Как определить карбонизацию бетона

Декабрь 18, 2011 в Испытания бетонной смеси

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Для испытания на карбонизацию бетона ,изготавливают два образца-цилиндра размером 5 5 см. Образцы изготовлены из бетонной смеси, имеющей состав согласно табл.8 и реализует одну строчку матрицы. Все грани бетонного образца, кроме одной, торцовой, должны быть тщательно изолировали эпоксидной смолой. Образцы предварительно выдерживаются в эксикаторе над насыщенным раствором NaCl в течение 48 часов. С помощью штангенциркуля измеряется диаметр образцов и записывается в лабораторный журнал площадь поверхности  образца, подвергае­мой карбонизации. Затем образцы устанавливаются в приборы для определения кинетики карбонизации бетона согласно нижеизложенной методики. Испытания на карбонизацию ведутся непрерывно в течение 4-х часов. Количество СО2, поглощенное бетоном, заносится в табл. 8.

Таблица 8

Рекомендуемые составы бетонных смесей

Переменные Состав бетона, кг/л Выходы
Х1 (В/Ц) Х2

(% шлака)

Ц Шлак П Щ В Rраск, МПа
R1 R2 R
нат. код нат. код
1 0,3 –1 10 –1 0,585 0,065 0,497 1,108 0,195
2 0,6 + 1 10 –1 0,270 0,030 0,610 1,360 0,180
3 0,3 – 1 80 +1 0,130 0,520 0,497 1,108 0,195
4 0,6 + 1 80 +1 0,060 0,240 0,610 1,360 0,180
5 0,37 5 -0,5 45 0 0,271 0,222 0,549 1,223 0,185
6 –0,525 +0,5 45 0 0,183 0,150 0,602 1,340 0,175
7 0,45 0 27,5 –0,5 0,282 0,107 0,585 1.301 0,175
8 0,45 0 52,5 +0,5 0,185 0,204 0,585 1,301 0,175

Затем для вычисления карбонизации бетона  по полученным средним данным  строится  кинетическую зависимость поглощения бетоном СО2 в логарифмических координатах «время карбонизации-количество поглощенного СО2».

После определения карбонизации образцы испытываются для определения предела прочности бетона  при раскалывании. На свежем сколе бетона определяется фактическая глубина карбонизации с помощью 0,1 %-ного спиртового раствора фенолфталеина. Карбонизированный слой бетона, обработанный фенолфталеином , останется бесцветным, а остальная часть  бетонного образца окрасится в розовый цвет. Измерение толщины карбонизированного слоя бетона  производится с помощью микроскопа, замеры производятся на обеих половинках образца в разных точках. Количество точек измерения для определения тощины карбонизации не менее 10. Измерения слоя карбонизации  производят через каждые 5 мм по длине кромки образца. Результаты измерения карбонизационного слоя  заносят в лабораторный журнал.

Результаты определения глубины карбонизации

?1 = Х – J S ;                   ?2 = Х + J S ;

Величина J определяется по табл. 9.

Таблица 9

Число степеней свободы (N – 1) J Число степеней

свободы (N – 1)

J Число степеней

свободы (N – 1)

J
4 5,11 14 2,96 60 2,33
5 4,44 16 2,86 70 2,30
6 4,02 18 2,79 80 2,27
7 3,73 20 2,72 90 2,25
8 3,54 25 2,61 100 2,23
9 3,39 30 2,54 200 2,14
10 3,26 40 2,44 300 2,11
12 3,08 50 2,37

На основании полученных данных подсчитываем значения эффективных коэффициентов диффузии по формуле

D = (m X)/(2С1 ?1),

где X – средняя глубина карбонизации, см; C1 – концентрация   углекислого  газа в эксикаторе над образцом в относительных величинах (0,18…0,20); ?1 – время, с; m – объем углекислоты СО2, поглощенный образцом в расчете на 1 см2 поверхности за время ?1.

По результатам испытаний карбонизации  можно подсчитать  ожидаемую  длительность карбонизации защитного слоя бетона толщиной Х = 3 см при нахождении конструкции из данного бетона на воздухе

? = (С1/С)  (Х1/Х) ?1),

где ?1 – продолжительность карбонизации защитного слоя бетона толщиной 3 см (при концентрации СО2 в воздухе С = 0,03 %); X – глубина  карбонизации   бетона  (Х1 = 3 см; Х = 0,1 см) при концентрации углекислого газа С1 = 18…20 %.

Для экспериментального изучения объемным методом кинетики карбонизации бетона при постоянной концентрации СО2 используется следующая установка (рис.2).

В эксикаторе 1,  в котором находится бетонный образец 8, создается требуемая концентрация СО2. Падение давления в приборе, происходящее вследствие поглощения СО2 образцом, компенсируется подачей СО2 в эксикатор прибора, при этом измеряется количество поглощенного газа.

Схема прибора для изучения скорости карбонизации бетона

Нижняя часть эксикатора заполнена насыщенным раствором NaCl для поддержания определенной влажности (при 20 °С относительная влажность воздуха над насыщенным раствором NaCl равняется 78 %). К эксикатору с помощью трубок 12 подсоединены U-образный манометр 2 и мерник 3. Емкость 6 предназначена для создания необходимого запаса СО2. В емкости 7 находится насыщенный раствор NaCl.

Эксикатор заполняют раствором NaCl, устанавливают образец 8, предварительно выдержанный в атмосфере с определенной относительной влажностью. На шлиф эксикатора наносят герметизирующую пасту и закрывают его крышкой. Подачей газа из баллона 9 вытесняют из эксикатора определенное количество раствора в мерный цилиндр 10, при этом в эксикаторе создается атмосфера с требуемой концентрацией СО2. Подаваемый в прибор СО2 пропускают через раствор NaCl в эксикаторе. Таким образом, насыщение раствора углекислотой происходит до начала опыта.

Из емкости 7 вытесняют раствор соли в емкость 5, создавая таким образом запас углекислого газа при давлении, равном атмосферному. Раствором NaCl вытесняется воздух из мерника 3 через краны 11 и 12 в атмосферу. После заполнения мерника раствором поворотом крана 4 раствор из мерника сливают в емкость  6. Одновременно через краны 11 и 13 заполняют мер­ник углекислым газом из емкости 6. Во время этих операций правое колено манометра 2 соединено через кран 14 с атмосферой. После заполнения мерника 3 газом левое колено манометра 2 через кран 14 соединяется с буферной емкостью 15. При этом прибор оказывается полностью герметизированным, и колебания атмосферного давления и температуры не влияют на его работу. Прибор готов к раУглекислый газ поглощается бетоном, при этом в эксикаторе создается разряжение, отмечаемое манометром 2. Подачей газа из мерника периодически уравнивают давление в эксикаторе с давлением в буферной емкости 15. После израсходования газа в мернике раствор из него сливает в емкость 6, одновременно заполняя мерник новой порцией газа. В ходе опыта контролируется расход СО2 по времени. При необходимости концентрацию СО2 в эксикаторе определяют отбором пробы газа через кран 14. При этом для поддержания постоянного давления в приборе в эксикатор, через кран 16 подают раствор соли в количестве, равном объему отобранной пробы газа.

После проведения всего объема работ по определению карбонизации , производится обработка полученных результатов на ЭВМ по стандартной программе. Результатом обработки данных на ЭВМ является получение уравнений, показывающих связь между эффективным коэффициентом диффузии и прочностью бетона на растяжение в зависимости от начального В/Ц бетона и количества шлака, вводимого в цемент.

Делаются необходимые выводы, в которых должна быть отмечена роль В/Ц и количества шлака на долговечность бетонных и железобетонных конструкций при воздействии на бетон углекислоты воздуха.

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .