|
|
ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА БЕТОНА ПО ОТНОШЕНИЮ К СТАЛЬНОЙ АРМАТУРЕ
Электрохимический метод испытаний
ОСТ РК 7.20.15-2005
Комитет по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства
Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан
Астана
1 РАЗРАБОТАН: Научно-Координационным Центром по проблемам коррозии Комитета по делам строительства Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан и Научно-производственной фирмой «Казантикор»
ВНЕСЕН: Управлением технического нормирования и новых технологий в строительстве Приказом Комитета по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства Министерстава индустрии и торговли Республики Казахстан
2 ПЕРЕВЕДЕН НА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЯЗЫК: ТОО «Веритас-НС»
3 УТВЕРЖДЕН И Приказом Комитета по делам строительства и ЖКХ МИТ РК
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ: от 13.12.2004г. № 481 с 1 июня 2005г.
4 ВЗАМЕН: ОСТ РК 5.03-05-2003.1)
5 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ: 2010 год.
ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ: 5 лет.
6 Настоящий отраслевой стандарт представляет собой аутентичный текст ОСТ РК 5.03-05-2003 «Защита от коррозии в строительстве. Защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре. Электрохимический метод испытаний» на русском языке, введенный в действие на территории РК с 01.07.2004г. Приказом Комитета по делам строительства МИТ РК от 05.02.2004г. № 41 и перевод на государственный язык.
7 По структуре государственных нормативов в области архитектуры, градостроительства и строительства ОСТ РК 7.20.15-2005 входит в комплекс 5.03
_____________________
1)Отраслевому стандарту присвоено новое обозначение с учетом требований СТ РК 1.31-2003 и на основании письма Комитета по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства МИТ РК от 07.07.2005г. № 03-05-1-1991.
Проектная академия «KAZGOR» подготовила в соответствии с п. 6.7. РДС РК 1.01-02-2001 к изданию представленный контрольный экземпляр Государственного норматива согласно письма Комитета по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства МИТ РК от 27.04.05 № 03-05-1-1204 в редакции ответственного исполнителя – ТОО «Веритас-НС».
В случае возникновения вопросов по содержанию требований Государственного норматива их реализация осуществляется согласно п 6.1. РДС РК 1.01-01-2001
Содержание
1 Область применения............................................................................................……….…... 1
2 Нормативные ссылки.............................................................................……………….……. 1
3 Определения.............................................................………..……………………...………………..... 1
4 Требования ...........................................................................................……………………..…. 1
5 Средства контроля и вспомогательные устройства……………………….…………………. 1
6 Порядок подготовки к проведению испытаний …………………………………………….. 3
6.2 Подготовка водной вытяжки из бетона (раствора)……………………………………. 3
6.3 Подготовка образцов бетона с арматурой……………………………………………… 3
7 Порядок проведения испытаний…….…………….………………………………..………… 4
ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ РК
Corrosion protection in construction
protective concrete characteristics
CONCERNING TO STEEL REINFORCEMENT
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает ускоренный электрохимический метод испытания и критерии оценки защитного действия бетонов по отношению к стальной арматуре, приготовленных на основе гидравлических вяжущих и различных природных или искусственных, плотных или пористых заполнителей с применением или без применения добавок к бетонной смеси.
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ОСТ РК 7.20.13-2005 Защита от коррозии в строительстве. Конструкции строительные. Термины и определения.
СТ СЭВ 4421-83 Защита от коррозии в строительстве. Защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре. Электрохимический метод испытаний
В настоящем стандарте применяются термины и определения в соответствии с ОСТ РК 7.20.13-2005
4.1 Электрохимический метод испытания можно применять для:
1) определения способности бетона к пассивации стальной арматуры немедленно после изготовления железобетонных элементов и в течение всего периода полного твердения бетона;
2) оценки и сравнения влияния различных видов цементов и добавок к бетонной смеси на защитное действие бетона по отношению к стальной арматуре.
4.2 В зависимости от приборов, применяемых для изменения параметров электрического тока, испытания можно проводить одним из двух способов: потенциодинамическим и гальванодинамическим.
5.1 Для проведения измерений потенциодинамическим способом применяют:
5.1.1 Оборудования для получения водной вытяжки из бетона:
1) шаровая мельница;
2) фарфоровая или агатовая ступка;
3) штапель из фарфора;
4) фильтровальная бумага;
5) стеклянная воронка;
6) штатив для фильтрования;
7) химические стаканы;
8) весы.
5.1.2 Приборы для проведения электрохимических измерений:
1) стабилизатор напряжения с электронным регулированием (потенциостат);
2) самописец для вычерчивания в координатах X-Y (рекомендуется для преимущественного применения);
3) вольтметр для проверки потенциала;
4) электроды (вспомогательный и электрод сравнения);
5)прибор для определения рН;
6) штатив;
7) термометр;
8) термостат;
9) коаксиальный кабель.
Принципиальная электрическая схема для измерения потенциодинамическим способом показана на чертеже 1.
1 – рабочий или испытуемый электрод (стальной стержень в водной вытяжке бетона или бетонном образце – 1'); 2 – вспомогательный электрод (платиновый или титановый электрод); 3 – электрод сравнения (например: насыщенный каломельный электрод); 4 – солевой проводник; 5 – термостатированный измерительный сосуд с насыщенным раствором хлористого калия; 6 – термостат; 7 – водная вытяжка из бетона или дистиллированная вода
Чертеж-1
5.2 Для проведения измерений гальванодинамическим способом применяют:
5.2.1 Оборудование для подготовки водных вытяжек из бетонов по 5.1.1.
5.2.2 Приборы для проведения электрохимических измерений:
1) компенсограф (вольтметр) – минимальное входное сопротивление 10 мΩ чувствительность 5 мВ/мм с интервалом времени 1 см/мм:
2) генератор тока (с регулируемыми интервалами тока);
3) кулонометр для определения количества электричества;
4) термостатированный сосуд.
Принципиальная электрическая схема для измерения гальванодинамическим способом приведена на чертеже 2.
1 – генератор тока; 2 – кулонометр; 3 – компенсограф; 4 – электрод сравнений (каломельный);
5 – рабочий (испытуемый) электрод; 6 – вспомогательный платиновый (титановый) электрод
Чертеж-2
6 Порядок подготовки к проведению испытаний
6.1 Для испытания готовят следующие образцы:
1) водную вытяжку из бетона;
2) образцы бетона с арматурой;
3) образцы стальной арматуры.
6.2 Подготовка водной вытяжки из бетона (раствора)
6.2.1 Для приготовления водной вытяжки из бетона следует использовать пробы бетона, отбираемые из защитного слоя бетона железобетонных элементов в соответствии с целями, указанными в 4.
6.2.2 Пробу бетона высушивают при температуре (105 ± 1) °С до постоянной массы. Крупные куски заполнителя бетона удаляют, затем пробу измельчают в фарфоровой или агатовой ступке таким образом, чтобы порошок проходил через сито с ячейками 0,20 мм без остатка.
Из порошка бетона готовят водную вытяжку объемом не менее 20 мл, обогащая измельченный бетон дистиллированной водой при максимальном отношении к массе, равном 1:4. При этом следует использовать дистиллированную воду со значением рН = 6,0 ± 0,5 при удельной проводимости λ= ± 5 мкС, измеренной при частоте 50 Гц и температуре (25 ± 5) ºС.
Приготовленную бетонную суспензию отстаивают при температуре (25 ± 5) ºС не менее 6 ч. через каждый час суспензию интенсивно взбалтывают в течение 5 мин. Во избежании карбонизации суспензию фильтруют непосредственно перед испытанием через бумажный фильтр средней плотности.
6.3 Подготовка образцов бетона с арматурой
Бетонную смесь для образцов бетона готовят согласно заданной рецептуре. Из смеси формируют образцы размерами 70х70х140 мм со стержнем из арматурной стали по 6.4, используемым в качестве рабочего электрода. Из приготовленной бетонной смеси необходимо изготовить три образца.
6.4 Для испытания стальной арматуры а бетоне готовят три стальных стержня длиной 150 мм, диаметром 3-6 мм. Поверхность образцов (включая один торец) шлифуют абразивной бумагой и перед заделкой в бетон обезжиривают ацетоном. Стержни заделывают в бетон шлифованным концом таким образом, чтобы другой конец выступал из бетона на 20 мм. Конец стержня, выступающий из бетона, изолируют защитной пленкой, не проводящей ток.
Для испытания стальной арматуры в водной вытяжке (фильтрате) подготовку стержня ведут так же, как и при испытании в бетоне, и оставляют неизолированной рабочую поверхность площадью 20 см2.
Рабочую поверхность стального стержня в бетоне S рассчитывают после снятия поляризационной кривой по формуле
S=2πRl,
где R - радиус стального стержня, см;
l – рабочая длина стального стержня, см;
7 Прядок проведения испытаний
7.1 Измерения электрохимических характеристик необходимо проводить при температуре фильтрата водной вытяжки из бетона (25 ± 5) ºС.
7.2 Образцы бетона с арматурой до начала измерений насыщают дистиллированной водой (при необходимости под вакуумом), а затем измеряют омическое сопротивление бетона при переменном токе для построения поляризационной кривой.
7.3 На каждом образце бетона и стальной арматуры следует выполнять только одно измерение.
7.4 Измерения величины силы тока в микроамперах потенциодинамическим способом производят в фильтрате водной вытяжки из бетона или в бетонном образце по истечении (60 ± 5) мин после включения потенциостата (чертеж 1). После этого снимают анодную часть поляризационной кривой при прохождении диапазона от установившегося потенциала до плюс 1000 мВ в течении 60 мин. В случае снятия полной поляризационной кривой предварительно необходимо пройти катодный диапазон поляризации до минус 1000 мВ и после этого снять характеристику поляризации на анодной части. В процессе снятия потенциодинамической характеристики в фильтрате водной вытяжки из бетона необходимо пройти весь диапазон поляризации от минус1000 мВ до плюс 1000 мВ в течение 60 мин. Если невозможна непрерывная запись в координатах X-Y, то необходимо регистрировать величину силы тока через каждые 50 мВ.
7.5 Измерения гальвонодинамическим способом производят в фильтрате водной вытяжки из бетона или в бетонном образце путем регистрации величины потенциала в милливольтах с помощью компенсографа или вольтметра (чертеж 2).
Снятие гальванодинамических характеристик в фильтрате водной вытяжки из бетона или на бетонных образцах проводят со скоростью изменения плотности тока не менее 7 μA/сm2 в минуту.
Поляризация в водной вытяжке может производиться увеличением плотности тока до 50 мкА/см2, в бетонных образцах – до 100 мкА/см2, а затем она поддерживается постоянной в течение 5 мин.
7.6 При электрохимических испытаниях стали в бетонных образцах, длительно хранившихся в тех или иных средах, после снятия поляризационных кривых необходимо разбить бетонный образец и определить степень коррозионных поражений арматуры (по площади коррозии или потере массы стали).
8.1 Потенциодинамический способ измерения.
Для графического изображения зависимости плотности тока от потенциала пересчитывают силу тока, зарегистрированную по 7.4, в плотность тока по формуле:
i =I / Sа,
где i – плотность тока, мкА/см2;
I – сила тока, мкА;
Sа– площадь поверхности рабочего электрода, соприкасающейся с фильтратом или бетоном, см2.
На графике (чертеж 3) необходимо отложить по оси ординат плотность тока i микроамперах на квадратный сантиметр (мкА/см2), а по оси абсцисс – потенциал рабочего электрода Е в милливольтах мВ, измеренный по отношению к потенциалу электрода сравнения (например насыщенного каломельного электрода) с учетом омического сопротивления.
В точке соприкасания изображенной кривой с осью абсцисс обозначают стационарный потенциал ЕR. По длине кривой обозначают пассивную зону в диапазоне, где наблюдается почти постоянная плотность тока. Резкое увеличение плотности тока в пассивной зоне наступает в момент заметного выделения кислорода из фильтрата при нарушении пассивной арматурной стали.
Потенциал разрушения ЕD определяют по точке пересечения двух касательных, как показано на чертеже 3.
