МИ 2625-2000 ГСИ. Материалы цементные. Методика выполнения измерений водонепроницаемости ускоренным методом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР
"ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВ АТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ"
ГОССТАНДАРТА РОССИИ


РЕКОМЕНДАЦИЯ

ГСИ. Материалы цементные.
Методика выполнения измерений водонепроницаемости ускоренным методом.

МИ 2625-2000

Т 86.2

Вводится со дня регистрации


Предисловие

1 Разработана отделом метрологии в строительстве Государственного научного метрологического центра ГП ВНИИФТРИ Госстандарта России.

Исполнители: А.И. Марков, М.П. Польяникова

2 Метрологическая экспертиза проведена Отделом общих и теоретических проблем метрологии ГП ВНИИФТРИ

3 Утверждена ГП ВНИИФТРИ "23" ноября 2000 г.

4 Зарегистрирована ВНИИМС "4" декабря 2000 г.

5 Введена впервые


1 Область применения

Настоящая рекомендация распространяется на все виды бетонов на цементных вяжущих материалов кроме легкого, ячеистого и бетонов с гидрофобизирующими добавками и устанавливает методику ускоренного определения их водонепроницаемости.
Рекомендация предназначена для контроля водонепроницаемости, определения (корректировки) составов бетонов с заданной водонепроницаемостью, проводимых испытательными лабораториями строительных организаций и предприятий.
Рекомендация разработана в развитие и дополнение ГОСТ 12730.5 "Бетоны. Методы определения водонепроницаемости" и СНиП 2.03.11 "Бетоны. Защита от коррозии", а также МИ 1353 "Рекомендации. ГСИ. Материалы цементные. Методика выполнения измерений при определении характеристик на дифференциальных контрактометрах".

2 Нормы погрешности

Методика обеспечивает определение водонепроницаемости Рi с погрешностью, не превышающей 10 % и 15 % при испытаниях бетона, соответственно, с известным и неизвестным составом. В методике имеется значительное количество расчетных зависимостей. В целях недопущения накопления дополнительной погрешности от расчетов, рекомендуется расчеты завершать на втором знаке после запятой с округлением второго знака по общепринятым правилам.

3 Средства измерения, испытаний и вспомогательные устройства, материалы

3.1. При определении водонепроницаемости бетона применяют средства измерений, испытаний, вспомогательные устройства и материалы, указанные в таблице 1.

Таблица 1

№ п/п Наименование средств измерений, устройств и материалов Тип, нормативно-технические характеристики
1 2 3
1. Переносной контрактометр КД-07 Объем пробы 500 см3, предел допустимой погрешности измерений контракции не более 1,5 % по ГОСТ 10060.4
2. Весы лабораторные Верхний предел взвешивания не более 5 кг, погрешность взвешивания не более 0,1 г по ГОСТ 24104
3. Электрошкаф сушильный Температура нагрева до 105 °С и автоматическое регулирование температуры с пределом допустимой погрешности 5 °С
4. Пресс и приспособления для испытаний бетонных образцов на раскалывание Усилие сжатия не менее 100 кН по ГОСТ 10180
5. Смазка Парафин по ГОСТ 23683 или ТУ 6-093637, парафины "ВИСТИ" (лыжная мазь) по ТУ 62-7556
6. Ванна для насыщения бетонных образцов Высота ванны и площадь ее днища должны быть достаточными для водонасыщения сухих половинок образцов с погружением их в воду на глубину не менее 20 мм (без учета диаметра прокладок)
7. Прокладки под образцы в ванне 2 шт. длиной по 150 мм, диаметром 20 мм, материал - текстолит, эбонит, пластмасса
8. Вода По ГОСТ 23732
9. Секундомер Цена деления 1 с, уход за сутки не более 30 с
10. Проволочная щетка и ветошь
11. Рукавицы Материал - брезент

4 Порядок подготовки к проведению испытаний

Для испытаний бетона на водонепроницаемость используют либо образцы-кубы, либо образцы-цилиндры, в т.ч. керны.
Образцы-кубы (с размером ребра 70, 100, 150 мм) предпочтительны для заводской технологии и монолитного бетонирования, а образцы-цилиндры (диаметром от 70 до 150 мм) предпочтительны для оценки водонепроницаемости бетона в эксплуатируемых объектах (аэродромы, дороги, эстакады, мосты, гидросооружения и др.) с отбором из них кернов.
4.1. Образцы из бетона известного состава в количестве трех штук изготавливают и хранят в соответствии с требованиями ГОСТ 10180, ГОСТ 5802 и ГОСТ 12730.0.
Если состав бетона неизвестен, то количество образцов должно быть четыре штуки.
4.2. Образцы-цилиндры отбирают из объектов в количестве четырех штук и хранят в соответствии с требованиями ГОСТ 28570.
4.3. Перед испытаниями три образца раскалывают по ГОСТ 10180 на две части (пробы). Если состав бетона неизвестен или используют образцы-керны, то раскалыванию подлежит четыре образца. При этом, предварительно, определяют объем Vо и массу mo четвертого образца в воздушно-сухом состоянии.
4.4. Поверхности раскола шести половинок образцов (проб) очищают острым предметом, например отверткой, а затем проволочной щеткой от трещиноватых сколов. Взвешивают каждую пробу, помещают все пробы в сушильный шкаф и высушивают до постоянной массы при температуре (105 ± 5) С. Постоянной считают массу пробы, при которой результаты двух последовательных (через 4 часа) взвешиваний отличаются не более чем на 0,1%.
Если состав бетона неизвестен, то пробы от четвертого образца дробят на куски и отбирают из них имеющие ориентировочный объем 20 - 30 см3. Очищают их от сколов (см. выше), определяют их суммарную массу m в воздушно-сухом состоянии и затем кипятят в сосуде с водой в течение 5 ч. После кипячения сосуд охлаждают до температуры (20 2) С°, извлекают из него куски, обтирают их влажной (отжатой) ветошью и взвешиванием определяют их суммарную массу mк. Затем высушивают куски до постоянной массы mc в сушильном шкафу при температуре (105 ± 5) С. Погрешность взвешивания не должна быть более 0,1 г.
4.5. Каждую из шести половинок (п.4.4.) в горячем состоянии обмазывают парафином только по боковым (по отношению к поверхности раскола в целой грани) граням и помещают для охлаждения в эксикатор или емкость с плотной крышкой. Обмазку проводят натиранием парафином всей горячей поверхности боковых граней.
Примечание.
Если в качестве крупного заполнителя для бетона применяют плотный известняк (пористость не более 4 %), то парофинированию подлежат и поверхности расколотых зерен заполнителя.

4.6. Определяют капиллярную пористость (отн.) растворной части бетона или мелкозернистого бетона в проектном возрасте по зависимостям
а) для образцов (кернов) из бетона с известным составом
, (1)
где
Wi - объем воды затворения в 1 л уплотненной бетонной смеси (раствора) образца за вычетом водоотделения (если оно имеет место) в процессе уплотнения, см3;
Пi, Щi - массы заполнителей в 1 л уплотненной бетонной смеси (раствора) образца, соответственно мелкого и крупного, г (для мелкозернистого бетона Щi = 0);
1, 2 - водопоглощение заполнителей, в долях от их массы за время перемешивания н уплотнения смеси, соответственно мелкого и крупного, см3/г (для заполнителей из плотных пород водопоглощение 1, 2 допускается принимать равным 0,01 см3/г);
щ - истинная плотность крупного заполнителя, г/см3;
K5 - стехиометрический коэффициент текущей контракции, принимаемый по таблице 2, отн;
V'i - удельная текущая контракция применяемого цемента к моменту испытаний материала на водонепроницаемость, см3/г (значение V'i определяют с помощью контрактометра по МИ 2486);
Ci - масса цемента в 1 л бетонной смеси, г;

Таблица 2

Тип цемента Значения коэффициентов K3, K 5, K 6, отн.
K3 Значения истинной плотности цемента, г/см3
2,85 2,9 3,0 3,1 3,2
K5 K6 K5 K6 K5 K6 K5 K6 K5 K6
Алюминатный 2,2 - - - - - - - - 4,5 2,8
БТЦ, ОБТЦ 2,6 - - - - - - 5,2 3,2 5,1 3,1
Портландцемент 2,8 - - - - 5,7 3,5 5,6 3,4 5,5 3,3
Пуццолановый, ШПЦ 3,3 6,8 4,2 6,8 4,1 6,7 4,1 6,6 4,0 - -

б) для образцов (кернов) из бетона с неизвестным составом
, (2)
где
m, mо, mк, mc, Vo - характеристики пробы от четвертого образца (см п. 4.3 и 4.4.);
w - плотность воды (при 20 °С принимают 1 г/см3);
D - коэффициент, отражающий относительный объем микропор в бетоне (для бетона с крупным заполнителем находят по табл. 3, а для мелкозернистого - по табл. 4), отн;
f - коэффициент, отражающий отношение объема бетона к объему его растворной части (для мелкозернистого бетона в формуле 2 значение f = 1), значения f10 для бетона при осадке конуса бетонной смеси равном 10 см находят по табл. 5, а для других осадок конуса (ОК) - рассчитывают по формуле
f = (10 - ОK) 0,02 + f10 . (3)

Таблица 3

Проемная марка бетона, МПа 15 20 30 40 50 60
Значение коэффициента D, отн 0,03 0,04 0,05 0,06 0,075 0,09

Таблица 4

Проектная марка мелкозернистого бетона, МПа - 15 20 30 40 50
Значение коэффициента D, отн. - 0,045 0,06 0,075 0,09 0,11

Примечание.
1. Если известно, что бетон приготовлен с применением суперпластификатора, то приведенные в табл. 3 и 4 значения D уменьшают соответственно на 0,01 и 0,02.
2. При прочности бетона, находящейся в промежутке между табличными данными, коэффициент D находят интерполяцией.

Таблица 5

Проектная марка бетона, МПа 15 20 30 40 50 60
Значение коэффициента f,отн 1,78 1,76 1,72 1,67 1,63 1,6

Примечание.
Если известно, что бетон приготавливался с суперпластификатором, то приведенные в таблице значения f умножают на 1,03.

5 Порядок проведения измерений

5.1. Взвешивают все шесть, остывших до температуры (20 ± 2) °С, проб с парафинированными гранями. Массу mci проб определяют с погрешностью не более 0,1 г.
5.2. Каждую из проб погружают поверхностью раскола в ванну с водой, где их выдерживают на прокладках вначале 1 мин и взвешивают на воздухе, а затем 4 мин и снова взвешивают и, таким образом, определяют массы проб mв1i, и mв5i, т.е. их массы после водонасыщения соответственно за 1 и 5 мин. Перед взвешиванием с увлажненных поверхностей проб снимают капли воды и пленочную воду прикосновением влажной ветошью(предварительно смоченной и отжатой). При этом на поверхности раскола не должны наблюдаться отблески от пленочной воды.
Примечания.
1. Для обеспечения смачивания углублений на поверхности раскола, пробу, покачивая погружают в воду.
2. Допускается определение масс тв1 и тв5 методом непрерывного, гидростатического взвешивания пробы по истечении 1 и 5 мин при условии, что погрешность взвешивания не должна превышать 0,1 г.
3. Вадонасыщение каждой пробы проводят поочередно.

5.3. Вычисляют средние арифметические значения разности масс проб водонасыщенных mвji, и высушенных тсi для 1 и 5 мин по зависимости
, (4)
где
j - численное значение времени водонасыщения 1 или 5 мин;
i - номер пробы (1 6).
5.4. Вычисляют n - показатель степени, аппроксимирующей кинетику капиллярного водонасыщения функции по зависимости
5.5. Определяют объем воды Vк1, поглощенной капиллярами за 1 мин, см3, при известном составе бетона, по зависимости
, (6)
(значения коэффициентов K3 и K6 приведены в табл.2)
Определяют объем воды Vк1, поглощенной капиллярами за 1 мин, при неизвестном составе бетона, по зависимости
. (7)
5.6. Вычисляют эквивалентное капиллярное давление Pк (МПа) по зависимости
, (8)
где
А1 - константа, отражающая вязкость и поверхностное натяжение воды, длительность капиллярного насыщения и площадь сечения через которое происходило капиллярное насыщение (значения А1 приведены в табл. 6), МПасм6;
Пкi - капиллярная пористость растворной части бетона или мелкозернистого бетона (см. формулы 1, 2), отн:
Мi - параметр, вычисляемый по формулам, отн.
для бетона с крупным заполнителем Мi = 10 + (0,25 - Пкi) · 100, (9)
для мелкозернистого бетона Мi = 30 + (0,25 - Пкi) · 100, (10)
f - коэффициент (см п. 4.6.) для бетона с неизвестным составом определяют по табл. 5, а при известном составе бетона вычисляют по зависимости
. (11)

5.7. Вычисляют объем капиллярных пор в материале испытываемого образца по зависимости
, (12)
где
V - объем испытываемого образца, см3.
5.8. Вычисляют критерий
, (13)
где
' - относительное приведенное время, отн.
Значения ' приведены в табл. 6. Для расчетов принимают те значения ', которые соответствуют размерам испытываемых
...