У камері повинні підтримувагисятакі параметри середовища концентрація вуглекислого газу - (10 ± 0,5) % за об’ ємом, температура - (20 ± 5) °С, відносна вологість - (75 ± 3) %.
Використовують наступні реактиви:
для підтримування заданої відносної вологості середовища- хлористий натрій згідно з ГОСТ 4233;
для визначення глибини карбонізації бетону - 0,1 % розчин фенолфталеїну в етиловому спирті згідно з ГОСТ 18300.
Проведення випробування
У встановлену в камері ванну заливають насичений розчин хлориду нагрію і додатково насипають кристалічний хлорид натрію, щоб частина кристалів знаходилася вище рівня розчину.
Зразки встановлюють у камеру на етажерку, закривають камеру і включають вентилятор. Зразки витримують у камері за відносної вологості повітря (75 ± 3) % і температури (20 ± 5) °С до встановлення постійної маси. Момент установлення постійної маси визначають періодичним зважуванням (один раз у три доби). Маса вважається постійною, якщо між окремими зважуваннями вона змінюється не більше ніж на0,1 %.
Подають вуглекислий газ у камеру і включають автоматичний газоаналізатор та встановлюють концентрацію вуглекислого газу в камері (10 ± 0,5) %.
Зразки витримують у камері не менше ніж 7 діб і не більше того періоду, протягом якого зразки будуть нейтралізовані на 1/4 своєї' товщини. Для цього періодично витягують з камери по одному додатковому зразку і визначають глибину карбонізації бетону (товщину нейтралізованого шару бетону).
Після закінчення заданого терміну зразки розколюють у напрямку, нормальному робочій грані. Не більше ніж через півгодини на поверхню відколу з боку робочої грані наносять 0,1 % розчин фенолфталеїну в етиловому спирті.
Мірною лінійкою зточністю до 0,1 см у напрямку, нормальному поверхні зразка, вимірюють товщину X, нейтралізованого шару бетону, яка дорівнює відстані від поверхні зразка до шару, забарвленого розчином фенолфталеїну в малиновий колір. Вимірювання проводять через 1 см по периметру зразка
Із зовнішнього нейтралізованого шару і внутрішнього, такого, що не піддався нейтралізації, відбирають проби бетону масою (50 ± 10) г. Число проб, відібраних з кожного шару бетону, має бути не менше ніж три. Хімічним аналізом об ємним методом згідно з ДСТУ Б В.2.7-90 визначають кількість зв’язаного вуглекислого газу у всіх пробах і результати для кожного шару бетону усереднюють
Середню густину бетону на додаткових зразках визначають згідно з ДСТУ Б В.2.7-170.
Обробка результатів випробування
Середнє значення товщини нейтралізованого шару бетону X, см, обчислюють за формулою:
(5)
ррп- число вимі ру.
При розрахунку середнього значення статистичним методом, відкидають випадаючі результати.
За результатами хімічного аналізу бетону реакційну ємність бетону т0 у відносних величинах обчислюють за формулою:
22,4 (т,-т2)у
т°-~44—їй- ■
де т1 і т2- кількість зв’язаного вуглекислого газу в зовнішньому і внутрішньому шарі бетону, % від маси бетону;
22,4 - об’єм 1 моль вуглекислого газу, дм3/моль;
44 - молекулярна маса вуглекислого газу, г/моль;
у- об ємна маса бетону, г/дм3
Для наближеного розрахунку реакційну ємність бетону обчислюють за формулою:
/по=О,4Цр/, (7)
деЦ - вміст цементу, г у 1 см3 бетону;
р - кількість основних оксидів у цементі в перерахунку на СаО у відносних величинах за масою, приймається заданими хімічного аналізу цементу (для наближеного розрахунку р= 0,6);
f - ступінь нейтралізації бетону, що дорівнює відношенню кількості основних оксидів, що вступили у взаємодію з вуглекислим газом, до загальної їх кількості в цементі (в середньому f = 0,6).
Ефективний коефцієнт дифузії вуглекислого газу в бетоні D’, см2/с, обчислюють за формулою:
D
(8)
’ . то X22Сг ’
де С- концентрація вуглекислого газу в камері у відносних величинах;
т - тривалість дії вуглекислого газу на бетон, с.
Результати випробувань оці нюють згідно з таблицею 1.
Таблиця 1 - Оцінка проникності бетону для вуглекислого газу
|
Характеристика проникності бетону |
Ефективний коеф ці єнт дифузії вуглекислого газу D’ х 104, см2/с |
|
Бетон нормальної проникності |
Понад 0,2 до 1,0 |
|
Бетон низької проникності |
Від 0,04 до 0,2 |
|
Бетон особливо низької проникності |
Менше 0,04 |
Розраховують тривалість карбонізації захисного шару бетону згідно з додатком В.
Статистичну оцінку результатів випробувань здійснюють згідно з ДСТУ ГОСТ 8.207.
6.6 Протокол випробування
Результати випробувань оформляють у вигляді протоколу, в якому наводять:
найменування організації, що проводила випробування;
прізвище виконавця, що проводив випробування;
маркування і розміри зразків;
дату і тривалість випробування;
дані про склад і вік бетону, вид цементу, добавки, інші особливості бетону;
результати випробування та оцінку.
МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ДИФУЗІЙНОЇ ПРОНИКНОСТІ БЕТОНУ ДЛЯ ХЛОРИДІВ
Загальні положення
Цей метод установлює визначення дифузійної проникності для хлоридів важкого і легкого бетонів та дрібнозернистого бетону щільної структури на портландцементі, шлакопортландцементі та інших видах в’яжучих на основі портландцементного клінкеру. Метод заснований на аналогії між дифузійним потоком речовини і електричним струмом у бетоні.
Даний метод призначений для використання при розробленні технології і складів бетону, що забезпечує тривалу безремонтну експлуатацію конструкцій в агресивних середовищах, які містять хлориди.
Оцінка дифузійної проникності бетону дозволяє
оцінювати проникність бетону для хлоридів;
розраховувати період, протягом якого через захисний шар бетону проникнуть хлориди в кількості, здатній викликати корозію сталевої арматури;
підібрати склад і технологію виготовлення бетону для залізобетонних конструкцій, призначених для експлуатації в середовищах, що містять хлориди.
П ід-отовка зразків
Готують вісім зразків з бетону розмірами 70 мм х 70 мм х 210 мм або 100 мм х 100 мм х 300 мм, у тому числі - шість зразків з електродами і два зразки без електроді а
Електроди виготовляють з відрізків гладкого арматурного дроту діаметром 2 мм і довжиною, що дорівнює потрійній висоті бетонного зразка Дріт очищають від іржі, окалини і забруднень та знежирюють ацетоном. Потім дріт згинають у скоби для того, щоб паралельні ділянки дроту знаходились одна від одної на відстані (ЗО ± 5) мм.
Бетонну суміш для зразків готують згідно з заданою рецептурою і технологією досліджуваного бетону. Найбільший розмір зерна крупного заповнювана при виготовленні зразків розмірами 70 мм х 70 мм х 210 мм дорівнює 10 мм, а при виготовленні зразків розмірами 100 мм х 100 мм х 300 мм - 20 мм. Зерна більшого розміру з бетонної суміші видаляють
У кожний зразок установлюють по чотири сталеві електроди. Два електроди встановлюють на відстані 10 мм від торців зразка і два електроди - на відстані, що дорівнює 1/3 довжині зразка від торців. Електроди занурюють у бетонну суміш суворо у вертикальному положенні вільними кінцями на глибину, меншу ніж від висоти зразка на (10 ± 2) мм, таким чином, щоб площини скоб були паралельні одна одній.
Зразки тверднуть у тих же умовах, що і досліджуваний бетон. Випробування проводять після набору бетоном проектної міцності або в будь-якому іншому заданому віці залежно від завдання дослідження Перед випробуванням зразки насичують дистильованою водою.
Зразки можуть бути також випиляні з бетону конструкції. У такому випадку в зразках на зазначеній відстані від торців висвердлюють отвори діаметром 3 мм. Далі заповнюють отвори цементним тістом нормальної густоти і вдавлюють електроди.
Апаратура і матеріали
Вимірювання на зразках з бетону виконують, використовуючи обладнання, зображеного на рисунку 2.
1 - зразок з бетону; 2 - електроди (сталеві скоби); 3 - вольтметр; 4 - джерело струму; 5 - мікроамперметр; L -
довжина зразка
Рисунок 2 - Устаткування для вимірювання електричного опору зразків з бетону
Вимірювання на витяжці з бетону виконують з використанням обладнання, наведеного на рисунку 3.
010-16
1 - штатив; 2 - електроди; 3 - вольтметр; 4 - джерело струму; 5 - мі кроамперметр; 6 - трубка з епектро-
непровідного матеріалу; 7 - пробка; 8 - водна витяжка
Рисунок 3 - Обладнання для вимірювання електричного опору водної витяжки з бетону
Використовують такі прилади:
джерело постійного струму з регульованою напругою від 1 В до 100 В;
вольтметр згідно з ГОСТ 8711 (МЭК 51-2) з вхідним опором не менше 108 Ом і ці ною поділки не більше ніж 5 мВ;
мікроамперметр згідно зГОСТ 8711 (МЭК 51-2) з максимальною величиною виміру 10 мА і ціною поділки 1 мкА;
штатив;
термометр з діапазоном виміру від 15 °С до ЗО °С і ціною поділки 0,1 °С згідно з ГОСТ 13646;
штангенциркуль згідно з ДСТУ ГОСТ 166 (ИСО 3599) з ціною поділки 0,1 мм;
пристрій у вигляді трубки з електроізоляційного матеріалу з електродами, який наведений на рисунку 3. Внутрішній діаметр трубки має бути від 10 мм до 16 мм, довжина трубки - (280 ± 10) мм.
Проведення випробування
Зразки протягом 3 діб насичують дистильованою водою, підвищуючи рівень води на 1/3 висоти зразка кожної доби. На третю добу верх бетонного зразка повинен виступати над водою на (2 - 3) мм.
Зразки послідовно витягують із води, витирають поверхню бетону вологою тканиною та одразу встановлюють на підкладки з електроізоляційного матеріалу (трубки зі скла або полімерного матеріалу). Виміряють різницю потенціалі в 21 Vq, В, між середніми електродами за відсутності струму.
Підключають джерело струму і послідовно сполучений з ним мікроамперметр до крайніх електродів Регулюючи значення джерела струму, встановлюють різницю потенціалі в AV між середніми електродами в межах
від 10 В до 15 В і виміряють зненення струму / в електричному колі.
За допомогою штангенциркуля вимі ряють з точністю до 0,1 мм висоту h і ширину зразка Ь, відстань між середніми електродами І.
Один з паралельних зразків, що не має електродів, висушують до постійної маси і подрібнюють до повного проходження через сито з розмі ром отворі в 0,63 мм.
3 подрібненого матеріалу зразка відбирають чотири проби масою (100 ± 1) г, (40 ± 0,5) г, (20 ± 0,2) г, (10 ± 0,1) г і їх засипають у чотири скляні колби.
У колби заливають дистильовану воду в кількості 100 см3. Колби герметично закривають і залишають на 72 гцд, періодично збовтуючи.
Відстояну над осадом водну витяжку, не збовтуючи, зливають через воронку з фльтром у прилад (рисунок 3). Включають джерело струму і встановлюють між середніми електродами різницю потенціалі в ДУВВ, що дорівнює (5 ± 0,5) В. Виміряють зненення струму /вв в електричному колі.
Обробка результатів випробування
За отриманими результатами розраховують питомий електричний опір бетону рб, Ом • см, за формулою:
Е(ДУ-ДУо)
Рб^-5—„—-• (»)
P&F- площа поперечного перерізу бетонного зразку см2;
AV- різниця потенціалів між середніми електродами після включення джерела струму, В;
&Vq- різниця потенціалів за відсутності струму, В;
/ - струм в електричному колі приладу, А;
І - відстань між середніми електродами в зразку, см.
Площу поперечного перерізу зразка^ см2, обчислюють за формулою:
F=bh, (10)
деb і h - ширина і висота відповідно поперечного перерізу бетонного зразку см.
Питомий електричний опір водної витяжки рвв, Ом, розраховують за формулою:
Рвв=К^-, (11)
'ВВ де К - стала приладу, яку розраховують за формулою:
к = —л, (12)
P/bD- внутрішній діаметр трубки в приладі, см;
І - відстань між середніми електродами в трубці приладу, см;
П - поправка
Поправку і сталу приладу визначають згідно з додатком Г.
Згідно з отриманими результатами будують граф к у координатах співвідношення "вода - бетон" - електричний опір та екстраполюють до точки, де співвідношення "вода - бетон" дорівнює нулю. За отриманою точкою визненають електричний опір водної витяжки з бетону (рисунок 4).
Співвідношення "вода-бетон"
Рисунок 4 - Оці нка електричного опору водної витяжки з бетону
Ефективну наскрізну пористість бетону обчислюють за формулою:
Л*ф=^-, (13)
Рб
р/врвв- питомий електричний опір врдної витяжки з бетону, Ом • см;
рб- питомий електричний опір бетону, Ом • см.
Коефцієнт дифузії хлоридів у бетоні D6, см2/с, обчислюють за формулою:
