D6=Dane<t>, (14)
де DCI-коефіцієнт дифузії хлориді в у врді, приймається таким, що дорівнює 1,23 х 1СГ5см2/с.
Статистичну оцінку результатів випробувань проводять згідно з ДСТУ ГОСТ 8.207.
Протокол випробування
Результати випробувань оформляють у вигляді протоколу, в якому наводять:
найменування організації, що проводила випробування;
прізвище виконавця, що проводив випробування;
дату випробування;
дані про склад і вік бетону, вид цементу, добавки, умови тверднення, інші особливості бетону;
результати випробування та оцінку результатів.
ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ПАСИВУЮЧОЇ ДІЇ БЕТОНУ ПО ВІДНОШЕННЮ ДО СТАЛЕВОЇ АРМАТУРИ
Загальні положення
Електрохімічні методи встановлюють методи прискореного визначення і критерії оцінки захисної дії бетону по відношенню до сталевої арматури.
Ці методи визначення не поширюються на бетони, що містять у своєму складі електропровідні частинки, що здатні утворювати зі сталевою арматурою гальванічні пари (частки вугілля, сталевафбра, шунгіт тощо).
Ці методи визначення базуються на оцінці пасивуючої дії бетону по відношенню до сталевої арматури тг отриманні залежності густини електричного струму від електричного потенціалу сталевої арматури (потенціодинамічний метод) або значення потенціалу сталевої арматури в бетоні від густини струму (гальванрдинамічний метод), і порівнянні отриманих результатів зі встановленими критичними значеннями.
Електрохімічний метод рекомендовано застосовувати для
оцінки здатності бетону до пасивації сталевої арматури у будь-який момент тверднення і зберігання бетону;
оцінки впливу різних видів цементів і добавок на захисну дію бетону по відношенню до сталевої арматури.
П і д'стовк а зразків
Бетонну суміш для зразків готують відповідно до заданої рецептури та технології досліджуваного бетону. Якщо бетонна суміш містить зерна заповнювача розміром більше ніж 10 мм, то їх видаляють з бетонної суміші на ситі з розміром отворів 10 мм.
Готують дев’ять стрижнів заадрвжки 120 мм, діаметром від 3 мм до 6 мм. Поверхню стрижнів, включаючи торці, шліфують абразивною шкуркою до сьомого класу чистоти. Перед закледенням у бетон стрижні знежирюють ацетоном.
3 бетонної суміші формують зразки розмірами 40 мм х 40 мм х 160 мм або 70 мм х 70 мм х 140 мм. Виготовляють дев’ять зразків із стрижнями зі сталевої арматури і три неармовані зразки.
Стрижні укладають паралельно вздовж осі симетрії зразків з бетону так, щоб захисний шар бетону по всій довжині стрижнів дорівнював (10 ± 3) мм.
Апаратура і матеріали
Для проведення вимірювань потенціодинамічним методом застосовують:
потенціостаг з діапазоном регульованої напруги неменше(5-1000) мВ і струму неменше(1 -1000) мкА;
мікроамперметр з максимальною величиною виміру не менше ніж 10 мА і ціною поділки не більше 1 мкА;
термометр з діапазоном вимі ру в межах від 10 °С до ЗО °С з ці ною поділки не більше ніж 1 °С;
електрод порівнянняхлорсрібний насичений зразковий 2-го розраду згідно з ДСТУ ГОСТ 17792;
допоміжний електрод - стрижень діаметром від 5 мм до 6 мм і завдовжки від 120 мм до 150 мм;
ємкість з електроізоляційного матеріалу (скло, полімерний матеріал) внутрішнім діаметром не менше ніж 70 мм і висотою від 160 мм до 200 мм;
електролітичний ключ - скляна трубка діаметром від 3 мм до 5 мм з краном, заповнена насиченим розчином хлористого калію згідно з ГОСТ 4234;
ваги лабораторні згіднозГОСТ 24104 для зважування не менше ніж 2 кг зціною поділки небільшеї г.
дистильовану воду згідно з ГОСТ 6709.
Електрична схема для вимірювань потенціодинамічним методом наведена на рисунку 5 а).
а) потенціодинаммний метод б) гагьванодинамічний метод
1 - електрод порівняння; 2 - електролітичний ключ; 3 - зразок; 4 - допоміжний електрод; 5 - мікроамперметр; 6 -
потенціостаг; 7 - вольтметр; 8 - резистор; 9 - джерело струму
Рисунок 5- Електричні схеми зняття потенціодинамічних і гапьванрдинамічних
поляризаційних кривих
8.3.2 Для проведення вимірювань гальванодинамічним методом застосовують:
вольтметр згідно з ГОСТ 8711 (МЭК 51-2) з вхідним опором не менше ніж 10 МОм і ціною поділки не більше 5 мВ;
джерело постійного струму з діапазоном регульованої напруги не менше ніж (5 -1000) мВ і струму не менше ніж (1 -1000) мкА;
мікроамперметр згідно з ГОСТ 8711 (МЭК 51-2) з максимальною величиною виміру не менше ніж 10 мА і ціною поділки небільшеї мкА;
резистор із змінним опором у діапазоні не менше(1 - 20) МОм;
термометр згідно з ГОСТ 13646 з діапазоном виміру в меках від 10 °С до ЗО °С і ціною поділки не більше ніж 1 °С;
електрод порівнянняхлорерібний насичений зразковий 2-го розряду згідно з ДСТУ ГОСТ 17792;
допоміжний електрод - стрижень діаметром від 5 мм до 6 мм і завдовжки від 120 мм до 150 мм;
ємкість з електроізоляційного матеріалу (скло, полімерний матеріал) внутрішнім діаметром не менше ніж 70 мм і висотою від 160 мм до 200 мм;
електролітичний ключ - скляна трубка діаметром від 3 мм до 5 мм з краном, заповнена насиченим розчином хлористого калію згідно з ГОСТ 4234;
ваги лабораторні згіднозГОСТ 24104 для зважування не менше ніж 2 кг зціною поділки небільшеї г;
дистильовану воду згідно з ГОСТ 6709.
Електрична схема для вимірювань гальванодинамічним методом наведена на рисунку 5 б).
Проведення випробування
Випробування проводять після набору бетоном проектної міцності і далі черезЗ міс і 6 міс випробуваньу рекимі поперемінного насичення питною (водопровідною) водою і висушування на повітрі. Використовують три паралельні зразки.
Режим поперемінного насичення і висушування встановлюють на неармованих зразках. Зразки зважують, поміщають у питну (водопровідну) воду і періодично (один раз на добу), витягуючи з води, зважують.
Насичення зразків водою продовжують до тих пір, поки маса зразків не перестане збільшуватися більше ніж на 0,1 % від початкової. Цей період насичення зразків водою приймають як тривалість насичення основних армованих зразків. Потім зразки поміщають у сушильну ша4у за температури 60 °С і, періодично зважуючи (один раз на добу), висушують до первинної маси. Цей період висушування приймають як тривалість висушування основних армованих зразків.
Зразки зі сталевою арматурою випробовують за встановленим режимом. Зразки бетону зі сталевою арматурою перед електрохімічними випробуваннями насичують дистильованою водою згідно з додатком Е ДСТУ БВ.2.7-171.
На кожному зразку проводять тільки одне вимі рювання Перед вимі рюваннями відколюють бетон з торця зразка так, щоб стрижень був оголений на довжину (20 ±10) мм. Прилеглу до оголеного стрижня поверхню бетону шириною (10 ± 5) мм і виступаючу з бетону поверхню стрижня довжиною (10 + 5) мм покривають лакофарбовим матеріалом, мастикою або парафном, які мають високий електричний опір.
Підготовлений зразок установлюють в ємкість з дистильованою водою таким чиномі щоб верх бетонного зразка знаходився нвд водою на (2 - 3) мм (рисунок 5). Вимірювання електрохімічних характеристик необхідно проводити за температури веди (25 ± 5) °С.
Вимірювання сили струму в мікроамперах потенціодинамічним методом (рисунок 5а)) проводять через (60 ±5) хв після включення потенціостату. Знімають анодну частину поляризаційної кривої зі швидкістю зміни
потенціалу 50 мВ/хв до потенціалу плюс 1000 мВ з реєстрацією сили струму через кожні 50 мВ.
Вимірювання гальванрдинамічним методом (рисунок 56)) проводять на зразку шляхом реєстрації значення потенціалу в мілівольтах за допомогою вольтметра Гапьванодинамічні характеристики на зразках отримують при зміні сили струму / рівнями 1; 2; 4; 8; 16; ЗО; 60; 120; 250; 500; 1000;2000 мкА.
Після кожного збільшення значення сили струму роблять витримку до стабілізації потенціалу Е (зміна потенціалу - не більше ніж 10 % поточного знгнення за хвилину).
Після закінчення випробування струм вимикають і визначають знгнення потенціалу через(60 ± 5) с після відключення струму.
Після електрохімічних випробувань стрижні звільняють від бетону і визначають наявність або відсутність корозійного ураження.
Обробка результатів випробування
Площу робочої поверхні стрижня, дотичну з бетоном, S см2, обчислюють за формулою:
S = nDl + xD214, (15)
p,eD- діаметр стрижня, см;
І - довжина стрижня, зануреного в бетон, см.
Густину струму при кожному ф ксованому значенні потенціалу і, мкА/см2, обчислюють за формулою:
(«)
о
де / - сила струму, мкА;
S- площа робочої поверхні стрижня, см2.
За отриманими результатами будують граф к (поляризаційну криву) в координатах: по осі абсцис - густина струму і, мкА/см2, по осі ординат - потенціал робочого електроду Е, мВ.
Корозійний стан сталевої арматури в бетоні оцінюють за показниками, наведеними в таблиці 2.
Табпиця 2 - Показники корозійного стану сталевої арматури в бетоні
|
Показники |
Корозійний стан сталевої арматури на момент електрохімічних випробувань |
|
Густина струму при потенціалі плюс 300 мВ: - до 10 мкА/см2 включно |
Пасивний стан |
|
- від 10 мкА/см2 до 25 мкА/см2 |
Нестійкий пасивний стан |
|
- понад 25 мкА/см2 |
Активний стан (інтенсивна корозія) |
|
Потенціал через (60 ± 5) с після відключення струму: - понад +5 мВ |
Пасивний стан |
|
- менше+5 мВ |
Активний стан (корозія) |
Додатковими критеріями корозійного стану є наявність або відсутність корозійного ураження сталевої арматури, значення струму корозії, розраховане згідно з додатком Д. Зразки, корозійний стан яких пасивний протягом усього часу випробувань, не мають корозійного ураження.
Статистичну оцінку результатів випробувань здійснюють згідно з ДСТУ ГОСТ 8.207.
8.6 Протокол випробування
Результати випробувань оформляють у вигляді протоколу, в якому наводять:
найменування організації, що проводила випробування;
прізвище виконавця, що проводив випробування;
дату випробування;
метод випробування;
дані про склад і вік бетону, вид цементу, добавки, умови тверднення, інші особливості бетону;
ді амєгр і клас сталі;
результати випробувань і оцінку пасивуючої дії бетону.
9 КОРОЗІЙНІ ВИПРОБУВАННЯ СТАЛЕВОЇ АРМАТУРИ В БЕТОНІ
Загальні положення
Метод корозійних випробувань сталевої арматури в бетоні є прямим методом і встановлює характер корозійних уражень сталі в бетоні і масу кородованої сталі.
Метод поширюється на сталеву арматуру і бетони, приготовлені на цементі на основі портландцементного клінкеру, у тому числі бетони, що вміщують у своєму складі електропровідні частки і здатні утворювати зі сталевою арматурою гальванічні пари (частки вугілля, домішки металу в золі і шлаку, сталева фбра, шунгіт тощо).
Метод корозійних випробувань базується на оцінці характеру і ступеня корозійного ураження сталевої арматури при зберіганні зразків в умовах поперемінного насичення та висушування і порівнянні отриманих результаті в зі встановленими критичними значеннями.
Метод корозійних випробувань сталевої арматури в бетоні застосовують для визначення здатності бетону захищати сталеву арматуру від корозії в чистій вологій атмосфері при звичайному вмісті в повітрі вуглекислого газу.
Метод не поширюється на випробування сталевої арматури в бетоні в атмосфері, що містить підвищену кількість вуглекислого газу, а також- у присутності інших агресивних газів і аерозолів.
П і д'стовк а зразків
Виготовляють 18 стрижнів зі сталевої арматури діаметром від 3 мм до 6 мм довжиною:
(100 ± 2) мм для зразків розмірами 70 ммх 70 ммх 140 мм;
(120 ± 2) мм для зразків розмірами 40 мм х 40 мм х 160 мм;
(140 ± 2) мм для зразкі в розмі рами 100 мм х 100 мм х 200 мм.
Стрижні маркують, вибиваючи на їх поверхні номери зразків. Поверхню стрижнів, включаючи торці, шліфують абразивною шкуркою до сьомого класу чистоти і перед укладенням у бетон - знежирюють ацетоном. Зразки зважують з точністю до 0,001 г.
Бетонну суміш для зразків готують згідно з заданою рецептурою і технологією досліджуваного бетону. Із бетонної суміші формують зразки розмірами 70 мм х 70 мм х 140 мм або 100 мм х 100 мм х 200 мм. Розмір зерен крупного заповнювача при виготовленні зразків розмірами 70 мм х 70 мм х 140 мм має бути не більше ніж 10 мм, а при виготовленні зразків розмірами 100 мм х 100 мм х 200 мм - не більше ніж 20 мм. Крупніші зерна з бетонної суміші видаляють.
3 бетонної суміші формують три зразки без стрижнів і дев’ять зразків, кожний з яких містить один стрижень. Стрижні встановлюють на призми, виготовлені з цементно-піщаного розчину того ж складу, що і розчинова суміш випробовуваного бетону. У зразках розмірами 70 мм х 70 мм х 140 мм товщина захисного шару бетону має бути (20 ± 2) мм, а в зразках розмірами 100 мм х 100 мм х 200 мм - (ЗО ± 2) мм.
Виготовлені бетонні зразки тверднуть в умовах, відповідних умовам тверднення випробовуваного бетону.
Апаратура і матеріали
