Способ определения морозостойкости строительных материалов
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (734569
4r ! б-:: (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) За я влено 30.11.77 (21) 2548303/23-33 (5l ) М. Кл.
6 01 N 33/38 с присоединением заявки,%
Гасударстеенный камнтет (23) Приоритет по делам нзабретеннй н атнрытнй
Опубликовано 15.05.80, Бюллетень J% 18
Дата опубликования описания 18.05.80 (53) УДК
620.1 (088.8) (72) Автор изобретения
А. P. Щеканенко
Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к области испытания строительных материалов и может найти применение при определении морозостойкости искусственных и природных пористых строительных материалов, например, бетона.
Известен стандартный способ испытания бе5 тона на морозостойкость, по которому насыщенные водой образцы подвергают многократному замораживанию в морозильной камере при температуре минус 15 — 20 С и оттаиванию о
1О 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 (11
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 (2) .
Опыты показывают, что принятый логарифмический 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 материала.
Цель изобретения — повышение точности определения.
Достигается цель тем, что в способе определения мороэостойкости строительных материалов, включающем замораживание, оттаива734569 ние и измерение деформаций образцов, подвергают нагружению 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- f0 жения испытуемыми образцами предельной дбъемной остаточной деформации расширения контрольных образцов, н по числу нагружений судят о морозостойкости образцов.
Выбор внутрипорового избыточного давле- 15 ния в качестве способа силового нагружения образца объясняется принципиальным сходством напряженного состояния материала в условиях напорной камеры и морозильной камеры. Внутрипоровое избыточное давле- 20 ние представляет собой объемную силу и моделирует сложную картину силового взаимодействия в материале при его замораживании и оттаивании, вызванную прежде всего, кристаллизационным давлением льда, гидравлическим давлением жидкости и осмотическим давлением в порах и капиллярах.
Оценка морозостойкости материала по величине предельной объемной остато пюй деформации расширения принята из условия соот- 30 ветствия между характером разрушения образца и видом напряженного состояния материала при попеременном замораживании и оттаивании.
Величину предельной объемной остаточной деформации расширения устанавливают экспе- 35 риментально по результатам испытания контрольных образцов в напорной камере до снижения прочности материала на сжатие на 35%, что соответствует показателю морозостойкости при испытании материала по основному стандар-40 тному способу.
Напорная камера представляет собой обычный металлический цилиндрический сосуд с крышкой (9=5 л). Герметизацию камеры обес- 4 печивают резиновой прокладкой, расположенной между корпусом сосуда и крышкой, путем обжатия ее с помощью болтов. Давление в напорнои .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 соответствующимипоказаниями 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 выравнивагпгя внутрипорового избыточного давления и давления в напорной камере фиксируют по возвращению показаний тензометров к начальному 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 внутрипорового избыточного давления при уровне нагружения равном 0,6Rp, где Rp — предел прочности материала на осевое растяжение. Такой высокий уровень нагружения принят из условия быстрого разрушения образца при повторных нагружениях и соответствующего сокращения времени проведения подготовительных работ. Контроль за разрушением образца в процессе испытания осуществляют после каждого цикла нагружения ультразвуковым импульсным методом. При снижении скорости распространения продрльных ультразвуковых волн в материале на 20 -25% испытания в напорной камере приостанавливают, измеряют величину остаточных деформаций расширения в трех взаимно перпендикулярных направле ост »- О т ОсТ ниях6,», с у,6, а образец испытывают на прессе на сжатие до разрушения
Если результаты механических испытаний показывают, что прочность материала на сжатие снизилась на 15%, то дальнейшее проведение аналогичных испытаний контрольных образцов прекращают и устанавливают величину предельной, объемной остаточной деформации ост gC» ост расширения ® "" * = » + Е
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 материала сд = Е, x+ f y +, где Я» j Е у 8 начальные линейные. относительные деформации материала в трех взаимноперпендикулярных направлениях. Затем несколько испытуемых образцов помещают в напорную камеру и, изменяя величину давления сжатого воздуха, подбирают такое его расчетное значение P<„ при котором образцы будут испытывать та734569
Составитель В. Косарев
Техред M.Ïåòêî Корректор В. hs тяга
Редактор Э. Шибаева
Заказ 2159/49
Тираж 1019 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кую же объемную относительную деформацию как и в морозильной камере, На этом подготовительный этап работы закончен, общее время для проведения всех необходимых измерений не превышает одной рабочей смены.
После завершения предварительной экспериментальной работы все испытуемые образцы подвергают в напорной камере многократному нагружению внутрипоровым избыточным давлением при найденном расчетном значении давления сжатого воздуха Ро. Общее число циклов повторного нагружения и разгрузок, которое выдерживают испытуемые образцы до. достижения предельной объемной остаточной деформации расширения контрольных образцов М " *, принимают за марку пористых строительных материалов по морозостойкости.
Частота повторения циклов нагружения и разгрузки образцов в напорной камере зависит от проницаемости материала и составляет примерно 40-50 циклов в смену. Несколько таких напорных камер могут быть объединены в одну общую установку и подключены к системе автоматического управления, что 25 обеспечит возможность проведения парал- . лельных испытаний на морозостойкость достаточно большого числа образцов.
Способ обеспеивает повышение точности определения морозостойкости строительных 30
6 материалов и позволяет снизить трудоемкость и продолжительность испытанил.
Формула изобретения
Способ определения морозостойкости строительных материалов, включающий замораживание, оттаивание и измерение деформаций образцов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, подвергают нагружению 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 избыточпым давлением до достижения испытуемыми образцами предельной объемной остаточной деформации расширения контрольных образцов, н по числу нагр :кений судят о морозостойкостп образцов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. ГОСТ 10060 — 76. Бетон тяжелый, Метод определения морозостойк ости.
2. Гладков В. С. и др. Определение морозостойкости бетона ускоренным мегодом. Труды координационных совещаний по гидротехнике, вьш. 45, "Знергия", 1969, с. 16.
