температура замораживания

Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных

5%-ный водный раствор хлористого натрия

5%-ный водный раствор хлористого натрия

Бетоны дорожных и аэродромных

Ускоренные при многократном замораживании и оттаивании

5%-ный водный раствор хлористого натрия

5%-ный водный раствор хлористого натрия

Все виды бетонов, кроме дорожных, аэродромных и легких со средней плотностью менее D1500

5% – ный водный раствор хлористого натрия, -50±5°С

Все виды бетонов, кроме легких

со средней плотностью менее

Ускоренные при однократном замораживании

Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных

Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных

Образцы, подвергающиеся испытаниям на морозостойкость, должны быть без внешних дефектов. Средняя плотность образцов бетона в серии не должна различаться более чем на 50 кг/мі. Массу образцов определяют с погрешностью не более 0,1%.

Все образцы, в том числе и контрольные перед испытанием насыщают водой или 5% водным раствором хлористого натрия при температуре (18±2) єС. Для этого образцы сначала погружают в воду (или солевой раствор) на 1/3 их высоты и выдерживают 24 ч; затем уровень жидкости доводят до 2/3 высоты образцов и также выдерживают 24 ч. После образцы полностью погружают в жидкость таким образом, чтобы она окружала их со всех сторон слоем не менее 20 мм, и в таком состоянии выдерживают не менее 48 ч.

Образцы бетона, подлежащие испытанию, после насыщения водой в течение 96 ч загружают в морозильную камеру в контейнерах или устанавливают на сетчатые стеллажи камеры так, чтобы расстояние между образцами, стенками контейнеров и вышележащими стеллажами было не менее 50 мм. Если после загрузки камеры температура в ней повысилась выше -16 єС, то началом замораживания считают момент установления в камере температуры -16 єС. В течение всего цикла замораживания температуру в камере поддерживают в интервале -16…-20 єС, измеряя ее в центре объема камеры в непосредственной близости от образцов.

Продолжительность одного замораживания и оттаивания зависит от размера образцов.

Таблица 7 – Режим испытаний образцов разного размера

Время, не менее, ч

При одновременном замораживании в морозильной камере образцов разных размеров, время замораживания принимают таким как для образцов с наибольшими размерами.

Число циклов замораживания и оттаивания основных образцов бетона должно быть не менее одного в сутки. При вынужденных (технически обоснованных) перерывах в испытании на морозостойкость образцы должны находиться в замороженном состоянии.

Через 2…4 ч после проведения соответствующего числа циклов замораживания и оттаивания основные образцы, извлеченные из ванны, осматривают и взвешивают, после чего испытывают на сжатие.

Для установления соответствия марки бетона по морозостойкости требуемой (проектной) марке среднюю прочность серии основных образцов сравнивают со средней прочностью на сжатие серии контрольных образцов.

В том случае, если среднее значение прочности серии основных образцов бетона после промежуточных циклов замораживания и оттаивания будет меньше среднего значения прочности на сжатие серии контрольных образцов более чем на 5%, то испытание следует прекратить марку строительного раствора по морозостойкости считать не соответствующей требуемой.

Марку бетона по морозостойкости принимают за соответствующую требуемой, если среднее значение прочности на сжатие основных образцов, после установления для данной марки числа циклов замораживания и оттаивания уменьшилось менее чем на 5%, по сравнению со средним значением прочности на сжатие контрольных образцов. Если среднее значение прочности на сжатие основных образцов снизилось более чем на 5%, то морозостойкость испытуемого строительного раствора не соответствует требуемой.

Испытание бетона на морозостойкость классическими (базовыми) методами имеет особенность, связанную с поведением цементной составляющей в процессе испытаний. В строительном растворе, даже после набора им марочной прочности, остается заметное количество зерен цемента, не полностью прореагировавших с водой, т.е. способных к твердению. Гидратация этой части цемента при испытаниях на морозостойкость может происходить в период оттаивания образцов воде.

Таким образом, в процессе испытаний одновременно протекают два конкурирующих процесса: деструктивный – разрушение цементного камня при замораживании и структурирующий – рост прочности цементного камня во время нахождения образцов в воде. В начале испытаний суммарный эффект может быть положительным, т.е. прочность бетона даже и увеличивается. Затем начинает превалировать процесс деструкции и прочность снижается

Читайте также:  Установка оконных блоков: этапы и цены

Поэтому при испытании бетона на морозостойкость по базовым методам нормативная потеря прочности, указывающая на окончание испытаний, составляет всего 5% от начальной прочности бетона.

Однако, стандартный метод дает достаточно большие разбросы результатов, по которым сложно вести сравнение влияния производственных факторов на морозостойкость, предусматривает чрезвычайно большие затраты времени и труда, а также высокую материалоемкость.

Отличие этого метода от первого состоит в том, что образцы бетона, подлежащие испытаниям на морозостойкость в процессе насыщения и оттаивания находятся 5%-ном растворе хлорида натрия. Для конструкционных бетонов этот метод является ускоренным. Температурные и временные режимы испытаний по второму методу и оценка результатов испытаний такие же, как и при испытаниях по первому методу.

По этому методу бетоны всех видов перед испытаниями насыщают 5%-ным водным раствором хлорида натрия и в нем же проводится размораживание. Особенность испытания по этому методу – замораживание в растворе хлорида натрия. Морозильная установка, применяемая для испытаний, не должна охлаждаться до температуры -60 єС. Режим замораживания образцов в камере принят следующий: загрузка при температуре -10 єС; снижение температуры до -50…-55 єС в течении 2…3 ч; выдержка при этой температуре 2…3 ч; повышение температуры до -10 єС в течении 1…2 ч.

Режим оттаивания следующий: кубы с ребром 100 мм оттаивают в течении 2…3 ч, с ребром 70 мм – 1…2 ч.

Резкое и глубокое охлаждение образцов, находящихся в среде солевого раствора, и последующее размораживание в таком же растворе в течении 2…3 ч при температуре (18±2) єС создает условия для быстрого разрушения структуры бетона. Так одна и та же степень разрушения структуры бетона с морозостойкостью F200 при базовом методе испытания достигается после 200 циклов замораживания-оттаивания, а при низкотемпературном методе всего после 5 циклов.

Контроль прочности бетона по морозостойкости при испытании низкотемпературным методом ведут так же, как другими методами, по снижению прочности на сжатие образцов. [6]

4) Четвертый метод

В основе данного ускоренного метода определения морозостойкости лежит использование природного явления расширения тела при переходе воды в лед – «аномального скачка», что предопределило дилатометрический метод измерения.

Рисунок 23 – «Аномальный скачок»

В дилатометрических измерениях величина “аномальных” деформаций является информативным показателем состояния бетона при замораживании и его способности сопротивляться деструктивным повреждениям при попеременном многоразовом замораживании и оттаивании. Таким образом, при дилатометрических измерениях доступными для производственных условий средствами обеспечивается не только оперативная информация, но и устанавливается объективное фактическое состояние бетона. Потребитель получает данные не о проектной марке морозостойкости бетона, а о фактической сопротивляемости воздействию замораживания бетона, классифицированной по циклам морозостойкости.

В основу работы дилатометра положен дифференциальный принцип измерения температурных объемных деформаций материала. При этом эталоном сравнения является стандартный образец из алюминия, имеющий размеры и форму образцов испытуемого материала.

Работа прибора осуществляется следующим образом. Водонасыщенный образец исследуемого материала помещают в одну из рабочих камер дилатометра. Во вторую камеру помещают стандартный образец, свободное от образцов пространство камер заполняют рабочей жидкостью, в качестве которой используют керосин. После этого камеры герметизируют. Дилатометр с размещенными в нем образцами устанавливают в морозильную камеру и проводят непрерывно не менее 2,5 часов измерения разностных объемных деформаций образца материала и стандартного образца при динамическом замораживании со скоростью

0.3°C в минуту до минус 18±2°С. Изменение объема испытуемого образца происходит практически линейно, но имеет зону аномальных изменений, связанных с переходом воды в лед, которые на графике отображаются резким скачком. Для вычисления величины объемных деформаций, характеризующих замерзание воды, после испытания проводится обработка графиков и построение дифференциальной кривой – кривой разности объемных деформаций бетонного и стандартного образцов. Величина максимальной относительной разности кривых бетонного и стандартного образца, разделенная на начальный объем бетонного образца, корреляционно связана с маркой морозостойкости бетона, которая может быть определена по [7, т. 1]. Достоинствами такого способа являются обеспечение оперативности определения морозостойкости бетона и невысокая трудоемкость измерения.

Таким образом, в соответствии с [7], отечественная строительная индустрия обладает методом ускоренного, за 3-4 часа, определения морозостойкости тяжелых и легких бетонов. [7]

Для испытаний бетона на морозостойкость структурно-механическим методом используют либо образцы-кубы или образцы-керны.

Образцы-кубы предпочтительны для заводской технологии и монолитного бетонирования, а образцы-керны предпочтительны для оценки ресурса бетона в интенсивно эксплуатируемых строительных объектах (аэродромы, дороги, гидросооружения и др.).

Перед изготовлением образцов определяют:

водопоглощение щебня и песка по ГОСТ 8269 в течение 1 ч;

водоотделение бетонной смеси по ГОСТ 10180.4 для случая, когда бетонную смесь уплотняют центрифугированием или вакуумированием.

Основные и контрольные образцы в количестве 6 шт. изготавливают и отбирают по [6] (образцы-керны в количестве 7 шт. отбирают из конструкции и хранят по ГОСТ 28570).Далее образцы-кубы насыщают водой, определяют капиллярно-открытую пористость в проектном возрасте, которая зависит от объема воды затворения на 1 л бетонной смеси, массы заполнителя (мелкого и крупного) на 1 л бетона, водопоглощения заполнителей.

Насыщенные водой контрольные образцы непосредственно после извлечения из ванны испытывают на прочность при сжатии по ГОСТ 10180.

Основные образцы сразу после извлечения из ванны помещают в морозильный шкаф и подвергают однократному замораживанию в течение 5 ч при температуре минус (18 ± 2) °С. После извлечения образцов из холодильника (морозильного шкафа) в замороженном состоянии незамедлительно испытывают на прочность при сжатии и вычисляют коэффициент повышения прочности бетона.

Из [8, прил. А, т. А.1, т. А.2] для установленного значения капиллярно-открытой пористости испытываемого бетона находят соответствующие значения морозостойкости, а также коэффициентов повышения прочности и рассчитывают морозостойкость бетона в циклах.

Испытанному бетону устанавливают марку по морозостойкости F равную меньшему, ближайшему значению F, приведенному в [6]. [8]

Лабораторные методы испытания бетона

Лаборатория бетона, входящая в состав ООО «АРХИБИЛД», проводит испытания сырья и готовой продукции. Испытания строго регламентированы законодательством РФ и проходят согласно общепринятым нормативам ГОСТ, СНиП, СП. Чтобы установить качество бетона, лаборанты детально изучают следующие составляющие:

  • прочность материала в готовой конструкции или отдельных образцах
  • влажность
  • плотность
  • пластичность
  • водонепроницаемость
  • устойчивость к минусовым температурам
  • расположение каркасной арматуры
  • количество сырья в защитном слое.
  1. 1

Бетонные и железобетонные конструкции и изделия, смеси бетонные, строительные растворы

Определение прочности бетона/раствора по контрольным образцам (1 точка)

Построение градуировочной зависимости между прочностью бетона и косвенной характеристикой (упругий отскок, ударный импульс, ультразвук) (1 зависимость)

Определение плотности бетона/раствора (1 образец)

Определение водонепроницаемости бетона на образцах/конструкциях (1 образец/1 участок)

Определение прочности неразрушающими методами контроля (ультразвуковой, ударный импульс, упругий отскок) (1 точка)

Определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием (1 точка)

Определение прочности образцов раствора, отобранных из швов кладки (1 образец)

Комплексное испытание сухих бетонных смесей (1 партия)

Определение прочности бетона по образцам, отобранных из конструкций (1 образец)

Определение морозостойкости бетона/раствора (1 цикл)

Определение водопоглощения бетона/раствора (1 образец)

Определение пористости бетона/смеси (1 образец)

Определение влажности бетона/раствора (1 точка)

Определение объемной массы бетона/раствора (1 образец)

Определение усадки бетона при высыхании (1 образец)

Определение толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры (1 кв. м)

Определение расположения арматуры и закладных деталей (1 кв. м)

Определение ширины и глубины раскрытия трещин (1 участок)

Тепловой контроль качества материала/конструкции (1 образец/1 конструкция)

Визуальный контроль качества и контроль точности монтажа конструкции (1 конструкция)

Определение удобоукладываемости бетонной смеси (1 партия)

Определение средней плотности бетонной смеси (1 партия)

Определение концентрации рабочего раствора химических добавок бетонной смеси (1 партия)

Согласно основным положениям СНиП 52-01-2003, при создании железобетонных элементов необходимо соблюдать следующие нормы и категории:

  1. Класс прочности сжатиерастяжение В.
  2. Марка согласно среднего показателя плотности D.
  3. Водонепроницаемость категории W.
  4. Морозостойкость уровня F.

Испытания бетона: основные виды

В монолитном строительстве особое внимание уделяется соответствию фактической прочности железобетонных элементов показателям, представленным в проектных расчётах. Фактическую прочность определяют в полевых условиях с помощью методов неразрушающего контроля и с помощью лабораторного испытания образцов.

Испытание на сжатие/растяжение

Для проверочных работ изготавливают специальные тестовые кубы из того же сырья, что и строительные конструкции, либо отбирают образец из готовой конструкции, выбуривая керн цилиндрической формы. Суть исследования – зафиксировать показатели минимальных усилий, при которых материал утратил свою пластичность и начал разрушаться.

Удобоукладываемость бетонной смеси

Данное исследование проводится в стенах стационарной или мобильной лаборатории и требует наличия специальных инструментов: металлический конус, линейка, секундомер. Засекая время, за которое произойдёт усадка раствора или расплывутся контуры конуса, специалист определяет уровень подвижности и жесткости смеси, присваивает ей соответствующую марку.

Плотность бетонной смеси

Коэффициент плотности определяется исходя из соотношения массы раствора плотно утрамбованного в специальный сосуд к его объёму. Следующий немаловажный показатель для вычисления плотности – удобоукладываемость.

Среднеарифметическое двух показателей из одного образца и есть средняя плотность бетона.

Испытание на морозостойкость

Специалисты проводят сравнительный анализ контрольного образца бетона и образцов, прошедших через несколько циклов замораживания/размораживания в специальных лабораторных условиях. Цель исследования – подтвердить или опровергнуть принадлежность конкретного бетона классу морозостойкости F.

Для этого используют базовый или ускоренный метод испытания.

Водонепроницаемость бетонных конструкций

Уровень водонепроницаемости бетона определяют как в лаборатории, так и в полевых условиях методом неразрушающего контроля, а если точнее – посредством прибора «Агама – 2Р». Данный показатель особенно необходим при возведении гидротехнических сооружений: бассейнов, дамб, плотин, резервуаров.

Ссылка на основную публикацию