ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

При побудові тарувальної залежності для визначення міцності бетону у процесі природного твердіння строки випробувань зразків обираються з такого параметричного ряду: 3, 7, 14, 28, 60, 90, 180, 365 діб. Зразки випробовують не менш ніж у трьох термінах, один з яких є проектним. У кожному віці випробовують не менше 4 серій зразків.

База прозвучування при наскрізному прозвучуванні має бути не менш 100 мм. Базу прозвучування можна знижувати до 70 мм при проведенні контролю дрібнозернистих бетонів та бетонів на ранніх стадіях твердіння (швидкість ультразвуку не менш 2000 м/с).

При побудові тарувальної залежності «міцність-час» (поверхневе прозвучування) мінімальна база прозвучування має бути не менше 120 мм.

Кількість вимірювань часу розповсюдження ультразвуку у кожному зразку при наскрізному прозвучуванні має дорівнювати 3, при поверхневому прозвучуванні – 4.

Тарувальну залежність визначають за одиничними значеннями швидкості (часу) ультразвуку та міцністі бетону. За одиничне значення міцності бетону приймають середню міцність бетону в серії зразків, визначену згідно з ГОСТ 10180 і приведену до міцністі еталонногозразка(розміром 15 × 15 × 15 см).

За одиничне значення швидкісті (часу проходження) ультразвуку приймають середнє арифметичне значення цих величин в серії зразків, що використовують для визначення одиничного значення міцністі.

Результати ультразвукових та механічних випробувань зводять до кореляційної таблиці. На підставі математичної обробки даних кореляційної таблиці будують залежність «міцність-швидкість» або «міцність-час».

Тарувальну залежність слід визначати знов при зміні виду складових матеріалів або при зміні у складі бетону витрати цементу більш ніж на 20 %, витрати крупного заповнювача більш ніж на 10 %, при зміні технології виробництва бетонної суміші не менш ніж 2 рази за рік. Для визначення міцності бетону в готових виробах або у конструкціях на стадіях будівництва та експлуатації при відсутністі або малій кількісті контрольних зразків тарувальну залежність одержують шляхом випробування не менш 15 зразків,

161

що висвердлені або випілені з різних ділянок конструкції або виробу. Зразки мають задовольняти вимогам ГОСТ 10180. Швидкість ультразвуку у бетоні конструкції вимірюють у місцях вирізання зразків перед їх виготовленням.

При відсутністі контрольних зразків або обмеженій їх кількісті міцність бетону Rст орієнтовно визначається за емпирічними залежностями:

– для важких бетонів марки не вище М300

Rcт = qv4, МПа (кгс/см2),

(5.40)

де q – коефіцієнт, що визначають шляхом підстановки до наведеної формули середніх значень міцності бетону та швидкості розповсюдження в ньому ультразвуку за результатами випробувань не менш 3 зразків-кубів, заздалегідь виготовлених або одержаних з конструкції (відібраних з дорожнього покриття);

v – швидкість розповсюдження ультразвуку в бетоні виробу або конструкції (дорожнього покриття);

– для важких бетонів з проектною маркою більш М300 міцність бетону Rст визначають за формулою

Rст =	R0V	2
		, МПа (кгс/см ),	(5.41)
	8,87V −7,87V
	0

де R0 – міцність бетону на ділянці конструкції, де швидкість ультразвуку за результатами вимірювань не менш ніж в п’яти місцях мала найбільше значення v (міцність визначається випробуванням вирізаного зразка, висвердленого керну);

v – швидкість розповсюдження ультразвуку в бетоні випробуваної конструкції.

Метод хвилі удару можна застосовувати для характеристики міцності бетону у дорожньому покритті. Оцінка якості бетону при випробуванні методом хвилі удару грунтується на вимірюванні швидкості поширення в ньому поздовжніх хвиль, спричинених механічним ударом. За своєю фізичною сутністю метод хвилі удару подібний імпульсному методу.

Радіометричний метод контролю використовують для контролю середньої щільності бетонної суміші та бетону. Метод

162

грунтується на використанні γ-променів, джерелом яких є радіоактивні ізотопи.

Вимірювання середньої щільності радіоізотопним методом здійснюють прямим (наскрізним) просвічуванням або шляхом розсіяного випромінювання. Першим користуються при випробуванні виробів товщиною до 50 см при вільному доступі до протилежних боків виробу. Другий застосовують для конструкцій з однобічним доступом. При першому способі середню густину бетону визначають по ослабленню потоку γ-променів, що проходять крізь бетон, при другому – по розсіюванню бетоном γ-випро- мінювання.

Резонансний метод застосовують при лабораторних випробуваннях морозостійкості та деформаційних характеристик бетону. Деформаційні характеристики бетону (динамічний модуль пружністі, динамічний модуль зсуву, динамічний коефіцієнт Пуассона, декремент затухання) резонансним методом визначають шляхом вимірювання власних коливань бетонного зразка.

Для вимірювання частоти власних коливань у бетонному зразку збуджують коливання, частоту яких змінюють регулюванням генератора звукової частоти. При збіганні власних та збуджених коливань виникає резонанс, якому відповідає максимальна амплітуда коливань. Цей момент фіксується на приладах максимальним відхиленням стрілки або променю осцилографа.

5.7. Будівельні розчини

Будівельним розчином називають штучний камінь, що отримують після твердіння раціонально підібраної і ретельно перемішаної суміші, яка складається з мінеральної в’яжучої речовини, дрібного заповнювача (піску), води та необхідних добавок. До затвердіння суміш цих компонентів називають розчиновою сумішшю. Відсутність крупного заповнювача надає розчиновим сумішам деяких специфічних властивостей, у порівнянні з бетонними сумішами, наприклад підвищену пластичність, що дозволяє укладати розчинові суміші без спеціального (механічного) ущільнення. Як правило, розчинові суміші повинні мати високу водоутримувальну здатність в зв’язку з особливостями

163

їх застосування – укладанням на пористу основу (цеглу, бетон, пористий природний камінь) відносно тонкими шарами. Цього досягають за рахунок використання наповнювачів і спеціальних добавок.

Згідно з ДСТУ БВ 2.7-23-95 будівельні розчини класифікують за призначенням, середньою густиною та видом в’яжучого. За призначенням будівельні розчини поділяють на розчини для кам’яної кладки та монтажу будівельних конструкцій, облицювальних і штукатурних робіт та спеціальні (акустичні, теплоізоляційні, радіаційнозахисні, хімічно стійкі, жаростійкі, тампонажні тощо).

За густиною у сухому стані розчини поділяють на важкі з середньою густиною 1500 кг/м3 і більше та легкі, що мають середню густину менше 1500 кг/м3.

За видом в’яжучого будівельні розчини поділяють на прості із використанням одного виду в’яжучого (цементні, вапняні, гіпсові тощо) та складені – на основі змішаних в’яжучих (цементновапняні, вапняно-зольні, вапняно-гіпсові тощо).

Основними властивостями розчинної суміші згідно з ДСТУ БВ2.7-114-2002 є рухомість, середня густина, водоутримувальна здатність, водовідділення та розшаровуваність.

Проби для випробування розчинової суміші та виготовлення зразків відбирають до початку тужавіння розчинової суміші.

Рухомість розчинової суміші – це її здатність розтікатись під впливом власної маси або прикладених до неї зовнішніх сил. Її визначають по глибині занурення стандартного конуса в розчинові суміш протягом визначеного часу.

Для визначення рухомості розчинової суміші користуються приладом (рис. 5.18), що складається з еталонного конуса та посудини у формі зрізаного конуса, до якої поміщують розчинову суміш. Еталонний конус виготовлено з листової сталі або з пластмаси зі сталевим наконечником. Висота конусу 145 мм, діаметр основи 75 мм, кут при вершині 30°, вага 300 г. Посудина для розчинової суміші ємністю 3 л має форму зрізаного конуса з діаметром нижньої основи 150 мм, верхньої основи 250 мм та висоту 180 мм.

164

Рис. 5.18. Прилад для визначення рухомості розчинових сумішей: 1 – конус; 2 – ємність з розчиновою сумішшю

Свіжоприготовану розчинову суміш перемішують, наповнюють нею посудину на 1 см нижче вінця, ущільнюють суміш 25 натисками сталевого стержня діаметром 12 мм та довжиною 300 мм, після чого струшують легким постукуванням посудини по столу. Вістря конуса приводять до стикання з поверхнею розчинової суміші у посудині, закріплюють стержень конуса пусковим гвинтом і здійснюють перший відлік по шкалі. Потім відпускають пусковий гвинт і дають можливість конусу вільно занурюватись до розчинової суміші. Тривалість занурення складає 1 хв, після чого знімають другий відлік по шкалі. Глибину занурення конуса визначають з точністю до 1 мм як різницю між першим та другим відліком.

Рухомість розчину визначають як середнє арифметичне значення результатів двох випробувань. Якщо вона менше тієї, що потрібна, до суміші додають воду та в’яжуче або пластифікуючу добавку, в протилежному випадку до суміші додають пісок. Після корегування складу розчинової суміші знов перевіряють її рухомість.

Водоутримувальна здатність – це здатність розчинової суміші утримувати у своєму складі достатню для твердіння мінерального в’яжучого кількість води в умовах інтенсивного відсмоктування її пористим матеріалом основи.

Водоутримувальну здатність розчинової суміші оцінюють за втратами маси шару суміші товщиною 12 мм, що укладена на 10 аркушів фільтрувального паперу.

165

Перед випробуванням 10 аркушів фільтрувального паперу зважують з похибкою до 0,1 г, укладають на скляну пластинку розміром 150 × 150 мм і товщиною 5 мм, поверх паперу кладуть прокладку з марлевої тканини. Поверх марлевої тканини установлюють металеве кільце з внутрішнім діаметром 100 мм, висотою 12 мм і товщиною стінки 5 мм і зважують усі ці матеріали та пристрої. Ретельно перемішану розчинову суміш укладають урівень з краями металевого кільця, вирівнюють верх і все це зважують. Після цього суміш у кільці залишають у спокої протягом 10 хв. Далі металеве кільце з розчином акуратно знімають разом з марлею. Фільтрувальний папір зважують з похибкою до 0,1 г.

Водоутримувальну здатність розчинової суміші визначають у відсотках вмісту води у пробі перед та після випробування за формулою

	− m2 −m1	100		,	(5.42)
V = 100
	m4 −m3

де m1 – маса фільтрувального паперу до випробуваня, г; m2 – маса фільтрувального паперу після випробування, г; m3 – маса установки без розчинової суміші, г;

m4 – маса установки з розчиновою сумішшю, г. Водоутримувальну здатність розчинової суміші визначають

двічі для кожної проби суміші і обчислюють як середнє арифметичне значення результатів двох визначень, що відрізняються одне від одного не більш ніж на 20 % від меншого значення. Водоутримувальна здатність розчинової суміші має бути не менше 90 % взимку та 95 % влітку.

Середню густину розчинової суміші характеризують відно-

шенням маси ущільненої розчинової суміші до її об’єму. Для проведення випробувань застосовують сталеву циліндричну посудину ємністю 1000 мл. Посудину зважують з похибкою до 2 г. Потім посудину наповнюють розчиновою сумішшю з надлишком. Розчинову суміш у посудині ущільнюють штикуванням сталевим стержнем діаметром 12 мм та довжиною 300 мм 25 натисками, а потім 5 – 6 постукуваннями посудини по столу. Після ущільнення надлишок розчинової суміші зрізають сталевою лінійкою, поверхню ретельно вирівнюють з краями посудини. Стінку мірної посудини

166

очищують вологою тканиною від розчину, що туди потрапив. Потім посудину з розчиновою сумішшю зважують з точністю до 2 г.

Середню густину розчинової суміші ρcм , (г/м3) визначають за рівнянням

ρмc =	m −m1	,	(5.43)
1000

де m – маса мірної посудини з розчиновою сумішшю, г; m1 – маса мірної посудини без суміші, г;

1000 – об’єм мірної посудини, мл.

Середню густину розчинової суміші визначають як середнє арифметичне значення результатів двох визначень середньої густини суміші з однієї проби, які відрізняються між собою не більш ніж на 5 % від меншого значення. При більшій розбіжності результатів випробування повторюють на новій пробі розчинової суміші.

Розшаровуваність розчинової суміші характеризує її зв’язаність при механічному впливі. Її оцінюють порівнянням маси заповнювача у нижній та верхній частинах щойно відформованого ущільненого зразка. Для визначення розшаровуваністі розчинову суміш укладають та ущільнюють у сталевій формі з внутрішніми розмірами 150 × 150 × 150 мм. Ущільнення здійснюють на лабораторній віброплощадці з параметрами вертикальних коливань: частотою 2900 ± 100 за хвилину та амплітудою (0,5 ± 0,05) мм. Після ущільнення розчинну суміш у формі піддають вібраційній обробці протягом 1 хв. Далі верхній шар розчинової суміші висотою (75 ± 5) мм відбирають з форми на металевий лист, а нижню частину зразка вивантажують з форми перекиданням її на другий металевий лист. Відібрані проби розчинової суміші зважують з похибкою до 2 г і піддають мокрому розсіванню на ситі з отворами 0,14 мм.

При мокрому розсіванні окремі частини проби, що укладені на сито, промивають струменем чистої води до повного вилучення в’яжучого. Промивання суміші вважають закінченим, коли з сита витікає чиста вода.

167

Відлиті порції заповнювача переносять на чистий металевий лист, висушують до постійної маси при температурі 105–110 °С і зважують з похибкою до 2 г. Вміст заповнювача у верхній (нижній) частині ущільненої розчинової суміші V у відсотках визначають за формулою

	V =	m1	100,	(5.44)
		m
		2

де m1 – маса відмитого висушеного заповнювача з верхньої (нижньої) частини зразка, г;

m2 – маса розчинової суміші, відібраної з верхньої (нижньої) частини зразка, г.

Показник розшаровуваності розчинової суміші П у відсотках визначають за рівнянням

	П =	∆V	100,	(5.45)
		ΣV

де ∆V – абсолютна величина різниці між вмістом заповнювача у верхній та нижній частинах зразка, %;

ΣV – сумарний вміст заповнювача верхньої та нижньої частин зразка, %.

Показник розшаровуваності для кожної проби розчинової суміші визначають двічі і обчислюють з округленням до 1 % як середнє арифметичне значення результатів двох визначень, що відрізняються одне від одного не більш ніж на 20 % від меншого значення. При більшій розбіжності результатів визначення повторюють на новій пробі розчинової суміші. Розшаровуваність розчинової суміші має бути не більше 10 %.

Для оцінки будівельного розчину як штучного каменя, що отримують на основі твердіння розчинової суміші, визначають: середню густину, міцність при стиску, розтяг при розколюванні, розтяг при згині, усадку, вологість, водовбирання та морозостійкість.

Середню густину будівельного розчину визначають випробу-

ванням зразків-кубів з ребром 70,7 мм, виготовлених з розчинової суміші робочого складу або пластин розміром 50 × 50 мм, ві-

168

дібраних з швів конструкцій. Товщина пластин має відповідати товщині шва.

При виробничому контролі середню густину розчинів визначають випробуванням зразків, що призначені для визначення міцності розчину. Середню густину розчину визначають випробуванням зразків у стані природної вологості або нормуванням вологісного стану: сухому, повітряно-сухому, нормальному, водонасиченому. При визначенні середньої густини розчину у стані природної вологості зразки випробовують одразу після відбору або зберігають у паронепроникній упаковці чи герметичній тарі, об’єм якої перевищує об’єм поміщених до неї зразків не більше ніж у 2 рази.

Середню густину розчину при нормованому вологісному стані визначають випробуванням зразків розчину з нормованою вологістю або при будь-якій вологості з наступним перерахунком одержаних результатів на нормовану вологість.

При визначенні середньої густини розчину у сухому стані зразки висушують до постійної маси. При визначенні середньої густини розчину у повітряно-сухому стані зразки перед випробуванням витримують не менше 28 діб у приміщені при температурі (25 ± 10) °С і відносній вологості повітря (50 ± 20)%.

При визначенні середньої густини розчину в нормальних вологісних умовах зразки зберігають 28 діб у камері нормального твердіння, ексикаторі або інший герметичній ємкості при відносній вологості повітря не менше 95% та температурі (20 ± 2) °С. Випробування полягає у обчисленні об’єму зразків за їх геометричними розмірами та визначенні маси зразків їх зважуванням з похибкою не більше 0,1%.

Середню густину розчину ρw обчислюють з похибкою до 1 кг/м3 (г/см3) за формулою

	ρw =	т	г/см3,	(5.46)
		V

де m – маса зразка, г; V – об’єм зразка, см3;

Середню густину розчину серії зразків обчислюють як середнє арифметичне значення результатів випробування усіх зразків серії.

169

Середню густину при нормованому вологісному стані ρн (г/см3) обчислюють за виразом

1+		Wн
ρн = ρн		100	,	(5.47)
1+		Wм
		100

де ρн – середня густина розчину при вологості Wм, г/см3; Wн – нормована вологість розчину, %;

Wм – вологість розчину у час випробування.

Міцність будівельного розчину на стиск визначають на зразках-кубах розмірами 70,7 × 70,7 × 70,7 мм за часом, установленим у стандарті на цей вид розчину. На кожний термін випробування готують три зразки.

Зразки з розчинової суміші з рухомістю до 5 см слід виготовляти у формах з піддоном. Форму заповнюють розчином у два шари. Ущільнення шарів розчинової суміші у кожному з трьох відділень форми здійснюють 12 натисками шпателю: 6 натисків уздовж одного боку і 6 – у перпендикулярному напрямку. Надлишок розчину зрізають урівень з краями форми, змоченою у воді сталевою лінійкою, і загладжують поверхню. Зразки з розчинової суміші рухомістю 5 см та більше виготовляють у формах без піддону.

Форму установлюють на цеглу, вкриту газетним папером, змоченим водою або іншим непроклеєним папером. Розмір листа паперу має бути таким, щоб він закрив бокові грані цегли. Цегли перед випробуванням необхідно протерти вручну одна об одну для вилучення різких нерівностей. Використовують цеглу керамічну звичайну вологістю не більш 2 % і водовбиранням 10–15 % за масою. Цегли зі слідами цементу на бокових гранях повторно не використовують.

Форми заповнюють розчиновою сумішшю за один прийом з деяким надлишком і ущільнюють її шляхом штикування сталевим стержнем діаметром 12 мм та довжиною 300 мм 25 разів по концентричному колу від центру до країв. Зразки з розчину на гідравлічних в’яжучих першу добу зберігають у формах в камері

170