Допустимая усадка бетона по госту
1. МЕТОДЫ ОТБОРА И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ
1.1. Определение деформаций усадки и ползучести должно производиться на призматических образцах размерами 70 ´ 70 ´ 280, 100 ´ 100 ´ 400, 150 ´ 150 ´ 600, 200 ´ 200 ´ 800 мм не гидроизолированных от влагообмена с окружающей средой. В качестве базового образца следует принимать призму размерами 150 ´ 150 ´ 600 мм.
Для определения деформаций усадки ячеистого бетона допускается применять призмы размерами 40 ´ 40 ´ 160 мм.
1.2. Размеры образцов для определения деформаций усадки и ползучести выбирают в зависимости от наибольшей крупности заполнителя в пробе бетонной смеси в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78.
1.3. Образцы изготовляют отдельными сериями.
Определение деформаций ползучести производят одновременно с определением деформаций усадки, при этом перед испытаниями определяют прочность бетона на сжатие по ГОСТ 10180-78 и призменную прочность по ГОСТ 24452-80.
Каждая серия должна состоять из девяти образцов призм, из которых три предназначают для определения призменной прочности, три - для определения деформаций усадки и три - для определения деформаций ползучести, а также трех образцов-кубов с ребрами размерами, соответствующими размеру рабочего сечения призмы.
1.4. Изготовление и хранение образцов до распалубливания должно соответствовать требованиям ГОСТ 10180-78.
1.5. После распалубливания все образцы одной серии должны (включая образцы-кубы) храниться вплоть до начала испытаний в одинаковых, как правило, нормальных температурно-влажностных условиях согласно ГОСТ 10180-78.
При определении только усадки бетона образцы до начала испытаний должны храниться во влажных условиях, исключающих возможность испарения влаги из бетона.
1.6. Образцы из ячеистого бетона, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78, перед испытанием на усадку и ползучесть должны быть погружены в воду и храниться в ней в течение 3 сут в горизонтальном положении.
1.7. Число образцов в серии и условия их хранения при определении деформаций температурной усадки и ползучести при нагреве принимают в соответствии с обязательным приложением 1.
2. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ
2.1. Оборудование и приборы для проведения испытаний должны отвечать требованиям настоящего стандарта, быть проверены и аттестованы в установленном порядке в соответствии с ГОСТ 8.001-80 и МУ 8.7-77.
2.2. Для определения деформаций усадки применяют устройства, схемы которых показаны на черт. 1 и 2. Устройство, схема которого приведена на черт. 1, предназначено для измерения деформаций усадки образцов с поперечным сечением размерами 40 ´ 40 мм.
Схема устройства для определения деформаций усадки образцов с размерами поперечного сечения 40 ´ 40 мм
1 - стойка; 2 - кронштейн; 3 - конусообразный выступ; 4 - нижняя опора; 5 - индикатор; 6 - образец; 7 - репер; а - размер стороны поперечного сечения образца; Н - высота образца; l 1 - база измерений.
Устройство, схема которого приведена на черт. 2, предназначено для измерения деформаций усадки образцов с сечением размерами более 40 ´ 40 мм и состоит из уложенной на опоры 7 плоской сварной сетки 6, изготовленной из гладких арматурных стержней с ячейками размером не более 20 мм.
Схема устройства для определения деформаций усадки образцов с размерами поперечного сечения более 40 ´ 40 мм
1 - индикатор часового типа; 2 - рамка для крепления индикаторов; 3 - качающаяся штанга; 4 - образец; 5 - металлические пластинки по торцам образца; 6 - плоская сварная сетка; 7 - опора.
2.3. Для определения деформаций ползучести применяют пневмогидравлические, пружинно-гидравлические или пружинные испытательные устройства, а также рычажные, приведенные в обязательном приложении 1.
Пневмогидравлическое устройство, схема которого приведена на черт. 3, включает следующие основные узлы: плоскую раму, гидродомкрат с манометром и два баллона с инертным газом, в которых создают избыточное и расчетное давление.
Схема пневмогидравлического устройства для определения деформаций ползучести
1 - стойка; 2 - верхняя опорная плита; 3 - траверса; 4 - баллон с инертным газом (с избыточным давлением по отношению к расчетному); 5 - баллон с инертным газом при расчетном давлении; 6 - гидравлический домкрат с шарнирной опорной плитой; 7 - вентиль баллона; 8 - входной вентиль; 9 - манометр образцовый; 10 - образец.
Пружинно-гидравлическое испытательное устройство, схема которого приведена на черт. 4, состоит из пространственной рамы, снабженной в верхней ее части гидравлическим мембранным домкратом 2, а в нижней части - пакетом тарельчатых пружин 7 и регулировочными винтами 6. Контроль передаваемого на образец усилия осуществляется с помощью образцового манометра 1 гидравлического домкрата 2.
Схема пружинно-гидравлического устройства для определения деформаций ползучести
1 - образцовый манометр; 2 - гидравлический домкрат плунжерного типа с гибкой диафрагмой; 3 - поршень домкрата; 4 - стойки; 5 - опорная плита; 6 - регулирующие винты; 7 - тарельчатые пружины; 8 - образец.
Пружинное испытательное устройство, схема которого приведена на черт. 5, состоит из стоек 1, верхней траверсы 2 и постамента 7, образующих жесткую замкнутую раму, внутри которой размещены испытываемый образец 9, спиральные пружины 8 и установлен переносной гидравлический домкрат 6. Средняя 3 и нижняя 4 подвижные траверсы служат для передачи усилия, установочный винт 10 фиксирует образец до начала его загружения. С помощью домкрата 6 создают сжатие предварительно протарированной спиральной пружины и заданное усилие в образце, после чего положение нижней траверсы фиксируют гайками 5, а домкрат 6 освобождают и переносят на следующую установку.
Схема пружинного устройства для определения деформаций ползучести
1 - стойки; 2 - верхняя траверса; 3 - средняя траверса; 4 - нижняя траверса; 5 - гайки; 6 - гидравлический домкрат; 7 - постамент; 8 - спиральная пружина; 9 - бетонный образец; 10 - установочный винт.
Требуемая величина усилия, передаваемого на образец обеспечивается выбором количества пружин 8 и гидравлического домкрата соответствующей мощности.
2.4. Методы определения деформаций температурной усадки и ползучести при нагреве приведены в обязательном приложении 1; оборудование для нагрева образцов принимают в соответствии с ГОСТ 24452-80.
2.5. Для измерения деформаций следует использовать измерительные приборы и приспособления для их крепления, применяемые для определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона по ГОСТ 24452-80.
2.6. При определении деформаций ползучести сжимающее усилие на образец следует передавать через металлические прокладки толщиной 35-37 мм, размеры которых в плане равны размеру поперечного сечения образца. Твердость прокладок и шероховатость их рабочих поверхностей должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10180-78.
2.7. Для определения линейных размеров, массы образцов и плотности бетона следует применять средства измерений и оборудование по ГОСТ 10180-78 и ГОСТ 12730.1-78, а для определения влажности бетона - по ГОСТ 12730.2-78.
2.8. Для насыщения образцов водой или нефтепродуктами следует применять оборудование по ГОСТ 24452-80.
2.9. Для измерения температуры и определения влажности окружающей среды в процессе испытаний следует применять серийно выпускаемые термометры (термографы) и психрометры (гигрографы).
2.10. Для гидроизоляции образцов рекомендуется применять полиэтиленовую пленку с липким слоем по ГОСТ 10354-73 и парафин по ГОСТ 16960-71.
Допускается применение других гидроизоляционных материалов, надежно исключающих массообмен между образцом и окружающей средой.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
3.1. Подготовку образцов к испытаниям следует начинать с их внешнего осмотра и определения линейных размеров, допускаемые отклонения которых от номинальных размеров должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10180-78.
3.2. Торцевые поверхности всех образцов, предназначенных для определения ползучести и усадки, должны быть закрыты металлическими пластинами толщиной 4 - 5 мм, наклеиваемыми с помощью быстрополимеризующихся клеев.
К торцевым поверхностям образцов размерами 40 ´ 40 ´ 160 мм, подвергаемых испытанию на усадку, приклеивают реперы в соответствии со схемой, показанной на черт. 1.
Реперы изготавливают из инвара. Диаметр основания репера 7 должен быть не более 20 мм, а высота не более 15 мм.
Приклеиваемую поверхность репера обезжиривают органическим растворителем. Репер нагревают до температуры 50 - 60 ° С и прижимают к образцу в центре торцевой грани, на которую предварительно наносят 2 - 3 капли клея.
Рекомендуется применять быстрополимеризующийся клей следующего состава (по массе):
эпоксидная смола по ГОСТ 10587-84 80 частей
полиэтиленполиамин 3 части
(Измененная редакция. Изм. № 1).
3.3. На боковых поверхностях образцов размечают базу измерения продольных деформаций, устанавливают крепежные приспособления и измерительные приборы в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.
3.4. Насыщение (пропитка) образцов водой или нефтепродуктами следует производить по ГОСТ 24452-80.
3.5. Для предотвращения испарения влаги или летучих фракций нефтепродуктов из образцов, пропитанных водой или нефтепродуктами согласно п. 3.4, их боковую поверхность следует гидроизолировать внахлест двумя слоями полиэтиленовой пленки с липким слоем с последующим нанесением на нее расплавленного парафина слоем 2 - 3 мм. Гидроизоляцию торцевых поверхностей образцов производят согласно п. 3.2.
3.6. Подготовку образцов для определения деформаций температурной усадки и деформаций ползучести при нагреве следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.
3.7. Не более чем за сутки до испытания образцов на ползучесть следует определить плотность бетона этих образцов по ГОСТ 12730.1-78, а также влажность бетона по ГОСТ 12730.2-78 на образцах, предварительно испытанных при определении призменной прочности.
3.8. Результаты измерений по п.п. 3.1 и 3.7 заносят в титульный лист журнала испытаний при определении деформаций усадки и ползучести по форме, приведенной в обязательном приложении 2.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Испытания для определения деформаций усадки и ползучести следует проводить в помещении или в климатической камере, в которых постоянно поддерживается температура (20 ± 2) ° С и относительная влажность воздуха (60 ± 5) %. Попадание прямых солнечных лучей на образцы не допускается.
4.2. Измерение деформаций только усадки следует начинать не позже чем через 4 ч после распалубливания образцов, а образцов из ячеистого бетона - после насыщения водой по п. 1.6.
Для измерения деформаций усадки подготовленный образец следует установить в устройство для испытания и снять начальные отсчеты по показаниям приборов.
Отсчеты показаний рекомендуется производить через сутки, затем на 3, 7, 14 сут и далее раз в 2 недели до конца испытаний.
Одновременно с измерением деформаций усадки рекомендуется определять влагопотери путем периодического взвешивания образцов.
4.3. При определении только деформаций усадки продолжительность испытания должна быть не менее 120 сут, однако, если три последовательных измерения показывают приращение деформаций, не превышающие погрешность измерительных приборов, испытания могут быть прекращены до этого срока, о чем делается соответствующая запись в журнале испытаний.
4.4. Загружение образцов и измерение деформаций ползучести следует осуществлять, как правило, при достижении бетоном проектной марки по прочности на сжатие.
Напряжение в образце от внешней нагрузки должно составлять 0,3 ± 0,005 от призменной прочности бетона, установленной перед началом испытаний (см. п. 1.3).
Проверку работы приборов и загружение образца до указанного уровня напряжения следует проводить в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.
4.5. Отсчет показаний приборов на нагруженных образцах для определения деформаций ползучести следует производить непосредственно после загружения (начальный отсчет) и затем через 1 ч. Последующее снятие отсчетов рекомендуется производить через сутки, на 3, 7, 14 сут, последующие 6 недель - еженедельно, затем 10 недель - один раз в 2 недели и далее до конца испытаний один раз в 4 недели.
Одновременно с определением деформаций ползучести следует проводить определение деформаций усадки на незагруженных образцах с той же периодичностью и продолжительностью. При этом начальный отсчет деформаций усадки следует производить непосредственно после загружения образцов на ползучесть.
Продолжительность испытания при определении деформаций ползучести должна быть не менее 180 сут, а деформаций ползучести при нагреве и температурной усадки - не менее 60 сут.
4.6. Результаты измерений должны быть занесены в журнал, титульный лист и форма которого приведены в обязательных приложениях 2 и 3.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1 . По результатам испытаний вычисляют средние значения абсолютных деформаций в мм для каждого загруженного и незагруженного образца как среднее арифметическое приращений (по отношению к начальному отсчету) показаний приборов по четырем граням соответствующего образца.
По средним абсолютным значениям деформаций вычисляют относительные величины деформаций по формуле
где l 1 - база измерения деформаций, мм.
5.2. Относительные деформации незагруженных образцов принимают в качестве деформаций усадки .
5.3. Относительные деформации ползучести каждого образца вычисляют по формуле
где и - средние значения полных и упругих деформаций, определяемых при ступенчатом загружении согласно ГОСТ 24452-80;
- среднее значение относительной деформации заггруженного образца вычисляют по п. 5.1;
- среднее значение относительной деформации усадки по п. 5.2.
5.4. По результатам определения относительных величин деформаций усадки и ползучести отдельных образцов определяют средние значения относительных деформаций усадки или ползучести для серии образцов по формуле
где - среднее значение относительных деформаций усадки или ползучести для каждого образца данной серии;
n - число образцов в серии.
5.5. По средним значениям относительных деформаций усадки и ползучести, вычисленным по формуле 3, следует построить диаграммы в координатах «относительные деформации усадки (или ползучести) - продолжительность (время) испытаний, сут» и приложить их к журналу испытаний, а также определить предельные (условно предельные) значения этих деформаций.
5.6. Предельное значение деформаций усадки или ползучести определяют построением диаграммы. Для этого вычисляют значения приращений по формулам:
где - продолжительность проведения испытаний с момента его начала (снятия начального отсчета), сут;
- соответствующие этой продолжительности относительные значения деформаций усадки или ползучести по п.п. 5.2 и 5.3.
На диаграмме по оси ординат откладывают значения, вычисленные по формулам 4 и 5, а по оси абсцисс значения , начиная с момента времени , равного 30 сут для усадки и 50 сут для ползучести. По полученным точкам графически или аналитически строят прямую регрессии, котангенс угла которой принимают за предельное значение деформаций усадки или ползучести , а отрезок, отсекаемый этой прямой на продолжении оси абсцисс, за параметр скорости нарастания деформаций или .
Методика определения параметров и приведена в рекомендуемом приложении 4.
Параметры и определяют аналогичным способом.
5.7. Полученные согласно п. 5.6 числовые параметры деформаций используют при необходимости для вычисления относительных деформаций усадки и ползучести для сроков времени, превышающих общую продолжительность испытаний. Для этого используют формулы:
5.8. При проведении испытаний на образцах, отличных от базовых (п. 1.1) предельные значения деформаций усадки и ползучести по п. 5.6 следует умножать на коэффициенты К1 и К2, приведенные в таблице
Размер ребра поперечного сечения образца, см
Переходные коэффициенты при определении
усадки К1
ползучести К2
Коэффициенты, указанные в таблице, применимы для тяжелых и мелкозернистых бетонов, а также бетонов на пористых заполнителях, приготовленных на цементных вяжущих.
Значения переходных коэффициентов для ячеистых и силикатных бетонов должны быть установлены экспериментально.
5.9. Методы вычисления деформаций температурной усадки и деформаций ползучести при нагреве приведены в обязательном приложении 1.
5.10. Применяемые в стандарте термины указаны в справочном приложении 5.
5.11. Допускается определение деформации ползучести бетонов ускоренным методом, приведенным в рекомендуемом приложении 6.
(Введен дополнительно. Изм. № 1).
6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
6.1. При проведении испытаний должны выполняться мероприятия по безопасности труда в соответствии с требованиями главы СНиП III -4-79.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ УСАДКИ И ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА ПРИ НАГРЕВЕ
1. При определении деформаций температурной усадки бетона для каждой температуры нагрева серия должна состоять из шести образцов, из которых три образца подвергают кратковременному нагреву и три образца - длительному нагреву.
При определении деформаций ползучести бетона для каждой температуры нагрева серия должна состоять из девяти образцов, из которых три образца нагружают перед нагревом или после нагрева в зависимости от условий испытаний, три образца подвергают длительному нагреву без нагрузки и на трех образцах определяют призменную прочность при температуре нагрева.
2. При проведении испытаний применяют:
для определения деформаций температурной усадки - испытательное устройство, схема которого приведена на черт. 1;
Схема испытательного устройства для определения деформаций температурной усадки
для определения деформаций ползучести при действии повышенных и высоких температур - испытательное устройство, принципиальная схема которого приведена на черт. 2;
Схема рычажного устройства для определения деформаций ползучести при нагреве
весы циферблатные типа РН-10Ц 13У по ГОСТ 13882-68, нагревательное устройство, а также средства измерения деформаций и температур - по ГОСТ 24452-80.
3. Устройство для испытания бетона на температурную усадку при нагреве должно обеспечивать нагрев образца до требуемой температуры, измерение температуры, деформаций бетона и массы образца в нагретом состоянии.
При испытании бетона на температурную усадку в верхнем торце образца просверливают два отверстия на глубину 10-15 мм для установки болтов, за которые подвешивают образец.
4. Испытательное устройство для определения ползучести при нагреве должно обеспечивать нагружение и нагрев образца до требуемой температуры, измерение температуры и деформаций бетона в нагретом состоянии.
Основным рабочим органом рычажного испытательного устройства (см. черт. 2) является неравноплечий рычаг 2, имеющий такое очертание, при котором опора реверсивного устройства, промежуточная опора и опора грузовой подвески располагались на одной прямой линии. Все указанные опоры должны быть шарнирными.
Конструкция рычага должна обладать повышенной жесткостью и обеспечивать неизменность соотношения его плеч при максимальной нагрузке на грузовой подвеске. Соотношение плеч рычага L 2 / L 1 рекомендуется принимать в пределах 1/10 - 1/15. Длина короткого плеча рычага L 2 не должна превышать 25 см.
Рычажное устройство должно обеспечивать возможность контроля нагрузки, действующей на образец.
Усилие от массы рычага в нерабочем положении испытательного устройства должно восприниматься телескопической страховочной стойкой 9. Расстояние между низом грузовой подвески (10) и страховочной опорой (11) не должно превышать 4 см.
5. Выносные удлинители должны строго фиксировать базу замера деформаций и обеспечивать измерение деформаций бетона в нагретом состоянии с наименьшим температурным изменением их длины. Для этих целей удлинители изготавливают из штапиков кварцевого стекла диаметром 5-10 мм по ТУ 638 КВ или по ТУ-17 РСФСР 71-93-75.
При нагреве до 200 ° С допускается изготавливать удлинители из железоникелевого сплава Н-36 по ГОСТ 5632-72, диаметром 4-6 мм.
6. Подготовку образцов для измерения деформаций усадки и ползучести при нагреве производят по ГОСТ 24452-80.
7. На каждом удлинителе устанавливают термопару.
8. Нагревание образца производят в возрасте 28 сут, если заданием на испытания не установлен другой срок.
Скорость подъема температуры в нагревательном устройстве должна соответствовать указанной в ГОСТ 10180-78.
9. Для определения температурной усадки бетона при кратковременном нагреве образец выдерживают при требуемой температуре 1 ч и потом охлаждают его вместе с печью до температуры воздуха в помещении. Затем образец таким же образом нагревают второй и третий раз.
(Измененная редакция. Изм. № 1).
Для определения температурной усадки бетона при длительном нагреве образец выдерживают при требуемой температуре не менее 20 сут. Затем образец охлаждают вместе с печью до температуры помещения и потом подвергают его кратковременному нагреву второй и третий раз.
10. Определение деформации ползучести в зависимости от задания на испытания производят для двух условий работы конструкции:
1-е условие работы - образец сначала нагружают до заданного уровня напряжения и затем нагревают до требуемой температуры;
2-е условие работы - образец сначала нагревают до требуемой температуры и затем нагружают до заданного уровня напряжения.
11. При определении деформаций ползучести бетона по первому условию работы приращение относительной продольной деформации ползучести, натекающей после выдержки на последней ступени нагрузки за время подъема температуры до требуемой величины, принимают за относительную продольную деформацию быстро натекающей ползучести для требуемой температуры, а модуль упругости бетона при требуемой температуре нагрева определяют по ГОСТ 24452-80.
12. При определении деформаций ползучести бетона по второму условию работы быстро натекающие деформации ползучести и модуль упругости бетона определяют по ГОСТ 24452-80.
13. Для определения деформаций ползучести бетона образец выдерживают при требуемой температуре не менее 60 сут, пока деформации не прекратятся или будут развиваться с постоянной скоростью.
14. Измерение температуры, деформаций и влажности бетона производят:
при подъеме температуры - каждый час;
при нагреве первые 5 сут - ежесуточно;
при нагреве в течение последних 15 сут - через сутки;
при более длительном нагреве - еженедельно;
при остывании - каждый час.
15. Относительную деформацию ползучести бетона при нагреве вычисляют по формуле
где - полная относительная деформация, измеряемая при ступенчатом и длительном загружении и нагреве при включенной электропечи;
- относительная упругая деформация, измеренная при ступенчатом нагружении до заданного уровня напряжения и вычисленная, согласно ГОСТ 24452-80;
- измеренная относительная деформация при включенной электропечи ненагруженного образца-близнеца при нагреве по режиму, принятому для определения
Деформации и в формуле (1) должны приниматься для одной и той же средней температуры бетона, полученной по показаниям термопар, установленных в центре образца и на его поверхностях.
16. Относительную температурную деформацию бетона вычисляют по формуле
где - относительная температурная деформация выносных удлинителей при нагреве от начальной температуры t 1 до требуемой температуры t 2 , которую вычисляют по формуле
где , - коэффициенты линейного температурного расширения удлинителей соответственно при начальной температуре t 1 и требуемой температуре t 2 ; температуру t 2 для удлинителей из кварцевого стекла принимают равной температуре рабочего пространства печи и для инвара - равной температуре удлинителей.
Коэффициент линейного температурного расширения для кварцевого стекла принимают равным 0,48 · 10 -6 ° С -1 при температурах нагрева до 1000 ° С.
Коэффициенты линейного температурного расширения железоникелевого сплава Н-36 принимают равными: при 20 ° С - 1,2 · 10 -6 ° С -1 , при 100 ° С - 1,9 · 10 -6 ° С -1 и при 200 ° С - 5 · 10 -6 ° С -1 . Для промежуточных температур значения коэффициента линейного температурного расширения инвара принимают по интерполяции.
17. Результаты определения деформаций температурной усадки при кратковременном или длительном нагреве оформляют в виде диаграммы, на которой по оси абсцисс откладывают температуру, а по оси ординат - величину температурной деформации при первом, втором и третьем нагреве и охлаждении. При первом нагреве вычисляют температурную деформацию бетона , при втором и третьем нагреве - деформацию температурного расширения бетона . Разность деформаций температурного расширения и температурной деформации представляет деформацию температурной усадки при кратковременном или длительном нагреве.
18. Результаты определения ползучести бетона при нагреве оформляют согласно п. 5.3 настоящего стандарта для каждой требуемой температуры нагрева.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное
ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ ЖУРНАЛА ИСПЫТАНИЙ
ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДЕФОРМАЦИЙ УСАДКИ И ПОЛЗУЧЕСТИ
Вид испытаний _______________________________________________________
Характеристика испытательного устройства ______________________________
Цена деления измерительного устройства ______________________________ мм
Условия последовательности действия температуры и нагрузки ______________
Температура нагрева ________________________________________________ ° С
Характеристика образца и бетона
Шифр образца _______________________________________________________
Размеры образца ___________________________________________________ мм
База измерения деформаций _________________________________________ мм
Дата начала испытаний ________________________________________________
Возраст бетона к началу испытаний___________________________________ сут
к началу испытаний ______________________________________________ кг
к концу испытаний _______________________________________________ кг
Масса высушенного образца _________________________________________ кг
Плотность (объемная масса) бетона _________________________________ кг/м 3
кубиковая ____________________________________________ МПа (кгс/см 2 )
призменная ___________________________________________ МПа (кгс/см 2 )
Напряжение в сечении образца _____________________________ МПа (кгс/см 2 )
Допустимая усадка бетона по госту
Методы определения деформаций усадки и ползучести
Concretes. Methods of shrinkage and creep flow determination
Дата введения 2021-06-01
Предисловие
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 Структурным подразделением АО "НИЦ "Строительство" Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева) при участии АО "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 октября 2020 г. N 134-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2020 г. N 1347-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 24544-2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2021 г.
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"
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на все виды цементных, а также силикатных бетонов, применяемых во всех областях строительства, и устанавливает методы определения деформаций усадки и ползучести.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 310.2 Цементы. Методы определения тонкости помола
ГОСТ 310.4 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии
ГОСТ 5382 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа
ГОСТ 5632 Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки
ГОСТ 8269.0 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний
ГОСТ 8735 Песок для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 9758 Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 10180 Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 10354 Пленка полиэтиленовая. Технические условия
ГОСТ 12730.1 Бетоны. Методы определения плотности
ГОСТ 12730.2 Бетоны. Метод определения влажности
ГОСТ 23683 Парафины нефтяные твердые. Технические условия
ГОСТ 24452 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона
ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 линейная относительная деформация усадки : Относительное уменьшение линейных размеров ненагруженного образца во времени, вызванное гидратацией цемента (контракцией), уменьшением влажности цементного камня и его карбонизацией.
3.2 линейная относительная деформация усадки при нагреве : Относительное уменьшение линейных размеров ненагруженного образца, вызванное испарением из него влаги при нагреве.
3.3 линейная относительная деформация температурного расширения : Относительное увеличение размеров образца, вызванное температурным расширением при нагреве.
3.4 линейная относительная температурно-усадочная деформация : Относительное изменение линейных размеров образца, вызванное совместным действием температуры и усадки бетона.
3.5 линейная относительная деформация ползучести : Относительное изменение линейных размеров образца во времени, вызванное действием постоянной внешней нагрузки за вычетом деформаций усадки.
4 Методы определения деформаций усадки и ползучести при сжатии
В настоящем разделе и приложениях А, Б, В и Г приведены методы испытаний при стандартном температурном режиме для определения деформаций усадки и ползучести путем измерения их в направлении продольной и поперечной осей (при необходимости такой задачи) незагруженного образца и образца, загруженного постоянной по величине осевой сжимающей нагрузкой.
Методы определения деформаций температурной усадки и ползучести бетона при нагреве приведены в приложении Д.
Методика определения деформаций ползучести при изгибе (упрощенная методика испытания на ползучесть) и вычисление основных деформационных характеристик приведены в приложении Е.
4.1 Испытательные стенды, приборы, измерительное оборудование и материалы
4.1.1 Оборудование и приборы для проведения испытаний должны соответствовать требованиям настоящего стандарта, быть повереными* и аттестоваными* в установленном порядке.
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
4.1.2 Для определения деформаций усадки применяют устройства, схемы которых показаны на рисунках 1 и 2. Устройство, схема которого приведена на рисунке 1, предназначено для измерения деформаций усадки образцов с поперечным сечением размерами 40х40 мм.
Образцы с размерами поперечного сечения более 40х40 мм испытывают с приклеенными по торцам металлическими пластинами согласно 4.3.2 (рисунок 2) без дополнительных испытательных стендов.
4.1.3 Для определения деформаций ползучести применяют пневмогидравлические, пружинно-гидравлические, рычажные или пружинные испытательные устройства. В установку допускается устанавливать одновременно до трех образцов вертикально друг на друга (в виде колонны), как показано на рисунке 3.
1 - стойка; 2 - кронштейн; 3 - конусообразный выступ; 4 - нижняя опора; 5 - индикатор; 6 - образец; 7 - репер; а - размер стороны поперечного сечения образца; H - высота образца; - база измерений.
Рисунок 1 - Схема устройства для определения деформаций усадки образцов с размерами поперечного сечения 40х40 мм
1 - индикатор часового типа; 2 - рамка для крепления индикаторов; 3 - качающаяся штанга; 4 - образец; 5 - металлические пластинки; - база измерения
Рисунок 2 - Схема устройства для определения деформаций усадки образцов с размерами поперечного сечения более 40х40 мм
4.1.4 При установке нескольких образцов в колонну соосность передачи нагрузки обеспечивается через металлические шарики, устанавливаемые в специальные центрированные выточки в стальных пластинах в соответствии с 4.1.7. Для предотвращения потери устойчивости колонны необходимо использовать дополнительные страховочные устройства от выстреливания шарика. Схема такого устройства приведена на рисунке 3 (справа). Страховочные устройства не должны препятствовать свободному деформированию образцов.
1 - динамометр; 2 - гидравлический домкрат; 3 - стоика (стержень с резьбой); 4 - стальной шар; 5 - стальная пластина, приклеиваемая к образцу; 6 - бетонные образцы; 7 - пружины; 8 - стальная опорная плита; 9 - гайки; 10 - стальные страховочные элементы; - база измерения
Рисунок 3 - Схема устройства установки для определения деформаций ползучести при испытании нескольких образцов в колонне
4.1.5 Принципиальная схема устройства пружинной установки на три образца приведена на рисунке 3 (слева). Схемы пневмогидравлических, пружинно-гидравлических установок и схема пружинной установки на один образец, а также порядок установки в них образцов принимают в соответствии с приложением А. Схема рычажного устройства для определения ползучести при нагреве приведена на рисунке Д.2 (приложение Д).
4.1.6 Для измерения деформаций следует использовать измерительные приборы и приспособления для их крепления, применяемые для определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона по ГОСТ 24452 (на рисунке 2 показано оборудование для измерения продольных деформаций; при определении поперечных деформаций устанавливаются дополнительные рамки и индикаторы). Допускается использовать другое поверенное измерительное оборудование - стационарно смонтированное (тензодатчики) или съемное (точки для снятия показаний при использовании такого оборудования показаны на рисунке 3 слева), позволяющее определять деформации ползучести с необходимой точностью и достоверностью.
4.1.7 При определении деформаций ползучести сжимающее усилие на образец следует передавать через металлические прокладки толщиной 35-37 мм, размеры которых в плане должны быть не менее размеров поперечного сечения образца. Твердость прокладок и шероховатость их рабочих поверхностей должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10180.
4.1.8 Для определения линейных размеров, массы образцов и плотности бетона следует применять средства измерений и оборудование по ГОСТ 10180 и ГОСТ 12730.1, а для определения влажности бетона - по ГОСТ 12730.2.
4.1.9 Насыщение образцов водой или нефтепродуктами следует производить с применением оборудования по ГОСТ 24452.
4.1.10 Для измерения температуры и определения влажности окружающей среды в процессе испытаний следует применять термометры (термографы) и психрометры (гигрографы).
Усадка бетона
Усадка бетона – явление, которое возникает при твердении бетонной смеси и заключается в уменьшении объема элемента или конструкции. Оно происходит из-за потери материалом влаги, уплотнения, протекания различных химических реакций и физических процессов. Чаще всего коэффициент усадки бетона небольшой, но пренебрегать эти фактором не рекомендуется, поскольку в будущем это может сказаться на эксплуатационных характеристиках здания, в том числе на его долговечности.
Виды усадки бетона и причины их возникновения
По времени появления и развития различают следующие виды усадочных процессов:
- Ранний (капиллярный, пластический). Этот вид усадки протекает в течение 2-8 часов после заливки и уплотнения бетона. Происходит из-за потери бетонной смесью воды под воздействием яркого солнца, ветра, высоких температур окружающей среды. Вода из бетонной смеси может вытекать через неплотно соединенные элементы опалубки. Величина ранней усадки – 0-4 мм/метр. Для снижения усадки бетона после вибрирования бетонную поверхность во время высыхания увлажняют. Особенно часто это делают в первые часы после заливки. Уменьшить раннюю усадку позволяет корректный монтаж опалубки.
- Аутогенный. Его начало совпадает с началом схватывания. Процесс возникает в «молодом» бетоне и может длиться от нескольких дней до нескольких недель, пока материал затвердевает и набирает марочную прочность. Происходит в результате гидратации цемента в смесях с водоцементным соотношением ниже 0,45. Величина усадки небольшая – 0-1 мм/м.
- При высыхании. Начинается в момент прекращения ухода за бетонной конструкцией, может длиться от нескольких недель до нескольких лет. Причиной протекания процесса является низкая относительная влажность окружающего воздуха. В зависимости от ее значения усадка бетона при высыхании составляет – 0-5 мм/м. В современном строительстве проблема возникновения и протекания этого процесса решается введением минеральных добавок и грамотным армированием.
Уменьшение линейных размеров конструкции может продолжаться до полутора лет. Но наиболее интенсивно этот процесс проходит в первые 3-4 месяца, а затем значительно замедляется.
Определение коэффициента усадки бетона
Коэффициент усадки бетона – относительная величина, измеряемая в процентах в соответствии с ГОСТом 24544-81, СНиПами, среднее значение – 1,5%, максимально допустимое – 3%. Усадочный коэффициент определяется изменением объема (или линейного размера) относительно исходной величины.
Способы снижения усадки
Значительные усадочные процессы крайне негативно влияют на эксплуатационные характеристики зданий и сооружений – приводят к образованию трещин и разрушению строительных конструкций.
Поэтому в современном строительстве принимаются эффективные меры, сводящие усадочные процессы к минимуму:
- Оптимизация состава бетонной смеси. Использование алитовых цементов обеспечивает меньшие усадочные процессы по сравнению с алюминатными вяжущими. Усадочный коэффициент снижает использование портландцемента (а не глиноземных или высокоактивных цементов), крупнофракционных тяжелых заполнителей.
- Обеспечение нормативных условий набора прочности бетонной конструкцией.
- Использование расширяющихся цементов и добавок, сводящих к минимуму усадочные процессы.
- Качественное усиление бетонной конструкции с помощью арматурной стали или композитной арматуры. Наличие объемного или плоского каркаса положительно влияет на снижение усадочных процессов.
Увеличивают усадочные процессы: низкая относительная влажность воздуха, нарушение нормативных условий твердения, применение ускорителей твердения бетона, использование легких заполнителей.
Читайте также: