Определение воздухопроницаемости и водонепроницаемости бетона

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ

И ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ

БЕТОНА

Методические указания к лабораторной работе

Составитель Н.П. Душенин

Томск 2012

Определение воздухопроницаемости и водонепроницаемости бетона: методические указания к лабораторной работе / Сост. Н.П. Душенин. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.- строит. ун-та, 2012. – 19 с.

Рецензент к.т.н., доцент Г.Г. Петров Редактор Е.Ю. Глотова

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Б3.В.5 «Технология бетона, строительных изделий и конструкций» и Б2.ДВ1.2 «Механические методы испытаний» для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 270800 «Строительство» и профилю подготовки «Производство строительных материалов и конструкций», очной формы обучения.

Печатаются по решению методического семинара кафедры строительных материалов и технологий, протокол

№ 5 от 29.10.2011 г.

Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В.В. Дзюбо

с 01.02.2013 до 01.07.2018

Оригинал-макет подготовлен автором.

Подписано в печать 14.12.12 г. Формат 60×84. Бумага офсет. Гарнитура Таймс.

Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 40 экз. Заказ № 568.

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2. Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.

2

ВВЕДЕНИЕ

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, а также 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 воз- душно-сухих условиях проницаемость его примерно в 10 раз больше, чем при твердении в камере нормального хранения при влажности (95±5) % и температуре (20 ± 2) оC.

Водонепроницаемость бетона, особенно в ранние сроки твердения, повышается с возрастом значительно в большей степени, чем прочность. 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 [1] изложены следующие методы определения водонепроницаемости:

–определение водонепроницаемости по «мокрому пятну», основано на измерении максимального давления, при котором через образец не просачивается вода;

–определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации, основано на определении коэффициента фильтрации при постоянном давлении по измеренному количеству фильтрата и времени фильтрации;

–ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром);

3

– 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 W8 по «мокрому пятну» длится около недели.

Целями освоения дисциплины «Механические методы испытаний» является приобретение знаний и экспериментальных навыков исследования состава, структуры и свойств строительных материалов и определения качественных характеристик строительных изделий и конструкций.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:

ОК-1 Владение культурой мышления; способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения

ПК-5 Владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией

ПК-17 Знание научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности

ПК-19 Способность составлять отчеты по выполненным работам, участвовать во внедрении результатов исследований и практических разработок

В результате освоения дисциплины студенты должны

знать:

–состав материала, основные понятия, термины и определения;

–назначение и области применения механических методов испытания строительных материалов, изделий и конструкций;

4

–особенности подготовки образцов для проведения испытаний;

–методы и приборы по экспериментальным исследованиям строительных материалов.

Уметь:

–организовать производственный контроль качества на всех этапах технологического процесса производства строительных материалов, изделий и конструкций;

–обобщать опыт внедрения разработанных технических решений и научных исследований;

–пользоваться специальной литературой, справочниками, стандартами, нормативными и другими руководящими документами;

–делать выводы по проведенной работе.

Владеть:

–инженерной терминологией в области строительных материалов и технологий их производства;

–методами определения физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств строительных материалов, изделий и конструкций.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение и практическое освоение методик:

–базовый метод водонепроницаемости по «мокрому

пятну»;

–ускоренное определение водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости.

2. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

Установка любой конструкции, которая имеет шесть гнезд для крепления образцов и обеспечивает возможность подачи воды к нижней торцевой поверхности образцов при возрастающем ее давлении, а также возможность наблюдения за состоянием верхней торцевой поверхности образцов,

5

диаметр открытой поверхности которых не менее 130 мм

(рис. 1).

Устройство типа «Агама-2Р» (рис. 2). Герметизирующая мастика, удовлетворяющая требова-

ниям ГОСТ 14791.

Пластина для проверки герметичности (оргстекло ГОСТ 9784).

Металлический шпатель. Штангенциркуль по ГОСТ 166. Стальные линейки по ГОСТ 427.

Цилиндрические формы для изготовления бетонов с внутренним диаметром 150 мм и высотой 150 мм.

Вода по ГОСТ 23732.

6

3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Водонепроницаемостью бетона называют способ-

ность его не пропускать воду под давлением. Обозначается буквой «W». Изучаемые способы определения водонепроницаемости распространяется на все виды бетонов, применяемые в промышленном, энергетическом, транспортном, водохозяйственном, жилищно-гражданском и других видах строительства.

Согласно ГОСТ 26633 [3], для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования ограничения проницаемости или повышенной плотности и коррозионной стойкости, устанавливают следующие марки по водонепроницаемо-

сти W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20.

Марка бетона по водонепроницаемости по «мокрому пятну» соответствует давлению воды, при котором еще не наблюдается ее просачивание на четырех из шести образцах. Время выдержки под давлением определяется размерами образца.

При ускоренном определении водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости [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.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОНА ПО «МОКРОМУ ПЯТНУ»

4.1. Отбор образцов

4.1.1. Для определения водонепроницаемости используют образцы – кубы с ребром 150 мм (базовый размер). Число образцов в серии – 6. Торцевые поверхности образцов

7

не должны иметь неровности, превышающие по высоте 3 мм. 4.1.2. Изготовление образцов осуществляется в соответствии с ГОСТ 10180. Изготовленные образцы хранят в камере нормального твердения при температуре (20±2) оС и относительной влажности воздуха не менее 95 %. При хранении образцов должна быть исключена возможность попадания воды на их поверхность. Перед испытанием образцы

выдерживают в помещении лаборатории не менее суток.

4.2. Подготовка к испытанию

4.2.1. Перед испытанием образцы выдерживают в помещении лаборатории в течение суток, температура в помещении должна быть (20 ± 5) оС, а относительная влажность воздуха не менее 60 %.

4.2.2. Образцы в обойме помещают в гнезда установки для испытания и надежно закрепляют. Схемы крепления и герметизации образцов приведены в прил. 1.

4.2.3. Торцевые поверхности образцов перед испытанием очищают от поверхностной пленки цементного камня и следов уплотняющего состава металлической щеткой.

4.3. Проведение испытания

4.3.1.Давление воды повышают ступенями по 0,2 МПа

втечение 1–5 мин и выдерживают на каждой ступени в течение времени, указанного в табл. 1.

4.3.2.Испытание проводят до тех пор, пока на верхней торцевой поверхности образца появятся признаки фильтрации воды в виде капель или мокрого пятна.

8

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Водонепроницаемость каждого образца оценивают максимальным давлением воды, при котором еще не наблюдалось ее просачивание через образец.

4.4.2. Водонепроницаемость серии образцов оценивают максимальным давлением воды, при котором на четырех из шести образцов не наблюдалось просачивание воды.

4.4.3. Марку бетона по водонепроницаемости принимают по табл. 2.

4.4.4. Результаты испытаний заносят в табл. 3.

Таблица 2

Марки бетона по водонепроницаемости

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОНА ПО ЕГО ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ

5.2. Подготовка к испытанию

5.2.1. Методика определения основана на применении прибора «АГАМА-2Р».

9

5.2.2. Перед испытанием образцы выдерживают в помещении лаборатории в течение суток, температура в помещении должна быть (20 ± 5) оС, а относительная влажность воздуха не менее 60 %.

5.2.3. Поверхности бетона перед испытанием очищают от поверхностной пленки цементного камня и пыли металлической щеткой и протирают сухой ветошью.

5.3.4. Фланец прибора не должен выступать за грань (край) контролируемой бетонной поверхности.

5.3. Подготовка прибора к работе

5.3.1.Подготовить прибор «АГАМА-2Р» (рис. 2) к работе. Для этого вынуть его из футляра и убедиться в отсутствии дефектов, препятствующих работе с ним. Подключить прибор к источнику питания.

5.3.2.Включить тумблеры «П» и «И» (позиции 13 и 14 рис. 6), для чего перевести их в положение обозначенное точкой. При этом на индикаторе 11 должны засветиться цифры 000,0, выключить тумблеры «П» и «И».

5.3.3.Проверить герметичность прибора. Установить рукоятки 6 в рабочее положение (см. рис. 5) и закрепить их фиксаторами 7, развернув последние рукоятками к корпусу прибора.

5.3.4.Перевести рычаги прибора в верхнее положение (см. рис. 4), 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.

5.3.5.Приготовить из герметизирующей мастики жгут диаметром 6–9 мм и уложить его по кольцевой риске на фланце корпуса камеры.

5.3.6.Закрыть клапан давления, вращая колпачок 4 (рис. 6) по часовой стрелке до упора.

10