Определение водонепроницаемости бетона: Методические указания по курсу ''Технология бетона строительных изделий и конструкций''

Министерство образования Российской Федерации ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра технологии строительных материалов и изделий

А.И.Кравцов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОНА Методические указания по курсу “Технология бетона строительных изделий и конструкций” , для студентов специальности 290600“Производство строительных материалов , изделий и конструкций”

Оренбург 2000

ББК 38.33 Я7 К 78 УДК 691.32(07)

Определение водонепроницаемости бетона Ведение Водонепроницаемость бетона имеет большое практическое значение .Она в известной мере определяет способность материала сопротивляться воздействию увлажнения и замерзания , влиянию различных атмосферных факторов и агрессивных сред .Проницаемость бетона зависит от его пористости , структуры пор и свойств вяжущего и заполнителей .Мелкие поры и капилляры размером менее 10-5 см , к которым относятся в частности поры цементного геля , практически непроницаемы для воды . Макропоры , микропоры и капилляры размером более 10-5 см доступны для фильтрации воды , которая происходит вследствие действия давления , градиента влажности или осмотического эффекта. Следует учитывать ,что при твердении бетона в воздушно – сухих условиях проницаемость его примерно в 10 раз больше ,чем при твердении в камере нормального хранения при влажности (95±5) % и температуре ( 20 ± 5)0 C Водонепроницаемость бетона , особенно в ранние сроки твердения , повышается с возрастом значительно в большей степени чем прочность / 1 /.Так к году водонепроницаемость может составить 500-600 % водонепроницаемости в возрасте 28 суток .При хранении в условиях недостаточного увлажнения прирост существенно замедляется . В ГОСТ 12730.5-84/2/ изложены следующие методы определения водонепроницаемости : -определение водонепроницаемости по «мокрому пятну» ;основан на измерении максимального давления при котором через образец не просачивается вода ; -определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации ; основан на определении коэффициента фильтрации при постоянном давлении по измеренному количеству фильтрата и времени фильтрации; -ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром); -ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости . Применение ускоренных методов связано с тем что обычные испытания занимают достаточно много времени ,например испытание бетона марки В8 по «мокрому пятну» длится около недели.

2

1 Общие положения Настоящий способ определения водонепроницаемости распространяется на все виды бетонов , применяемые в промышленном , энергетическом транспортном , водохозяйственном, жилищно-гражданском и других видах строительства. Согласно ГОСТ 26633 – 91/3/ ,для бетонов конструкций к которым предъявляются требования ограничения проницаемости или повышенной плотности и коррозионной стойкости , устанавливают следующие марки по водонепроницаемости W2,W4,W6,W8,W10,W12,W14,W16,W18,W20. Марка бетона по водонепроницаемости соответствует давлению воды при котором еще не наблюдается ее просачивание на четырех из шести образцах при испытании по методу «мокрого пятна» (см. таблицу 1 ). Таблица 1-Марки бетона по водонепроницаемости. Водонепроницаемость в серии образцов, МПа Марка бетона по водонепроницаемости

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

В2

В4

В6

В8

В10

В12

При определении водонепроницаемости температура в помещении должна быть ( 20 ± 5)0 С , а относительная влажность воздуха не менее 60 % . Методика определения основана на применении прибора АГАМА-2Р , разработанного ЦНИИС Минтрансстроя СССР для измерения воздухопроницаемости пористых строительных материалов. В соответствие с инструкцией по эксплуатации / 4 / определяют значение параметра воздухопроницаемости бетона ai (см3/с) для каждого образца или обратное ему значение сопротивления бетона проникновению воздуха mi (c/cм3 ). По полученным данным , с использованием градуировочной зависимости между воздухопроницаемостью бетона ai (сопротивлением проникновению воздуха mi ) и водонепроницаемостью W ,определяют марку бетона по водонепроницаемости.

2 Определение водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости 2.1 Приборы и материалы. Для проведения испытаний используют : устройство типа АГАМА – 2Р для определения воздухопроницаемости бетона; герметизирующую мастику ГОСТ 14791-79; пластину для проверки герметичности ( оргстекло ГОСТ 978475);металлический шпатель. Технические характеристики прибора АГАМА-2Р: 3

-вакуумметрическое давление ,создаваемое в камере прибора , не более минус 0,08 МПа; -усилие необходимое для создания рабочего давления ( разрежения ) в камере прибора не превышает 300 Н; -диапазон измерения сопротивления материала прониканию воздуха от 1 до 999,9 с/см3; -предел допускаемой относительной погрешности определения сопротивления материала прониканию воздуха не превышает 8 %; -цена наименьшего деления цифрового индикатора 0,1 с/см3; -питание прибора от сети переменного тока с напряжением (220±15) В и частотой (50±1) Гц или постоянным током от шести элементов типа 316 по ТУ 16-563.033-86; -потребляемая мощность не более 1,5 ВА; -продолжительность работы не менее : восьми часов –от сети переменного тока,двух часов – от элементов типа 316 при включенном индикаторе; -габаритные размеры прибора при транспортировке 370×250×165 мм , масса - не более 4,5 кг без блока и элементов питания.

2.2 Отбор образцов. 2.2.1 Для определения водонепроницаемости используют образцы – кубы с ребром длиною 150 мм .Число образцов в серии – 6. 2.2.2 Изготовление образцов осуществляется в соответствии с ГОСТ 10180 -90 .Торцевые поверхности образцов перед испытанием очищают от поверхностной пленки цементного камня и следов уплотняющего состава металлической щеткой или другим инструментом .Изготовленные образцы хранят в камере нормального твердения при температуре (20±2) 0С и относительной влажности воздуха не менее 95 %.Перед испытанием образцы выдерживают в помещении лаборатории не менее суток. При хранении должна быть исключена возможность попадания воды на их поверхность

2.3 Проведение испытаний 2.3.1 Подготовить поверхность испытываемого материала так ,чтобы на ней не было видимых следов влаги ,смазочных и гидроизоляционных материалов , пленки цементного раствора , неровностей , превышающих по высоте 3 мм. 2.3.2 Подготовить прибор к работе . Для этого ,вынуть его из футляра и убедиться в отсутствии дефектов , препятствующих работе с ним .Подключить прибор к источнику питания .Если прибор находился при отрицательной температуре , его следует включать не ранее чем через час после выдержки при положительной температуре . 2.3.3 При работе от сети переменного тока вынуть из рукоятки 6 (см. приложение А)элементы питания ,если они были установлены ранее .Для этого 4

снять крышку 9 , отвинтив винты , и после удаления элементов снова закрепить крышку на рукоятке. Подключить штекер блока питания к прибору, а затем вилку блока к сети переменного тока 220 В. 2.3.4 Включить тумблеры «П» и «И»(13 и 14) , для чего перевести их в положение обозначенное точкой.При этом на индикаторе 11 должны засветиться цифры 000,0 .Выключить тумблеры «П» и «И» . 2.3.5 Проверить герметичность прибора .Установить рукоятки 6 в рабочее положение ( см рисунок А1 а))и закрепить их фиксаторами 7 развернув последние рукоятками к корпусу прибора. 2.3.6 Перевести рычаги прибора в верхнее положение (см рисунок А1 б)) отведя пальцем крючок 8 вправо для снятия собачки 5 с выступа кронштейна 3 и потянув их в направлении приборной панели: при этом торец поршня 2 должен выдвинуться за поверхность рабочего фланца камеры 1 на 2-5 мм. Перевернуть прибор рабочим фланцем вверх и установить его на горизонтальную поверхность . Приготовить из герметизирующей мастики ,входящей в комплект поставки ,жгут диаметром 6-9 мм и уложить его по кольцевой риске на фланце корпуса камеры . Закрыть клапан давления , вращая колпачок 4 по часовой стрелке до упора . Установить пластину из комплекта поставки на горизонтальную плоскость 2.3.7 Установить прибор торцом поршня 2 на пластину. Плавно нажать на рукоятки вниз до защелкивания собачки 5 на выступе кронштейна 3.При этом стрелка 10 должна переместиться в сектор 2 окна 15 2.3.8 Включить тумблеры 13 и 14 .осторожно открывая клапан давления вращением колпачка 4 против часовой стрелки, установить правый край флажка стрелки 10 к одной из отметок градуированного сектора окна 15,затем плавно закрыть клапан и оставить прибор в таком положении на 90 минут .После прохождения этого времени флажок не должен дойти до следующей отметки. 2.3.9 При работе от сети после окончания измерений отключить блок питания сначала от сети , а затем от прибора. Снять прибор с пластины .Для этого полностью открыть клапан давления , вращая колпачок 4 против часовой стрелки до упора .При этом стрелка 10 должна переместиться на нулевую отметку. Плавно переместить рукоятки прибора в верхнее положение до касания с корпусом, развернув фиксаторы 7 на 1800. Снять прибор с пластины и очистить шпателем рабочую поверхность фланца и пластины от мастики. 2.3.10 Для проведения испытаний следует. Установить прибор на выбранном и подготовленном участке поверхности испытуемого материала и проделать операции по п.п. 2.3.5-2.3.7.При этом стрелка 10 должна переместиться в сектор 2 или в зону между секторами 1 и 2 окна 15. 2.3.11 Если стрелка не заняла указанного положения , следует отвернуть колпачок клапана давления 4 ( стрелка 10 переместится при этом на нулевую 5

отметку) переместить рукоятки прибора вверх п. 2.3.5, не снимая прибора с поверхности ,снова закрыть клапан давления и выполнить операции по пп.2.3.62.3.7 .Если стрелка опять не переместилась в требуемое положение , значит сопротивление материала протеканию воздуха так мало , что выходит за диапазон действия прибора. 2.3.12 При требуемом положении стрелки , включить тумблеры 13 и 14 и убедиться , что на цифровом табло 11 появились цифры 000,0. 2.3.13 Оставить прибор на поверхности материала и следить за перемещением стрелки 10 и показаниями индикатора 11. По мере поступления воздуха из окружающей среды через материал в полость камеры стрелка 10 перемещается вправо и при ее прохождении под фотодатчиком ( зона 1) происходит измерение ,о чем свидетельствует увеличение показаний индикатора 11.По окончании измерений на индикаторе устанавливается постоянное число равное сопротивлению протеканию воздуха через материал в с/см3-mi. Для ускорения испытаний допускается приблизить стрелку 10 к фотодатчику слегка отвернув клапан давления 4 (против часовой стрелки ) ,а затем вновь закрыв его. 2.3.14 По окончании измерений зафиксировать показания цифрового индикатора в журнале измерений. Выключить тумблеры 13 и 14 .Отключить прибор и снять его с испытуемой поверхности (см. п. 2.3.9).

2.4 Обработка результатов 2.4.1 Полученные значения аi ( mi) , бетона образцов записывают в порядке их возрастания и определяют среднее арифметическое значение ас ( mс) двух средних образцов ( третьего и четвертого )в качестве параметра ,характеризующего воздухопроницаемость бетона в серии. 2.4.2 Водонепроницаемость бетона определяют по таблице 2 или , в случае невозможности использования таблицы , по экспериментально устанавливаемой градуировочной зависимости . Таблица 2-Таблица для определения водонепроницаемости бетона. Параметр Сопротивление воздухонепроницаемости Марка бетона по бетона прониканию 3 водонепроницаемости W. бетона ас, см /с. воздуха mс,с/см3. 0,325-0,224 0,223-0,154 0,153-0,106 0,105-0,0728 0,0727-0,0510 0,0509-0,0345 0,0344-0,0238 6

3,1-4,5 4,6-6,5 6,6-9,4 9,5-13,7 13,8-19,6 19,7-29 29,1-42

2 4 6 8 10 12 14

0,0237-0,0164 0,0163-0,0113 0,0112-0,077

42,1-60,9 61-88,5 88,6-130,2

16 18 20

2.4.3 Проверку возможности использования таблицы 2 осуществляют в соответствии c пп. 7.1 и 7.2 приложения 4 ГОСТ 12730.5-84 /2/, установление градуировочной зависимости – по пп. 7.3 – 7.6. приложения 4 ГОСТ 12730.5-84 Проверку возможности использования таблицы 2 проводят перед началом применения настоящего ускоренного метода и каждый раз при изменении вида и качества применяемых цемента , добавок и заполнителей. 2.4.4 По таблице 2 или по установленной градуировочной зависимости определяют марку бетона по водонепроницаемости (W) , соответствующую полученному значению ас или mс

Список использованных источников 1. Стольников В.В. Исследования по гидротехническому бетону .М.:1962.-120 с. 2.ГОСТ 12730.5-84.Бетоны.Методы определения водонепроницаемости = Concretes.Methods for determination of watertightness.-Введ. 01.07.85.-М.:Изд-во стандартов ,1984.-8 с с .: ил.-УДК 691.32:620.193.19:006.354.Группа Ж 19 СССР. 3. ГОСТ 26633-91 ( СТСЭВ 1406 - 78 ) . Бетоны тяжелые и мелкозернистые . =Heavy-weight and sand concretes. Specifikations. .-Взамен ГОСТ 10268-80 ; Введ 01.01.92-М.: Изд-во стандартов, 1992 – 23 с.: ил . УДК 691.32:006.354.Группа Ж 13.СССР. 4. Прибор АГАМА-2Р .Паспорт./СКТБ ЦНИИС Минтрансстроя. Руководитель А.И.Трегубов.-2857А.00.00.000ПС № 087;-М.: 1989.-30 с.: ил.Разраб. А.В. Лаврик. 5.Изменение стандарта на методы определения водонепроницаемости бетона ./А.В. Березницкий, А.В. Лаврик и др.//Бетон и железобетон.-1990.-№ 12.-С.18-19. 6. Лещинский М.Ю. Испытание бетона :Справочное пособие .-М.: Стройиздат ,1980.-360 с.,ил. 7.Диковский И.А., Кравцов А.И. Механические свойства бетона : Учебное пособие для строительных специальностей вузов.-Оренбург.1998.-159 с. 8.ГОСТ 10180-90 ( СТСЭВ 3918- 83 ) . Бетоны . Методы определения прочности по контрольным образцам . = Concretes Methods for strength determination using reference specimes.-Взамен ГОСТ 10180-78 ; Введ 01.01.91М.: Изд-во стандартов, 1990 – 45 с.: ил . УДК 691.32:620.001.4:006.354.Группа Ж 19.СССР. 7

9. Баженов Ю.М. Технология бетона : Учебное пособие для технол . спец. строит. вузов . 2-е изд ., перераб.- М.: Высш .шк .,1987- 415 с.ил.

Приложение А Схема прибора АГАМА-2Р 12

а)

6 7

7

8

9

6

1 12

6

б)

9

8 7

7 5 3 8 1

в)

4 1 0 1 2

П

7

0

И

15

7 13

11

14

1-корпус прибора ,2-торец поршня,3-выступы кронштейна,4колпачек клапана давления,5-собачка,6-рукоятка ,7фиксаторы,8-крючек,9-крышка,10-стрелка,11-цифровое табло,12-приборная панель,13-тумблер включения питания,14тумблер включения индикации,15-окно датчика давления.

Рисунок А1-Внешний вид прибора АГАМА-2Р: а)-прибор в рабочем положении; б)-прибор перед установкой на испытуемую поверхность; в)-вид на приборную панель. 9