Как проверить пористость бетона

Обновлено: 25.04.2024

Предисловие

Долговечность цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов, в том числе морозостойкость, в значительной степени зависит от характера капиллярно-пористой структуры дорожного бетона.

Получение дорожного бетона гарантированной морозостойкости связано с созданием в структуре бетона с помощью добавок ПАВ определенного объема воздушных условно-замкнутых пор, образующих так называемую резервную пористость.

Формированию морозостойкой структуры бетона способствует не вовлеченный при перемешивании бетонной смеси, а остаточный после вибрационного уплотнения воздух, в связи с чем необходим контроль качества поровой структуры затвердевшего бетона и особенно объема условно-замкнутых пор. В этом направлении в Союздорнии проведены исследования, результаты которых нашли отражение в настоящих «Методических рекомендациях по контролю качества поровой структуры дорожного бетона».

В настоящих «Методических рекомендациях» приводится методика определения параметров поровой структуры бетона, открытой пористости бетона по кинетике водопоглощения и дан пример определения поровой структуры дорожного бетона.

Настоящие «Методические рекомендации» являются первым документом по контролю качества поровой структуры бетона, и одной из задач их применения в практике дорожного и аэродромного строительства является накопление опыта и экспериментальных данных в целях прогнозирования морозостойкости дорожного бетона без лабораторных испытаний на попеременное замораживание-оттаивание.

Применение в практике строительства настоящих «Методических рекомендаций» позволит получить достоверные данные о фактическом содержании условно-замкнутых и открытых пор, а также в необходимых случаях данные о показателях крупности пор и их однородности.

«Методические рекомендации» разработаны кандидатами технических наук А.М. Шейниным и В.И. Коршуновым при участии канд. техн. наук М.И. Бруссера.

Замечания и предложения по данной работе просьба направлять по адресу: 143900 Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.

Общие положения

1 . Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для контроля качества поровой структуры дорожного цементобетона, используемого при строительстве покрытий автомобильных дорог и аэродромов в соответствии с действующими нормативными документами.

2 . Положения настоящих «Методических рекомендаций» распространяются на дорожные бетоны, соответствующие требованиям ГОСТ 8424-72 «Бетон дорожный» а также на материалы для их приготовления, в том числе на крупный (щебень, гравий, щебень из гравия) и мелкий заполнители (природные кварцевые или кварцевополевошпатовые пески, дробленые пески) из плотных изверженных или осадочных пород с водопоглощением соответственно менее 0,5 и 1 %.

3 . Контроль качества поровой структуры бетона предусматривает установление соответствия параметров испытуемых образцов бетона требуемым в следующих случаях:

при подборе состава бетонной смеси;

при приемке покрытия в эксплуатацию (по требованию заказчика);

в процессе наблюдений за состоянием эксплуатируемого покрытия.

4 . Применение рекомендуемого метода контроля не исключает экспресс-метода для определения объема воздушных пор в бетонной смеси с помощью воздухомера.

5 . Для контроля качества поровой структуры бетона необходимо определение следующих параметров:

суммарного (интегрального) объема пор Пи;

объема открытых (капиллярных) пор Пк , т.е. доступных для заполнения водой при принятом режиме водонасыщения;

объема условно-замкнутых пор Пз, т.е. не доступных при принятом режиме водонасыщения для заполнения водой. Объем пор Пз соответствует объему воздушных пор, образованных вовлеченным в бетонную смесь воздухом.

6 . Параметры поровой структуры бетона определяют на бетонных образцах в возрасте 28 суток. При необходимости объем условно-замкнутых пор Пз можно определять на образцах в возрасте менее 28 суток.

7 . Наряду с обязательными параметрами, дополнительно определяют условные показатели крупности пор и их однородности в соответствии с приложением 1 .

8 . Для контроля поровой структуры бетона определяющим параметром является объем условно-замкнутых пор Пз. Важность установления этого параметра вытекает из необходимости получения достоверной информации о фактическом содержании условно-замкнутых резервных пор в затвердевшем бетоне, поскольку не все вовлеченные при перемешивании бетонной смеси, а оставшиеся после вибрационного уплотнения пузырьки воздуха определяют морозостойкость и прочность бетона. Фактическое содержание условно-замкнутых пор в затвердевшем бетоне зависит от технологии производства работ и, в частности, от длительности вибрационного уплотнения смеси (рис 1 ).

Рис 1 . Влияние длительности глубинного виброуплотнения бетонной смеси на объем вовлеченного воздуха и условно-замкнутых пор в бетоне

Методика определения параметров поровой структуры бетона

9 . Суммарный (интегральный) объем пор или показатель пористости Пн (по ГОСТ 12730-67 «Бетон тяжелый. Методы определения объемной массы, плотности, пористости и водопоглощения») определяют по формуле

где - объемная масса бетона, высушенного до постоянной массы, г/см 3 ;

r - плотность (удельная масса) бетона, г/см 3 .

10 . Объем открытых (капиллярных) пор Пк вычисляют следующим образом:

где W 1 - водопоглощение образца, % по массе, с точностью до 0,1 %, определяемое по формуле

r в - плотность воды, г/см 3 , r в = 1;

m - масса водонасыщенного образца, г;

т 0 - масса образца, высушенного до постоянной массы, г;

v - объем образца-пробы, см 3 .

11 . Объем воздушных условно-замкнутых пор Пз определяют по формуле

13 . Показатели среднего размера открытых пор и однородности этих пор по размерам a можно определять по кинетике водонасыщения в соответствии с приложением 1 .

14 . Для определения рекомендуемых параметров поровой структуры на образцах бетона необходимо иметь:

весы с приспособлением для гидростатического взвешивания, обеспечивающие взвешивание образцов массой до 500 г с точностью до 0,1 г, а образцов массой более 500 г с точностью до 1,0 г;

сушильный шкаф, обеспечивающий заданный режим сушки (при 105 - 110 °С) с точностью ±5 °С;

устройство для отсчета времени (часы, секундомер).

15 . Для испытаний отбирают образцы-пробы определенных размеров и формы, чтобы исключить влияние размеров образца на результаты определений параметров поровой структуры бетона. Пробы отбирают из контрольных образцов-балок или кубов, формуемых при подборе состава смеси и при текущем контроле прочности бетона, а также из образцов-кернов, отобранных из бетонного покрытия. Количество проб в каждом случае должно составлять не менее трех, толщина их должна быть равна приблизительно 7 см.

16 . Пробы бетона из контрольных образцов-балок или кубов отпиливают на камнерезных станках или откалывают на прессе с помощью двух металлических стержней так, чтобы сохранить поперечное сечение контрольного образца (рис. 2 ).

Керны для отбора проб должны выпиливаться непосредственно из покрытия так, чтобы не нарушить структуру бетона (например, алмазным кругом).

Образцы-пробы бетона можно также откалывать или отпиливать от кернов бетона цилиндрической формы (см. рис. 2 ), диаметр которых должен быть не менее 5 см, а высота отпиливаемой или откалываемой части - 7 - 10 см.

17 . Для контроля качества поровой структуры бетона в покрытии важное значение имеет место отбора проб. Как правило, следует отбирать образцы из верхнего слоя покрытия. При необходимости оценки параметров пористости бетона по толщине покрытия образцы пробы можно отбирать послойно с толщиной слоя приблизительно 7 см.

18 . При определении показателей крупности и однородности пор рекомендуется использовать пробы бетона, имеющие форму, близкую к кубической, с ребром около 7 см.

Рис. 2 . Схема откалывания образцов-проб от контрольных образцов бетона:

1 - металлические стержни гладкие из высокопрочной стали Æ 5 мм; 2 - контрольный образец-балка; 3 - намечаемые плоскости раскола (заштрихован образец-проба)

19 . Образцы-пробы бетона, предназначенные для определения параметров поровой структуры, должны иметь четкую несмываемую маркировку.

20 . До начала испытания (до взвешивания) выявленные на образцах отдельные дефекты (раковины, трещины, посторонние включения и т.п.) следует зафиксировать в журнале испытаний. Резко выступающие места на поверхности образца должны быть устранены (например, шлифовкой), так как их разрушение в процессе испытаний будет искажать полученные результаты.

Поверхность образцов-проб должна быть очищена от пленкообразующих материалов, препятствующих водонасыщению бетона.

21 . Подготовленные и высушенные до постоянной массы при температуре 105 - 110 °С (по ГОСТ 1273037) образцы-пробы охлаждают в эксикаторе над хлористым кальцием или силикагелем до комнатной температуры (20 ± 2 °С) и взвешивают на воздухе (т 0 ). Затем образец-пробу помещают в воду, температура которой 20 ± 2 °С. Над образцом должен быть слой воды не менее 2 см. Через 5 суток *) непрерывного насыщения в воде образец вынимают из воды, обтирают влажной тканью и взвешивают на воздухе (т) и затем в воде (т 1 ).

*) Для ускоренного определения параметров поровой структуры бетона допускается насыщать образец в течение одних суток.

Объем образца-пробы бетона v (в см 3 ) определяют по формуле

объемную массу бетона (в г/см 3 ) в высушенном до постоянной массы состоянии - по формуле

22 . Плотность (удельную массу) бетона r ( в г/см 3 ) следует определять в обезвоженном керосине с помощью пикнометра по ГОСТ 12730-67.

Величину r устанавливают при подборе состава бетонной смеси и используют на всех стадиях контроля качества поровой структуры бетона.

23 . Показатели поровой структуры бетона Пи , Пк и Пз , рассчитывают по формулам ( 1 ) - ( 4 ) настоящих «Методических рекомендаций» с точностью до 0,1. Значения параметров выбираются как средняя величина по результатам испытания трех образцов-проб (наибольшие и наименьшие показатели отбрасываются).

24 . При контроле качества поровой структуры бетона в процессе строительства, при приемке в эксплуатацию и в процессе эксплуатации за эталонные принимают значения параметров поровой структуры бетона, полученные при подборе его состава.

Ориентировочные значения этих параметров приведены ниже:

Параметры Значения параметров

Суммарный объем пор Пи , % . 15 - 20

Объем открытых пор Пк , % . 10 - 15

Объем условно-замкнутых пор Пз, % . 3 - 7

Показатель средней крупности пор . Не более 3

Показатель однородности пор по размерам a . Не более 1

25 . Качество поровой структуры дорожного бетона во всех случаях оценивают по величине Пз.

В необходимых случаях поровую структуру можно оценивать по параметрам Пи и Пк при участии представителей Союздорнии.

26 . Гарантированная морозостойкость дорожного бетона обеспечивается в том случае, если величина Пз находится в пределах 5 - 6 %. При значениях параметра Пз менее 3 % наблюдается существенное снижение морозостойкости, хотя прочность при этом может повыситься.

При величине параметра Пз более 6 % возможно снижение прочности бетона по сравнению с проектной. Получение бетона с проектной прочностью при этих значениях Пз приводит к неоправданному увеличению расхода цемента.

Пример определения параметров поровой структуры дорожного бетона приведен в приложении 2 .

Приложение 1

Методика определения параметров открытой пористости бетона по кинетике водонасыщения

Анализ дифференциального уравнения движения смачивающей жидкости по капилляру показал, что наиболее простой элементарной функцией, описывающей этот процесс, является экспонента вида

где - степень заполнения капилляра в момент времени или отношение величины поднятия жидкости через промежуток времени t после начала насыщения к величине максимального поднятия, определяемой формулой Жюрена;

При переходе от монокапиллярного материала, рассмотренного выше, к поликапиллярным материалам, к которым относятся все реальные строительные материалы, в том числе цементобетон, уравнение ( 1 ) преобразуется следующим образом:

где Wt - насыщение материала в момент времени t ;

W max - максимальное насыщение материалов в условиях опыта;

- показатель среднего размера капилляров исследуемого материала;

a - показатель однородности размеров капилляров.

Для определения величины W , , и a по экспериментальным кривым поглощения материалами смачивающей жидкости получены расчетные формулы и по ним построены номограммы (рис. 3 ).

Для исследований цементного камня, раствора и бетона из жидкостей наиболее целесообразно использовать воду. Рекомендуемые образцы - кубы с ребром 7 см. Перед испытаниями образцы высушивают. Кинетику водопоглощения фиксируют либо непрерывным гидростатическим взвешиванием, либо дискретно в определенные моменты времени. Для определения параметров поровой структуры используется номограмма (см. рис. 3 ) *) .

*) Построение полной кривой насыщения бетона водой допускается производить по отдельным точкам, получаемым путем взвешивания водонасыщаемых образцов через 10, 30, 60 мин, 2, 3, 4, 5 и 6 час, 1, 2, 3, 4, 5 суток.

Параметры поровой структуры, определенные по кинетике водопоглощения, могут быть использованы для оценки влияния на структуру любых технологических факторов производства бетона и условий его эксплуатации, а также увязаны с определенными физико-механическими свойствами бетонов.

Приложение 2

Пример определения параметров поровой структуры бетона

Параметры поровой структуры для оценки свойств дорожного бетона при пробном бетонировании определяли на образце-пробе размером 15×15×7 см, отколотом от контрольного образца-балки - 15×15×55 см, и образце-пробе, отколотом от верхней части керна диаметром 13 см, высверленного из бетонного покрытия (возраст бетона 28 суток).

Как проверить пористость бетона

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы определения пористости

Concrete mixtures.
Test methods for determination of porosity

Дата введения 1982-01-01

1. РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по делам строительства, Министерством промышленности строительных материалов СССР, Министерством энергетики и электрификации СССР, Министерством транспортнорго строительства

А.С.Дмитриев, канд. техн. наук (руководитель темы); Л.А.Малинина, д-р техн. наук; И.И.Костин; В.И.Савин, канд. техн. наук; Ю.М.Романов; Б.А.Усов, канд. техн. наук; В.Г.Довжик, канд. техн. наук; В.А.Пискарев, канд. техн. наук; Л.И.Левин; Е.Н.Леонтьев, канд. техн. наук; Е.В.Фридман, канд. техн. наук; В.А.Дорф, канд. техн. наук; А.Г.Малиновский; В.Б. Судаков, канд. техн. наук; Ц.Г. Гинзбург, канд техн. наук; В.А.Карышева; Г.В.Морозова; Е.А.Антонов; Л.В.Березницкий, канд. техн. наук; А.М.Шейнин, канд. техн. наук; Э.Р. Пинус, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Научно-исследовательским институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31.12.80 N 228

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка


5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 1997 г.

Настоящий стандарт распространяется на бетонные смеси, приготовленные на минеральных вяжущих, плотных и пористых заполнителях, и устанавливает методы определения показателей пористости (объема вовлеченного воздуха и объема межзерновых пустот) уплотненных бетонных смесей. Объем вовлеченного воздуха определяют в бетонах на плотных и пористых заполнителях, объем межзерновых пустот - в бетонах на пористых заполнителях и крупнопористых бетонах.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам определения показателей пористости уплотненной бетонной смеси - по ГОСТ 10181.0.

1.2. Показатели пористости уплотненной бетонной смеси устанавливают после определения ее плотности по ГОСТ 10181.2.

2. АППАРАТУРА

2.1. Для проведения испытания применяют:

- объемомер (черт. 1);

- весы лабораторные по ГОСТ 24104;

- кельму типа КБ по ГОСТ 9533.

2.2. Объемомер состоит из следующих основных частей: цилиндрического сосуда 1, пригружающего пуансона 2 с петлей 3, металлической пластины 4 с ограничителями 5 и стрелкой 6.

Дополнительное оборудование: металлический стержень длиной 500 мм и диаметром 10 мм, мерные стаканы, мензурки или цилиндры.

2.2.1. Объем цилиндрического сосуда устанавливают в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя; он должен быть не менее указанного в табл. 1.

Наибольшая крупность зерен заполнителя, мм

Минимальный объем сосуда, дм

2.2.2. Отношение высоты сосуда к его диаметру должно быть от 1 до 2.

2.2.3. Пригружающий пуансон должен быть выполнен в виде металлического кольца высотой 20 мм и наружным диаметром на 3 мм меньше внутреннего диаметра сосуда и иметь дно из сетки с ячейками размером 1,2 мм и проволочную петлю для поднятия его из сосуда.

2.2.4. Металлическая пластина должна иметь ширину 15 мм, толщину 5 мм. Расстояние между ограничителями должно быть равно наружному диаметру сосуда. Стрелка должна иметь конусообразную форму длиной 20 мм с острым концом.

2.2.5. Объемомер градуируют согласно приложению.

2.3. Поромер состоит из следующих основных частей: чаши 1, крышки 2, водомерной трубки 3 со шкалой деления, ручного насоса 4, манометра 5, входного вентиля 6, сливного вентиля 7, накидного болта с барашком 8.

Дополнительное оборудование: воронка для заливки воды в прибор, сосуд для воды емкостью не менее 3 дм, металлический гладкий стержень диаметром 16 мм и длиной 600 мм с округленными концами, стальная пластина сечением 5х20 мм и длиной 500 мм.

2.3.1. Чаша и крышка должны иметь жесткую конструкцию, не допускающую изменения объема прибора при приложении давления до 200 кПа. Соединение крышки и чаши должно иметь уплотнение, обеспечивающее герметичность прибора. Внутренняя поверхность крышки должна иметь угол к плоскости ее основания не менее 30 град. Чаша должна иметь плоское дно.

2.3.2. Объем чаши устанавливают в зависимости от наибольшей крупности заполнителя; он должен быть не менее указанного в табл. 2.

Наибольшая крупность зерен заполнителя, мм

Минимальный объем чаши, дм

2.3.3. Отношение диаметра чаши к ее высоте должно составлять 1±0,25.

2.3.4. Объем водомерной трубки должен составлять (6±1) % от объема чаши. Длина шкалы водомерной трубки должна быть не мене 100 мм, число делений - не менее 100.

2.3.5. В пустом приборе давление (100±20) кПа в течение 1 мин должно снижаться не более чем на 5 кПа. Манометр прибора должен иметь верхний предел 200 кПа.

2.3.6. Материал чаши и крышки прибора должен быть устойчив к действию щелочей цемента.

2.3.7. Поромер градуируют согласно приложению.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. Определение объема вовлеченного воздуха в бетонной смеси

3.1.1. Объем вовлеченного воздуха, выражаемый в процентах к общему объему уплотненной бетонной смеси, характеризуется количеством замкнутых воздушных пор, содержащихся в ней в результате введения в ее состав добавок, регулирующих пористость бетонной смеси. Объем вовлеченного воздуха определяют экспериментально или расчетом.

3.1.2. Для бетонных смесей на плотных заполнителях экспериментально объем вовлеченного воздуха определяют объемным или компрессионнным методом, для бетонных смесей на пористых заполнителях - только объемным методом.

3.1.3. Объем вовлеченного воздуха при объемном методе определяют при помощи прибора объемомера в последовательности, приведенной ниже.

3.1.3.1. Бетонную смесь после определения ее плотности по ГОСТ 10181.2 извлекают из цилиндрического сосуда или формы и отбирают из нее навеску массой, равной

- плотность испытуемой смеси по ГОСТ 10181.2, кг/м;

V(cм) - объем испытуемой смеси в уплотненном состоянии, принимаемый в 2,5 раза меньше объема цилиндрического сосуда объемомера, дм.

3.1.3.2. Навеску бетонной смеси помещают в цилиндрический сосуд объемомера и заливают в него отвешанное с погрешностью до 1 г количество воды комнатной температуры примерно в 1,5 - 2 раза больше объема испытываемой смеси.

В течение 2-3 мин тщательно перемешивают металлическим стержнем бетонную смесь с водой, после чего стержень извлекают. После перемешивания снимают образовавшуюся в сосуде пену и помещают ее в предварительно взвешенный стеклянный стакан емкостью 100-200 мл.

3.1.3.3. Перемешивание и отбор пены повторяют не менее двух раз, после чего устанавливают суммарную массу отобранной пены m(п) с погрешностью до 1 г.

3.1.3.4. При испытании бетонных смесей на пористых заполнителях, перед каждым снятием пены, для погружения всплывших зерен заполнителей в сосуд опускают пригружающий пуансон и после последнего снятия пены оставляют его в сосуде до конца испытания.

3.1.3.5. После снятия пены на сосуд накладывают пластину со стрелкой так, чтобы ограничители соприкасались со стенками сосуда. Затем постепенно небольшой струей (из мерного стакана, мензурки или цилиндра) доливают в сосуд воду до тех пор, пока ее поверхность не придет в соприкосновение с острием стрелки, что фиксируется по моменту соприкосновения острия стрелки с его отражением в воде. После этого устанавливают путем взвешивания суммарную массу всей залитой в сосуд воды с погрешностью до 1 г.

3.1.3.6. При испытании бетонных смесей на пористых заполнителях поднимают пуансон и отбирают из испытанной смеси 20-50 зерен крупного заполнителя, которые обтирают влажной тканью, взвешивают (с погрешностью до 1 г) и высушивают до постоянной массы. По разнице в массе зерен вычисляют водопоглощение крупного заполнителя Wщ в процентах по массе за время от начала приготовления бетонной смеси до окончания испытания.

3.1.4. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси Vв вычисляют с погрешностью до 0,1 % по формуле

где V см - объем испытываемой бетонной смеси в уплотненном состоянии, см;

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРИСТОСТИ БЕТОНОВ ПО КИНЕТИКЕ ИХ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

1 . Кинетика водопоглощения бетона характеризуется приращением его массы во времени.

2. Кривые водопоглощения выражаются уравнением

где W t — водопоглощение образца за время t, % по массе;

W м — водопоглощение образца, определенное по ГОСТ 12730.3, % по массе;

е — основание натурального логарифма, равное 2,718;

t — время водопоглощения, ч;

— показатель среднего размера открытых капиллярных пор, равный пределу отношений ускорения процесса водопоглощения к его скорости, определяемый по номограммам, приведенным на черт. 1-4.

a — показатель однородности размеров открытых капиллярных пор, определяемый по номограммам, приведенным на черт. 1 и 2.

3. Кинетика водопоглощения определяется путем непрер ы вного или диск­ретного взвешивания предварительно высушенных образцов в процессе их водопоглощения по методике ГОСТ 12730.3 ,.

4. При непрерывном гидростатическом взвешивании строят кривую прира­щения массы во времени в координатах: водопоглощение (в процентах по мас­се) — время (в часах). Кроме того, в конце испытаний производят гидростати­ческое и обычное взвешивание насыщенного водой образца для определения его объема по методике ГОСТ 12730.1.

По результатам испытаний на кривой водопоглощения находят точки, в которых водопоглощение составляет W t 1 = 0,632 · Wм и W t 2 = 0,5 · W м и соответ­ствующие этим точкам время t 1 и t2. По величинам t 1 и t 2 с помощью номо­граммы (черт. 1) находят параметры поровой структуры и a .

Пример пользования номограммой показан на черт. 1

6. Параметры пористости и a серии образцов бетона определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний всех образцов серии.

7. Базовыми образцами при определении параметров пористости по кине­тике водопоглощения являются куб с ребром 7 c м или цилиндр диаметром и высотой 7 см.

Допускается определять кинетику водопоглощения на образцах-кубах, образцах-цилиндрах с высотой, рапной его диаметру, а также на образцах, неправильной формы, но близкой к кубу, шару или цилиндру. При этом необходимо экспериментально определять переходные коэффициенты к базовым образцам для параметров и a .

Номограмма и пример расчета параметров пористости по кинетике насыщения материала жидкостью (непрерывный метод)


Номограмма и пример расчета параметров пористости по кинетике насыщения материала жидкостью (дискретный метод)

Определение пористости бетона

Основная причина возникновения пор в бетоне – это вода, но не спешите сразу же делать вывод, что воду в растворе следует уменьшать. Совершенно нет. Давайте кратко разберем, почему вода необходима.

    Бетон должен дышать. Если в бетоне совсем не будет пор, он превратит ваше помещение в подобие «вынужденной бани».

Опасно большое количество пор и с точки зрения потери несущей способности конструкции, ведь на сжимающее напряжение реагирует не воздух внутри пор, а сам бетон. Поэтому справедливо будет отметить прямую зависимость между увеличением числа пор и уменьшением разрушающей нагрузки на бетон. А потеря бетоном его прочностных характеристик опасна ранним частичным или полным разрушениемконструкции.

Также стабилизации и уменьшению объема пор будет способствовать цемент с более мелким помолом. В этом случае повышается его гидратация, а значит, он вытянет на себя из конструкции больше воды, в этом случае поры будут более «качественными», если так можно выразиться.

Также будет способствовать уменьшению количества пор правильный уход за бетоном: на период твердения необходимо минимизировать испарения влаги и поддерживать стандартные условия по температуре и влажности.

Определение водопоглощения бетона в строительной лаборатории


Бетон состоит преимущественно из двух типов пор - капиллярных и гелевых, заполняющихся водой. За счет различной эксплуатации выделяется несколько типов его влажности:

  • Сорбционный. Во время конденсации водяных паров из воздуха гелевые поры и микрокапилляры накапливают много влаги. Так как влага в воздухе постоянно претерпевает изменения из-за конденсации и испарения, влажность бетона также все время меняется. Сорбционной влажностью называется влажность, зависящая от влажности воздуха.
  • Капиллярный подсос. Он характерен для тех зданий, которые немного погружены в воду. Что же касается бетона, находящегося на воздухе, то он всасывает влагу с помощью капиллярных пор. Чем больше пористость, тем выше уровень поднятия капилляров. Увидеть это в действительности можно в тех зданиях, которые так или иначе подвержены воздействию влаги. Бетон, который расположен в области капиллярного подсоса, сильнее восприимчив к резкому перепаду температуры, в отличие от находящегося под водой или имеющего меньший процент влажности.
  • Влажность, получаемая бетоном при выдерживании в воде, называется водопоглощением. В результате этого процесса все гелевые поры заполняются влагой, капиллярные - практически все (за счет того, что небольшая часть заменяется воздухом). Доля бетонного водопоглощения по массе составляет от 4 до 8%, по объему - от 9 до 18%.
  • Заключительной характеристикой является бетонная (открытая) пористость, которая зависит от количества защемленного воздуха в воздушных порах (без капиллярного воздуха). В отличие от пор, которые подвергаются воздействию влаги (наносящей большой вред бетону, разрушая его структуру и тем самым ухудшая его состояние), условно-замкнутые поры влияют на его свойства не так сильно.

Водопоглощение бетона по массе

Как было сказано ранее, водопоглощение определяют путем сравнения показателей до и после погружения образцов в воду, а именно до того времени, пока их масса не увеличится за сутки менее чем на 0,1% от первоначальной. Процесс водонасыщения может производиться с помощью кипячения на протяжении 4 часов в жидкости, если ее поверхностный слой больше хотя бы на 5 см. Объем, являющийся величиной водопоглощения, характеризуется как капиллярная пористость бетона открытого типа.

Определение сорбционной влажности происходит следующим образом: предварительно высушенный бетон измельчают (примерно по 25-35 г каждого образца), после чего получившийся материал погружают в сосуд, в котором поддерживается определенная влажность воздуха - 98%. После этого ведется наблюдение за его состоянием: кусочки образцов периодически взвешивают (как минимум раз в неделю) до того времени, пока вес не достигнет стабильности.


Как проводят испытания бетона на водопоглощение

Порядок проведения испытания бетона на водопоглощение:

  1. Образцы помещаются в ёмкость с водой (уровень жидкости на 5 см выше уровня бетона). Кусочки должны находиться на прокладке, причем чем ниже их высота, тем лучше. Что касается температурного режима, он должен составлять (20±2) °С;
  2. Каждые сутки производится взвешивание образцов, погрешность весов не должна превышать 0,1%. В случае, если взвешивание происходит на обычных весах, то перед этим проводится процедура, включающая в себя протирание кусочков бетона при помощи отжатой влажной ткани. Воду, которая вытекла из пор, необходимо учитывать при взвешивании;
  3. Испытание производится до того времени, пока разница двух последовательных показаний не будет составлять хотя бы 0,1%.


Заключение

Испытание бетона на водопоглощение очень важно и необходимо, ведь от проверки образцов зависит качество будущих сооружений. Так как водопоглощение уменьшает прочность бетона, коэффициент должен быть минимален. Такая проверка гарантирует качество материала для строительства, что в свою очередь обеспечит долговечность сооружений.

Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

1. Заполнив форму на нашем сайте

3. Написать нам на почту

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

ГОСТ 12730.4-2020 Бетоны. Методы определения параметров пористости

Текст ГОСТ 12730.4-2020 Бетоны. Методы определения параметров пористости

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)

БЕТОНЫ

Методы определения параметров пористости

№еш Ст»|дипи1»н|1м 2021

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Научно>исследовательским. проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ им. А.А. Гвоздева) — структурным подразделением Акционерного общества «Научно-исследовательский центр «Строительство» (АО «НИЦ «Строительство»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 ноября 2020 г. No 135-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартнэаини

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2020 г. Ne 1344-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12730.4—2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2021 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 12730.4—78

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

© Стандартинформ. оформление. 2021


В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Общие требования

5 Инструменты и оборудование

6 Определение параметров пористости

Приложение А (рекомендуемое) Определение показателей пористости бетонов по кинетике его водологлощения

Приложение Б (рекомендуемое) Классификация бетонов по показателям пористости, оцениваемым по кинетике их водологлощения

Методы определения параметров пористости

Concretes. Methods of determination of porosity parameters

Дата введения — 2021—09—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на бетоны плотной структуры всех видов и устанавливает методы определения параметров пористости по результатам определения их плотности, водологлоще-ния и сорбционной влажности путем испытания образцов, а также по кинетике водопоглощения.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12730.0 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения. пористости и водонепроницаемости

ГОСТ 12730.1 Бетоны. Методы определения плотности

ГОСТ 12730.3 Бетоны. Метод определения водопоглощения

ГОСТ 12852.6 Бетон ячеистый. Метод определения сорбционной влажности

ГОСТ 24104* Весы лабораторные. Общие технические требования

Прим еча н и е — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссыло^ых стандартов и классификаторов в сети Интернет на официагъном сайте Межгосударственного совета по стандартизации. метрологии и сертификации (wvvw.easc.by) или в указателях национальных стандартов, издаваемых в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайгах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Есты ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 истинная плотность рц| г/см 3 : Отношение массы бетона (образца) к его истинному объему (без пор).

3.2 средняя плотность pw, г/см 3 : Отношение массы бетона (образца) к его общему объему (с порами).

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228—2008 «Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания».

3.3 истинный объем (образца) Уи, см 3 : Объем твердой фазы бетона.

3.4 общий объем (образца): Сумма объемов твердой фазы бетона (образца), объема открытых и условно-закрытых капиллярных лор. см 3 .

3.5 открытая капиллярная пористость Пв, см 3 : Объем пор бетона (образца), насыщаемых водой при определении водопотлощения бетона.

3.6 условно-закрытая капиллярная пористость П,: Объем лор бетона (образца), не насыщаемых водой при определении водопотлощения бетона.

3.7 полный объем пор бетона (образца) Пп, %: Отношение средней плотности бетона (образца) и его истинной плотности.

4 Общие требования

Общие требования к методам определения параметров пористости — по ГОСТ 12730.0.

5 Инструменты и оборудование

5.1 Для проведения испытания применяют:

- весы лабораторные по ГОСТ 24104;

* электрошкаф сушильный, обеспечивающий температуру нагрева от 105 °C до 110 *С;

- емкость для насыщения образцов водой:

- объемомер по ГОСТ 12730.1.

6 Определение параметров пористости

6.1 Объем открытых капиллярных пор бетона (образца) По принимают равным водопоглощению бетона по объему, см 3 .

n0 = w0, где Wo — объемное еодопоглощение бетона по ГОСТ 12730.3.

6.2 Объем условно-закрытых капиллярных пор бетона П, рассчитывают по формуле

где Пп — полный объем лор; По — объем открытых капиллярных пор.

6.3 Полный объем пор бетона (образца) Пп. см 3 , рассчитывают по формуле

где V — объем образца, определенный по ГОСТ 12730.1, см 3 ;

Ри — истинная плотность бетона, определенная по ГОСТ 12730.1, г/см 3 ;

pw — средняя плотность сухого бетона, определенная по ГОСТ 12730.1. г/см 3 .

6.4 Объем сорбционной влажности бетона И/. образцов. % об., определяют по ГОСТ 12652.6.

6.5 Показатели среднего размера капиллярных пор бетона и их однородности по размерам определяют по кинетике их водопотлощения по приложению А.

По этим показателям бетоны оценивают по классификации, приведенной в приложении Б.

Приложение А (рекомендуемое)

Определение показателей пористости бетонов по кинетике его водопоглощения

А.1 Кинетику водопоглощения бетона определяют на образцах стандартного размера [кубе ребром (70 ± 2) мм или цилиндр диаметром и высотой (70 ± 5) мм] в серии из двух образцов и характеризуют приращением массы бетона при водологлощении во времени.

А.2 Кривые эещологлощения аппроксимируют уравнением

где IV( — водопоглощение образца за время I. % масс.;

УКМ — водопоглощение образца стандартного размера, определенное по ГОСТ 12730.3 за 24 ч. % масс.;

е — основание натурального логарифма, равное 2,72: t — время водопоглощения, ч;

X — показатель среднего размера открытых кагмллярных лор. равный пределу отношений ускорения процесса водопоглощения к его скорости;

а — показатель однородности размеров открытых капиллярных пор.

А.З Кинетику водопоглощения бетона определяют путем непрерывного или дискретного взвешивания предварительно высушенных образцов в процессе их водопоглощения по методу ГОСТ 12730.3 за 24 ч и рассчитывают по формуле

где /лс — масса сухого образца, г.

/п24 — масса водонэсыщенного образца за 24 ч.

А.4 При непрерывном гидростатическом взвешивании строят кривую приращения массы образца во времени (рисунок АЛ). В конце испытаний производят гидростатическое и обычное взвешивания насыщенного водой образца и определяют его объем по методу ГОСТ 12730.1.

По результатам испытаний на кривой водопоглощения (рисунок А.1) находят точки, в которых водопоглощение составляет = 0.632 IVM (точка А рисунок А.1) и Wl2 = 0.5 IVM (точка Б рисунок А.1).

Далее находят соответствующие этим точкам время; (точка В рисунок А.1) и (точка Г рисунок А.1).


Рисунок АЛ — График водопоглощения образца бетона при непрерывном взвешивании

По значениям величин 1, и t2 по номограмме (рисунок А.2) находят значения поровой структуры X (из точки В переходят горизонтально в точку В1 и далее вертикально в точку Д) и а (из точки Г переходят горизонтально до пересечения с отрезком В1—Д и находят точку Е. определяющую линию номограммы с соответствующим значение*! а).


Рисунок A J — Номограмма к расчету показателей пористости по кинетике еодопоглощения при непрерывно*! взвешивании

Пример Расчеты и определения показателей пористости по кинетике еодопоглощения бетона при непрерывном взвешивании.

Для случая т: = 815 а; т24 = 866 a; pw — 2.30 г/см 3 .

По результатам испытаний водонасыщения бетона образца (рисунок А.1) рассчитывают значение WM, в,

(М).,м=6.26%.

Водологлощение по объему IVO рассчитывают по формуле Wo = W„-pw. (А.З)

6.26 ■ 2,30-14.4%. Определяют водологлощение tV( , составляющее 0,632 Wu, равное

1 0.632 - 6.26 - 3,96%.

По рисунку А. 1 определяют время, соответствующее значению IV, — t, = 0.65 ч.

Аналогично определяют Wt^ = 0,5 Wu. равное 0.5 ■ 6.26 = 3,13 %ut2 = 0.30 ч.

По величинам = 0,65 ч и 0,30 ч по номограмме (рисунок А.2) находят параметры поровой структуры: >. = 1.54 и а = 0,5.

А.5 При дискретном взвешивании после определения массы насыщаемого образца в моменты времени 0,25;

1.0 и 24.0 ч после погружения высушенного образца в воду рассчитывают значение величин:

Бетоны. Методы определения показателей пористости

Стандарт распространяется на все виды бетонов и устанавливает методы определения показателей пористости по результатам определения их плотности, водопоглощения и сорбционной влажности.

ГОСТ 12730.4-78

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРИСТОСТИ

Стандартинформ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Методы определения показателей пористости

Concretes. Methods of determination of porosity parameters

ГОСТ
12730.4-78

Дата введения 01.01.80

2. Для определения объема открытых некапиллярных пор бетона (объема межзерновых пустот) образцы насыщают в воде в течение 24 ч по ГОСТ 12730.3 , затем выдерживают 10 мин на решетке, после чего определяют их объем в объемомере по ГОСТ 12730.1 (без предварительного высушивания и парафинирования).

ро - плотность сухого бетона в серии образцов, определенная по ГОСТ 12730.1 , кг/м 3 .

где W о - объемное водопоглощение бетона в серии образцов, определенное по ГОСТ 12730.3 , %.

где V - объем образца, определенный по ГОСТ 12730.1 , см 3 ;

V 1 - объем образца, определенный по п. 2 настоящего стандарта, см 3 .

Объем открытых некапиллярных пор бетона в серии образцов определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний всех образцов в серии.

6. Объем условно-закрытых пор бетона в серии образцов Пз в процентах определяют по формуле

где W c - сорбционная влажность бетона в серии образцов при относительной влажности воздуха 95 - 100 %, определенная по методике ГОСТ 12852.6 , % по объему.

8. Показатели среднего размера пор и однородности размеров пор в бетоне следует определять по кинетике их водопоглощения по приложению.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРИСТОСТИ БЕТОНОВ ПО КИНЕТИКЕ ИХ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

1. Кинетика водопоглощения бетона характеризуется приращением его массы во времени.

2. Кривые водопоглощения выражаются уравнением

где Wt - водопоглощение образца за время t , % по массе;

W м - водопоглощение образца, определенное по ГОСТ 12730.3 , % по массе;

е - основание натурального логарифма, равное 2,718;

t - время водопоглощения, ч;

- показатель среднего размера открытых капиллярных пор, равный пределу отношений ускорения процесса водопоглощения к его скорости, определяемый по номограммам, приведенным на черт. 1 - 4;

3. Кинетику водопоглощения определяют путем непрерывного или дискретного взвешивания предварительно высушенных образцов в процессе их водопоглощения по методике ГОСТ 12730.3 .

4. При непрерывном гидростатическом взвешивании строят кривую приращения массы во времени в координатах: водопоглощение (в процентах по массе) - время (в часах). Кроме того, в конце испытаний производят гидростатическое и обычное взвешивание насыщенного водой образца для определения его объема по методике ГОСТ 12730.1 .

Пример пользования номограммой показан на черт. 1.

7. Базовыми образцами при определении параметров пористости по кинетике водопоглощения являются куб с ребром 7 см или цилиндр диаметром и высотой 7 см.

Номограмма и пример расчета параметров пористости по кинетике насыщения материала жидкостью
(непрерывный метод)

Номограмма и пример расчета параметров пористости по кинетике насыщения материала жидкостью
(дискретный метод)

Читайте также: