24.01.2021

Деформации усадки бетона


Методика НИИЖБ предусматривает определение деформаций усадки на призмах сечением 10x10, 15х15, или 20х20 см. Выбор размера образца зависит от модуля поверхности М:
Деформации усадки бетона

где S0 — открытая для высыхания поверхность конструкции (образца).

При М < 2 высота призм должна быть 100 см; при 2,1 < M < 5 — от 0,4 до 0,95 м (боковые поверхности изолированы); при M больше 15 высота призм равна 4а (а — сторона поперечного сечения), а при 20 < М < 45 торцы призм изолируют. Наибольший размер крупного заполнителя должен быть не более а/5.

Одновременно с образцами выбранного размера бетонируют три эталонных образца-близнеца. Эти образцы аналогичны основным образцам и подвергаются таким же измерениям в процессе усадки. Ho с целью учета влияния случайных колебаний температуры на усадку основных образцов на эталонные образцы наносят многослойную гидроизоляцию (пропитывают образцы расплавленным парафином в три этапа, после первого этапа обматывают резиновым бинтом, после остальных — бинтом из полиэтиленовой пленки).

Формы для изготовления образцов должны быть тщательно выверены и смазаны густым известковым молоком (тестом), чтобы избежать последующего влияния смазки на испарение воды из бетона.

Для достаточно полного изучения усадочных деформаций бетона рекомендуется одновременно изготовлять и испытывать открытые образцы; образцы, боковая поверхность которых изолирована, и полностью изолированные образцы (эталонные).

Для сравнительной оценки усадки данного бетона, позволяющей сопоставлять условия данного опыта с другими, нужно одновременно изготовить образцы из «эталонной» бетона (три призмы с открытыми и три с изолированными боковыми гранями).

Эталонный бетон характеризуется следующими показателями: портландцемент, соответствующий всем требованиям ГОСТ 10178—76 и имеющий активность 50 МПа, удельную поверхность (по Товарову) <3000 см2/г, нормальную густоту 23—25 (но не более 27%); щебень гранитный с dмакc=20 мм, щебень и песок должны соответствовать ГОСТ 10268—70, расход цемента — 300 кг/м3, песка — 40% массы всех заполнителей, В/Ц=0,55; перемешивание в бетономешалке принудительного действия — 2 мин; длительность уплотнения при вибрировании на лабораторной виброплощадке соответствует показателю технической вязкости 30 с (по ГОСТ 10181—62); первые сутки образцы хранят в формах, затем после распалубки в воде при t=20±2°С, ожидаемая R28=40 МПа.

Усадку бетона определяют как отношение разности начальной Lo и текущей (конечной) Lt длин образца на базе измерений к длине начальной базы измерений: eyc=Lo—Lt/L0.

Измерять деформации (перемещения) можно с помощью индикаторов часового типа с ценой деления 0,01; 0,002 или 0,001 мм, механических тензометров Гугенбергера, зеркальных тензометров Мартенса, упругих элементов А.Б. Ренского с тензодатчиками и др. Точность измерения деформации усадки Ai должна находиться в пределах 0,5*10в-5 < Ai < 1,5*10в-5 (табл. IV.4).

Измерять деформации можно с помощью как стационарных, так и переносных приборов. Измерение деформаций проводят на каждой грани образца. Снимают показания одновременно со всех приборов, при этом также измеряют температуру и влажность воздуха. При взвешивании образца должны быть исключены отколы частиц с его поверхности и повреждения гидроизоляции. Если замеры производят переносным прибором, что менее точно, на каждой грани проводят пять последовательных отсчетов, отбрасывают наименьший и наибольший и затем подсчитывают по оставшимся результатам среднее арифметическое.

При стационарном креплении индикаторов рекомендуется использовать рамки-держатели. Возможна установка индикаторов на реперы, закрепленные в бетонном образце с помощью анкеров-гаек или приклеенные эпоксидным клеем.

Стационарное крепление измерительных приборов на весь период испытаний обеспечивает высокую точность измерений, облегчает снятие отсчетов, но требует большого числа индикаторов или других приборов, поэтому часто используют переносной деформометр (компаратор). Он состоит из штанги, выполненной из инвара или кварцевого стекла, на которой закреплен индикатор. Средняя часть штанги, служащая рукояткой, должна быть теплоизолирована; верхняя представляет собой штифт индикатора, а нижняя заканчивается сферической или пирамидальной лункой. Соответственно в верхнем репере имеется лунка, а в нижнем — упорный штырь.

Серия состоит из трех образцов каждых вида и размеров.

Методика НИИСК имеет некоторые отличия от описанной. Размеры образцов 10х10х40 (эталон), 15х15х60 и 20х20x80 см. Наибольший размер крупного заполнителя не более а/4. Серия состоит из трех образцов. Для крепления измерительных приборов рекомендуется устанавливать при бетонировании образцов анкеры-гайки или наклеивать гайки на бетонную поверхность. Допускается устанавливать анкеры-гайки в высверленные в образце отверстия с последующей заделкой быстротвердеющим высокопрочным раствором. Возможно применение компараторов.

Для измерения деформаций могут применяться приборы с погрешностью не более 0,005% удельного изменения длины. База измерения не более h—1,4 а. Для призм с h=4 а база составляет 0,5 А. Индикатор с удлинителем устанавливают с помощью держателей, которые расположены по осям боковых граней (рис. IV.7).

Эталонную усадку определяют на эталонных образцах в возрасте не более 3 сут, а, для образцов, прошедших термовлажностную обработку, — сразу же после их остывания. До начала измерения образцы хранят при t=20±3°С и ф больше 90%, а затем при ф=65±3% и t=20±3°С. В случаях когда усадку определяют не на эталонных образцах, следует одновременно определять и эталонную усадку.

Данная методика предусматривает тщательную маркировку образцов и фиксацию замеров. На одной из боковых граней каждой призмы надписывают индекс серии, номер образца, его возраст в сутках к началу исследований и номер образца. Кроме того, на каждой грани отмечают марку и порядковый номер, присвоенный прибору, а в ведомостях указывают и заводской номер.

Усадку ячеистого бетона ври высыхании но ГОСТ 12852.3—77 определяют на шести образцах 4х4х16 см: три основных и три контрольных (для учета деформаций, вызванных колебаниями t и ф в помещении). На торцах образцов приклеивают стальные реперы. Все образцы насыщают в течение 3 сут водой, после чего основные образцы герметически изолируют пленкой. Контрольные образцы также изолируют пленкой и затем дважды погружают в расплавленный парафин; в таком состоянии они подвергаются испытаниям. Через 24 ч снимают пленку с основных образцов, вместе с контрольными образцами их взвешивают и измеряют длину с помощью штатива с индикатором часового типа (рис. IV.8).

Основные образцы помещают в эксикатор над безводным карбонатом кальция (на каждый образец — 200 г карбоната, замена каждые 7 сут). Массу и длину всех образцов измеряют каждые 3 дня, а через 2 недели каждые 7 дней до получения постоянных значений усадки в трех последовательных измерениях. После завершения испытаний определяют влажность образцов, Усадку вычисляют по формулам:

где ео — общая усадка, мм/м; ек — усадка под действием l; евл—усадка, обусловленная потерей влаги; Al — разность начального и конечного показателей индикатора для основного образца; Alк — то же, для контрольного образца; l — длина основного образца к моменту m=const; lк — длина контрольного образца к моменту m=const для основного образца.

Деформации по ГОСТ 11052—74 определяют для измерения линейного расширения образцов из гипсоглиноземистого расширяющегося цемента. По этой же методике можно оценить расширение растворов и бетонов, приготовленных на этом цементе. При испытании бетонов следует применять образцы больших размеров.

По ГОСТ 11052—74 из цементного теста нормальной густоты изготовляют призмы размером 4х4х16 см. В центрах торцов закладывают стальные шарики d=6 мм с припаянными проволочками для заделки в цементном тесте.

После затвердевания цементного теста, но не ранее чем через 1 ч, образцы распалубливают и помещают в заданную среду: воздушную, водную или комбинированную (3 сут водная, затем воздушная). Измерения деформаций на штативе с индикатором (0,01 мм) проводят через 1, 3 и 28 сут. Линейное расширение принимают как среднеарифметическое результатов испытания трех призм, при этом расхождение между последними не должно превышать 15%.

Использование индикаторных стоек (см. рис. IV.8) возможно не только при испытаниях по ГОСТ 12852.3—77 и ГОСТ 11052—74, но и для определения усадки обычных бетонов. При этом измерения могут производиться Путем установки образцов в стойки на весь период испытания. Однако при большом числе испытываемых образцов потребность в стойках и индикаторах ограничивает применение метода. Можно, как это предусмотрено ГОСТ 12852.3—77 и ГОСТ 11052—74, устанавливать образцы в индикаторную стойку для очередных измерений. При этом методе, как и при использовании переносных деформометров, очень важно обеспечить точную центровку стержня индикатора, чтобы измерения проводились на одной и той же базе.

В отличие от методов НИИЖБ и НИИСК на индикаторной стойке деформацию измеряют по центральной части образца, а не по поверхности.

Для определения усадки легких бетонов ускоренным способом изготовляют две призмы размером 10х10х40 или 10х10х30 см (при использовании непереоборудованных приборов ИЗВ допускаются образцы размером 100х100х200 мм). При бетонировании в торцы призм заделывают реперы. Возможен иной вариант — на одном из торцов призмы на пересечении диагоналей приклеивают стеклянную пластинку размером 25х25х2 мм, которую прижимают пригрузом массой 1 кг в течение 12—18 ч. Длину образца измеряют с помощью оптических длиномеров (могут быть применены и индикаторные стойки и т. п.). Наиболее удобны оптические штриховые измерительные приборы (вертикальные длиномеры) ИЗВ-1, ИЗВ-2 и ИЗВ-3. Может быть использован и горизонтальный длиномер ИКУ-2. При его применении пластинки клеят на обоих торцах.

Пределы измерения приборов 0—250 мм, поэтому для измерения призм с L=400 мм приборы должны быть дополнены вставкой длиной 200 мм.

Методика ускоренного определения усадки состоит в следующем. Пропаренные образцы помещают на 48 ч в юду при t=15—20° С. Затем образцы вынимают, вытирают, определяют массу и измеряют длину Lнас. После этого образцы сушат в сушильном (лучше вакуум-сушильном) шкафу при 105—110°C до постоянной массы (разница между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,5% массы образца), охлаждают и измеряют длину Lвыс.

Полную усадку в мм/м определяют по формуле

(К следует определить путем предварительно выполненных сопоставительных испытаний призм по ускоренной методике и ранее описанной методике путем измерения деформаций призм, хранящихся при t=18+5° С и ф=50—60% до достижения ими постоянной массы). При отсутствии данных таких испытаний К можно принять для керамзитобетона 0,47—0,50; для шлакопемзобетона 0,64—0,83 и для тяжелого бетона 0,52—0,68.

По методу ЦНИИЭП жилища ускоренное определение усадки проводят на образцах размером 7x7x21 см. На одной из боковых сторон каждого образца у торцов заделывают две пластинки (10x10x1 мм) из нержавеющей стали с нанесенной риской. С помощью компаратора ИЗО-2 определяют расстояние между рисками после распалубки образцов и после их выдерживания в сушильном шкафу при t=50° С до достижения постоянной массы и длины.

При определении усадки всеми описанными методами следует учитывать, что значения усадки, измеренные на поверхности образца и по его оси, как правило, не совпадают. Это связано с различным влажностным состоянием бетона в средней и периферийной частях образца; сказываются и различия в структуре, неизбежно возникающие при формовании. Для одновременного измерения усадки на поверхности и по объему образца используют индикаторные стойки. При этом на поверхностях граней образцов, установленных в стойках, закреплены дополнительные индикаторы. В ряде случаев возникает также необходимость послойного определения усадки (дифференциальной усадки, что достигается? например, методом ЛИИЖТ).

Метод ЛИИЖТ. Как видно из рис. IV.9, установленные в бетоне свободные (за счет изоляции) полированные стержни заанкерены одним концом. Это дает возможность, установив на торце индикаторы, измерять усадку бетона. Метод испытания довольно прост: легко осуществить взвешивание образца в процессе исследования. При испытании необходимо тщательно следить за неизменностью положения стержней при бетонировании.





Яндекс.Метрика