ГОСТ 24544-81* от 01.01.1982. Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести.

ГОСТ 24544-81

Группа Ж19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

БЕТОНЫ

Методы определения деформаций

усадки и ползучести

Concretes. Methods of shrinkage and

creep flow determination

Дата введения 1982-01-01

УТВЕРЖДЕН  Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. N 237.

ПЕРЕИЗДАНИЕ  (ноябрь 1987 г.) с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1985 г.; Пост. N 56 от 24.05.85 (ИУС 8-85).     

Настоящий  стандарт распространяется на все виды цементных, а также силикатных бетонов, применяемых в промышленном, энергетическом, транспортном, водохозяйственном, жилищно-гражданском и сельскохозяйственном строительстве, в том числе на бетоны, подвергающиеся в процессе эксплуатации нагреву, насыщению водой или нефтепродуктами.

Стандарт  устанавливает методы испытаний для определения деформации усадки путем измерения их в направлении продольной оси незагруженного образца и деформаций ползучести путем измерения их в направлении продольной оси образца, загруженного постоянной по величине осевой сжимающей нагрузкой.

Предусмотренные  настоящим стандартом испытания проводят только на образцах, специально изготовленных из бетонной смеси. Образцы, выпиленные или вырубленные из элементов конструкций при испытании бетона на усадку и ползучесть не применяют.

В  стандарте учтены рекомендации СЭВ по стандартизации PC 279-65 в части методов определения усадки и ползучести, а также рекомендации РИЛЕМ Р12 в части методов определения ползучести.

1. МЕТОДЫ ОТБОРА И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ

1.1.  Определение деформаций усадки и ползучести должно проводиться на призматических образцах размерами 7х70х280, 100х100х400, 150х150х600, 200х200х800 мм не гидроизолированных от влагообмена с окружающей средой. В качестве базового образца следует принимать призму размерами 150х150х600 мм.

Для  определения деформаций усадки ячеистого бетона допускается применять призмы размерами 40х40х160 мм.

1.2.  Размеры образцов для определения деформаций усадки и ползучести выбирают в зависимости от наибольшей крупности заполнителя в пробе бетонной смеси в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78.

1.3.  Образцы изготовляют отдельными сериями.

Деформации  ползучести определяют одновременно с определением деформаций усадки, при этом перед испытаниями определяют прочность бетона на сжатие по ГОСТ 10180-78 и призменную прочность по ГОСТ 24452-80.

Каждая  серия должна состоять из 9 образцов призм, из которых 3 образца предназначают для определения призменной прочности, 3 образца - для определения деформации усадки и 3 образца - для определения деформаций ползучести, а также 3 образцов-кубов с ребрами размерами, соответствующими размеру рабочего сечения призмы.

При  определении только деформаций усадки серия должна состоять не менее чем из 3 образцов призм.

1.4.  Изготовление и хранение образцов до распалубливания должно соответствовать требованиям ГОСТ 10180-78.

1.5.  После распалубливания все образцы одной серии должны  (включая образцы-кубы) храниться вплоть до начала испытаний в одинаковых, как правило, нормальных температурно-влажностных условиях согласно ГОСТ 10180-78.

При  определении только усадки бетона образцы до начала испытаний должны храниться во влажных условиях, исключающих возможность испарения влаги из бетона.

1.6.  Образцы из ячеистого бетона, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78, перед испытанием на усадку и ползучесть должны быть погружены в воду и храниться в ней в течение 3 сут в горизонтальном положении.

1.7.  Число образцов в серии и условия их хранения при определении деформаций температурной усадки и ползучести при нагреве принимают в соответствии с обязательным приложением 1.

2. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

2.1.  Оборудование и приборы для проведения испытаний должны отвечать требованиям настоящего стандарта, быть поверены и аттестованы в установленном порядке в соответствии с ГОСТ 8.001-80 и МУ 8.7-77.

2.2.  Для определения деформаций усадки применяют устройства, схемы которых показаны на черт.1 и 2. Устройство, схема которого приведена на черт.1, предназначено для измерения деформаций усадки образцов с поперечным сечением размерами 40х40 мм.

Схема устройства для определения деформаций усадки

образцов с размерами поперечного сечения 40х40 мм

1 - стойка; 2 - кронштейн; 3 - конусообразный выступ; 4 -  нижняя опора:

5 - индикатор;  6 - образец; 7 - репер;

 а - размер стороны поперечного сечения образца; Н - высота образца;

 - база измерений.

Черт.1

Устройство,  схема которого приведена на черт.2, предназначено для измерения деформаций усадки образцов с сечением размерами более 40х40 мм и состоит из уложенной на опоры 7 плоской сварной сетки 6, изготовленной из гладких арматурных стержней с ячейками размером не более 20 мм.

2.3.  Для определения деформаций ползучести применяют пневмогидравлические, пружинно-гидравлические или пружинные испытательные устройства, а также рычажные, приведенные в обязательном приложении 1.

Пневмогидравлическое  устройство, схема которого приведена на черт.3, включает следующие основные узлы: плоскую раму, гидродомкрат с манометром и два баллона с инертным газом, в которых создают избыточное и расчетное давление.

Схема устройства для определения деформаций усадки

образцов с размерами поперечного сечения более 40х40 мм

1  - индикатор часового типа; 2 - рамка для крепления индикаторов; 3 - качающаяся штанга;

4 - образец; 5 - металлические пластинки по торцам образца; 6  - плоская сварная сетка; 7 -опора.

Черт.2

Схема пневмогидравлического устройства

для определения деформаций ползучести

1 - стойка; 2 - верхняя опорная плита; 3 - траверса; 4 - баллон с инертным газом (с избыточным

 давлением по отношению к расчетному); 5 - баллон с инертным газом при расчетном давлении;

6  - гидравлический домкрат с шарнирной опорной плитой; 7 - вентиль баллона; 8 - входной вентиль;

9  - манометр образцовый; 10 - образец.

Черт.3

Пружинно-гидравлическое  испытательное устройство, схема которого приведена на черт.4, состоит из пространственной рамы, снабженной в верхней ее части гидравлическим мембранным домкратом 2, а в нижней части -  пакетом тарельчатых пружин 7 и регулировочными винтами 6. Контроль передаваемого на образец усилия осуществляют с помощью образцового манометра 1 гидравлического домкрата 2.

Схема пружинно-гидравлического устройства

для определения деформаций ползучести

1 - образцовый манометр; 2 - гидравлический домкрат плунжерного типа сгибкой  диафрагмой;  

3 - поршень домкрата;  4 - стойки; 5 - опорная плита;

 6 - регулирующие винты; 7 - тарельчатые пружины; 8 - образец.

Черт.4

Пружинное  испытательное устройство, схема которого приведена на черт.5, состоит из стоек 1, верхней траверсы 2 и постамента 7, образующих жесткую замкнутую раму, внутри которой размещены испытываемый образец 9, спиральные пружины 8 и установлен переносной гидравлический домкрат 6. Средняя 3 и нижняя 4 подвижные траверсы служат для передачи усилия, установочный винт 10 фиксирует образец до начала его загружения. С помощью домкрата 6 создают сжатие предварительно протарированной спиральной пружины и заданное усилие в образце, после чего положение нижней траверсы фиксируют гайками 5, а домкрат 6 освобождают и переносят на следующую установку.

Требуемая  величина усилия, передаваемого на образец, обеспечивается выбором количества пружин 8 и гидравлическою домкрата соответствующей мощности.

2.4.  Методы определения деформаций температурной усадки и ползучести при нагреве приведены в обязательном приложении 1; оборудование для нагрева образцов принимают в соответствии с ГОСТ 24452-80.

Схема пружинного устройства для определения

деформаций ползучести

1 - стойка; 2 - верхняя траверса; 3 - средняя траверса; 4 - нижняя траверса;

 5 - гайки; 6 - гидравлический домкрат;  7 - постамент; 8 - спиральная пружина;

9 - бетонный образец;  10 -  установочный винт.

Черт.5

2.5.  Для измерения деформаций следует использовать измерительные приборы и приспособления для их крепления, применяемые для определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона по ГОСТ 24452-80.

2.6.  При определении деформаций ползучести сжимающее усилие на образец следует передавать через металлические прокладки толщиной 35-37 мм, размеры которых в плане равны размеру поперечного сечения образца. Твердость прокладок и шероховатость их рабочих поверхностей должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10180-78.

2.7.  Для  определения линейных размеров, массы образцов и плотности бетона следует применять средства измерений и оборудование по ГОСТ 10180-78 и ГОСТ 12730.1-78, а для определения влажности бетона -     по  ГОСТ 12730.2-78.

2.8.  Для насыщения образцов водой или нефтепродуктами следует  применять оборудование   по ГОСТ 24452-80.

2.9.  Для измерения температуры и определения влажности окружающей среды в процессе испытаний следует применять серийно выпускаемые термометры (термографы) и психрометры (гигрографы).

2.10.  Для гидроизоляции образцов рекомендуется применять полиэтиленовую пленку  с липким слоем по ГОСТ 10354-82 и парафин  по ГОСТ 23683-79.

Допускается  применение других гидроизоляционных материалов, надежно исключающих массообмен между образцом и окружающей средой.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1.  Подготовку образцов к испытаниям следует начинать с их внешнего осмотра и определения линейных размеров, допускаемые отклонения  которых от номинальных размеров должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10180-78.

3.2.  Торцевые  поверхности всех образцов, предназначенных для опредeлeния ползучести и усадки, должны быть закрыты металлическими пластинами толщиной 4-5 мм, наклеиваемыми с помощью быстрополимеризующихся клеев.

К  торцевым поверхностям образцов размерами 40х40х160 мм, подвергаемых испытанию на усадку, приклеивают реперы в соответствии со схемой, показанной на черт.1.

Реперы  изготавливают из инвара. Диаметр основания репера 7 должен быть не более 20 мм, а высота не более 15 мм.

Приклеиваемую  поверхность репера обезжиривают органическим растворителем. Репер нагревают до температуры 50-60 °С и прижимают к образцу в центре торцевой грани, на которую предварительно наносят 2-3  капли клея.

Рекомендуется  применять быстрополимеризующийся клей следующего состава (по массе):

эпоксидная  смола по ГОСТ 10587-84 ....................................... 80 частей

 полиэтиленполиамин       ............................................................   3  части

дибутилфталат  по ГОСТ 8728-77   ............................................    1 часть.

(Измененная  редакция, Изм. N 1).

3.3.  На боковых поверхностях образцов размечают базу измерения продольных деформаций, устанавливают крепежные приспособления и измерительные приборы в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.

3.4.  Насыщение (пропитка) образцов водой или нефтепродуктами следует производить по ГОСТ 24452-80.

3.5.  Для предотвращения испарения влаги или летучих фракций нефтепродуктов из образцов, пропитанных водой или нефтепродуктами согласно п.3.4, их боковую поверхность следует гидроизолировать внахлест двумя слоями полиэтиленовой пленки с липким слоем с последующим нанесением на нее расплавленного парафина слоем 2-3 мм. Гидроизоляцию торцевых поверхностей образцов производят согласно п.3.2.

3.6.  Образцы для определения деформаций температурной усадки и деформаций ползучести при нагреве следует подготавливать в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.

3.7.  Не более чем за сутки до испытания образцов на ползучесть следует определить плотность бетона этих образцов по ГОСТ 12730.1-78, а также влажность бетона по ГОСТ 12730.2-78 на образцах, предварительно испытанных при определении призменной прочности.

3.8.  Результаты измерений по пп.3.1 и 3.7 заносят в титульный лист журнала испытаний при определении деформаций усадки и ползучести по форме, приведенной в обязательном приложении 2.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1.  Испытания для определения деформаций усадки и ползучести следует проводить в помещении или в климатической камере, в которых постоянно поддерживают температуру (20±2) °С и относительную влажность воздуха (60±5)%. Попадание прямых солнечных лучей на образцы не допускается.

4.2.  Измерение деформаций только усадки следует начинать не позже чем через 4 ч после распалубливания образцов, а образцов из ячеистого бетона - после насыщения водой по п.1.6.

Для  измерения деформаций усадки подготовленный образец следует установить в устройство для испытания и снять начальные отсчеты по  показаниям приборов.

Отсчеты  показаний рекомендуется производить через сутки, затем на 3, 7, 14 cyт и  далее раз  в 2 недели до конца испытаний.

Одновременно  с измерением деформаций усадки рекомендуется определять влагопотери путем периодического взвешивания образцов.

4.3.  При определении только деформаций усадки продолжительность испытания должна быть не менее 120 сут, однако, если три последовательных измерения показывают приращение деформаций, не превышающие погрешность измерительных приборов, испытания могут быть прекращены до этого срока, о чем делается соответствующая запись в журнале испытаний.

4.4.  Загружение образцов и измерение деформаций ползучести следует осуществлять, как правило, при достижении бетоном проектной марки по прочности на сжатие.

Напряжение  в образце от внешней нагрузки должно составлять 0,3±0,005 от призменной прочности бетона, установленной перед началом испытаний (см. п.1.3).

Проверку  работы приборов и загружение образца до указанного уровня напряжения следует проводить в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.

4.5.  Отсчет показаний приборов на нагруженных образцах для определения деформаций ползучести следует производить непосредственно после загружения (начальный отсчет) и затем через 1 ч. Последующее снятие отсчетов рекомендуется производить через сутки, на 3, 7, 14 сут, последующие 6 недель - еженедельно, затем 10 недель - один раз в 2 недели и далее до конца испытаний один раз в 4 недели.

Одновременно  с определением деформаций ползучести следует  определять деформации усадки на незагруженных образцах с той же периодичностью и продолжительностью. При этом начальный отсчет деформаций усадки следует производить непосредственно после загружения образцов на ползучесть.

Продолжительность  испытания при определении деформаций ползучести должна быть не менее 180 сут, а деформаций ползучести при нагреве и температурной усадки -  не менее 60 сут.

4.6.  Результаты измерений должны быть занесены в журнал, титульный лист и форма которого приведены в обязательных приложениях 2 и 3.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1.  По результатам испытаний вычисляют средние значения абсолютных деформаций в мм для каждого загруженного и незагруженного образца как среднее арифметическое приращений (по отношению к начальному отсчету) показаний приборов по четырем граням соответствующею образца.

По  средним абсолютным значениям деформаций вычисляют относительные величины деформаций   -   по формуле

где     - база измерения деформаций, мм.

5.2.  Относительные деформации незагруженных образцов  принимают в качестве деформаций усадки  

5.3.  Относительные деформации ползучести каждого образца вычисляют по формуле

где - средние значения полных и упругих деформаций, определяемых при ступенчатом загружении согласно ГОСТ 24452 - 80;     

         -  среднее значение относительной деформации загруженного образца по п.5.1;

            -  среднее значение относительной деформации усадки по п.5.2.

5.4.  По результатам определения относительных величин деформаций усадки и ползучести отдельных образцов определяют средние значения относительных деформаций усадки или ползучести для серии образцов по формуле

где  - среднее значение относительных деформаций усадки или  ползучести для каждого образца данной серии;

            - число образцов в серии.      

5.5.  По средним значениям относительных деформаций усадки  и  ползучести, вычисленным по формуле (3), следует построить диаграммы в координатах "относительные деформации усадки (или ползучести) - продолжительность (время) испытаний, сут" и приложить их к журналу испытаний, а также определить предельные (условно предельные) значения этих деформаций.

5.6.  Предельные значения деформаций усадки   или ползучести определяют построением диаграммы. Для этого вычисляют значения приращений по формулам:

где  - продолжительность проведения испытаний с момента его начала (снятия начального отсчета), сут;

       - соответствующие этой продолжительности относительные значения деформаций усадки или ползучести по пп.5.2 и 5.3.

На   диаграмме по оси ординат откладывают значения, вычисленные по формуле (4) и (5), а по оси абсцисс значения , начиная с момента времени , равного 30 сут для усадки и 50 сут для ползучести. По полученным точкам графически или аналитически строят прямую регрессии, котангенс угла которой принимают за предельное значение деформаций усадки или ползучести , а отрезок, отсекаемый этой прямой на продолжении оси абсцисс, -  за параметр скорости нарастания деформаций  

Методика  определения параметров   и приведена в рекомендуемом приложении 4.

Параметры    и определяют аналогичным способ

ом.

5.7.  Полученные согласно п.5.6 числовые параметры деформаций используют при необходимости для вычисления относительных деформаций усадки и ползучести для сроков времени, превышающих общую продолжительность испытаний. Для этого используют формулы:     

5.8.  При проведении испытаний на образцах, отличных от базовых (п.1.1), предельные значения деформаций усадки и ползучести по п.5.6 следует умножать на коэффициент , приведенные в таблице.

Коэффициенты,  указанные в таблице, применимы для тяжелых и мелкозернистых бетонов, а также бетонов на пористых заполнителях, приготовленных на цементных вяжущих.

Значения  переходных коэффициентов для ячеистых и силикатных бетонов должны быть установлены экспериментально.

5.9.  Методы вычисления деформаций температурной усадки и деформаций ползучести при нагреве приведены в обязательном приложении 1.

5.10.  Применяемые в стандарте термины указаны в справочном приложении 5.                          

5.11.  Допускается определение деформации ползучести бетонов ускоренным методом, приведенным в рекомендуемом приложении 6.

(Введен  дополнительно, Изм. N 1).

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

6.1.  При проведении испытаний должны выполняться мероприятия по безопасности труда в соответствии с требованиями главы СНиП III-4-79.

6.2.  При работе на пневмогидравлических устройствах должны соблюдаться "Правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением", утвержденные Госгортехнадзором СССР.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ

 УСАДКИ И ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА ПРИ НАГРЕВЕ

1.  При определении деформаций температурной усадки бетона для каждой температуры нагрева серия должна состоять из 6 образцов, из которых 3 образца подвергают кратковременному нагреву и 3 образца - длительному нагреву.

При  определении деформаций ползучести бетона для каждой температуры нагрева серия должна состоять из 9 образцов, из которых 3 образца нагружают перед нагревом или после нагрева в зависимости от условий испытаний, 3 образца подвергают длительному нагреву без нагрузки и на 3 образцах определяют призменную прочность при температуре нагрева.

2.  При проведении испытаний применяют: