ГОСТ 10060.4-95

ГОСТ10060.4-95

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ

БЕТОНЫ

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЙМЕТОД УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯНАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОМУНОРМИРОВАНИЮ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательскиминститутом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ)Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией постандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 22ноября 1995 г.

За принятиепроголосовали

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 ВВЕДЕН в действие с 1 сентября 1996 г. в качествегосударственного стандарта Российской Федерации постановлениемМинстроя России от 5 марта 1996 г. № 18-17

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Определения

4 Средства испытания и вспомогательные устройства

5 Порядок подготовки к проведению испытания

6 Порядок проведения испытаний

7 Правила обработки результатов испытания

8 Правила оформления результатов испытания

Приложение А Методика определения удельной контракции цемента

Приложение Б Показатели шкалы морозостойкости тяжелого и легкогобетонов

Приложение В Пример ускоренного определения морозостойкости бетона

Приложение Г Форма журнала ускоренного определения морозостойкостибетона

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

БЕТОНЫ

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ МЕТОД УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯМОРОЗОСТОЙКОСТИ

CONCRETES.STRUCTURE-MECHANICAL RAPID METHOD FOR THE DETERMINATION OFFROST-RESISTANCE

Дата введения 1996-09-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тяжелые и легкие бетоны нацементном вяжущем, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, иустанавливает ускоренный структурно-механический (пятый) методопределения морозостойкости бетона при подборе и корректировке егосостава лабораториями предприятий стройиндустрии.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроковсхватывания и равномерности изменения объема.

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры,мензурки, колбы, пробирки. Технические условия.

ГОСТ 5582-75 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие,жаростойкие и жаропрочные. Марки.

ГОСТ 8269-87 Щебень из природного камня, гравий и щебень из гравиядля строительных работ. Методы испытания.

ГОСТ 9871-75 Термометры стеклянные ртутные, электроконтактные итерморегуляторы. Технические условия.

ГОСТ 10060.0-95 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общиетребования.

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольнымобразцам.

ГОСТ 10181.4-81 Смеси бетонные. Методы определения расслаиваемости.

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

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам,отобранным из конструкций

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 бетонныхобразцов должно соответствовать требованиям ГОСТ 10180 и ГОСТ 28570.

4.2 Морозильный шкаф, обеспечивающий достижение и поддержаниетемпературы минус (18±2)°С.

4.3 Переносной контактомер КД-07.

Примечание - Контактомер изготавливает ГП «ВНИИФТРИ»(141570, Московская обл., ГП «ВНИИФТРИ», пос.Менделеево).

4.4 Электрошкаф сушильный, обеспечивающий температуру нагрева до 105°С иавтоматическое регулирование температуры с пределом допустимойпогрешности ±5°С.

4.5 Весы, имеющие предел допустимой погрешности взвешивания ±0,01г.

4.6 Ванна для насыщения шести образцов

4.7 Вода по ГОСТ 23732.

5 Порядок подготовки к проведению испытания

5.1 Для испытаний бетона на морозостойкость используют либообразцы-кубы, либо образцы-керны.

5.2 Перед изготовлением образцов определяют:

- водопоглощение щебня и песка по ГОСТ 8369 в течении 1 ч;

- водоотделение бетонной смеси по ГОСТ 10181.4 для случая, когдабетонную смесь уплотняют центрифугированием или вакуумированием.

5.3 Основные и контрольные образцы изготавливают и отбирают по 4.5 -4.10 ГОСТ 10060.0.

5.4 Образцы-керны отбирают из конструкции и хранят по ГОСТ 28570.

5.5 Контрольные и основные образцы насыщают водой по 4.11 ГОСТ10060.0.

5.6 Перед испытанием образцов-кернов или образцов-кубов из бетонанеизвестного состава один из них подвергают следующим испытаниям:

- определяют массу т_в0 керна (образца) после егонасыщения, г;

- определяют объем Vкерна (образца), см³;

- раскалывают керн (образец) на куски объемом 20 - 30 см³и определяют массу т_вiполученной пробы, г;

- кипятят пробу в течение 5 ч, охлаждают до температуры (20±2)°С, охлажденнуюводу сливают и определяют массу пробы т_кi,г;

- высушивают пробу в сушильном шкафу при температуре (105±5) °Сдо постоянной массы т_сi.

5.7 Определяют капиллярно-открытую пористость П_iбетона в проектном возрасте, %:

а) для образцов из бетона с известным составом:

- для тяжелого бетона

(1а)

- для бетонов с пористыми заполнителями

(1б)

где: П_i- капиллярно-открытая пористость материала, %;

W_i- объем воды затворения в 1 л уплотненной смеси образцабетона за вычетом водоотделения или водопоглощения заполнителями впроцессе уплотнения, см³. Для заполнителей из плотныхпород (гранит, базальт, кварц) водопоглощение принимают равным 1 % ихмассы;

V_п- объем открытых пор пористых заполнителей (объем воды,поглощаемой пористыми заполнителями за 1 ч), см³;

-удельная контракция применяемого цемента к сроку испытаний материалана морозостойкость см³/г .Значениеопределяютзаранее по мере поступления цемента, используя методику, изложенную вприложении А;

К₅ - стехиометрический коэффициент контракциицемента, принимаемый по таблице 1;

Ц_i-масса цемента в 1 л бетонной смеси, г.

Таблица 1

б) для образцов из бетона с неизвестным составом

(2)

где т_кi,т_ci,т_вi,т_в0 - величины по 5.6;

d_w- плотность воды при температуре (20±2)°С, принимают 1г/см³;

Д - коэффициент, отражающий объем пор в бетоне керна, вкотором вода не переходит в лед при замораживании до минус (18±2)°С (определяют потаблице 2)

Таблица 2

6 Порядок проведения испытаний

6.1 Насыщенные водой контрольные образцы через 2 ч после извлеченияиз ванны испытывают на прочность при сжатии по ГОСТ 10180.

6.2 Основные образцы сразу после извлечения из ванны помещают вморозильный шкаф и подвергают однократному замораживанию в течение 5ч при температуре минус (18±2)°С.

6.3 Основные образцы после извлечения из морозильного шкафа взамороженном состоянии незамедлительно испытывают на прочность присжатии и вычисляют коэффициент повышения прочности бетона К_i

,(3)

где -средние арифметические значения прочности бетона соответственно вконтрольных и основных образцах, МПа.

6.4 Из таблиц Б.1 и Б.2 приложения Б для установленного значениякапиллярно-открытой пористости испытываемого бетона находятсоответствующее ей предельные значения морозостойкости M_махи М_мin, а также коэффициентов повышения прочностиК_мах и К_мinи рассчитывают морозостойкость бетона М_iв циклах по формуле

,(4)

где К_i- фактический коэффициент повышения прочности бетона;

М_maxи М_min- соответственно максимальная и минимальнаяморозостойкость бетона, цикл;

К_maxи K_min- соответственно максимальный и минимальныйкоэффициенты повышения прочности бетона.

6.5 Если значения коэффициента К_iдля данной капиллярнооткрытой пористости меньше коэффициента К_min, то морозостойкость М_iпринимают равной М_max, а при К_iбольшем, чем К_max, морозостойкость принимают равной М_min.

7 Правила обработки результатов испытания

7.1 Морозостойкость определяют по формуле

(5)

где (6)

Коэффициент К_т для тяжелого бетона,цементно-песчаного раствора и легкого бетона принимают соответственно0,004, 0,005, 0,006.

Значения средних квадратических отклонений ,находятпо формулам:

(7)

(8)

7.2 Марку бетона по морозостойкости устанавливают равной меньшемузначению F(таблица 3 ГОСТ 10060.0), которое является ближайшим к значению М.

8 Правила оформления результатов испытания

Исходные данные и результаты определения морозостойкости бетоназаносят в журнал по форме, приведенной в приложении Г.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ КОНТРАКЦИИ ЦЕМЕНТА

А.1 Общие положения

Методика распространяется на все виды цементов.

Методика устанавливает порядок измерения контракции цемента наконтрактометре КД-07 и определения ее удельного значения в проектномвозрасте 28 сут.

Контракция - уменьшение абсолютного объема цементного материала врезультате гидратации цемента.

Удельная контракция - отношение контракции в заданный момент временик массе гидратируемого цемента.

Указанную характеристику для применяемого цемента определяют один раздля каждой из поступающих партий цемента или при изменении видадобавок для бетонов.

А.2 Норма погрешности

Методика обеспечивает измерение контракции с погрешностью не более ±1% объема при температуре (20±2)°С, а определениеудельной контракции - с погрешностью ±2%.

А.3 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы

1 Контрактометр КД-07.

2 Весы лабораторные с верхним пределом взвешивания не менее 1 кг,погрешностью взвешивания не более 10 мг.

3 Мерные цилиндры вместимостью 50 и 500 мл по ГОСТ 1770.

4 Виброплощадка лабораторная - характеристика по ГОСТ 10180.

5 Смазка - солидол, эмульсол, отработанное машинное масло.

6 Вода по ГОСТ 23732.

7 Чаша сферическая с мастерком для приготовления цементного теста поГОСТ 310.3.

8 Термометр с диапазоном измерений (0-100) °Спо ГОСТ 9871.

А.4 Сущность метода

Определение контракции основано на измерении уровня столба воды встеклянном капилляре, расположенном над цементным тестом, помещеннымв герметизируемый сосуд.

Уровень измеряют при постоянной температуре в диапазоне (20-25) °Св течение 3 ч.

А.5 Условия проведения измерения

Измерения выполняют при следующих параметрах окружающей среды:

температура воздуха, °С15- 30

относительная влажность, %30 - 80

атмосферное давление, мм рт. ст.710 - 780

А.6 Устройство контрактометра

Контрактометр (рисунок А.1) имеет сосуд 2, стакан 1, крышку 3 скапилляром 6 в защитной трубке 7 со шкалой, визир 8, заглушкукапилляра 9, струбцину 4 и емкость 5.

Рисунок А.1

Вместимость сосуда 2 и стакана 1 составляет соответственно 750 и 500см³. Капилляр 6 со шкалой обеспечивает измерениеконтракции до 20 см³.

Цена деления шкалы капилляра: 10 мм эквивалентны 0,8 см³контракции. Вместимость сосуда 9 - 10 л.

Материал сосуда, стакана, крышки и струбцины - нержавеющая стальмарки 12Х18Н10Т-Н1 по ГОСТ 5582.

А.7 Подготовка к проведению измерения

7.1 Внутренние стенки стакана контрактомера покрывают смазкой. Вемкость термостатирования наливают 6 л воды температурой (20±2)°С.

7.2 Приготавливают испытываемое цементное тесто нормальной густотыобъемом 500 см³.

7.3 Выкладывают цементное тесто в стакан контрактометра и уплотняютего на лабораторной виброплощадке.

7.4 Сосуд контрактометра устанавливают в емкость с водой и помещают внего стакан со смесью. Стакан поворачивают на 2-3 оборота. Затемсосуд под слоем воды закрывают крышкой.

При этом под водой с внутренней поверхности крышки удаляют пузырькивоздуха.

После герметизации постукивают 3-5 раз по поверхности стола дляудаления оставшихся пузырьков воздуха.

7.5 В капилляр контрактометра доливают воду до отметки 0, и закрываюткапилляр заглушкой.

7.6 Фиксируют время в момент доведения уровня воды в капилляре доотметки 0, а контрактометр устанавливают в емкость с водой.

Примечание - Суммарная (общая) длительность операций по7.2 - 7.6 не должна превышать 10 мин.

А.8 Выполнение измерения

8.1 Контракцию измеряют, отмечая по шкале уровень воды в капилляре,который округляют до 1 мм. Отсчет ведется от отметки 0. Полученныйрезультат переводят в объем умножением на 0,8 см².

8.2 Уровень отмечают через 3 ч. Перед отсчетом дном сосудапостукивают по столу аналогично 7.4.

8.3 По окончании измерения контрактометр извлекают из емкости сводой, воду выливают; контрактометр ставят обратно в емкость иразгерметизируют его; из сосуда извлекают стакан с материалом;встряхивая открытой частью стакана над сферической чашей, извлекаютиз него отвердевший материал; выливают остаток воды из сосудаконтрактометра и емкости; протирают сосуд и стакан ветошью, покрываютсмазкой внутренние стенки стакана; вновь собирают контрактометр изакрывают сосуд крышкой.

А.9 Определение удельной контракции цемента

ввозрасте 28 сут

9.1 Удельную контракцию цемента в проектном возрасте 28 сутопределяют по результатам ее измерения на контрактометре КД-07 за 3 чпри пересчете на 1000 г цемента, используя данные таблицы А.1.

Таблица А.1 - Удельная контракция цементав проектном возрасте 28 сут

9.2 Значение контракции на1000 г цемента за 3 часа находят по зависимости

где -контракция цемента за 3 ч в тесте нормальной густоты, помещенного вконтрактометр, см³

Ц_н.г.- масса цемента в тесте нормальной густоты, помещенногов сосуд контрактометра, г.

9.3 По данным о контракции изтаблицы А1 находят значение удельной контракции ввозрасте 28 сут которая практически не зависит от режима тепловойобработки бетона

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

ПОКАЗАТЕЛИ ШКАЛЫ МОРОЗОСТОЙКОСТИ ТЯЖЕЛОГО И ЛЕГКОГО БЕТОНОВ

Таблица Б.1 -Показатели шкалы морозостойкости тяжелого бетона и цементно-песчаногораствора

Таблица Б.2 - Показатели шкалы морозостойкости легкого бетона

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(информационное)

ПРИМЕР УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ БЕТОНА

1 Исходные данные. Испытывают бетон следующего состава, кг/м³:цемент - 400, песок - 691, щебень - 1089, вода - 172. Дляизготовления бетона использованы следующие материалы: цементВоскресенского завода ПЦ-400, =3,1т/м³; щебень гранитный месторождения «Кузнечное»,М1400, фракции 5-25 мм; песок тучковский, М_кр=2,0.Изготовлено 6 образцов-кубов бетона размером 100х100х100 мм. Бетонподвергнут тепловлажностной обработке.

Удельная контракция цемента в возрасте 28 сут согласно приложению Асоставила 0,037 см³/г или 0,037 л/кг. Суммарноеводопоглощение заполнителей согласно 5.7 принято равным 1 % их массы.

2 Требуется определить морозостойкость бетона в проектном возрасте 28сут.

3 Образцы подвергают водонасыщению по ГОСТ 10060.0.

4 Определяют показатели морозостойкости.

4.1 Для расчета капиллярно-открытой пористости по формуле (1а)принимаем: л;объем открытых пор заполнителей V= 0.

4.2 Вычисляют капиллярно-открытую пористость бетона в возрасте 28 сутпо формуле (1а)

%

43 Определяют прочность бетона на сжатие после его водонасыщения поГОСТ 10060.0и однократного замораживания в контрольных R_кiи основных R_oiобразцах, МПа:

R_к1=28,3;R_к2=30,7;R_к3=32,5;

R_o1=49,2;R_o2=45,1;R_o3=48,1.

4.4 Вычисляют средние арифметические значения пределов прочностибетона в контрольных и основных образцах:

МПа

МПа

4.5 Вычисляют значение коэффициента повышения прочности бетона приоднократном замораживании по формуле (3)

4.6 Из таблицы Б.1 для П_i=7,8 % методом интерполяции находят: М_мах=320,М_min=223,К_мах=1,59, К_min=1,11и с учетом К_i=1,46рассчитывают морозостойкость испытываемого бетона по формуле (4)

циклов.

4.7 Для окончательного представления результата ускоренногоопределения морозостойкости вычисляют:

- значения средних квадратических отклонений результатов испытаний напрочность контрольных и основных образцов бетона по формулам (7) и(8):

МПа

МПа

-значение относительной погрешности определения морозостойкости бетонапо формуле (6)

4.8 Окончательно морозостойкость бетона равна

М = 249 (1-0,09) = 227 циклов

Испытанному бетону устанавливают марку по морозостойкости F200(ближайшее к М меньшее значение Fиз таблицы 3 ГОСТ 10060.0).

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(обязательное)

ФОРМА ЖУРНАЛА УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ БЕТОНА

Начальник подразделения

(лаборатории)_____________ _____________________

(подпись) (ф.и.о.)

Ответственное лицо,

проводившее испытание ____________ ___________________

(подпись) (ф.и.о.)

Ключевые слова: капиллярно-открытая пористость, прочность бетона вводонасыщенном и замороженном состояниях, однократное замораживание,минимальная и максимальная морозостойкость