ГОСТ 10060 ТИТ · ГОСТ 10060.4-95 Информация о введении в...

___________________________________________________________________________________________________ ЕВРАЗИЙСКИЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ

И СЕРТИФИКАЦИИ (ЕАСС)

EURO-AZIAN COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY

AND CERTIFICATION (EASC)

__________________________________________________________________________________

М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т

ГОСТ 10060

___________________________________________________________________________________________________

БЕТОНЫ

Методы определения морозостойкости

(EN 12390-9, NEQ)

(ASTM C 666, NEQ)

(ASTM C 671, NEQ)

(ASTM C 672, NEQ)

Настоящий проект стандарта не подлежит применению до его принятия

Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию

и оценке соответствия в строительстве (МНТКС)

ГОСТ 10060 Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандарти-зации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологи-

ческим институтом бетона и железобетона НИИЖБ – филиалом ОАО «Научно-исследовательский центр «Строительство» (ОАО «НИЦ «Строительство»).

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»Российской Федерации

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве

За принятие стандарта проголосовали: Краткое наименование страны по МК (ИСО

3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Наименование национального органа государственного управления

строительством

4 В настоящем стандарте учтены основные положения следующих национальных стандартов США и европейского регионального стандарта:

EN 12390-9 Prüfung von Festbeton. Teil 9: Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand, Abwitterung ( Испытание зщатвердевшего бетона. Часть 9. Морозо- и морозосолестойкость. Выветривание) в части критерия оценки потери массы образцов при замораживании и оттаивании;

ASTM C 666 Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing (Методопределения стойкости бетона к быстрому замораживанию и оттаиванию) в части метода испытаний образцов на морозостойкость с контролем динамического модуля упругости и деформаций образцов;

ASTM C 671 Test Method for Critical Dilatation of Concrete Specimens Subjected to Freezing (Метод определения критического расширения бетонных образцов, подвергающихся замораживанию) в части метода испытаний бетона на морозостойкость с контролем деформаций образцов;

ASTM C 672 Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals (Метод определения стойкости поверхности бетона к разрушению при хранении в противогололедных реагентах) в части критерия оценки потери массы образцов при замораживании и оттаивании

5 ВЗАМЕН ГОСТ 10060.0-95 … ГОСТ 10060.4-95 Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и

изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных (государственных) 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 также будет опубликована в сети Интернет на сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

Исключительное право официального опубликования настоящего стандарта на территории указанных выше государств принадлежит национальным органам по стандартизации этих государств

II

Содержание

1 Область применения ....................................................................................................1 2 Нормативные ссылки...................................................................................................1 3 Термины и определения ..............................................................................................2 4 Общие положения ........................................................................................................3 5 Базовые методы определения морозостойкости………………………………..…10 5.1 Первый метод ………………………………………………………………..……10 5.1.1 Средства испытания и вспомогательные устройства ………………….…10 5.1.2 Подготовка к проведению испытаний ……………………...…………..…11 5.1.3 Проведение испытаний ………………………………………………….…11 5.2 Второй метод ……………………………………………………………...………12 5.2.1. Средства испытания и вспомогательные устройства …………………….12 5.2.2 Подготовка к проведению испытаний …………………………..………….13 5.2.3 Проведение испытаний …………………………………………..…………..13 5.2.4 Обработка результатов испытаний ……………………………………….....14 6 Ускоренные методы определения морозостойкости………………………………16 6.1 Второй метод………………………………………………………………..........…16 6.2 Третий метод……………………………………………………………………..…16 6.2.1 Средства испытания и вспомогательные устройства …………………..…..16 6.2.2 Подготовка к проведению испытаний ……………………….................…...16 6.2.3 Проведение испытаний ………………………………………..…………..…16 6.2.4 Обработка результатов испытаний ………………………………………….17 Приложение А (рекомендуемое). Метод определения морозостойкости бетона по потере массы, динамическому модулю упругости, или скорости ультразвука, или величине деформаций………………………………………………18 А.1 Средства испытания и вспомогательные устройства…………………………....18 А.2 Образцы для испытаний……………………………………………………..…….19 А.3 Проведение испытаний……………………………………………………………20 А.4 Обработка результатов испытаний………………………………………...……..21 А.4.1 Относительный динамический модуль упругости..…………………………...21 А.4.2 Скорость ультразвука……………………………………………………………21 А.4.3 Деформации образцов………………………………………………………..….21 А.4.4 Изменение массы образцов……………………………………………………...22 А.4.5 Протокол испытаний…………………………………………………………….22 А.5 Заключение о результатах испытаний…………………………………………....23 Приложение Б (обязательное). Определение коэффициента перехода при испытании образцов бетона на морозостойкость различными методами……..24 Приложение В (справочное). Обозначения основных параметров и характеристик бетона………………………………………………………………...26 Приложение Г (справочное). Пример обработки результатов испытаний…………27 …………………………………………………………

III

ГОСТ

1

М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т ________________________________________________________________________________

БЕТОНЫ Методы определения морозостойкости

Concretes. Methods for the determination of frost-resistance.

_________________________________________________________________ Дата введения −

1 Область применения Настоящий стандарт распространяется на тяжелые, мелкозернистые, легкие и

плотные силикатные бетоны, в том числе на бетоны дорожных и аэродромных

покрытий, бетоны конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализован-

ной воды (далее − бетоны) и устанавливает базовые и ускоренные методы

определения морозостойкости.

Методы определения морозостойкости, приведенные в настоящем стандарте,

применяют при подборе состава бетона, применении новых материалов и техноло-

гии изготовления бетона, а также при контроле морозостойкости бетона в

конструкциях.

2 Нормативные ссылки В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие

стандарты:

ГОСТ 577−68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм.

Технические условия

ГОСТ 4233−77 Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 5632−72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие,

жаростойкие и жаропрочные

ГОСТ 10180−90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным

образцам

ГОСТ 10181−2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 11098−75 Скоба с отсчетным устройством. Технические условия

__________________________________________________________________ Проект

ГОСТ

2

ГОСТ 10197−70 Стойки и штативы для измерительных головок. Технические

условия ГОСТ 22685−89 Формы для изготовления контрольных образцов бетона.

Технические условия

ГОСТ 23732−2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические

условия

ГОСТ 24104−2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 28570−90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам,

отобранным из конструкций

П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить

действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт 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 вода минерализованная: Вода, содержащая растворенные соли в

количестве 5 г/л и более.

Морская вода является одним из видов минерализованной воды.

3.2 морозостойкость бетона: Способность бетона выдерживать в водонасы-

щенном или насыщенном раствором соли состоянии многократное замораживание и

оттаивание без внешних признаков разрушения (трещин, сколов), значительного

снижения прочности, потери массы и других технических характеристик (см.

приложение А).

3.3 марка бетона по морозостойкости: Показатель морозостойкости бетона,

соответствующий числу циклов замораживания и оттаивания образцов,

установленному базовыми методами, при которых масса образцов и другие

характеристики, установленные стандартом на конкретный вид бетона, сохраняются

ГОСТ

3

в нормируемых пределах и отсутствуют внешние признаки разрушения (трещины,

сколы).

3.4 марка бетона по морозостойкости F1: Марка по морозостойкости бетона,

испытанного в водонасыщенном состоянии, кроме бетонов дорожных и

аэродромных покрытий, а также бетонов, эксплуатируемых при воздействии

минерализованной воды.

3.5 марка бетона по морозостойкости F2: Марка по морозостойкости бетонов

дорожных и аэродромных покрытий и бетонов, эксплуатируемых при воздействии

минерализованной воды и испытанных в насыщенном раствором хлорида натрия

состоянии.

3.6 цикл испытания: Совокупность одного периода замораживания и

оттаивания образцов.

3.7 основные образцы: Образцы, предназначенные для определения

нормируемых стандартом характеристик после проведения расчетного числа циклов

замораживания и оттаивания.

3.8 контрольные образцы: Образцы, предназначенные для определения

нормируемых стандартом характеристик перед началом испытания основных

образцов.

3.9 определение морозостойкости: Оценка максимального числа циклов

замораживания и оттаивания бетона, при котором характеристики бетона остаются в

нормированных пределах, а также отсутствуют сколы и трещины.

3.10 критическое снижение характеристик образцов: Снижение харак-

теристик образцов при определении морозостойкости до значений, при которых в

соответствии со стандартом прекращают испытания образцов. 4 Общие положения 4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определения

морозостойкости:

- базовые методы:

первый − для всех видов бетона, кроме бетона дорожных и аэродромных

ГОСТ

4

покрытий и для бетона конструкций, эксплуатирующихся при действии

минерализованной воды),

второй − для бетона дорожных и аэродромных покрытий и для бетона

конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализованной воды;

- ускоренные методы при многократном замораживании и оттаивании:

второй − для всех видов бетона, кроме бетона дорожных и аэродромных

покрытий, бетона конструкций, эксплуатирующихся при действии

минерализованной воды, и легких бетонов марок по средней плотности менее

D1500;

третий − для всех видов бетона, кроме легкого бетона марок по средней

плотности менее D1500.

Допускается применение других методов определения марок бетона по

морозостойкости при условии обязательной градуировки их в соответствии с

приложением Б.

4.2 В проектной и исполнительной документации при предъявлении требова-

ний к бетону по морозостойкости должна быть указана марка бетона по морозо-

стойкости F1 или F2.

4.3 Условия испытаний для определения морозостойкости бетона в

зависимости от используемого метода и вида бетона принимают по таблице 1. Т а б л и ц а 1 − Условия испытаний для определения морозостойкости

Условия испытания Номер метода и марка бетона по морозостойкости

Среда насыщения

Среда и тем-пература за-мораживания

Среда и тем-пература от-таивания

Вид бетона

Базовые методы Первый (базо- вый) F1

Вода Воздушная, минус

(18±2) °С

Вода, (20 ± 2) °С

Все виды бетона, кроме бетона дорожных и аэродромных покрытий и бетона конструкций, эксплуати-рующихся при действии минерализованной воды

Второй (базо- вый) F2

5 %-ный вод-ный раствор хлорида нат-рия

Воздушная, минус

(18 ± 2) °С

5 %-ный вод-ный раствор хлорида нат-

рия, (20 ± 2) °С

Бетон дорожных и аэродромных покрытий и бетон конструкций, экс-плуатирующихся при действии минерализованной воды

ГОСТ

5

Окончание таблицы 1

Условия испытания Номер метода и марка бетона по морозостойкости

Среда насыщения

Среда и тем-пература за-мораживания

Среда и тем-пература от-таивания

Вид бетона

Ускоренные методы Второй 5 %-ный вод-

ный раствор хлорида нат-

рия

Воздушная, минус

(18 ± 2) °С


рия, (20 ± 2) °С

Все виды бетона, кроме бетона дорожных и аэродромных покрытий, бетона конструкций, эксплуатирую-щихся при действии минерализованной воды, и легкого бетона марок по средней плотности менее D1500

Третий


рия

5 %-ный вод-ный раствор хлорида нат-рия, минус (50 ± 2) °С

5 %-ный вод-ный раствор хлорида нат-рия,

(20 ± 2) °С

Все виды бетона, кроме легкого марок по средней плотности менее D1500

При расхождении результатов определения морозостойкости, полученных

разными методами, в качестве окончательных принимают результаты, полученные

базовыми методами.

4.4 Определение морозостойкости бетона начинают в проектном возрасте.

При отсутствии указания о проектном возрасте бетона испытания проводят в

возрасте 28 сут.

4.5 Средства измерения, оборудование и приспособления, применяемые при

испытаниях, должны обеспечивать требования настоящего стандарта и должны

быть поверены и аттестованы в установленном порядке.

4.6 Образцы бетона изготавливают в формах по ГОСТ 22685 или из кернов,

отобранных по ГОСТ 28570 из конструкций выбуриванием с помощью алмазного

инструмента.

Образцы, отобранные из конструкций, могут быть объединены в одну серию,

если отбор выполнялся из однотипных конструкций, изготовленных из одной

партии бетона, и из зон, находящихся в одинаковых условиях эксплуатации.

4.7 Образцы изготавливают и испытывают сериями по ГОСТ 10180. Каждую

серию образцов изготавливают из одной и той же пробы бетонной смеси и хранят в

нормальных условиях по ГОСТ 10180.

ГОСТ

6

4.8 Пробы бетонной смеси для изготовления образцов отбирают по ГОСТ

10181.

4.9 Размеры образцов для определения морозостойкости приведены в табли-

це 2.

Т а б л и ц а 2 − Размеры образцов для определения морозостойкости Размеры образцов, мм, изготовленных Метод испытаний в формах из кернов

Первый 100х100х100 или 150х150х150 или

Диаметр от 70 до 150 мм в зависимости от крупности заполнителя, высота образца не менее его диаметра

Второй 100х100х100 или 150х150х150

То же

Третий 100х100х100 или 150х150х150

То же

Количество образцов для испытаний в зависимости от метода определения

морозостойкости принимают по таблице 3. Т а б л и ц а 3 − Количество образцов для определения морозостойкости

Минимальное количество образцов в серии, шт. Метод определения морозостойкости

контрольных основных

Первый 6 12*

Второй 6 12*

Третий 6 6* * При проведении испытаний до разрушения образцов количество основных

образцов следует принимать таким, чтобы обеспечить проведение испытания до максимального количества циклов, более которого наблюдается критическое снижение нормируемых характеристик образцов и/или появляются трещины или сколы.

4.10 Образцы для испытания не должны иметь внешних дефектов. Разброс

значений средней плотности отдельных образцов в серии не должен превышать

20 кг/м3.

4.11 Массу образцов определяют с погрешностью не более 0,2 %.

4.12 Контрольные образцы бетона перед испытанием на прочность, а

основные образцы перед замораживанием насыщают водой или раствором хлорида

натрия при температуре (20 ± 2) °С.

ГОСТ

7

Для насыщения образцы погружают в воду или 5 %-ный раствор хлорида

натрия на 1/3 их высоты на 24 ч, затем уровень воды или раствора повышают до 2/3

высоты образцов и выдерживают в таком состоянии еще 24 ч, после чего образцы

полностью погружают в воду или раствор на 48 ч так, чтобы уровень жидкости был

выше верхней грани образцов не менее чем на 20 мм.

4.13 Число циклов испытания основных образцов бетона в течение одних

суток должно быть не менее одного. Испытания следует вести непрерывно. При

вынужденных перерывах в испытании образцы должны храниться в замороженном

состоянии в морозильной камере или в специальном холодильнике при температуре

не выше минус 10 °С: при испытании по первому и второму методам с защитой

образцов от высыхания, при испытании по третьему методу − в 5 %-ном растворе

хлорида натрия.

4.14 Соотношение между числом циклов испытаний и маркой бетона по

морозостойкости принимают по таблице 4.

Т а б л и ц а 4

Вид бетона Число циклов замораживания-оттаивания* и марки по морозостойкости Методы

1 Все виды бетона, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетона конструкций, эксплуатирующихся при воздействии минерализованной воды

15 25

F125

25 35

F135

35 50

F150

50 75

F175

75 100

F1100

100 150

F1150

150 200

F1200

200 300

F1300

300 400

F1400

400 500

F1500

500 600

F1600

600 800

F1800

800 1000

F11000

Базовы

е

2 Бетоны дорожных и аэродромных покрытий и бетоны конструкций, эксплуатирующихся при воздействии минерализованной воды

- - - 50 75

F275

75 100

F2100

100 150

F2150

150 200

F2200

200 300

F2300

300 400

F2400

400 500

F2500

500 600

F2600

600 800

F2800

800 1000

F21000

2 Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, бетонов конструкций, эксплуатирующихся при воздействии минерализованной воды, и лёгких бетонов со средней плотностью менее D1500

- - -

8 13

F175

13 20

F1100

20 30

F1150

30 45

F1200

45 75

F1300

75 110

F1400

110 150

F1500

150 200

F1600

200 300

F1800

300 450

F11000

Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, бетонов конструкций, эксплуатирующихся при воздействии минерализованной воды, и лёгких бетонов со средней плотностью менее D1500

- - - 2

F175

3

F1100

4

F1150

5

F1200

8

F1300

12

F1400

15

F1500

19

F1600

27

F1800

35

F11000

Ускоренны

е

3

Бетоны дорожных и аэродромных покрытий и бетоны конструкций, эксплуатирующихся при воздействии минерализованной воды

- - - - 5

F2100

10

F2150

20

F2200

37

F2300

55

F2400

80

F2500

110

F2600

150

F2800

200

F21000

*Над чертой указано число циклов, после которого производится промежуточное испытание, под чертой – число циклов, соответствующее марке бетона по

морозостойкости.

ГОСТ

9

4.15 Условные обозначения основных параметров и характеристик бетона,

применяемых в настоящем стандарте, приведены в приложении В.

4.16 Результаты испытаний должны быть внесены в протокол испытаний, в

котором указывают:

1 Метод испытаний.

2 Исходные данные для контрольных и основных образцов:

- номер партии (серии) и маркировку образцов;

- дату изготовления образцов;

- дату поступления образцов;

- размеры образцов, мм;

- массу образцов, г;

- класс бетона по прочности;

- проектную марку бетона по морозостойкости.

3 Результаты испытаний:

- дату испытаний;

- прочность при сжатии каждого контрольного образца, МПа;

- среднюю прочность при сжатии контрольных образцов в серии, МПа;

- нижнюю границу доверительного интервала прочности контрольных

образцов в серии,

- массу насыщенных образцов до начала испытаний, г;

- среднюю массу образцов в серии до начала испытаний, г;

- число циклов замораживания и оттаивания;

- прочность при сжатии каждого основного образца после испытаний, МПа;

- среднюю прочность основных образцов в серии после испытаний, МПа;

- нижнюю границу доверительного интервала прочности основных образцов

в серии после испытаний, МПа;

- массу каждого образца после заданного числа циклов замораживания и

оттаивания, г;

- среднее уменьшение массы образцов в серии, %;

- наличие трещин, сколов;

ГОСТ

10

- заключение о результатах испытаний. 5 Базовые методы определения морозостойкости Базовые методы определения морозостойкости бетона включают в себя метод

испытания бетонов с насыщением образцов водой (первый метод) и метод

испытания бетонов с насыщением образцов 5 %-ным раствором хлорида натрия

(второй метод).

5.1 Первый метод

Первый базовый метод распространяется на определение морозостойкости

тяжелых, мелкозернистых, легких и плотных силикатных бетонов, кроме бетона

дорожных и аэродромных покрытий и бетона конструкций, эксплуатирующихся при

действии минерализованной воды.

Испытание по первому базовому методу проводят замораживанием на воздухе

образцов, насыщенных водой, и последующим оттаиванием в воде (см. таблицу 1).

5.1.1 Средства испытания и вспомогательные устройства

5.1.1.1 Оборудование для изготовления, хранения и испытания на прочность

бетонных образцов − по ГОСТ 10180.

5.1.1.2 Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание

температуры замораживания минус (18 ± 2) °С. Размах значений температуры воз-

духа в полезном объеме камеры в середине периода замораживания не должен

превышать 3 °С.

5.1.1.3 Ванны для насыщения образцов водой с температурой (20 ± 2) °С.

5.1.1.4 Лабораторные весы по ГОСТ 24104 с точностью ± 1г с пределом

взвешивания на 50 % больше чем масса образцов.

5.1.1.5 Сетчатый контейнер для размещения основных образцов.

5.1.1.6 Сетчатый стеллаж для размещения образцов в морозильной камере.

5.1.1.7 Вода по ГОСТ 23732 с содержанием растворимых солей не более 2000

мг/л.

ГОСТ

11

5.1.2 Подготовка к проведению испытаний

5.1.2.1 Образцы бетона изготавливают в формах или отбирают из конст-

рукций по 4.6 – 4.11.

5.1.2.2 Контрольные и основные образцы насыщают водой по 4.12.

5.1.3 Проведение испытаний

5.1.3.1 Насыщенные водой контрольные образцы после извлечения из ванны

обтирают тканью, взвешивают и испытывают на сжатие по ГОСТ 10180.

Рассчитывают внутрисерийный коэффициент вариации прочности по 5.2.4.

Серию образцов, внутрисерийный коэффициент вариации прочности которых после

исключения выпадающих значений, превышает 9 %, снимают с испытаний и про-

водят испытания новой серии образцов.

5.1.3.2 Насыщенные водой основные образцы загружают в морозильную

камеру в контейнере или устанавливают на сетчатый стеллаж камеры так, чтобы

расстояние между образцами, стенками контейнеров и выше расположенными

стеллажами было не менее 50 мм. Началом замораживания считают момент

установления в камере температуры минус 16 °С.

5.1.3.3 Число циклов переменного замораживания и оттаивания, после кото-

рых определяют прочность при сжатии образцов бетона, устанавливают в соответ-

ствии с таблицей 4. В каждой серии испытывают по шесть основных образцов.

5.1.3.4 Образцы испытывают по режиму, указанному в таблице 5.

Т а б л и ц а 5 − Режимы испытаний образцов Режим испытаний

Замораживание Оттаивание

Размер образца, мм время, не

менее, ч температура,

° С время, не менее, ч

температура, ° С

100х100х100 2,5 2 ± 0,5 150х150х150 3,5

минус (18 ± 2) 3 ± 0,5

20 ± 2

Минимальную продолжительность замораживания увеличивают для легких

бетонов марок по средней плотности D1500 − D1200 на 0,5 ч, марок D1200 − D1000

− на 1 ч, марок D900 и менее − на 1,5 ч.

Температуру воздуха в морозильной камере измеряют в центре ее объема в

ГОСТ

12

непосредственной близости от образцов.

5.1.3.5 Образцы после замораживания оттаивают в ванне с водой при

температуре (20 ± 2) °С. При оттаивании образцы размещают на расстоянии друг от

друга, стенок и днища ванны не менее чем на 50 мм, слой воды над верхней гранью

должен быть не менее 50 мм.

Температуру воды в ванне измеряют в центре ее объема в непосредственной

близости от образцов.

5.1.3.6 Воду в ванне для оттаивания образцов меняют через каждые 100

циклов переменного замораживания и оттаивания.

5.1.3.7 Основные образцы после назначенного числа циклов замораживания и

оттаивания извлекают из ванны, взвешивают и испытывают на сжатие.

5.1.3.8. При появлении в процессе испытаний образцов трещин и сколов и при

потере массы более критической испытания прекращают.

5.1.3.9 Обработку результатов испытаний выполняют по 5.2.4.

5.2 Второй метод

Второй базовый метод распространяется на бетоны дорожных и аэродромных

покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся при воздействии

минерализованной воды.

Испытание по второму базовому методу проводят замораживанием на воздухе

образцов, насыщенных раствором хлорида натрия, и последующим оттаиванием в

растворе хлорида натрия (см. таблицу 1).


5.2.1.1 Оборудование для изготовления, хранения и испытания бетонных

образцов − по ГОСТ 10180.

5.2.1.2 Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание

температуры воздуха минус (20 ± 2) °С. Неравномерность температурного поля в

воздухе полезного объема камеры не должна превышать 3 °С.

5.2.1.3 Лабораторные весы по ГОСТ 24104 точностью ±1 г, пределом

взвешивания на 50 % больше, чем масса образцов.

ГОСТ

13

5.2.1.4 Хлорид натрия по ГОСТ 4233.

5.2.1.5 Вода по ГОСТ 23732 с содержанием растворимых солей не более 2000

мг/л.

5.2.1.6 Деревянные прокладки треугольного сечения толщиной 50 мм.

5.2.1.7 Ванна для насыщения образцов 5 %-ным водным раствором хлорида

натрия при температуре (20 ± 2) °С.

5.2.1.8 Ванна для оттаивания образцов, оборудованная устройством,

обеспечивающим поддержание температуры раствора хлорида натрия (20 ± 2) °С.

5.2.1.9 Сетчатый контейнер для размещения основных образцов.

5.2.1.10 Сетчатый стеллаж для размещения образцов в морозильной камере.

5.2.2 Подготовка к проведению испытания

5.2.2.1 Образцы бетона изготавливают в формах и отбирают из конструкций

по 4.6 – 4.11.

5.2.2.2 Основные и контрольные образцы перед испытанием насыщают

5 %-ным водным раствором хлорида натрия по 4.12.

5.2.2.3 Контрольные образцы извлекают из раствора, обтирают влажной

тканью, взвешивают и испытывают на сжатие по 5.1.3.1.

Основные образцы после насыщения подвергают испытаниям на

замораживание и оттаивание.


5.2.3.1 Основные образцы устанавливают в морозильную камеру по 5.1.3.2.

Началом замораживания считают момент установления в камере температуры

минус 16 °С.

5.2.3.2 Число циклов замораживания и оттаивания принимают по таблице 4.

5.2.3.3 Раствор хлорида натрия в емкости для оттаивания меняют через

каждые 20 циклов.

5.2.3.4 После заданного числа циклов замораживания и оттаивания основные

образцы осматривают. Материал, отделяющийся от образца, снимают жесткой

капроновой щеткой. Образцы обтирают влажной тканью, взвешивают и

испытывают на сжатие по 5.1.3.1.

ГОСТ

14

5.2.4 Обработка результатов испытаний

5.2.4.1 Рассчитывают изменение массы образцов ∆m, %, по формуле

,1001

mmmm −

=∆ (1)

где m – масса образца до замораживания и оттаивания, г,

m1 – масса образца после замораживания и оттаивания, г,

Средняя максимально допустимая потеря массы образцов не должна

превышать 2 %.

5.2.4.2 Обработку результатов определения прочности контрольных и

основных образцов выполняют в следующем порядке.

Рассчитывают среднее значение прочности Xср по формуле

nх

X i∑=ср , (2)

где хi − прочность одного образца, МПа,

n – число образцов в серии.

Рассчитывают среднеквадратическое отклонение σn по формуле

σn = ± (3)

5.2.4.3 Рассчитывают разность |Xm - Xср| и |XI - Xср|, где Xm – максимальное

значение прочности, XI – минимальное значение прочности, и определяют значение

разности, наиболее отличающееся от среднего.

Вычисляют значение t1β⋅σn, где t1

β − критерий для расчета выпадающих

значений, принимаемый по таблице 6 в зависимости от числа образцов в серии.

Т а б л и ц а 6

Число образцов в серии n

4 5 6

Критерий t1

β

3,558

3,041

2,777

Максимальное Xm или минимальное XI значение прочности исключают, если

сохраняется неравенство |Xm - Xср| > t1β⋅σn или | XI - Xср| > t1

β⋅σn. Допускается

исключать не более двух значений. При большем количестве выпадающих значений

серия образцов испытанию не подлежит.

ГОСТ

15

5.2.4.4 По оставшимся значениям прочности рассчитывают XсрI, σn

I и

коэффициент вариации V для контрольных образцов и XсрII и σn

II − для основных

образцов.

Коэффициент вариации рассчитывают по формуле

Vn= . (4)

5.2.4.5 Определяют нижнюю границу доверительного интервала для контроль-

ных образцов ХminI по формуле

ХminI = Xср

I -tβ⋅σn

I, (5)

и ХminII для основных образцов после замораживания и оттаивания по формуле

ХminII=Xср

II -tβ⋅σn

II, (6)

где tβ – критерий Стьюдента при доверительной вероятности р = 0,95, принимаемый

по таблице 7 в зависимости от числа образцов серии.

Т а б л и ц а 7 − Критерий Стьюдента

Число образцов в серии n

4 5 6

Критерий Стьюдента tβ

3,182 2,776 2,570

Образцы считают выдержавшими испытание на морозостойкость, если

соблюдается соотношение

ХminII ≥ 0,85 Хmin

I. (7)

5.2.4.6 Марку бетона по морозостойкости принимают по таблице 4 с учетом

числа циклов, при котором сохраняется неравенство (7), потеря массы не превышает

2 % и на образцах отсутствуют трещины и сколы. Пример обработки результатов

испытаний приведен в приложении Г.

Для легкого бетона марок по морозостойкости F50 и менее критерием оценки

результатов испытания является уменьшение средней прочности на сжатие

основных образцов по сравнению со средней прочностью контрольных образцов.

Уменьшение средней прочности не должно превышать 15 %, при этом

шелушение поверхности образцов должно отсутствовать.

ГОСТ

16

6 Ускоренные методы определения морозостойкости 6.1 Второй метод

Второй метод определения морозостойкости применяют в качестве ускорен-

ного для всех видов бетона, кроме бетона дорожных и аэродромных покрытий,

бетона конструкций, эксплуатирующихся при воздействии минерализованной воды,

и легкого бетона марок по средней плотности менее D1500.

Испытание по второму ускоренному методу проводят замораживанием на

воздухе образцов, насыщенных раствором хлорида натрия, и последующим

оттаиванием в растворе хлорида натрия (см. таблицу 1).

Испытания должны проводиться в соответствии с 5.2.

6.2 Третий метод

Третий ускоренный метод определения морозостойкости применяют для всех

видов бетона, кроме легкого марок по средней плотности менее D1500.

При испытании по третьему ускоренному методу для насыщения,

замораживания и оттаивания образцов применяют раствор хлорида натрия (см.

таблицу 1).


Средства испытания и вспомогательные устройства − по 5.2.1.

Морозильная камера должна обеспечивать достижение и поддержание

температуры воздуха и среды замораживания минус (50 ± 2) °С.

6.2.3 Подготовка к проведению испытаний

Подготовку к проведению испытаний проводят по 5.2.2.


6.2.4.1 Испытания проводят по 5.2.3 со следующими отличиями.

Основные образцы помещают в морозильную камеру в закрытых сверху

емкостях, наполненных раствором хлорида натрия, так, чтобы расстояние между

стенками емкостей и камеры было не менее 50 мм. После установления в закрытой

камере температуры минус 10 °С температуру понижают в течение (2,5 ± 0,5) ч до

температуры минус (50 ± 2) °С и делают выдержку (2,5 ± 0,5) ч. Затем температуру в

камере повышают в течение (1,5 ± 0,5) ч до температуры минус 10 °С. Оттаивание

ГОСТ

17

проводят в растворе хлорида натрия при температуре (20 ± 2) °С образцов размером

100х100х100 мм в течение (2,5 ± 0,5) ч, образцов размером 150х150х150 мм − в

течение (3,5 ± 0,5) ч. Указанное время уточняют в зависимости от загрузки и

технических характеристик морозильной камеры, измеряя температуру раствора

хлорида натрия вблизи образца, в середине ванны или в образце. В конце периода

замораживания температура должна быть минус (50 ± 2) °С. В конце периода

оттаивания температура должна быть не ниже (10 ± 2) °С.

6.2.4.2 После заданного числа циклов основные образцы осматривают.

Материал, отделяющийся от образца, снимают жесткой капроновой щеткой.

Образцы обтирают влажной тканью, взвешивают и испытывают на сжатие по

5.1.3.1.

6.2.5 Обработка результатов испытаний

Обработку результатов испытаний выполняют по 5.2.4.

Марку бетона по морозостойкости принимают по таблице 4 с учетом числа

циклов, при котором сохраняется неравенство (7), снижение массы образцов не

превышает 2 %, отсутствуют трещины, сколы.

ГОСТ

18

Приложение А (рекомендуемое)

Метод определения морозостойкости бетона по потере массы,

динамическому модулю упругости или скорости ультразвука, или величине деформаций

Метод, приведенный в настоящем приложении, предназначен для определения

морозостойкости образцов бетона при многократном замораживании и оттаивании

по режимам первого, второго или третьего методов с оценкой состояния образцов в

зависимости от изменения значения динамического модуля упругости, скорости

ультразвука, величины деформаций и массы образцов. Метод применяют для

образцов, изготовленных в лаборатории или отобранных из конструкций.

А.1 Средства испытания и вспомогательные устройства

Оборудование для изготовления, хранения и испытания образцов бетона − по

ГОСТ 10180.

Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание

температуры минус (50 ± 2) °С. Неравномерность температурного поля в полезном

объеме камеры в середине периода замораживания не должна превышать 3 °С.

Ванна для насыщения образцов при температуре (20 ± 2) °С.

Лабораторные весы по ГОСТ 24104 точностью ± 1 г с пределом взвешивания

на 50 % больше, чем масса образцов.

Приборы для измерения температуры в центре образца: термометры,

термометры сопротивления, термопары с точностью ± 1 °С.

Установка или приборы для возбуждения колебаний образца и измерения

частоты собственных поперечных колебаний в пределах от 100 до 10000 Гц.

Устройство для измерения деформации образцов, состоящее из штатива по

ГОСТ 10197 и индикатора по ГОСТ 577, обеспечивающего измерение линейных

размеров с точностью ±0,01 мм или скоба с отсчетным устройством по ГОСТ 11098

с точностью ± 0,012 мм.

Прибор для определения скорости ультразвука в бетоне. Диапазон измерения

времени распространения ультразвуковых колебаний от 20 до 999,9 мкс.

ГОСТ

19

Контрольный стержень из коррозионно-стойкой нержавеющей стали по ГОСТ

5632 для измерения деформаций длиной, равной длине образца.

Емкости для замораживания образцов. Материал емкостей должен быть

деформируемым (исключающим давление льда на образец при замораживании).

Подкладки (сетки, стержни, уголки, пружины) под образцы высотой (5 ± 1)

мм, обеспечивающие циркуляцию раствора под образцами и защиту реперов в

образцах от опирания на дно емкости.

Сетчатый контейнер для размещения основных образцов.

Сетчатый стеллаж для размещения образцов в морозильной камере.

Вода по ГОСТ 23732 с содержанием растворимых солей не более 2000 мг/л.

А.2 Образцы для испытаний

А.2.1 Количество образцов для испытаний в каждой серии должно быть не

менее шести. Образцы изготавливают из бетонной смеси в лаборатории или

отбирают из конструкции. Образцы-призмы размерами 100х100х300 (400) мм

изготавливают в лаборатории в формах по ГОСТ 22685. Образцы изготавливают и

хранят в нормальных условиях по ГОСТ 10180.

А.2.2 Образцы, отобранные из конструкции, представляют собой призмы

размерами 100х100х300 (400) мм или цилиндры диаметром не менее 70 мм,

высотой, равной четырем диаметрам образца. Не допускается высушивание

образцов ниже влажности бетона в конструкции, из которой образцы вырезаны. Для

защиты от высыхания образцы помещают в пластиковые пакеты или защищают

другим способом.

А.2.3 Образцы для измерения деформаций оснащают реперами по ГОСТ

8269.0. В образцы, формуемые в лаборатории, реперы устанавливают, закрепляя их

в формах. В образцы, отобранные из конструкций, реперы устанавливают на

эпоксидной смоле в высверленные лунки.

А.2.4 Для измерения температуры бетона в центре образца используется

бетонный образец, аналогичный основным образцам с отверстием для установки

датчика температуры.

ГОСТ

20

А.3 Проведение испытаний

А.3.1 До начала испытаний образцы насыщают водой или раствором хлорида

натрия по 4.12 при температуре (20 ± 2) °С. Определяют первоначальную массу

образцов, длину или скорость ультразвука, или частоту собственных поперечных

колебаний образцов.

А.3.2 Для измерения температуры в образец бетона устанавливают темпе-

ратурный датчик. Образец с температурным датчиком помещают в середину

морозильной камеры (см. А.2.4).

А.3.3 В зависимости от режима испытаний (по первому, второму или треть-

ему методу) насыщенные образцы размещают на воздухе на стеллажах морозильной

камеры или помещают в емкости с раствором хлорида натрия для замораживания,

которые устанавливают в морозильную камеру.

А.3.4 Замораживание и оттаивание образцов выполняется по режиму первого,

второго или третьего методов (см. таблицу 1).

А.3.2.5 После заданного числа циклов замораживания и оттаивания образцы

вынимают из ванны для оттаивания и определяют массу, деформации или скорость

ультразвука или частоту собственных поперечных колебаний. Заданное число

циклов принимают соответствующим предполагаемой марке по морозостойкости и

предыдущим маркам по морозостойкости по таблице 4.

Например, при испытании по первому методу образцов предполагаемой марки

по морозостойкости F1150 все измерения выполняют последовательно после 25, 35,

50, 75, 100 и 150 циклов.

А.3.2.6 Через каждые 100 циклов замораживания и оттаивания воду в

емкостях для оттаивания заменяют свежей водой. При замораживании в растворе

хлорида натрия раствор заменяют свежим через каждые 20 циклов замораживания и

оттаивания.

А.3.2.7 При повторной установке в камеру расположение образцов в камере

меняют. Разность температуры в отдельных зонах по объему камеры в середине

периода замораживания не должна превышать 3 °С.

А.3.2.8 Испытания продолжают до снижения массы на 2 %, деформаций

ГОСТ

21

образцов 0,1%, снижения скорости ультразвука на 15 % или уменьшения

относительного динамического модуля упругости на 25 % от исходного значения.

А.3.2.9 Каждый раз при измерении массы образцов, деформаций, скорости

ультразвука и частоты собственных поперечных колебаний образцы осматривают и

отмечают дефекты.

А.3.2.10 При перерывах в испытании образцы следует хранить в заморо-

женном состоянии по 4.13.

А.4 Обработка результатов испытаний

А.4.1 Относительный динамический модуль упругости

Относительный динамический модуля упругости после N циклов

замораживания-оттаивания Едм, %, рассчитывают по формуле

Едм= (Е12/Е2)х100 (А.1)

где Е – значение динамического модуля упругости до замораживания,

Е1 – значение динамического модуля упругости после N циклов замораживания

и оттаивания.

А.4.2 Скорость ультразвука

Снижение скорости ультразвука ∆Vуз, %, рассчитывают по формуле

∆Vуз=(V12/V2)х100 (А.2)

где V – скорость ультразвука при сквозном прозвучивании до замораживания,

V1 – скорость ультразвука при сквозном прозвучивании после N циклов


А.4.3 Деформации образцов

Относительную деформацию образцов, %, после N циклов замораживания

и оттаивания Lc, %, рассчитывают по формуле

Lc= , (А.3)

где l1 – отсчёт по индикатору, мм, до замораживания,

l2 –отсчёт по индикатору, мм, после N циклов,

Lg –длина образца до замораживания, мм.

ГОСТ

22

А.4.4 Изменение массы образцов

Изменение массы образца ∆m, %, рассчитывают по формуле

1001

mmmm −

=∆ , (А.4)

где m – масса образца до замораживания и оттаивания, г,

m1 – масса образца после циклов замораживания и оттаивания, г.

А.4.5 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать следующие данные:

Свойства бетонной смеси:

- вид и соотношение цемента, мелкого и крупного заполнителя, макси-

мальный размер зерен, гранулометрический состав, водоцементное отношение,

- вид и количество добавок,

- содержание воздуха в бетонной смеси,

- плотность бетонной смеси,

- консистенция бетонной смеси,

- способ изготовления образцов. Например, изготовлены в лабораторной

форме, вырезаны из затвердевшего бетона,

-условия и длительность твердения.

Характеристику образцов:

- форма и размеры,

- для образцов, вырезанных из конструкции, место отбора пробы,

ориентация образцов в конструкции, другая информация,

- масса образцов до замораживания,

- расстояние между реперами,

- наличие дефектов перед испытаниями.

Результаты испытаний:

- потеря или увеличение массы каждого образца и среднее значение для

серии образцов.

- дефекты каждого образца, обнаруженные во время испытаний, и число

циклов при котором появились дефекты.

ГОСТ

23

В зависимости от принятого метода оценки состояния образцов в протокол

испытаний вносят результаты по А.4.1 или А.4.2, или А.4.3, или А.4.

- значение относительного динамического модуля упругости до и после

замораживания и оттаивания для каждого образца и среднее значение для серии

образцов,

- деформации каждого образца, %, и среднее значение, %, для серии

образцов,

- изменение скорости ультразвука, %,

- графические зависимости изменения массы образцов, динамического

модуля упругости или изменения длины или скорости ультразвука от числа циклов


А.5 Заключение о результатах испытаний

Образцы признают выдержавшими испытание, если снижение среднего для

серии образцов значения скорости ультразвука не превышает 15 % от исходного

значения, снижение среднего значения относительного динамического модуля

упругости не превышает 25 %, среднее значение деформаций образцов не

превышает 0,1 %, средняя потеря массы не превышает 2 %. Марку бетона по

морозостойкости устанавливают по числу циклов замораживания и оттаивания, при

котором образцы отвечают указанным выше критериям.

При испытании с применением нескольких способов контроля состояния

образцов (скорости ультразвука, динамического модуля упругости, деформаций

образцов, потери массы) марку бетона устанавливают по каждому среднему

значению показателя, после чего принимают минимальную марку из установ-

ленных.

ГОСТ

24

Приложение Б

(обязательное)

Определение коэффициента перехода при испытании образцов бетона на морозостойкость различными методами

В настоящем приложении приведены правила определения коэффициентов

перехода при испытании образцов бетона на морозостойкость стандартными или

другими методами.

Б.1 Коэффициенты перехода устанавливают для каждой марки бетона по

морозостойкости, приведенной в таблице 4.

Б.2 Для установления значений коэффициентов перехода испытывают по

шесть парных серий образцов предлагаемым и стандартным методами.

Б.3 Образцы каждой парной серии изготавливают из одной пробы бетонной

смеси. Образцы должны твердеть в одинаковых условиях. После окончания тверде-

ния испытание каждой серии начинают одновременно.

Средняя плотность бетона в каждой парной серии образцов не должна

отличаться более чем на 2 %.

Б.4 Для каждой парной серии определяют значение коэффициента перехода кj

по формуле

кj = , (Б.1)

где – среднее число циклов замораживания и оттаивания образцов, при котором

достигается предельное значение характеристик образцов при испытании

стандартным методом;

− среднее число циклов замораживания и оттаивания образцов, при котором

достигается предельное значение характеристик образцов при испытании

предлагаемым методом.

Б.5 Для всех серий образцов вычисляют среднее значение коэффициента

перехода , среднеквадратическое отклонение Sk и коэффициент вариации V по

формулам:

ГОСТ

25

= , (Б.2)

= /n-1, (Б.3)

(Б.4) где n – число пар серий образцов.

Экспериментально установленный коэффициент перехода может быть

использован, если значение коэффициента вариации V не превышает 15 %. .

ГОСТ

26

Приложение В (справочное)

Обозначения основных параметров и характеристик бетона

В настоящем приложения приведены следующие обозначения основных

параметров и характеристик бетона, применяемые в настоящем стандарте:

n- число образцов в серии;

N – число циклов замораживания и оттаивания;

t1β − критерий для расчета выпадающих значений;

tβ – критерий Стьюдента;

Xср – средняя прочность образцов в серии;

Xср5 , Xср4 – средняя прочность для пяти и четырех образцов;

XсрI – средняя прочность контрольных образцов;

XсрII – средняя прочность основных образцов;

ХminI – нижняя граница доверительного интервала прочности контрольных

образцов;

ХminII – нижняя граница доверительного интервала прочности основных

образцов;

XI – минимальная прочность образцов в серии;

Xm – максимальная прочность образцов в серии;

V – коэффициент вариации;

σ n – среднеквадратическое отклонение;

σnI – среднеквадратическое отклонение контрольных образцов;

σnII – среднеквадратическое отклонение основных образцов;

ГОСТ

27

Приложение Г (справочное)

Пример обработки результатов испытаний

Г.1 Пример обработки результатов испытаний приведен для образцов бетона,

испытанных по первому методу. Результаты испытаний приведены в таблице Г.1.

Т а б л и ц а Г.1 – Прочность бетона до и после воздействия циклов замораживания и оттаивания

Прочность бетона после циклов замораживания и оттаивания Номер об-разцов в серии 0 200 300 400 500

1 2 3 4 5 6 1 35,5 35,4 (30,4)* 34,8 15,0

2 37,4 35,8 36,5 35,7 18,7

3 39,9 40,8 39,0 37,9 21,4

4 40,8 40,8 39,1 38,2 25,0

5 41,6 41,6 40,8 40,0 29,4

6 (46,7)* 42,4 42,5 (45,9)* 33,3

*Выпадающие значения

Г.2 Проверяют наличие выпадающих значений для контрольных образцов

(колонка 2).

Рассчитывают среднее значение прочности шести образцов (колонка 2) по

формуле Xср= = (35,5+37,4+39,9+40,8+41,6+46,7):6 = 40,3 МПа, среднеквадрати-

ческое отклонение σn=± = ± 3,86, коэффициент вариации Vn= = 3,86:40,3=

0,0958 или 9,58 %.

Выделяют значение прочности, наиболее отличающееся от среднего:

| 35,5-40,3| =4,8 МПа; |46,7-40,3|=6,4 МПа

Наиболее отличающееся значение 46,7 МПа.

Исключают данное значение и для оставшихся пяти образцов рассчитывают

среднее значение прочности Xср5 =39,0 МПа, среднеквадратическое отклонение –

2,53 МПа, коэффициент вариации − 6,48 %.

ГОСТ

28

Проверяют 46,7 как выпадающее значение по формуле

| Xi - Xср5| > tβI σn

Значение t1β принимают по таблице 6.

|46,7 – 39,0 | > 3,041 х 2,53 7,7 >7,69

Значение 46,7 МПа признают не достоверным и исключают.

Проверяют значение прочности 35,5 МПа. Исключают это значение и для

оставшихся четырех образцов рассчитывают среднее значение прочности – 39,9

МПа, среднеквадратическое отклонение – 1,82 МПа, коэффициент вариации 4,56 %.


| Xi - Xср4| > tβI σn,

| 35,5 – 39,9 | < 3,558 х 1,82,

4,4 < 6,5.

Значение прочности 35,5 МПа признают достоверным и учитывают при обра-

ботке результатов. После удаления выпадающего значения 46,7 МПа коэффициент

вариации оставшихся значений равен 6,48 %, т.е. меньше 9 %. Серия образцов

пригодна для испытаний на морозостойкость.

Г.3 Проверяют наличие выпадающих значений после 200 циклов

замораживания и оттаивания образцов (колонка 3).


формуле Xср= = 39,5 МПа, среднеквадратическое отклонение σn=± = 3,05,

коэффициент вариации Vn= = 3,05:40,3 = 0,0772 или 7,72 %.


| 35,4-39,5| = 4,1 МПа; |42,4-39,5| = 2,9 МПа.


Исключают значение 35,4 и для оставшихся пяти образцов рассчитывают

среднее значение прочности Xср5 = 40,3 МПа, среднеквадратическое отклонение –

2,59 МПа, коэффициент вариации 6,42 %.


ГОСТ

29

| Xi - Xср5| > tβI σn

|35,4 – 40,3 | < 3,041 х 2,59

4,9 < 7,87.

Значение 35,4 МПа признают достоверным и не исключают.

Г.4 Проверяют наличие выпадающих значений после 300 циклов заморажи-

вания и оттаивания (колонка 4).



коэффициент вариации Vn= = 4,25:38,0 = 0,1118 или 11,18 %.


| 30,4 - 38,0| = 7,6 МПа; |42,5 - 38,0| = 4,5 МПа.




2,24 МПа, коэффициент вариации − 5,65 %. Проверяют 30,4 как выпадающее

значение по формуле


|30,4- 39,6 | < 3,041 х 2,24,

9,2<6,8.

Значение 30,4 МПа признают недостоверным и исключают.

В колонке 4 проверяют значение 42,5.

Исключают значение 42,5 и для оставшихся четырех образцов рассчитывают

среднее значение прочности Xср4=38,8 МПа, среднеквадратическое отклонение –

1,77 МПа, коэффициент вариации − 4,56 %.



|42,5- 38,8 | < 3,558 х 1,77,

3,7<6,3.

Значение 42,5 МПа признают достоверным и не исключают.

ГОСТ

30

Г.5 Проверяют наличие выпадающих значений после 400 циклов

замораживания и оттаивания (колонка 5).



коэффициент вариации Vn= = 3,96:38,7= 0,1023 или 10,23 %.


| 34,8-38,7| =3,9 МПа; |45,9-38,7|=7,2 МПа.




2,08 МПа, коэффициент вариации − 5,57 %. Проверяют 45,9 как выпадающее

значение по формуле


|45,9 – 37,3 | > 3,041 х 2,08,

8,6 > 6,32.

Значение 45,9 МПа признают не достоверным и исключают.

Проверяют значение 34,8 МПа. Исключают значение 34,8 и для оставшихся

четырех образцов рассчитывают среднее значение прочности Xср4 = 37,9 МПа,

среднеквадратическое отклонение– 1,76 МПа, коэффициент вариации − 4,64 %.



| 34,8 – 37,9 | < 3,558 х 1,76,

3,1 < 6,2.

Значение 34,8 признают достоверным и учитывают при обработке

результатов. После удаления выпадающего значения 45,9 МПа коэффициент

вариации оставшихся значений равен 5,57 %.

Значения прочности в колонке 6 показывают значительное уменьшение

средней прочности по сравнению с прочностью контрольных образцов и в

дальнейшем не рассматриваются.

ГОСТ

31

Г.6 Определяют нижнюю границу доверительного интервала ХminI для

контрольных образцов и ХminII для основных образцов после замораживания и

оттаивания по формулам:

ХminI = Xср

I -tβ σn

I ,

ХminII=Xср

II -tβ σn

II.

Значение критерия Стьюдента tβ принимают по таблице 7.

ХminI = 39,0-2,776х2,53=31,9 МПа;

ХminII после 200 циклов = 39,5-2,570 х3,86=29,6 МПа;

ХminII после 300 циклов =39,6- 2,776х2,24=33,4 МПа;

ХminII после 400 циклов = 37,3- 2,776х2,08=31,5 МПа.

Результаты обработки испытаний приведены в таблице Г.2.

Таблица Г.2 − Результаты обработки испытаний

Значения показателей после N циклов замораживания и оттаивания Показатель

0 200 300 400

n 5 6 5 5

XсрI , МПа 39,0 - - -

σnI, МПа 2,53 - - -

XсрII, МПа - 39,5 39,6 37,3

σnII, МПа - 3,86 2,24 2,08

ХminI, МПа 31,9 - - -

0,85ХminI, МПа 28,4 - - -

ХminII, МПа - 29,6 33,4 31,5

Вывод: Образцы выдержали 400 циклов испытаний по первому методу. По

показателю снижения прочности морозостойкость бетона соответствует марке

F1400.

ГОСТ

32

________________________________________________________________________________

УДК 591.32:620.193.21:006.354 МКС 91.100.30 NEQ

Ключевые слова: морозостойкость бетона, марка по морозостойкости, цикл

испытания, основные образцы, контрольные образцы _____________________________________________________________________________________________________

Исполнители:

Директор НИИЖБ И.И. Карпухин

Заведующая лабораторией коррозии и долговечности

бетонных и железобетонных конструкций В.Ф. Степанова

Заведующий сектором Н.К. Розенталь

Ведущий научный сотрудник Г.В. Чехний

1

Пояснительная записка

к проекту ГОСТ 10060 «Бетоны. Методы определения морозостойкости»

Проект ГОСТ 10060 разработан ОАО «НИЦ «Строительство», Научно

исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом

бетона и железобетона НИИЖБ.

В связи с массовым строительством высотных зданий, тоннелей, мостов,

ремонтом гидротехнических и других сооружений с большими проектными

сроками эксплуатации требования к стойкости (долговечности) бетона

возрастают. Увеличение сроков эксплуатации таких сооружений между текущими

и капитальными ремонтами имеет важное экономическое значение. Выполненная

диагностика бетонных и железобетонных конструкций в зданиях и сооружениях

различного назначения показывает, что недостаточная стойкость использованного

при строительстве бетона в условиях периодического замораживания и

оттаивания нередко вызывает существенные повреждения конструкций, ремонт

которых требует больших трудовых и материальных затрат.

Развитие технологии бетона в последние десятилетия позволило создать

бетоны с высокой, практически неограниченной морозостойкостью. В этой

проблеме роль адекватных методов испытания бетона на морозостойкость весьма

велика.

Существующие в настоящее время ГОСТ 10060.0-95…ГОСТ 10060.4-95

«Бетоны. Методы определения морозостойкости» разработаны более 15 лет назад.

За это время выявились определённые недостатки стандартов:

- принятый в стандартах критерий – допускаемое снижение прочности

бетона после воздействия циклов замораживания и оттаивания, равное 5%, не

имеет обоснования и в ряде случаев может привести к ложным оценкам

результатов испытаний;

- отсутствует статистическая оценка результатов испытаний;

2

- косвенный структурно-механический метод ускоренного определения

морозостойкости бетона (ГОСТ 10060.4-95) не получил применения на практике;

опыт и результаты широкого применения метода отсутствует. Оснований для его

использования в качестве доказательной базы Закона о безопасности

строительных материалов нет;

- распространение дилатометрического метода определения

морозостойкости с однократным замораживанием образцов на испытание бетонов

дорожных и аэродромных покрытий по ряду указанных далее причин не нашло

поддержки у разработчиков бетонов для строительства дорог.

Актуализация стандарта включает в себя устранение отмеченных выше

недостатков и учёт зарубежных норм. В ряде зарубежных стран имеются

национальные стандарты на методы определения морозостойкости бетона.

Существует европейский стандарт DIN EN 12390-9 Prüfung von Festbeton. Teil 9:

Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand, Abwitterung (Испытание бетона. Морозо- и

морозосолестойкость, выветривание). Стандарт регламентирует методы

испытаний бетона при воздействии воды или 3%-ного раствора хлорида натрия с

контролем шелушения бетона после 56 циклов замораживания и оттаивания. В

США действуют следующие стандарты: ASTM C 666 Test Method for Resistance of

Concrete to Rapid Freezing and Thawing (Метод определения стойкости бетона при

быстром замораживании и оттаивании), ASTM C 671 Test Method for Critical

Dilatation of Concrete Specimens Subjected to Freezing (Метод определения

критического расширения бетона, подвергающегося замораживанию), ASTM C

672 Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing

Chemicals (Метод определения стойкости бетона к шелушению при воздействии

на поверхность противогололёдных реагентов). В Швеции имеется стандарт SS

137244 Concrete testing – Hardened Concrete – Frost Resistance (Slab test)

(Испытание бетона. Затвердевший бетон. Морозостойкость. Испытание призм).

В ASTM C 666 образцы подвергаются многократному замораживанию и

оттаиванию. Контроль состояния образцов выполняется с оценкой величины

относительного динамического модуля упругости. Метод ASTM C 671

3

предусматривает определение деформаций удлинения образцов при

многократном замораживании и оттаивании. В ASTM C 672 при многократном

замораживании и оттаивании контролируется потеря массы образцов. В

австрийском стандарте Önorm B 3306 испытывают пластины из бетона в контакте

с 3%-ным раствором хлорида натрия. Обращает на себя внимание то, что ни одна

из известных зарубежных норм не предусматривает оценки морозостойкости

бетона по результатам однократного замораживания.

Зарубежные нормы не предусматривают статистической обработки

результатов испытаний серии образцов. Испытания выполняются на

ограниченном числе параллельных образцов, например, в EN 12390-9

используется 4 образца. Однако рассчитывается коэффициент вариации при

повторяющихся многоразовых и межлабораторных испытаниях. Указания о том,

как учитывается вариабельность результатов испытаний, отсутствуют. В

немецких нормах допускаются варианты методик: применение для насыщения

образцов воды и раствора хлорида натрия, образцов в виде пластин и кубиков,

варианты режимов замораживания и оттаивания. Отдельные элементы методов и

критерии, приведенные в зарубежных нормах, использованы при составлении

актуализированного стандарта ГОСТ 10060.

При разработке актуализированного ГОСТ 10060 использован ряд

положений зарубежных стандартов:

- EN 12390-9 – учтены критерии оценки потери массы образцов при

замораживании и оттаивании;

- ASTM C 666 – учтен при разработке метода испытаний образцов на

морозостойкость с контролем динамического модуля упругости и деформаций

образцов;

- ASTM C 671 – учтен при разработке метода испытаний бетона на

морозостойкость с контролем деформаций образцов;

- ASTM C 672 - учтены критерии оценки потери массы образцов при

замораживании и оттаивании.

4

2. Приоритетные направления, по которым актуализируется

стандарт ГОСТ 10060

При актуализации ГОСТ 10060 предусматривалось:

- широкое привлечение организаций и специалистов для обсуждения

разрабатываемых документов;

- анализ поступающих предложений и корректировка стандартов с учётом

замечаний специалистов и организаций;

- выбор и введение теоретически обоснованных критериев оценки

результатов испытаний;

- учёт зарубежного опыта разработки стандартов на методы определения

морозостойкости бетона.

Разработчиками был подготовлен перечень вопросов и разослан в

организации, регулярно занимающиеся испытаниями бетона на морозостойкость.

Большое количество замечаний содержало просьбу сохранить в стандартах

дилатометрический метод испытаний бетонов дорожных и аэродромных

покрытий. Такие замечания поступили от производственных организаций,

которые приобрели дилатометр и определяли морозостойкость бетона указанным

методом. При этом утверждалось, что имеется хорошее совпадение результатов

испытаний дилатометрическим методом с однократным замораживанием и

методами многоцикловых испытаний. Во все указанные организации было

направлено предложение с просьбой представить в адрес НИИЖБ результаты,

подтверждающие это совпадение. Получен один ответ. Анализ присланных

материалов не показал достоверного соответствия результатов, полученных

названными методами.

При внешней привлекательности дилатометрического метода испытаний с

однократным замораживание образцов (сокращение длительности испытаний)

следует учитывать следующее:

1. Прочность бетона при воздействии циклов замораживания и оттаива-

ния нередко изменяется непредсказуемо, она может снижаться при первых

циклах, может увеличиваться, затем снижаться, может длительное время

5

оставаться неизменной, затем резко уменьшаться. Предсказать характер

изменения прочности бетона на основании одного цикла замораживания и

оттаивания представляется проблематичным.

2. Для бетонов дорожных и аэродромных покрытий при воздействии

противогололёдных реагентов важнейшей характеристикой является потеря

массы образца (шелушение, разрушение поверхности). Например, на взлётно-

посадочных полосах выкалывание кусков бетона вследствие морозного

разрушения чревато повреждением двигателей самолётов. По этому вопросу в

НИИЖБ неоднократно обращались различные, в том числе правоохранительные

организации. Дилатометрический метод при одном цикле замораживания и

оттаивания не может дать ответа на вопрос о возможности повреждения

поверхности бетона.

3. Дилатометрический метод изучения поведения бетона при

одноцикловом замораживании и оттаивании широко известен в мире. Однако он

используется лишь для исследования механизма морозной деструкции и не

является методом определения морозостойкости бетона. Близкий к

дилатометрическому метод измерения остаточных деформаций используется в

стандарте США, но лишь как многоцикловый метод (300 циклов замораживания

и оттаивания). В европейских нормах CEN/TS 12390-9 (2006) Testing hardened

concrete – Part 9: freeze-thaw resistance-scaling/ European Committee for

Standartization (Испытание затвердевшего бетона. Часть 9: стойкость к

замораживанию-оттаиванию – шелушение) бетоны для дорожных покрытий

испытываются многоразовым замораживанием и оттаиванием только на

стойкость к разрушению поверхности (шелушению). То же в DIN EN 12390-9

Prüfung von Festbeton. Teil 9: Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand, Abwitterung

(Испытание бетона. Морозо- и морозосолестойкость, выветривание). То же в

шведских нормах SS137244 (1995) Concrete testing-hardened concrete- scaling at

freezing (Испытание бетона – затвердевший бетон – скалывание при

замораживании).

6

4. Действующий ГОСТ 10060 многократно и справедливо критиковали

за отсутствие статистической оценки результатов испытаний, что в итоге

потребовало переработки стандарта. Выполняемые в дилатометрическом методе

испытания на трёх образцах не предполагают оценку надёжности испытаний.

5. Проблемным является применение дилатометрического метода для

высокопрочных бетонов, т.к. при однократном насыщении образцов

высокопрочного бетона вода или раствор хлорида проникают на незначительную

глубину и лишь при многоцикловом испытании на замораживание и оттаивание

происходит насыщение образцов. При дилатометрическом испытании указанные

бетоны, оставаясь не насыщенными, будут показывать завышенную

морозостойкость.

6. Дилатометрический метод ускоряет испытания бетона на

морозостойкость, но не является оперативным. Для выполнения испытаний

необходимо выдержать образцы в условиях твердения 28 суток, а для бетона

гидротехнических сооружений 90 суток. С учётом продолжительности

насыщения образцов общая длительность испытаний составляет не менее 1

месяца. За это время конструкции будут изготовлены и изменить состав бетона и

технологию уже нельзя. Выход из положения видится следующий – выполнять

испытания бетона на морозостойкость заблаговременно при подборе состава

бетона, устанавливать состав бетона и технологию, поставщиков и качество

исходных материалов и в дальнейшем их не изменять. В этом случае временные

преимущества дилатометрическим методом становятся малозначимыми.

7. Авторы метода утверждают, что существует полное совпадение

результатов испытаний дилатометрическим методом и 1 − 3 методами. Однако

методы 1 – 3 по существующим ГОСТ 10060.0-10060.3 подвергались критике,

главным образом за ненадёжность критерия оценки морозостойкости, что и

потребовало переработки ГОСТ 10060. Следовательно, с введением

актуализированного ГОСТ 10060 потребуется доказывать соответствие методов

вновь.

7

С учётом сказанного дилатометрический метод определения

морозостойкости бетона может быть использован как вспомогательный с

обязательной проверкой результатов методами 1 - 3. Для бетонов дорожных и

аэродромных покрытий ввиду отсутствия оценки повреждения поверхности

бетона метод не рекомендуется.

3 Обоснование целесообразности и определение степени использов-

ания зарубежных стандартов

Развитие экономических отношений в мире привело к необходимости

согласовывать (гармонизировать) отечественные нормы с зарубежными нормами.

По сравнению с отечественными, зарубежные нормы ориентированы в

большинстве на эксплуатацию конструкций в районах с более мягким климатом и

не учитывают климатические условия строительства в СНГ. Во многих странах

они ориентированы лишь на оценку возможности повреждения поверхности

конструкций при воздействии противогололёдных реагентов. Ряд положений,

например, норм США целесообразно ввести в отечественные нормы. К таким

положениям относится использование неразрушающих методов контроля

состояния бетонных образцов в процессе испытаний. Контроль состояния

образцов по динамическому модулю упругости и деформациям образцов

позволяет выполнять испытания образцов до разрушения на одной серии

образцов. Это сокращает трудоёмкость испытаний, уменьшает разброс

результатов и, в конечном счёте, повышает достоверность результатов

испытаний. Указанные методы применялись в нашей стране ранее и сейчас

незаслуженно забыты. Введение их в стандарт представляется оправданным.

Во многих документах указывается требуемая марка бетона по

морозостойкости. Однако не указывается, каким методом устанавливается марка

по морозостойкости. Следствием этого являются серьёзные ошибки в назначении

марок бетона по морозостойкости. Например, указывается, что марка бетона по

морозостойкости должна быть F200, однако не сказано – первым (испытание

водонасыщенных образцов) или вторым (испытание образцов, насыщенных

раствором хлорида натрия) базовым методом определяется эта марка. Реально

8

морозостойкость бетона, определённая первым или вторым методом различается

многократно. Следующие из этого ошибки приводят к быстрому разрушению

бетона при воздействии среды эксплуатации, с чем многократно приходилось

встречаться в практике диагностики состояния бетонных и железобетонных

конструкций. В актуализированном ГОСТ записано требование – указывать в

проектах метод определения морозостойкости бетона.

4 Новое в документе в сравнении с ГОСТ 10060.0-10060.4

В актуализированный ГОСТ 10060 по сравнению с ныне действующими

стандартами следующие изменения:

- включена статистическая оценка результатов определения

морозостойкости бетона. При обработке результатов определения прочности

бетона введена процедура отсева выпадающих значений. При оценке изменения

прочности образцов до и после замораживания и оттаивания сравниваются

нижние границы доверительного интервала прочности бетона;

- включён в качестве рекомендуемого метод определения морозостойкости

бетона с контролем динамического модуля упругости, скорости ультразвука,

деформаций и потери массы образцов, разработанный с учётом стандарта США

ASTM С 666 и европейского стандарта EN 12390-9 на методы испытаний бетона

на морозостойкость;

- исключён структурно-механический метод как косвенный и не

получивший заметного применения в практике испытаний бетона на

морозостойкость;

- исключено применение дилатометрического метода;

- распространено действие стандартов на бетоны, подвергающиеся

воздействию минерализованной, в том числе морской воды, и мороза;

- ранее действовавшие стандарты не распространялись на испытание

бетонных образцов, отобранных из конструкций. В актуализированных

стандартах испытание таких образцов предусмотрено;

- предусмотрен контроль (проверка соответствия морозостойкости бетона

проектным требованиям) и определение морозостойкости (оценка максимального

9

количества циклов замораживания и оттаивания, после которых начинается

разрушение бетона).

5 Ожидаемая экономическая или социальная эффективность

Применение актуализированного ГОСТ 10060 позволит:

- повысить достоверность оценки морозостойкости бетона;

- позволит не только контролировать, получена ли требуемая проектом

марка бетона по морозостойкости, но и определять морозостойкость бетона, т. е.

знать, имеет ли бетон запас морозостойкости;

- контроль неразрушающими методами (определение динамического

модуля упругости и деформаций образцов) состояния бетона в процессе

испытаний позволит сократить трудоёмкость испытаний, уменьшит разброс

результатов и, таким образом, повысит надёжность оценки морозостойкости

бетона;

Использование актуализированного документа будет способствовать

повышению долговечности бетонных и железобетонных конструкций, снизит

расходы на их эксплуатацию, улучшить экологию окружающей среды, повысит

безопасность зданий и сооружений.

Директор НИИЖБ И.И. Карпухин

Руководитель разработки В.Ф. Степанова

Исполнители Н.К. Розенталь

Г.В. Чехний

ГОСТ 10060 ТИТ · ГОСТ 10060.4-95 Информация о введении в...

Documents