Испытания коррозия бетон образец бетон с
Коррозия бетона — это необратимое ухудшение его свойств в результате химического, физико-химического, биологического воздействия окружающей среды или под действием агрессивных агентов, которые вносятся с компонентами бетонной смеси при ее изготовлении.
Технические требования к защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций установлены ГОСТ 31384:2008, методы испытаний — ГОСТ 31383:2008.
Лабораторные методы испытаний на коррозионную стойкость цементных бетонов заключаются в сравнении значений характерных показателей образцов, находящихся в агрессивной среде со значениями аналогичных показателей в неагрессивной среде или эталонных образцов. Количество образцов должно быть не менее 3. Показатели, которые рекомендуют выбирать для оценки коррозионной стойкости бетона, приведены в табл. 2.38, размеры образцов — в табл. 2.39.
Наименьший размер образца должен быть больше четырехкратного значения максимальной крупности зерен фракция заполнителя. Эталонные образцы затвердевают 3 суток на влажном воздухе и 25 суток в воде при температуре (20 ± 3) °С.
Рекомендуемая концентрация агрессивных сред приведена в табл. 2.40.
В качестве неагрессивной среды принимают питьевую воду. Соотношение объема агрессивного раствора в см 3 к 1 см 2 поверхности образца принимается не менее 5:1. Продолжительность испытаний выбирают равной 1, 3, 6, 12 мес. Концентрация агрессивной среды не должна изменяться более чем на 5%, возможно отклонение температуры ± 3 0 С. Результаты испытаний оценивают в зависимости от изменения выбранных показателей с учетом вида коррозии.
Определяемые показатели при испытаниях бетона на коррозионную стойкость
источник
Бетон – это искусственный каменный материал, состоящий из цемента, песка, воды и щебня. При затвердевании уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент) с заполнителем образуется бетон. В качестве заполнителя может быть использован щебень, песок, гравий.
Коррозия бетона – процесс разрушения его структуры, охрупчивания под воздействием окружающей среды. Коррозия бетона может быть трех видов.
Это наиболее распространенный вид коррозионного разрушения бетона. Бетонные изделия эксплуатируются в основном на открытом воздухе. При этом они подвергаются воздействию атмосферных осадков и других жидких сред. Составной частью бетона является образовавшийся гидрат окиси кальция (Са(ОН)2) – гашеная известь. Это самый легкорастворимый компонент, поэтому со временем он растворяется и постепенно выносится, нарушая при этом структуру бетона.
Под воздействием кислот коррозия бетона протекает либо с увеличением его объема, либо с вымыванием легкорастворимых известковых соединений.
Увеличение объема происходит по реакции:
CaCO3 не растворяется в воде. Постепенно происходит его отложение в порах цементного камня, за счет чего идет увеличение объема бетона, а в дальнейшем его растрескивание и разрушение.
При контакте бетона с водными растворами кислот образуется легкорастворимый бикарбонат кальция, который агрессивный для бетона, а при наличии воды растворяется в ней и постепенно вымывается из структуры бетонного камня. Образование бикарбоната кальция описывается реакцией:
Помимо растворения наблюдается и протекание химической коррозии бетона:
при этом вымываются соли хлористого кальция.
Если разрушение бетона происходит под воздействием сульфатов воды – применяют пуццолановый портландцемент, а также сульфатостойкий портландцемент.
Кроме вышеописанных коррозионных разрушений бетона при наличии микроорганизмов возможно протекание биокоррозии. Грибки, бактерии и некоторые водоросли могут проникать в поры бетонного камня и там развиваться. В порах откладываются продукты их метаболизма и постепенно разрушают структуру бетонного камня.
При коррозии бетона обычно одновременно протекает несколько видов разрушений.
Экстремальными условиями можно назвать воздействие на бетонный камень очень низких температур и различных веществ, обладающих повышенной агрессивностью.
Достаточно распространенным случаем коррозии бетона в экстремальных условиях является разрушение материала под воздействием сульфатов (химическая коррозия бетона). В первую очередь, с сульфатами взаимодействуют алюминатные составляющие бетонного камня и гидроксид кальция. Очень нежелательным является взаимодействие алюминатных минералов и сульфатов. В результате образуется несколько модификаций гидросульфоалюмината, самым опасным из которых, является эттрингит (3СaO•Al2O3•3CaSO4•32H2O). Данная соль по мере своего роста (увеличения кристаллов) образует внутри бетона очень высокие напряжения, которые значительно превышают прочностные характеристики цементного камня. В результате, под воздействием растворов, в состав которых входят сульфаты, коррозионное разрушение бетона протекает очень интенсивно.
При взаимодействии гидроксида кальция с сульфатами образуется CaSO4•2H2O. Со временем вещество скапливается в поровом пространстве бетона, постепенно его разрушая.
Устойчивость к воздействию сульфатсодержащих сред очень сильно зависит от минералогического состава бетона. Если в цементе содержание минералов на основе алюминия и трехкальциевого силиката ограничено, то он в данной среде более стоек.
Если в конструкциях используют залитую бетоном железную арматуру, т.е. железобетон, возможно протекание еще одного вида разрушения – коррозии арматуры в бетоне. Под воздействием вод окружающей среды или при наличии в воздухе сероводорода, хлора, сернистых газов арматура в середине бетона ржавеет и образуются продукты коррозии железа. По объему они превышают начальный объем арматуры, что приводит к возникновению и росту внутренних напряжений, а в дальнейшем – растрескиванию бетона.
Сквозь поры в цементном камне к арматуре проникает воздух и влага. Подвод их к поверхности металла осуществляется не равномерно из-за чего на разных участках поверхности наблюдаются разные потенциалы – протекает электрохимическая коррозия. Скорость протекания электрохимической коррозии арматуры зависит от влагопроницаемости, пористости бетонного камня и наличия в нем трещин.
Наличие в воде растворенных веществ усиливает коррозию арматуры с повышением концентрации электролита.
При длительном выдерживании бетона на воздухе на поверхности образуется очень тонкая (5 – 10 мкм) защитная пленка, которая не растворяется в воде и не взаимодействует с сульфатами. Процесс возникновения защитной пленки под воздействием углекислоты воздуха называется карбонизацией. Карбонизация защищает бетон от коррозии, но способствует коррозии арматуры в бетоне.
Нельзя армировать бетон, в состав которого входит хлористый кальций (больше 2% от веса цемента). Хлористый кальций ускоряет коррозию арматуры как на воздухе, так и в воде.
Существует несколько способов защитить стальную арматуру в бетоне от коррозии: облагородить окружающую металл среду (т.е. использовать качественный бетон специального состава, введение ингибиторов); дополнительная защита арматуры бетона от коррозии (пленки и т.п.); улучшить характеристики самого металла.
Вокруг арматуры находится сам бетон, поэтому именно бетон является средой, окружающей металл. Для продления срока службы арматуры необходимо улучшить влияние бетонного камня на сталь. Прежде всего, нужно исключить или, если это невозможно, свести к минимуму вещества, входящие в состав бетона, которые способствуют интенсификации процесса коррозии арматуры в бетоне. К таким веществам относятся роданиды, хлориды.
Если железобетонное изделие эксплуатируется в условиях периодического смачивания, необходимо пропитывать бетон специальными пропитками (битумными, петролатумными и др.). Это значительно снизит проницаемость бетона. При постоянном насыщении бетонного камня коррозия арматуры в бетоне практически сводится к минимуму. Это объясняется тем, что очень сильно затрудняется проникновение кислорода к поверхности метала, происходит значительное торможение катодного процесса.
Для продления срока службы металлической основы железобетона – бетон облагораживают. Во время формирования бетонной смеси в состав вводят ингибиторы коррозии.
Для защиты от коррозии арматуры в конструкционно-теплоизоляционных бетонах широко используется способ омического ограничения. Суть заключается в том, что влажность самого бетона не должна превышать равновесное значение при относительной влажности воздуха 60%. Тогда процессы коррозии арматуры почти прекращаются, т.к. возникает высокое омическое сопротивление пленок влаги у поверхности арматуры. Этот способ не так уж прост и не эффективен в районах с высокой влажностью и частыми осадками.
Хороший бетон должен обладать первоначальным пассивирующим воздействием на арматуру. Бетонные изделия полностью просыхают примерно за 2-3 года. Если климат сухой, то немного быстрее. Именно в это время и происходит самое сильное коррозионное разрушение арматуры, т.к. она находится во влажной бетонной среде.
Хорошим способом защитить арматуру бетона от коррозии считается предварительное пассивирование поверхности арматуры, а также образование оксидных защитных пленок под воздействием водной щелочной среды бетонного камня. Усиливают защитные свойства пленки введением в бетонную смесь пассиваторов. Часто используют нитрит натрия в количестве 2 – 3 % от исходного веса цемента.
Для защиты бетона от коррозии и продления его срока службы не достаточно применения только одного вида защиты. Чтоб бетон не поддавался вредному влиянию окружающей среды уже на стадии проектирования проводят профилактические мероприятия по его защите.
Эксплуатационно-профилактические мероприятия предусматривают нейтрализацию агрессивных сред, герметизацию, интенсивную вентиляцию при эксплуатации цементного камня в помещении (для осушки воздуха).
Важную роль в предотвращении бетона от дальнейшего разрушения играет рациональное конструирование. При этом необходимо придавать бетонной поверхности конструкционной формы, которая будет исключать скопление в углублениях воды и различных органических веществ. Кроме того важно обеспечить свободный отход жидкости с поверхности. Этого можно достигнуть при использовании водоотводов или формировании бетонной поверхности под уклоном.
Защиту бетона от коррозии можно разделить на первичную и вторичную.
Первичная защита бетона от коррозии предусматривает при его изготовлении и формировании вводить в состав бетона специальные добавки, изменяя при этом его минералогический состав. Этот способ считается наиболее эффективным.
В качестве добавок могут служить различные водоудерживающие, пластифицирующие, стабилизирующие, химические модификаторы, аморфный кремнезем и др.
Кроме того, ориентируясь на условия эксплуатации цементного камня, при его формировании подбирают оптимальный для данных условий состав. Например, для цементов, эксплуатирующихся в сульфатсодержащих водах уменьшают содержание С3S.
Часто применяют пуццоланизацию. К портландцементу добавляют кислые гидравлические добавки, которые содержат активный кремнезем.
Образовавшийся гидросиликат кальция устойчивее чем Са(ОН)2.
Химические добавки могут очень сильно улучшить эксплуатационные свойства бетона. Повысить его плотность, в результате чего агрессивные агенты в порах замедляют скорость своего передвижения. Арматура, находясь в плотном бетоне менее подвержена коррозионным разрушениям.
Также при помощи химических добавок можно значительно увеличить количество условно замкнутых пор. В результате морозостойкость цементного камня возрастает в разы.
Самими распространенными химическими добавками, которые применяются для защиты бетона от разрушений являются: пластифицирующие, противоморозные, уплотняющие, гидрофобизирующие, воздухововлекающие, замедлители схватывания, газообразующие, ингибиторы коррозии арматуры.
Некоторые добавки оказывают двойное действие, т.е. улучшают сразу несколько показателей. Другие же, могут улучшать один, и понижать второй.
Самыми перспективными и распространенными являются следующие добавки.
Мылонафт. Это пластифицирующая добавка, состоящая из смеси натриевых солей нерастворимых в воде органических кислот. Она способствует повышению однородности бетонной смеси, уменьшая при этом трение между ее отдельными зернами. Также вовлекает воздух. Производится и поставляется в виде паст. В бетонную смесь необходимо вводить от 0,05 до 0,15 % от массы цемента (в перерасчете на сухое вещество). Если превысить указанную дозировку, снижается прочность бетона на сжатие.
Мылонафт повышает водонепроницаемость бетонного камня на две марки, морозостойкость – в два раза, устойчивость к воздействию растворов минеральных солей, трещиноустойчивость.
Сульфитно-дрожжевая бражка СДБ. Это химическая добавка пластифицирующего действия. Получают ее путем переработки кальциевых солей лигносульфоновых кислот. Вещество способствует повышению подвижности бетонной смеси, вовлечению в нее воздуха и уменьшению слипания цементных зерен. Производители могут поставлять СДБ в виде твердых или жидких концентратов. Для достижения защитного эффекта данной добавки нужно немного больше, чем мылонафта. В перерасчете на сухое вещество цемента, необходимо ввести 0,15 – 0,3% сульфитно-дрожжевой бражки. Она повышает в 1,5 – 2 раза морозостойкость, на 5 – 10% прочность, на одну марку – водонепроницаемость, стойкость к воздействию растворов минеральных солей и трещиностойкость.
Сульфитно-дрожжевая бражка оказывает наилучший эффект при введении ее в бетонный камень на основе высокоалюминатных и быстротвердеющих портландцементов.
Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94. Это гидрофобизирующая и газообразующая добавка, которая образуется в процессе гидролиза этилгидросилоксана. В результате взаимодействия цемента и данной добавки выделяется водород и образуется большое количество замкнутых, равномерно распределенных в бетоне пор. На капилляры и стенки пор бетона оказывает активное гидрофобизирующее воздействие. На реологические свойства смеси почти не влияет, но очень сильно замедляет процесс затвердевания бетона (начальные стадии). Поставляется в виде 50% водной эмульсии или 100% жидкости. Вторую вводят в бетонную смесь в количестве 0,03 – 0,08%.
Способствует повышению водонепроницаемости бетона на две марки, морозостойкости – в три-четыре раза. Кроме того, увеличивает стойкость к переменному увлажнению и высушиванию, воздействию растворов минеральных солей (в условиях капиллярного подсоса), растяжению.
Вторичная защита бетона от коррозии предусматривает нанесение на цементный камень различных лакокрасочных материалов, защитных смесей, покрытий и облицовку различными плитами. Т.е. гидроизоляцию бетона.
К вторичной защите также можно отнести карбонизацию (выдержку бетона на воздухе).
Защита бетона от коррозии лакокрасочными и акриловыми покрытиями применяется при воздействии на него твердых и газообразных сред. Образовавшаяся защитная пленка эффективно защищает поверхность бетона не только от воздуха и влаги, но и от воздействия различных микроорганизмов.
Защита бетона от коррозии мастиками применяется при воздействии на него влаги, контакте с твердыми средами. Часто применяются мастики на основе различных смол (смолизация).
Защиту бетона от коррозии уплотняющими пропитками используют почти во всех средах (жидкой, газообразной), особенно при повышенной влажности, кроме того применяют перед нанесением ЛКМ. Уплотняющие пропитки заполняют наружный слой бетона, придавая ему хорошие гидрофобные свойства, снижают водопоглощение.
Биоцидные материалы применяются для защиты бетона от воздействия различных видов грибков, плесени, бактерий, микроорганизмов. Химически активные вещества биоцидных добавок заполняют поры бетона и уничтожают бактерии.
Защита бетона от коррозии оклеечными покрытиями применяется при эксплуатации бетонного камня в жидких средах, грунтах с высокой влажностью и местах частого смачивания электролитом. Например, нижнюю часть бетонного волнореза оклеивают полиизобутиленовыми пластинами.
Как оклеечные покрытия могут быть использованы полиэтиленовая пленка, полиизобутиленовые пластины, рулоны нефтебитума. Они могут также выполнять роль непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях.
Наиболее эффективна комплексная защита бетона от коррозии, т.е. как первичная, так и вторичная.
источник
ЗАЩИТА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ
Protection against corrosion of concrete and reinforced concrete constructions. Test methods
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и МСН 1.01-01-96* «Система межгосударственных нормативных документов в строительстве. Основные положения»
_______________
* Документ не был принят на территории Российской Федерации. До 01.10.2003 действовал СНиП 10-01-94. — Примечание изготовителя базы данных.
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона «НИИЖБ» — филиалом Федерального государственного унитарного предприятия «Научно-исследовательский центр «Строительство»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) (протокол N 34 от 10 декабря 2008 г.)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование органа государственного управления строительством
Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства
Министерство строительства и регионального развития
Департамент регулирования градостроительной деятельности Министерства регионального развития
Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве
Министерство регионального развития и строительства
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 891-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31383-2008 введен в действие непосредственно в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2010 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»
Настоящий стандарт устанавливает методы определения и испытаний коррозионной стойкости тяжелых и легких бетонов плотного строения по ГОСТ 25192, в том числе мелкозернистых бетонов на вяжущих на основе портландцементного клинкера по ГОСТ 10178, ГОСТ 22266, ГОСТ 30515, ГОСТ 31108 (далее — бетонов), стальной арматуры и защитных покрытий.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения
ГОСТ 9.407-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида
ГОСТ 166-89 (3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 949-73 Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на 19,6 МПа (200 кгс/см ). Технические условия
ГОСТ 1381-73 Уротропин технический. Технические условия
ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 2603-79 Реактивы. Ацетон. Технические условия
ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 4142-77 Реактивы. Кальций азотнокислый 4-водный. Технические условия
ГОСТ 4233-77 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4234-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 4919.1-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления растворов индикаторов
ГОСТ 5009-82 Шкурка шлифовальная тканевая. Технические условия
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 7402-84 Электровентиляторы бытовые. Общие технические условия
ГОСТ 8711-93 (МЭК 51-2-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам
ГОСТ 9696-82 Индикаторы многооборотные с ценой деления 0,001 и 0,002 мм. Технические условия
ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 12004-81 Сталь арматурная. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная
ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотности
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
ГОСТ 13646-68 Термометры стеклянные ртутные для точных измерений. Технические условия
ГОСТ 17792-72 Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда
ГОСТ 18105-86* Бетоны. Правила контроля прочности
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53231-2008.
ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия
ГОСТ 19906-74 Нитрит натрия технический. Технические условия
ГОСТ 22266-94 Цементы сульфатостойкие. Технические условия
ГОСТ 22688-77 Известь строительная. Методы испытаний
ГОСТ 22867-77 Реактивы. Аммоний азотнокислый. Технические условия
ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия
ГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия
ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008.
ГОСТ 25192-82 Бетоны. Классификация и общие технические требования
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 25706-83 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования
ГОСТ 25794.1-83 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для кислотно-основного титрования
ГОСТ 25794.2-83 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для окислительно-восстановительного титрования
ГОСТ 25794.3-83 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для титрования осаждением, неводного титрования и других методов
ГОСТ 28574-90 Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий
ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 29252-91 (ИСО 385-2-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 2. Бюретки без времени ожидания
ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия
ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (отменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 адгезия (прочность сцепления): Совокупность сил, связывающих покрытие с окрашиваемой поверхностью.
3.2 действие бетона пассивирующее: Действие бетона на стальную арматуру, в результате которого сталь переходит в пассивное состояние, коррозия практически отсутствует.
3.3 диффузионная проницаемость: Проницаемость бетона для вещества в отсутствие градиента давления при наличии разности концентраций, вызванная диффузией вещества.
3.4 защитные покрытия: Покрытия, создаваемые на поверхности бетона или арматуры для защиты от коррозии.
3.5 коррозионное растрескивание: Коррозия арматуры при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений с образованием трещин в металле.
3.6 коррозия арматуры: Разрушение стальной арматуры в результате химического или электрохимического взаимодействия ее с коррозионной средой.
3.7 коррозия бетона: Необратимое ухудшение свойств и характеристик бетона в результате химического, физико-химического или биологического воздействия коррозионной среды или внутренних процессов в бетоне.
3.8 коррозия железобетона: Ухудшение технических характеристик железобетона в результате коррозии бетона и/или арматуры.
3.9 нейтрализация (карбонизация) бетона углекислым газом: Процесс взаимодействия бетона с углекислым газом, в результате которого происходит образование карбоната кальция со снижением рН жидкой фазы бетона и утратой бетоном пассивирующего действия на стальную арматуру.
3.10 пассивное состояние: Состояние металла, при котором скорость анодного процесса сильно ограничена, коррозия практически отсутствует.
3.11 поляризационная кривая: Кривая зависимости скорости электродного (анодного или катодного) процесса от потенциала.
3.12 реакционная емкость бетона: Количество вещества, поглощаемого единицей объема бетона.
3.13 система защитного покрытия: Многослойное покрытие, в котором каждый слой выполняет определенную функцию.
3.14 состояние поставки: Состояние арматурной стали определенного класса, выпущенной производителем и переданной потребителю с сопроводительной документацией.
3.15 трещиностойкость покрытия: Способность защитного покрытия сохранять сплошность при ограниченной деформации защищаемой конструкции.
3.16 эффективный коэффициент диффузии: Коэффициент диффузии вещества в пористом теле бетона, учитывающий влияние пористой структуры и влажности бетона, уплотнения наружного слоя бетона продуктами коррозии.
Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определений и испытаний коррозионной стойкости бетонов, арматуры и защитных покрытий:
— метод определения коррозионной стойкости бетона в растворах кислот;
— метод определения диффузионной проницаемости бетона для углекислого газа;
— метод определения диффузионной проницаемости бетона для хлоридов;
— электрохимические методы определения пассивирующего действия бетона по отношению к стальной арматуре;
— коррозионные испытания стальной арматуры в бетоне;
— метод определения стойкости арматурной стали к коррозионному растрескиванию;
— методы определения свойств защитных покрытий на бетоне.
Испытания в соответствии с требованиями настоящего стандарта проводятся аккредитованными лабораториями.
5.1 Общие положения
Настоящий метод устанавливает определение коррозионной стойкости бетона при постоянном воздействии на бетон растворов кислот разного вида и концентрации в отсутствие фильтрации растворов через бетон. Для каждого вида и концентрации кислоты следует проводить отдельные испытания. Вид кислоты устанавливается задачей определения.
5.2 Сущность метода
Метод определения коррозионной стойкости бетона в растворах кислот основан на измерении скорости химического взаимодействия кислоты с бетоном при постоянном погружении образцов бетона в раствор кислоты заданной концентрации.
5.3.1 Бетонную смесь для образцов готовят согласно заданной рецептуре.
5.3.2 Изготавливают образцы диаметром и высотой 50 или 100 мм.
Образцы диаметром и высотой 50 мм формуют из бетонной смеси с размером зерен крупного заполнителя не более 10 мм. Образцы диаметром и высотой 100 мм формуют из бетонной смеси с размером зерен крупного заполнителя не более 20 мм. Более крупные зерна заполнителя удаляют.
5.3.3 Изготавливают 12 образцов. Бетонную смесь для образцов готовят согласно заданной рецептуре и технологии исследуемого бетона. Формование образцов выполняют по ГОСТ 10180.
5.3.5 На боковые поверхности образцов наносят грунтовку, шпатлевку и два слоя покрытия из эпоксидного клея общей толщиной не менее 0,3 мм. Грунтовку готовят разбавлением эпоксидного клея ацетоном в соотношении клей — ацетон 1:1. Шпатлевку готовят добавлением в эпоксидный клей портландцемента в соотношении от 1:2 до 1:3. После высушивания покрытия незащищенные торцевые (рабочие) поверхности образцов зачищают наждачной бумагой для удаления следов покрытия и пленки цементного камня. Образцы маркируют. Измеряют площадь рабочих поверхностей.
5.4 Аппаратура и материалы
Для проведения испытаний применяют следующую аппаратуру и материалы:
— весы аналитические по ГОСТ 24104, не ниже 2-го класса точности;
— емкости из стекла или полиэтилена (бутыли или канистры емкостью 10. 25 дм ) для приготовления и хранения агрессивных растворов;
— мерную лабораторную посуду не ниже 2-го класса точности (колбы объемом 1000 дм , пипетки 10, 50, 100 см , бюретки 50 см , микробюретки) по ГОСТ 1770, ГОСТ 23932, ГОСТ 25336, ГОСТ 29227, ГОСТ 29252;
— стеклянные конические колбы для титрования вместимостью 250 см по ГОСТ 25336;
— растворы кислот категории чистая для анализа (ч.д.а.) или химически чистая (х.ч.);
— дистиллированную воду по ГОСТ 6709;
— натрия гидроксид по ГОСТ 4328;
— клей эпоксидный марки ЭДП [1];
— ацетон по ГОСТ 2603;
— раствор индикатора кислотно-основного титрования — фенолфталеина, приготовленный по ГОСТ 4919.1: 1 г фенолфталеина на 100 см растворителя (60 см этилового спирта по ГОСТ 18300 и 40 см дистиллированной воды по ГОСТ 6709);
— формы диаметром и высотой 50 или 100 мм для изготовления образцов;
— рН-метр;
— термометр с диапазоном измерений 15 °С — 30 °С и ценой деления 0,1 °С по ГОСТ 13646;
— виброплощадку лабораторную по ГОСТ 10181.
Испытания образцов проводят в растворах кислоты с показателем рН, равным 2, 3, 4, с допуском ±0,1 при температуре (20±3) °С.
5.5.1 Каждый из трех параллельных бетонных образцов устанавливают в отдельный эксикатор. Расстояние между рабочей поверхностью образцов и стенками эксикаторов, а также поверхностью раствора должно быть не менее 2 см.
5.5.2 В эксикаторы заливают раствор кислоты. Отношение объема раствора в кубических сантиметрах к 1 см рабочей поверхности образца должно быть не менее 50:1. Правила приготовления растворов кислот приведены в приложении А.
5.5.3 Перед испытаниями и периодически в процессе испытаний методами кислотно-основного титрования определяют концентрацию кислоты. Непосредственно перед отбором пробы раствор кислоты перемешивают. При уменьшении концентрации кислоты на (5±0,1)% по сравнению с исходной раствор кислоты заменяют новым.
5.5.4 Общая продолжительность испытаний образцов — 6 мес. В первые три недели испытаний пробы раствора кислоты отбирают и титруют ежедневно, затем три раза в неделю, после 3 мес испытаний — два раза в неделю.
5.6 Обработка результатов испытаний
5.6.2 Количество ионов Са , вступивших в реакцию с кислотой, рассчитывают следующим образом. Устанавливают следующие показатели:
— периоды между отдельными отборами проб ( , , . ) и общее время от начала испытаний , сутки;
— площадь рабочей поверхности образцов, взаимодействовавшей с кислотой , см ;
— объем раствора кислоты, участвовавшей во взаимодействии с бетоном в каждый период времени между отдельными отборами проб , см ;
— объем стандартного раствора с известной концентрацией, пошедшего на титрование исходного раствора кислоты до испытаний , см ;
— объем стандартного раствора с известной концентрацией, пошедшего на титрование раствора после взаимодействия с бетоном , см ;
— объем раствора кислоты, отобранного для титрования , см .
Рассчитывают количество СаО, прореагировавшего с кислотой за период между отборами проб раствора , г/см . Рассчитывают общее количество СаО, прореагировавшего с кислотой за весь период испытаний , г/см .
5.6.3 Количество цементного камня (в пересчете на СаО) , вошедшего в химическое взаимодействие с раствором кислоты за период между двумя отборами проб, рассчитывают по формуле
где — молярность раствора;
1/2;
— молярная масса СаО, соответствующая 1 см раствора кислоты концентрации 1 моль/дм .
где — количество цемента в 1 см исследуемого образца, рассчитывают по фактическому составу бетона, г/см ;
— содержание СаО в цементе, определяемое по результатам химического анализа, %.
5.6.6 По результатам испытаний строят график в координатах . По прямолинейному участку графика определяют константу коррозионного процесса , см/сут как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс на графике.
5.6.7 Глубину коррозионного поражения бетона в проектные сроки службы бетона рассчитывают по формуле
где — постоянная, учитывающая влияние процессов, протекающих в диффузионно-кинетической области в начальный период испытаний; определяют по графику по точке пересечения прямой с осью ординат. Примеры расчета глубины разрушения бетона в растворах кислот приведены в приложении Б.
5.6.8 Статистическая оценка результатов испытаний — по ГОСТ 8.207.
5.7 Протокол испытаний
По результатам испытаний оформляют протокол, в котором указывают:
— наименование образцов;
— наименование организации, проводившей испытания;
— фамилию исполнителя, проводившего испытания;
— использованный способ испытаний;
— данные о составе и возрасте бетона, виде цемента, добавках, условиях твердения и других особенностях бетона;
— вид и концентрацию кислоты;
— дату испытаний;
— заключение по результатам испытаний.
6.1 Общие положения
Настоящий метод устанавливает порядок испытаний диффузионной проницаемости бетона для углекислого газа на основании данных о скорости нейтрализации (карбонизации) бетона углекислым газом в отсутствие градиента общего давления газовоздушной среды при наличии разности концентрации углекислого газа в бетоне и окружающей среде в период, когда процесс нейтрализации ограничен скоростью диффузии углекислого газа в пористой структуре бетона.
Метод предназначен для использования при разработке технологии и проектировании составов бетона, обеспечивающих длительную безремонтную эксплуатацию конструкций в неагрессивных и агрессивных газовоздушных средах.
Оценка диффузионной проницаемости бетона по отношению к углекислому газу позволяет:
— рассчитывать период, в течение которого происходит нейтрализация защитного слоя бетона в газовоздушной среде, и оценивать долговечность железобетонных конструкций по признаку сохранности стальной арматуры;
— назначать составы и технологию изготовления бетонов для железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в атмосфере с заданным содержанием углекислого газа.
6.2.1 Бетонную смесь для образцов готовят согласно заданной рецептуре и технологии исследуемого бетона.
6.2.2 Для испытаний готовят образцы из бетона в форме куба, призмы, цилиндра или пластины, минимальный размер рабочей грани у которых должен быть не менее 7 см, а толщина — не менее 3 см. В качестве рабочей грани используют верхнюю или нижнюю сторону образца, в зависимости от того, на какую сторону проектируемой железобетонной конструкции воздействует агрессивная среда. В отсутствие указаний о проектируемой железобетонной конструкции рабочей гранью считается нижняя грань при формовке образцов. Образцы могут быть изготовлены в форме либо высверлены (выпилены) из бетона конструкции или изделия.
6.2.3 Число основных образцов должно быть не менее 6 шт. и дополнительных образцов — не менее 3 шт.
6.2.4 Бетон образцов твердеет в условиях, предусмотренных для исследуемого бетона в конструкциях. Образцы испытывают после набора бетоном проектной прочности. Момент достижения бетоном проектной прочности устанавливают испытанием дополнительных образцов по ГОСТ 18105.
6.3 Аппаратура и материалы
6.3.1 Для проведения испытаний используют установку с автоматическим поддержанием заданной концентрации углекислого газа (см. рисунок 1).
1 — камера; 2 — баллон с СО ; 3 — автоматический газоанализатор; 4 — показывающий командный прибор; 5 — электромагнитный клапан; 6 — блок регулирования; 7 — побудитель расхода газа; 8 — ванна с раствором хлорида натрия
Рисунок 1 -Установка для испытаний бетона в среде углекислого газа
6.3.2 Установка включает в себя следующее оборудование и приборы:
— герметичную камеру объемом 0,5-1,0 м ;
— автоматический газоанализатор углекислого газа с командным прибором по ГОСТ 13320 с диапазоном измерения концентрации углекислого газа 0%-22% и погрешностью не более ±10%;
— электромагнитный клапан;
— этажерку из коррозионно-стойкого материала для размещения образцов в камере;
— баллон по ГОСТ 949 с углекислым газом;
— ванну из коррозионно-стойкого материала с насыщенным раствором хлорида натрия;
— перемешивающее устройство — бытовой электровентилятор по ГОСТ 7402.
6.3.3 В камере установки должны обеспечиваться следующие параметры среды: концентрация углекислого газа (10±0,5)% по объему, температура (20±5) °С, относительная влажность (75±3)%.
6.3.4 Используют следующие реактивы:
— для поддержания заданной относительной влажности среды — хлористый натрий по ГОСТ 4233;
— для определения глубины карбонизации — 0,1%-ный раствор фенолфталеина в этиловом спирте по ГОСТ 18300.
6.4.1 В установленную в камере ванну заливают насыщенный раствор хлорида натрия и дополнительно насыпают кристаллический хлорид натрия, чтобы часть кристаллов находилась выше уровня раствора.
6.4.2 Образцы устанавливают в камеру на этажерку, закрывают камеру и включают вентилятор. Образцы выдерживают в камере при относительной влажности воздуха (75±3)% и температуре (20±5) °С до установления постоянной массы. Момент установления постоянной массы определяют периодическим взвешиванием (один раз в трое суток). Масса считается постоянной, если между отдельными взвешиваниями она изменяется не более чем на 0,1%.
6.4.3 Включают подачу углекислого газа в камеру и автоматический газоанализатор, устанавливают концентрацию углекислого газа в камере (10±0,5)%.
6.4.4 Образцы выдерживают в камере не менее 7 сут и не более того периода, в течение которого образцы будут нейтрализованы на 1/4 своей толщины. Для этого периодически извлекают из камеры по одному дополнительному образцу и определяют глубину нейтрализации бетона.
6.4.5 По истечении заданного срока образцы раскалывают в направлении, нормальном рабочей грани. Не более чем через ч на поверхность скола со стороны рабочей грани наносят 0,1%-ный раствор фенолфталеина в этиловом спирте.
6.4.6 Мерной линейкой с точностью до 0,1 см в направлении, нормальном поверхности образца, измеряют толщину нейтрализованного слоя бетона, которая равна расстоянию от поверхности образца до слоя, окрашенного раствором фенолфталеина в малиновый цвет. Измерения проводят через 1 см по периметру образца.
6.4.7 Из внешнего нейтрализованного слоя и внутреннего, не подвергшегося нейтрализации, отбирают пробы бетона массой (50±10) г. Число отобранных из каждого слоя проб должно быть не менее трех. Химическим анализом объемным методом по ГОСТ 22688 определяют количество связанного углекислого газа во всех пробах и результаты для каждого слоя усредняют.
Плотность бетона на дополнительных образцах определяют по ГОСТ 12730.1.
6.5 Обработка результатов испытаний
где — число измерений.
При расчете среднего значения статистическим методом отбраковывают выпадающие результаты.
где и — количество связанного углекислого газа в наружном и внутреннем слое бетона, % массы бетона;
— объем 1 моль углекислого газа, дм /моль;
— молекулярная масса углекислого газа (44 г/моль);
— объемная масса бетона, г/дм .
Для приближенного расчета реакционную емкость рассчитывают по формуле
где — содержание цемента, г в 1 см бетона;
— количество основных оксидов в цементе в пересчете на СаО в относительных величинах по массе, принимается по данным химического анализа цемента (для приближенного расчета 0,6);
— степень нейтрализации бетона, равная отношению количества основных оксидов, вступивших во взаимодействие с углекислым газом, к общему их количеству в цементе (в среднем 0,6).
где — концентрация углекислого газа в камере в относительных величинах;
— продолжительность воздействия углекислого газа на бетон, с.
6.5.4 Результаты испытаний оценивают по таблице 1.
Таблица 1 — Оценка проницаемости бетона для углекислого газа
Характеристика проницаемости бетона
Бетон нормальной проницаемости
Бетон пониженной проницаемости
Бетон особо низкой проницаемости
Рассчитывают длительность карбонизации защитного слоя по приложению В.
6.5.5 Статистическая оценка результатов испытаний — по ГОСТ 8.207.
6.6 Протокол испытаний
Результаты испытаний оформляют протоколом, в котором указывают:
— наименование организации, проводившей испытания;
— фамилию исполнителя, проводившего испытания;
— маркировку и размеры образцов;
— дату и длительность испытаний;
— данные о составе и возрасте бетона, виде цемента, добавках, другие особенности бетона;
— результаты испытаний и оценку.
7.1 Общие положения
Настоящий метод устанавливает определение диффузионной проницаемости для хлоридов тяжелого и легкого бетонов и мелкозернистого бетона плотного строения на портландцементе, шлакопортландцементе и других видах вяжущих на основе портландцементного клинкера. Метод основан на аналогии между диффузионным потоком вещества и электрическим током в теле бетона.
Настоящий метод предназначен для использования при разработке технологии и составов бетона, обеспечивающего длительную безремонтную эксплуатацию конструкций в агрессивных средах, содержащих хлориды.
Оценка диффузионной проницаемости бетона позволяет:
— оценивать проницаемость бетона для хлоридов;
— рассчитывать период, в течение которого через защитный слой бетона проникнут хлориды в количестве, способном вызвать коррозию стальной арматуры;
— назначать составы и технологию изготовления бетонов для железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в cредах, содержащих хлориды.
7.2.1 Готовят восемь образцов из бетона размерами 70х70х210 мм или 100х100х300 мм, в том числе шесть образцов с электродами и два образца без электродов.
7.2.2 Электроды изготавливают из отрезков гладкой арматурной проволоки диаметром 2 мм и длиной, равной утроенной высоте бетонного образца. Проволоку очищают от ржавчины, окалины и загрязнений и обезжиривают ацетоном, затем сгибают в скобки, чтобы параллельные участки проволоки отстояли друг от друга на расстоянии (30±5) мм.
7.2.3 Бетонную смесь для образцов готовят согласно заданной рецептуре и технологии исследуемого бетона. Максимальный размер зерен крупного заполнителя при изготовлении образцов размерами 70х70х210 мм равняется 10 мм, при изготовлении образцов размерами 100х100х300 мм — 20 мм. Зерна большего размера из бетонной смеси удаляют.
7.2.4 В каждый образец устанавливают по четыре стальных электрода. Два электрода устанавливают на расстоянии 10 мм от торцов образца и два электрода — на расстоянии, равном 1/3 длины образца от торцов. Электроды погружают в бетонную смесь строго в вертикальном положении свободными концами на глубину, меньшую высоты образца на (10±2) мм, так, чтобы плоскости скоб были параллельны друг другу.
7.2.5 Образцы твердеют в тех же условиях, что и исследуемый бетон. Испытания проводят после набора бетоном проектной прочности или в любом другом заданном возрасте в зависимости от задачи исследования. Перед измерениями образцы насыщают дистиллированной водой.
7.2.6 Образцы могут быть также выпилены из бетона конструкции. В этом случае в образцах на указанном расстоянии от торцов высверливают отверстия диаметром 3 мм, заполняют цементным тестом нормальной густоты и вдавливают электроды.
7.3 Аппаратура и материалы
7.3.1 Измерения на образцах из бетона проводят с помощью установки, показанной на рисунке 2.
Рисунок 2 — Установка для измерения электрического сопротивления образцов из бетона
Измерения на вытяжке из бетона проводят на установке, показанной на рисунке 3.
1 — штатив; 2 — электроды; 3 — вольтметр; 4 — источник тока; 5 — микроамперметр; 6 — трубка из неэлектропроводного материала; 7 — пробка; 8 — водная вытяжка
Рисунок 3 — Установка для измерения электрического сопротивления водной вытяжки из бетона
7.3.2 Применяют следующие приборы:
— источник постоянного тока с регулируемым напряжением от 1 до 100 В по ГОСТ 19164;
— вольтметр по ГОСТ 8711 с входным сопротивлением не менее 10 Ом и ценой деления не более 5 мВ;
— микроамперметр по ГОСТ 8711 с максимальной величиной измерения 10 мА и ценой деления 1 мкА;
— штатив;
— термометр с диапазоном измерений 15 °С — 30 °С и ценой деления 0,1 °С по ГОСТ 13646;
— штангенциркуль по ГОСТ 166 с ценой деления 0,1 мм;
— устройство в виде трубки из электроизоляционного материала с электродами, как показано на рисунке 3. Внутренний диаметр трубки должен быть 10-16 мм, длина трубки — (280±10) мм.
7.4.1 Образцы в течение 3 сут насыщают дистиллированной водой, повышая уровень воды на 1/3 высоты образца каждые сутки. На третьи сутки верх бетонного образца должен возвышаться над водой на 2-3 мм.
7.4.5 Один из параллельных образцов, не имеющих электродов, высушивают до постоянной массы и дробят до полного прохождения через сито с размером ячеек 0,63 мм.
7.4.6 Из дробленого материала образца отбирают четыре пробы массой (100±1), (40±0,5), (20±0,2), (10±0,1) г и засыпают в четыре стеклянные колбы.
7.4.7 В колбы заливают дистиллированную воду в количестве 100 см . Колбы герметично закрывают и оставляют на 72 ч, периодически взбалтывая.
7.5 Обработка результатов испытаний
где — площадь поперечного сечения бетонного образца, см ;
— разность потенциалов между средними электродами после включения тока, В;
— разность потенциалов в отсутствие тока, В;
— ток в электрической цепи установки, А;
— расстояние между средними электродами в образце, см.
Площадь поперечного сечения образца , см , равна
где и — ширина и высота поперечного сечения бетонного образца, см.
где — постоянная прибора; рассчитывают по формуле
где — внутренний диаметр трубки в установке, см;
— расстояние между средними электродами в трубке установки, см;
— поправка.
Поправку и постоянную прибора определяют по приложению Г.
7.5.3 По полученным результатам строят график в координатах «соотношение вода — бетон» — «электрическое сопротивление» и экстраполируют до точки, где «соотношение вода — бетон» равно нулю. По этой точке определяют электрическое сопротивление жидкой фазы в бетоне (см. рисунок 4).
Рисунок 4 — Оценка электрического сопротивления водной вытяжки из бетона
где — удельное электрическое сопротивление водной вытяжки, Ом·см;
— удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см.
где — коэффициент диффузии хлоридов в воде, принимается равным 1,23·10 см /с.
7.5.6 Статистическую оценку результатов испытаний проводят по ГОСТ 8.207.
7.6 Протокол испытаний
Результаты испытаний оформляют протоколом, в котором указывают:
— наименование организации, проводившей испытания;
— фамилию исполнителя, проводившего испытания;
— дату испытаний;
— данные о составе и возрасте бетона, виде цемента, добавках, условиях твердения, других особенностях бетона;
— результаты испытаний и оценку результатов.
8 Электрохимические методы определения пассивирующего действия бетона по отношению к стальной арматуре
8.1.1 Настоящие электрохимические методы устанавливают способы ускоренного определения и критерии оценки защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре.
8.1.2 Настоящие методы определения не распространяются на бетоны, содержащие в своем составе частицы, обладающие электропроводностью и способные образовывать со стальной арматурой гальванические пары (частицы угля, стальная фибра, шунгит и другие).
8.1.3 Настоящие методы определения основаны на оценке пассивирующего действия бетона по отношению к стальной арматуре и получении зависимости плотности электрического тока от электрического потенциала стальной арматуры (потенциодинамический метод) или значения потенциала стальной арматуры в бетоне от плотности тока (гальванодинамический метод) и сравнении полученных результатов с установленными критическими значениями.
8.1.4 Электрохимический метод рекомендуется применять для:
— оценки способности бетона к пассивации стальной арматуры в любой момент твердения и хранения бетона;
— оценки влияния различных видов цементов и добавок к бетонной смеси на защитное действие бетона по отношению к стальной арматуре.
8.2.1 Бетонную смесь для образцов готовят согласно заданной рецептуре и технологии исследуемого бетона. Если бетонная смесь содержит зерна заполнителя размером более 10 мм, то их отделяют из бетонной смеси на сите с размером ячеек 10 мм.
8.2.2 Изготавливают девять стальных стержней длиной 120 мм, диаметром 3-6 мм. Поверхность стержней, включая торцы, шлифуют абразивной шкуркой до 7-го класса чистоты и перед заделкой в бетон обезжиривают ацетоном.
8.2.3 Из бетонной смеси формуют образцы размерами 40х40х160 мм или 70х70х140 мм. Изготавливают девять образцов со стержнями из арматурной стали и три неармированных образца.
Стержни укладывают параллельно продольной оси симметрии образцов из бетона так, чтобы защитный слой бетона по всей длине стержней был равен (10±3) мм.
8.3 Аппаратура и материалы
8.3.1 Для проведения измерений потенциодинамическим методом применяют:
— потенциостат с диапазоном регулируемого напряжения не менее 5-1000 мВ и тока не менее 1-1000 мкА;
— микроамперметр с максимальной величиной измерения не менее 10 мА и ценой деления не более 1 мкА;
— термометр с диапазоном измерений не менее 10 °С — 30 °С с делениями не более 1 °С;
— электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда по ГОСТ 17792;
— вспомогательный электрод — стальной стержень диаметром 5-6 мм и длиной 120-150 мм;
— сосуд из электроизоляционного материала (стекло, полимерный материал) внутренним диаметром не менее 70 мм и высотой 160-200 мм;
— электролитический ключ — стеклянная трубка диаметром 3-5 мм с краном, заполненная насыщенным раствором хлористого калия по ГОСТ 4234;
— весы лабораторные по ГОСТ 24104 для взвешивания не менее 2 кг с ценой деления не более 1 г.
Электрическая схема для измерения потенциодинамическим методом показана на рисунке 5а).
Рисунок 5 — Электрические схемы снятия потенциодинамических и гальванодинамических поляризационных кривых
а) Потенциодинамический метод
б) Гальванодинамический метод
1 — электрод сравнения; 2 — электролитический ключ; 3 — образец; 4 — вспомогательный электрод; 5 — микроамперметр; 6 — потенциостат; 7 — вольтметр; 8 — резистор; 9 — источник тока
Рисунок 5 — Электрические схемы снятия потенциодинамических и гальванодинамических поляризационных кривых
8.3.2 Для проведения измерений гальванодинамическим методом применяют:
— вольтметр по ГОСТ 8711 с входным сопротивлением не менее 10 МОм и ценой деления не более 5 мВ;
— источник постоянного тока по ГОСТ 19164 с диапазоном регулируемого напряжения не менее 5-1000 мВ и тока не менее 1-1000 мкА;
— микроамперметр по ГОСТ 8711 с максимальной величиной измерения не менее 10 мА и ценой деления не более 1 мкА;
— резистор с переменным сопротивлением в диапазоне не менее 1-20 МОм;
— термометр по ГОСТ 13646 с диапазоном измерений не менее 10 °С — 30 °С с делениями не более 1 °С;
— электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда по ГОСТ 17792;
— вспомогательный электрод — стальной стержень диаметром 5-6 мм и длиной 120-150 мм;
— сосуд из электроизоляционного материала (стекло, полимерный материал) внутренним диаметром не менее 70 мм и высотой 160-200 мм;
— электролитический ключ — стеклянная трубка диаметром 3-5 мм с краном, заполненная насыщенным раствором хлористого калия по ГОСТ 4234;
— весы лабораторные по ГОСТ 24104 для взвешивания не менее 2 кг с ценой деления не более 1 г.
Электрическая схема для измерения гальванодинамическим методом приведена на рисунке 5б).
8.4 Проведение определения
8.4.1 Определения проводят после набора бетоном проектной прочности и далее через 3 и 6 мес испытаний в режиме переменного насыщения водой и высушивания. При измерении используют три параллельных образца.
8.4.2 Режим насыщения и высушивания устанавливают на неармированных образцах. Образцы взвешивают, помещают в питьевую воду и периодически (один раз в сутки), извлекая из воды, взвешивают.
Насыщение образцов водой продолжают до тех пор, пока масса образцов не перестанет увеличиваться более чем на 0,1% первоначальной. Этот период принимают как продолжительность насыщения основных армированных образцов. Затем образцы помещают в сушильный шкаф при температуре 60 °С и, периодически взвешивая (один раз в сутки), высушивают до первоначальной массы. Этот период принимают как продолжительность высушивания основных армированных образцов.
8.4.3 Образцы с арматурой испытывают по установленному режиму. Образцы бетона с арматурой перед электрохимическими определениями насыщают питьевой водой.
8.4.4 На каждом образце проводят только одно измерение. Перед измерением откалывают бетон у торца образца так, чтобы арматурный стержень был обнажен на длине (20±10) мм. Прилежащую к обнаженному стержню поверхность бетона шириной (10±5) мм и выступающую из бетона поверхность стального стержня шириной (10±5) мм окрашивают лакокрасочным материалом или мастикой, обладающими высоким электрическим сопротивлением.
8.4.5 Подготовленный образец устанавливают в емкость с питьевой водой так, чтобы верх бетонного образца возвышался над водой на 2-3 мм (см. рисунок 5). Измерение электрохимических характеристик необходимо проводить при температуре воды (25±5) °С.
8.4.6 Измерение тока в микроамперах потенциодинамическим способом [см. рисунок 5а)] проводят через (60±5) мин после включения потенциостата. Снимают анодную часть поляризационной кривой со скоростью изменения потенциала 50 мВ/мин до потенциала плюс 1000 мВ с регистрацией силы тока через каждые 50 мВ.
8.4.8 По завершении испытаний ток выключают и определяют значение потенциала через (60±5) с после отключения тока.
8.4.9 После электрохимических испытаний стальные электроды извлекают из бетона и определяют наличие или отсутствие коррозионного поражения.
где — диаметр стального стержня, см;
— длина стального стержня, погруженного в бетон, см.
8.5.2 Рассчитывают плотность тока , мкА/см , при каждом фиксированном значении потенциала по формуле
где — сила тока, мкА;
— площадь рабочей поверхности, см .
8.5.4 Коррозионное состояние стальной арматуры в бетоне оценивают по показателям, приведенным в таблице 2.
Таблица 2 — Показатели коррозионного состояния стальной арматуры в бетоне
Коррозионное состояние стальной арматуры
на момент электрохимических испытаний
Плотность тока при потенциале плюс 300 мВ:
источник
22 Июл 2019 admin 15