11.3.2 Образцы
11.3.2.1 Для проведения определения готовят образцы из бетона в форме куба, призмы, цилиндра или пластины, минимальный размер рабочей грани которых должен быть не менее 7 см, а толщина - не менее 3 см.
11.3.2.2 Определение проводят на шести контрольных образцах (без покрытия) и 12 образцах с одной системой защитного покрытия (шесть основных и шесть дополнительных образцов).
11.3.2.3 Состав бетонной смеси и условия твердения назначают в зависимости от целей эксперимента.
11.3.2.4 Формование образцов проводят по ГОСТ 10180.
11.3.2.5 Образцы, предназначенные для испытаний, выдерживают в камере влажного хранения при относительной влажности не менее 90 % и температуре воздуха (20 ± 5) °С в течение 28 сут.
11.3.2.6 Незащищенные (контрольные) образцы выдерживают в герметичном сосуде (эксикаторе).
11.3.2.7 Перед нанесением системы защитного покрытия поверхность образцов должна быть ровной, очищенной от цементного молока и обеспыленной. Содержание влаги в поверхностном слое бетона и температурно-влажностные условия в процессе нанесения и твердения покрытия определяют согласно требованиям нормативных документов на покрытие.
11.3.2.8 Систему защитного покрытия наносят на все грани бетонных образцов.
Вид покрытия и грунта, число слоев, толщину, технологию нанесения, время и условия твердения покрытия определяют согласно требованиям нормативных документов и проектного решения на систему покрытия.
11.3.2.9 Образцы с системой покрытия выдерживают в помещении с температурой воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажностью (65 ± 5) % в течение срока, предусмотренного нормативными документами на материал покрытия.
11.3.3 Аппаратура и материалы
11.3.3.1 Для проведения определения используют установку с автоматическим поддержанием концентрации углекислого газа (см. рисунок 1).
11.3.3.2 Установка должна иметь следующие постоянные параметры среды: концентрацию углекислого газа (10 ± 5) % по объему, температуру (20 ± 5) °С, относительную влажность (75 ± 3) %.
11.3.3.3 Для определения глубины карбонизации бетона применяют фенолфталеин по ГОСТ 5850 и этиловый спирт по ГОСТ 18300.
11.3.3.4 Для поддержания заданной относительной влажности среды используют хлористый натрий по ГОСТ 4233.
11.3.4 Проведение определения
11.3.4.1 В установленную в камере ванну заливают насыщенный раствор хлорида натрия и дополнительно насыпают кристаллический хлорид натрия так, чтобы часть кристаллов находилась выше уровня раствора.
11.3.4.2 Образцы с покрытиями устанавливают на этажерку в камеру, закрывают камеру и включают вентилятор. Образцы выдерживают в камере при относительной влажности воздуха (75 ± 3) % и температуре (20 ± 5) °С до установления постоянной массы.
11.3.4.3 Включают подачу углекислого газа в камеру и автоматический газоанализатор, устанавливают концентрацию углекислого газа в камере (10 ± 0,5) %.
11.3.4.4 Образцы выдерживают в камере не менее 30 сут и не более времени, в течение которого образец будет нейтрализован не более чем на 1/4 своей толщины. Для этого часть дополнительных образцов периодически извлекают из камеры и определяют глубину их нейтрализации.
11.3.4.5 По истечении заданного срока основные образцы раскалывают в направлении, нормальном рабочей грани. На поверхность скола наносят 0,1 %-ный раствор фенолфталеина в этиловом спирте. В качестве рабочей грани используют верхнюю или нижнюю сторону образца в зависимости от того, на какую сторону проектируемой железобетонной конструкции воздействует агрессивная среда.
11.3.4.6 Мерной линейкой измеряют с точностью до 0,1 см толщину нейтрализованного слоя бетона, которая равна расстоянию от поверхности образца до слоя, окрашенного раствором фенолфталеина в малиновый цвет. Измерения производят через 1 см по периметру скола бетона.
11.3.4.7 Из испытанных к среде углекислого газа образцов и контрольных образцов, хранившихся в эксикаторах, отбирают пробы бетона массой (50 ± 10) г. Пробы отбирают из слоя толщиной, превышающей на 1 см толщину нейтрализованного слоя бетона. Число проб, отобранных из образцов, хранившихся в среде углекислого газа, должно быть не менее трех. Из образцов, хранившихся в эксикаторе, также отбирают не менее трех проб. Химическим анализом определяют количество связанного углекислого газа во всех пробах, и результаты для каждого слоя усредняют.
Объемную массу бетона определяют по ГОСТ 12730.
11.3.5 Обработка результатов определения
11.3.5.1 По результатам химического анализа проб бетона определяют количество связанного углекислого газа в образцах с покрытиями, испытанных в газовой среде, в расчете на 1 см2 поверхности образца тисп, г/см2, и количество связанного углекислого газа в образцах, не подвергавшихся испытаниям в газовой среде т0, г/см2. Количество углекислого газа, поглощенного образцами за время испытаний в газовой среде Δm, рассчитывают по формуле
Δm = тисп - т0. (22)
11.3.5.2 Эффективный коэффициент диффузии Dэф углекислого газа в защитном покрытии рассчитывают по формуле
(23)
где δ - толщина покрытия, см;
τ - продолжительность испытаний в газовой среде, с;
С - концентрация углекислого газа в газовой среде, г/см3.
Пример - За 30 сут. в газовой среде испытуемые образцы поглотили 0,05 г углекислого газа в расчете на 1 см2 поверхности. Концентрация углекислого газа - 10 % по объему, что составляет 1,964·10-4 г/см3. Толщина защитного покрытия - 150 мкм или 0,015 см. По формуле (23) рассчитывают значение эффективного коэффициента диффузии углекислого газа в защитном покрытии Dэф:
11.3.5.3 Ориентировочные расчеты эффективного коэффициента диффузии углекислого газа в защитном покрытии без химического определения количества поглощенного углекислого газа выполняют следующим образом. Рассчитывают среднее значение толщины нейтрализованного слоя бетона X, см, по формуле
(24)
где n - число замеров.
Количество связанного углекислого газа Δm, г/см2, рассчитывают по формуле
Δm = 0,4Ц Xpf , (25)
где Ц - содержание цемента в бетоне, г/см3;
р - количество основных оксидов в цементе в пересчете на СаО в относительных величинах по массе; принимают по данным химического анализа цемента (для приближенного расчета р = 0,6);
f - степень нейтрализации бетона, равная отношению количества основных оксидов, вступивших во взаимодействие с углекислым газом, к общему их количеству в цементе (в среднем f = 0,6).
Далее по формуле (23) рассчитывают эффективный коэффициент диффузии углекислого газа в покрытии.
Статистическую оценку результатов испытаний проводят по ГОСТ 8.207.
11.3.6 Протокол определения
Результаты определения оформляют протоколом, в котором указывают:
а) для бетона без защиты:
- маркировку и размер образцов,
- данные о составе и возрасте бетона,
- дату и место проведения испытаний,
- результаты испытаний;
б) для бетона с защитным покрытием:
- маркировку и размер образцов,
- данные о составе и возрасте бетона до нанесения покрытия,
- характеристики исследуемого материала покрытия (название, марку, обозначение стандарта или технических условий на материал, дату изготовления),
- технологию и условия нанесения системы защитного покрытия (температуру, относительную влажность воздуха, продолжительность сушки),
- дату и место проведения испытаний,
- результаты испытаний.
11.4.1 Сущность метода
Метод определения морозостойкости покрытий на бетоне заключается в установлении максимального числа циклов замораживания и оттаивания образцов бетона с покрытием в растворе солей, при которых отсутствуют разрушения покрытия и сохраняются его адгезионные свойства в нормируемых пределах.
11.4.2 Образцы
11.4.2.1 Для испытаний изготавливают образцы размером 100×100×100 мм или 70×70×70 мм из бетонной смеси с системой защитного покрытия.
11.4.2.2 Состав бетонной смеси и условия твердения назначают в зависимости от целей эксперимента.
11.4.2.3 Формование образцов проводят по ГОСТ 10180.
11.4.2.4 В течение 28 сут. образцы твердеют в камере влажного хранения при относительной влажности не менее 90 % и температуре воздуха (20 ± 5) °С.
11.4.2.5 Перед нанесением системы защитного покрытия поверхность образцов должна быть ровной, очищена от цементного молока и обеспылена. Содержание влаги в поверхностном слое бетона и температурно-влажностные условия в процессе нанесения и твердения покрытия определяют согласно требованиям нормативных документов на покрытие.
11.4.2.6 Для испытаний изготавливают 16 образцов с одной системой покрытия, из них пятнадцать основных образцов и один контрольный образец.
11.4.2.7 Систему защитного покрытия наносят на все грани образцов.
Вид покрытия и грунта, число слоев, толщину, технологию нанесения, время и условия твердения покрытия определяют согласно требованиям нормативных документов и проектного решения на систему покрытия.
11.4.2.8 Образцы с системой покрытия выдерживают в помещении с температурой воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажностью (65 ± 5) % в течение времени, предусмотренного нормативными документами на материал.
11.4.3 Аппаратура и материалы
11.4.3.1 Для проведения испытаний используют морозильную камеру, обеспечивающую достижение и поддержание температуры не выше минус (50 ± 5) °С.
11.4.3.2 Для приготовления рабочего раствора применяют хлорид натрия по ГОСТ 4233, воду по ГОСТ 23732.
11.4.3.3 Для проведения испытаний используют:
- ванну для насыщения образцов 5 %-ным водным раствором хлорида натрия;
- ванну для оттаивания образцов, оборудованную устройством для поддержания температуры раствора хлорида натрия в пределах (18 ± 2) °С;
- емкости для испытания образцов на морозостойкость длиной, шириной, высотой соответственно 90×90×110 мм и 120×120×140 мм, с толщиной стенок (1,0 ± 0,5) мм.
11.4.3.4 Для размещения емкостей с образцами в морозильной камере используют сетчатый стеллаж.
11.4.3.5 Для оценки внешнего вида образцов применяют лупу с увеличением от 4х до 10х по ГОСТ 25706.
11.4.4 Проведение определения
11.4.4.1 На трех основных образцах с системой покрытия в исходном состоянии определяют адгезию в соответствии с ГОСТ 28574. Один контрольный образец с покрытием хранят при температуре 15 °С-30 °С и относительной влажности воздуха не более 80 % в течение всего времени испытаний.
11.4.4.2 Образцы перед испытанием погружают на 24 ч в 5 %-ный водный раствор хлорида натрия при температуре (18 ± 2) °С на 1/3 их высоты, затем уровень жидкости повышают до 2/3 высоты образца и выдерживают в таком состоянии еще 24 ч, после чего образцы полностью погружают в жидкость на 48 ч, чтобы уровень жидкости был выше верхней грани образцов не менее чем на 20 мм.
11.4.4.3 Для проведения испытаний образцы помещают в емкость, заполненную 5 %-ным водным раствором хлорида натрия на две деревянные прокладки, при этом расстояние между образцами и стенками емкости должно быть (10 ± 2) мм, слой раствора над поверхностью образцов должен быть не менее 10 мм.
11.4.4.4 Раствор хлорида натрия в емкости для замораживания и оттаивания меняют через каждые 20 циклов.
11.4.4.5 Образцы помещают в морозильную камеру при температуре воздуха в ней не выше плюс 10 °С в закрытых емкостях так, чтобы расстояние между стенками емкостей и камеры было не менее 50 мм. После установления в закрытой камере температуры минус 10 °С ее понижают в течение (2,5 ± 0,5) ч до температуры минус 50 °С - 55 °С и выдерживают в течение (2,5 ± 0,5) ч. Далее температуру в камере повышают в течение (1,5 ± 0,5) ч до минус 10 °С и при этой температуре выгружают из нее емкости с образцами.
При замораживании образцов с размером ребра 70 мм время понижения и выдерживания температуры уменьшают на 1 ч.
Образцы с размером ребра 100 мм оттаивают в течение (2,5 ± 0,5) ч, с размером ребра 70 мм - (1,5 ± 0,5) ч в ванне с 5 %-ным водным раствором хлорида натрия и температурой (18 ± 2) °С. При этом емкости погружают в ванну так, чтобы каждая из них была окружена слоем раствора не менее 50 мм.
11.4.4.6 Число циклов испытаний образцов в течение 1 сут должно быть не менее одного.
11.4.4.7 Условное соотношение между числом циклов испытаний ускоренным методом, основанным на замораживании - оттаивании образцов в растворе соли, и морозостойкостью покрытия на бетоне устанавливают по таблице 6.
Таблица 6 - Число циклов замораживания и оттаивания и циклов испытаний
|
Число циклов замораживания - оттаивания (морозостойкость) покрытий на бетоне |
200 |
300 |
400 |
500 |
|
Число циклов испытаний |
5 |
10 |
15 |
20 |
11.4.4.8 Состояние образцов оценивают после извлечения из емкости и выдержки в течение 1 сут при температуре (20 ± 5) °С и влажности (65 ± 5) %.
11.4.4.9 Оценку состояния образцов с покрытиями проводят в соответствии с ГОСТ 9.407 по появлению внешних изменений покрытия (растрескивание, выветривание, отслаивание, пузырение, меление и др.) на поверхности бетона, а также по изменению адгезионных свойств покрытия к бетону в соответствии с ГОСТ 28574.
11.4.4.10 Внешние изменения покрытия оценивают визуально без применения увеличительных приборов или с помощью лупы путем сравнения с контрольным образцом.
11.4.5 Обработка результатов
11.4.5.1 Статистическую оценку результатов определения проводят по ГОСТ 8.207.
11.4.5.2 За значение морозостойкости покрытия на бетоне принимают максимальное число циклов замораживания - оттаивания, которое выдержало покрытие без появления признаков разрушения. При этом адгезионные свойства покрытий не должны снижаться более чем на 35 % исходного значения.
11.4.5.3 Морозостойкость серии образцов оценивается максимальным числом циклов замораживания - оттаивания, при котором на четырех из шести образцов не наблюдалось разрушения покрытия и снижения значения адгезии более чем на 35 % исходного значения.
