Способ определения морозостойкости строительных материалов

(23) Приоритет по делам нздбретеннй и дтнрытнй(72) Автор изобретения А. Р. Щеканенко Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к области испытания строительных материалов и может найти при. менение при определении мороэостойкости искусственных и природных пористых строительных материалов, например, бетона.Известен стандартный способ испытания бе 5 тона на морозостойкость, по которому пасы. щенные водой образцы подвергают многократному замораживанию в морозильной камере при температуре минус 15 - 20 С и оттаиваниюо1 О в ванне с водой при 15-20 С. За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы,беэ снижения прочности на сжатие более 15% по сравнению с контрольными образцами (12,Этот способ испытания бетона на морозостойкость требует специального сложного и громоздКого оборудования и характеризуется значительной трудоемкостью и продолжительностью испытания.Наиболее близким из известных является способ определения мороэостойкости строитель.ных материалов, включающий замораживание, оттаивание и измерение деформации образцов 121.Опыты показывают, что принятый логариф. мический закон накопления остаточных деформаций не полностью отражает специфику процесса постепенного разрушения бетона в условиях попеременного замораживания и оттаивания. Кроме того, взята эа критерий морозостойкости предельная остаточная деформация расширения бетона не может служить харак-теристикой предельного состояния материала, так как не учитывает деструкцию материала в двух других взаимно перпендикулярных направлениях. Все это влияет на результаты испытания бетона известным способом и приводит к большому разбросу действительных и прогнозируемых значений морозостойкости ма. териала.Цель изобретения - повышение точности определения.Достигается цель тем, что в способе определения мороэостойкости строительных материалов, включающем замораживание, оттаивание и измерение деформаций образцов, подвергают нагружецию внутрипоровым избыточным давлением контрольные образцы и определяют их предельную объемную остаточную деформацию расширения, а у испытуемых образцов после однократного цикла замораживания и оттаивания измеряют начальную объемную относительную деформацию, после чего их подвергают многократному нагружению внутрипоровым избыточным давлением до дости жения испытуемыми образцами предельной дбъемной остаточной деформации расширения контрольных образцов, н по числу нагружений судят о морозостойкости образцов.Выбор вцутрипорового избыточного давле ния в качестве способа силового нагружения образца объясняется принципиальным сход. ством напряженного состояния материала в условиях напорной камеры и морозильной камеры. Внутрипоровое избыточное давле ние представляет собой объемную силу и моделирует сложную картину силового взаимодействия в материале при его замораживании и оттаивании, вызванную прежде всего, кристаллизационным давлением льда, гид равлическим давлением жидкости и осмотнческим давлением в порах и капиллярах,Оценка морозостойкости материала по величине предельной объемной остатощюй деформации расширения нринята из условия соот- ЗО ветствия между характером разрушения образца и видом напряженного состояния материала при поперемецном замораживании и оттаивании.Величину предельной объемной остаточной деформации расширения устанавливают экспе римецтальцо по результатам испытания контрольных образцов в напорной камере до снижения прочности материала на сжатие на 15%, что соответствует показателю морозостойкости при испытании материала по основному стандартцому способу. Напорная камера представляет собой обычный металлический цилиндрический сосуд с крышкой (9=5 л). герметизацию камеры обеспечивают резиновой прокладкой, расположенной между корпусом сосуда и крышкой, путем обжатия ее с помощью болтов, Давление в напорцои .камере создают сжатым воздухом, подаваемым в напорную камеру через штуцер, Величину давления регулируют газовым редуктором, установленным иа баллоне со сжатым воздухом, При подъеме давления в напорной камере до расчетного значения образец будет находиться в условиях сжатия, что подтверждается соответствующими- показаниями тензометров. По мере вьщерживания" образца в напорной камере его внутрипоровое давление в силу проницаемости материала постепенно возврастает и через некоторое время достигает значения, равнозначного давлению в напорной камере. Момент выравнивания внутрипорового избыточного давления и давления в напорной камере фиксируют по возвращению показаний тецзометров к. началь. ному отсчету. После этого давление в напорной камере срабатывает с помощью выпускного клапана и образец оказывается в условиях объемного растяжения под воздействием только внутрипорового избыточного давления.Способ осуществляют в следующей последовательности,На контрольные образцы устанавливают тензометры для измерения линейных относительных деформаций материала в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Затем один контрольный образец помещают в напорную камеру и испытывают способом вцутрипорового избыточного давления при уровне нагружения равном О,бйр, где Нр - предел прочности материала на осевое растяжение. Такой высокий уровень нагружеция принят из условия быстрого разрушения образца при повтор ных нагружециях и соответствующего сокращения времени проведения подготовительных работ. Контроль за разрушением образца в процессе испытания осуществляют после каждого цикла цагружеция ультразвуковым импульсным методом. При снижении скорости распространения продрльцых ультразвуковых волн в материале ца 20 - 25% испытания в напорной камере приостанавливают, измеряют величину остаточных деформаций расширения в трех взаимно перпендикулярных цаправлеОст г ост остнияхб с у, бт, а образец испытывают на прессе на сжатие до разрушения стЕсли результаты механических испытаний показывают, что прочность материала ца сжатие снизилась на 15%, то дальнейшее проведение аналогичных испытаний контрольных образцов прекращают и устанавливают величину предельной , объемной остаточной деформацииост сст острасширения Сд " =+ Ет Параллельно с контрольными образцами испытуемые образцы основной серии помещают в морозильную камеру и при однократном цикле замораживания и оттаивания по стандартной методике определяют величину начальной объемной относительной деформации материалаи=с,+Яу, где ЯхЕуа начальные линейные, относительные деформа. ции материала в трех взаимноперпендикулярных направлениях. Затем несколько испытуемых образцов помещают в напорную камеру и, изменяя величину давления сжатого воздуха, подбирают такое его расчетное значение Ро, при котором образцы будут испытывать та734569 10 50Составитель В. КосаревТехред М,Петко Корректор В. Бутяга Редактор Э. Шибаева Заказ 2159/49 Тираж 1019 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 кую же объемную относительную деформациюкак и в морозильной камере,На этом подготовительный этап работы закончен, общее время для проведения всехнеобходимых измерений не превышает одной рабочей смены.После завершения предварительной экспери.ментальной работы все испытуемые образцыподвергают в напорной камере многократному нагружению внутрипоровым избыточнымдавлением при найденном расчетном значениидавления сжатого воздуха Ро, Общее числоциклов повторного нагружения и разгоузок,которое выдерживают испытуемые образцыдо. достижения предельной объемной остаточной деформации расширения контрольных об.разцов М ", принимают за марку пористыхстроительных материалов по морозостойкости.Частота повторения циклов нагружения иразгрузки образцов в напорной камере зависит от проницаемости материала и составляет примерно 40 - 50 циклов в смену. Несколькотаких напорных камер могут быть объединены в одну общую установку и подключенык системе автоматического управления, что 2 Бобеспечит возможность проведения параллельных испытаний на морозостойкость достаточно большого числа образцов.Способ обеспещвает повышение точностиопределения морозостойкости строительных 30 6материалов и позволяет снизить трудоемкость и продолжительность испытанил. Формула изобретенияСпособ определения морозостойкости стро.ительных материалов, включающий замораживание, оттаивание и измерение деформаций образцов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности определения, подвергают нагружению внутрипоровым избыточнымдавлением контрольные образцы и определяютих предельную объемную . остаточную деформа.цию расширения, а у испытуемых образцовпосле однократного цикла замораживания иоттаивания измеряют начальную объемную отнОсительную деформашпо, после чего их подвергают многократному нагружению внутрипоровым избыточным давлением до достижения испытуемыми образцами предельнойобъемной остаточной деформации расширенияконтрольных образцов, н по числу нагр;кенийсудят о морозостойкостп образцов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ГОСТ 10060 - 76. Бетон тяжелый, Методопределения морозостойкости.2. Гладков В. С. и др. Определение морозостойкости бетона ускоренным мегодом. Трудыкоординационных совещаний по гидротехнике,вьш, 45, "Знергия", 1969, с. 16.