Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие положения (стр. 3 )

________________________________________________________________________________

БЕТОНЫ

Ускоренные методы определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании

Concretes. Rapid test methods for the determination resistance

by repeated freezing and thawing

_________________________________________________________________

Дата введения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тяжелые, мелкозернистые и легкие бетоны, кроме легких со средней плотностью менее В1500, и плотные силикатные бетоны.

Стандарт устанавливает базовый метод для бетонов дорожных и аэродромных покрытий (второй) и ускоренные для других видов бетона (второй и третий) методы определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании в растворе соли.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 4233—77 Натрий хлористый. Технические условия.

ГОСТ 10060.0- Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования.

ГОСТ 10180—90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

ГОСТ 23732—79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.

3 Определения

В настоящем стандарте приняты термины и определения по ГОСТ 10060.0.

4 Средства испытания и вспомогательные устройства

4.1 Оборудование для изготовления, хранения и испытания бетонных образцов должно соответствовать требованиям ГОСТ 10180.

4.2 Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание температуры до минус (18±2) °С (второй метод) и до минус (50±5) °С (третий метод).

4.3 Технические весы с точностью измерения, соответствующей метрологической обеспеченности метода.

4.4 Хлорид натрия по ГОСТ 4233.

4.5 Вода по ГОСТ 23732.

4.6 Деревянные прокладки треугольного сечения высотой 50 мм.

4.7 Ванна для насыщения образцов 5 %-ным водным раствором хлорида натрия.

4.8 Ванна для оттаивания образцов бетона, оборудованная устройством для поддержания температуры раствора хлорида натрия в пределах (18±2) °С.

4.9 Емкости для испытания образцов на морозостойкость длиной, шириной, высотой соответственно 120x120x140 мм с толщиной стенок (1,0+0,5) мм.

4.10 Сетчатый контейнер для размещения основных образцов.

4.11 Сетчатый стеллаж для размещения образцов в морозильной камере.

Примечание — Ванны, емкости и стеллажи изготавливают из коррозионностойкой (нержавеющей) стали или другого коррозионностойкого материала.

5 Порядок подготовки к проведению испытания

5.1 Бетонные образцы изготавливают и отбирают по п. 4.6 – 4.9 ГОСТ 10060.0.

5.2 Основные и контрольные образцы бетона перед испытанием насыщают 5%-ным водным раствором хлорида натрия при температуре (18±2) ºС по п. 4.12 ГОСТ 10060.0.

5.3 Контрольные образцы через 2 — 4 ч после извлечения из раствора испытывают на сжатие по ГОСТ 10180, а для образцов бетона дорожного и аэродромного покрытия дополнительно определяют массу образцов.

Основные образцы после насыщения подвергают испытаниям на замораживание и оттаивание.

6 Порядок проведения испытания

6.1 Испытание по второму методу

6.1.1 Условия загружения в морозильную камеру и замораживания образцов принимают по п. п. 6.2…6.6 ГОСТ 10060.1.

6.1.2 Основные образцы через 2 — 4 ч после проведения соответствующего числа циклов замораживания и оттаивания извлекают из ванны и испытывают на сжатие по ГОСТ 10180, а для серии образцов бетона дорожного и аэродромного покрытия дополнительно определяют массу основных образцов.

6.2 Испытание по третьему методу

6.2.1 Основные образцы, насыщенные 5 %-ным водным раствором хлорида натрия, помещают в заполненную таким же раствором емкость для испытания образцов на морозостойкость. Образцы устанавливают 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.

6.2.2 Число циклов замораживания и оттаивания принимают по таблице 3 ГОСТ 10060.0.

6.2.3 Раствор хлорида натрия в емкости для замораживания и оттаивания меняют через каждые 20 циклов.

6.2.4 Основные образцы помещают в морозильную камеру при температуре воздуха в ней не выше 10 °С в закрытых сверху емкостях так, чтобы расстояние между стенками емкостей и камеры было не менее 50 мм. После установления в закрытой камере температуры минус 10 0С температуру понижают в течение (2,5±0,5) ч до минус (50—55) °С и делают выдержку (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 ёмкости с образцами.

6.2.5 Образцы оттаивают в течение (2,5+0,5) ч в ванне с 5 %-ным водным раствором хлорида натрия температурой (18±2) °С. При этом емкости погружают в ванну таким образом, чтобы каждая из них была окружена слоем раствора не менее 50 мм.

6.2.6 После заданного числа циклов основные образцы из бетона дорожного и аэродромного покрытия осматривают и взвешивают. При наличии шелушения материал, отделяющийся от образца, снимают жёсткой капроновой щёткой.

6.2.7 Основные образцы через 2 — 4 ч после извлечения из ёмкости испытывают на сжатие по ГОСТ 10180.

7 Правила обработки результатов испытаний

7.1 Обработку результатов выполняют по правилам, изложенным в п. 7 ГОСТ 10060.1.

Марку бетона по морозостойкости в зависимости от изменения прочности определяют по таблице 3 ГОСТ 10060.0.

Для бетонов дорожных и аэродромных покрытий уменьшение массы основных образцов рассчитывают в г на 1 м2 поверхности образцов по формуле:

m=m1/F,

где m – количество отделившегося материала, г/м2, m1 - количество отделившегося от образца материала, г, F – площадь поверхности образца 0,06 м2.

Максимальная допустимая потеря массы образцов 1200 г/м2.

Марку по морозостойкости для бетонов дорожных и аэродромных покрытий принимают по худшему показателю (снижение прочности и потеря массы).

Приложение

Примеры обработки результатов испытаний

.

Пример 1.

Бетонные образцы испытаны ускоренным третьим методом многократным замораживанием и оттаиванием в растворе хлорида натрия. Получены следующие результаты (таблица 1).

Таблица 1 - Прочность бетона до и после воздействия циклов замораживания и оттаивания

№№ образцов в партиях	Значения показателей после N циклов замораживания и оттаивания
0	5	8	12	19
1	35,5	35,4	30,4	34,8	15,0
2	37,4	35,8	36,5	35,7	18,7
3	39,9	40,8	39,0	37,9	21,4
4	40,8	40,8	39,1	38,2	25,0
5	41,6	41,6	40,8	40,0	29,4
6	46,7	42,4	42,5	45,9	33,3
Среднее значение	40,3	39,47	38,0	38,75	23,8

Проверка резко выделяющихся значений. Проверяются значения наиболее сильно отличающиеся в колонках от среднего.

Проверяем значение 46,7 в колонке 0 ЦЗО. Отбрасываем значение 46,7. Среднее для 5 значений 39,04, среднее квадратическое отклонение 2,53. Различие отбрасываемого и среднего 46,7-39,04=7,66, коэффициент вариации 6,48. Величина tβI σn = 3,041х1,131=3,435. Значение 46,7 признаётся недостоверным и отбрасывать, т. к. 7,66>3,435. Расчётные значения для 5 оставшихся значений приведены в табл. 3.

Проверяем значение 35,4 в колонке 5 ЦЗО. Отбрасываем значение 35,4. Среднее для 5 значений 40,28, среднее квадратическое отклонение 2,59. Различие отбрасываемого и среднего 40,28-35,4=4,88, коэффициент вариации 6,42. Величина tβI σn = 3,041х2,59=7,87. Значение 35,4 признаётся достоверным и не отбрасывается, т. к. 4,88<7,87.

Проверяем значение 30,4 в колонке 8 ЦЗО. Отбрасываем значение 30,4. Среднее для 5 значений 40,28, среднее квадратическое отклонение 2,10. Различие отбрасываемого и среднего 40,28-30,4 =9,88, коэффициент вариации 5,34. Величина tβI σn = 3,041х2,10=6,38. Значение 30,4 признаётся недостоверным и отбрасывается, т. к. 9,88>6,38.

Проверяем значение 45,9 в колонке 12 ЦЗО. Отбрасываем значение 45,9. Среднее для 5 значений 37,32, среднее квадратическое отклонение 2,08. Различие отбрасываемого и среднего 45,9-37,32=8,58, коэффициент вариации 5,57. Величина tβI σn = 3,041х2,08=6,32. Значение 45,9 признаётся недостоверным и отбрасывается, т. к. 8,58>6,32.

Величины, представленные в колонке 19 ЦЗО, свидетельствуют о резком падении прочности бетона после 19 ЦЗО.

Рассчитываем среднее значение Xср, среднее квадратическое отклонение σn, ошибку среднего mx, коэффициент вариации Vn, нижнюю границу доверительного интервала, изменение средней прочности (таблица 2).

Таблица 2 - Результаты вероятностно-статистической обработки результатов испытаний

Показатель		Значения показателей после N циклов замораживания и оттаивания
0	5	8	12	19
n		5	6	5	5	-
Xср	39,04	39,47	40,28	37,32	23,8
σn	2,53	3,05	2,10	2,08	6,81
mx	1,131	1,245	0,939	0,930	-
Vn, %	6,48	7,72	5,34	5,57	28,61
Нижняя граница доверительного интервала	36,40	38,10	39,20	36,28	-
Уменьшение средней прочности, %	-	+ 1,10	+ 3,17	- 4,40	- 39,03

Среднее значение прочности бетона до воздействия циклов ЦЗО, уменьшенное на 5% (Xср-5) равно: 39,04х0,95=37,09 МПа.

Вычисляем значения нижних границ доверительных интервалов для образцов, не подвергавшихся ЦЗО, и по формуле:

Xmin = Xср-5 - tβmx

Xmin = 37,09 – 3,74х1,131 =32,86

То же для образцов, подвергавшихся ЦЗО, по формуле:

Xmin = Xср - tβmx,

- после 5 ЦЗО: Xmin = 39,47 – 3,47х1,245 = 35,15

- после 8 ЦЗО: Xmin = 40,28 – 3,74х0,939 = 36,77

- после 12 ЦЗО: Xmin = 37,32 – 3,74х0,930 = 33,84

Сделан вывод, что образцы выдержали 12 циклов ускоренных испытаний и морозостойкость бетона, что соответствует марке F400.

Пример 2.

Бетонные образцы испытаны ускоренным третьим методом многократным замораживанием и оттаиванием в растворе хлорида натрия. Получены следующие результаты (таблица 3).

Таблица 3- Прочность бетона до и после воздействия циклов замораживания и оттаивания

№№ образцов в партиях	Прочность образцов, МПа после N циклов замораживания и оттаивания
0	4	5	6
1	33,4	28,2	29,1	26,9
2	34,1	31,4	29,6	28,8
3	34,3	31,5	30,5	29,1
4	36,6	31,8	30,9	30,3
5	36,6	33,2	31,7	31,3
6	37,0	41,5	32,8	31,6

Выполняется проверка резко выделяющегося значения 41,5 МПа. Рассчитывают среднее значение для всех шести значений – 32,93. Отбрасывают выделяющееся значение 41,5 и из оставшихся пяти значений вычисляют среднее – 31,22 МПа. Среднее квадратическое отклонение для 5 значений равно 1,836, коэффициент вариации 0,0588.