Vint-stroy.ru

Винтовые сваи ООО "Рекострой"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ГОСТ 24316-80 Бетоны. Метод определения тепловыделения при твердении

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ ТВЕРДЕНИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом гидротехники имени Б. Е. Веденеева (ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева) Министерства энергетики и электрификации СССР

Научно-исследовательским сектором Гидропроекта имени С. Я. Жука Министерства энергетики и электрификации СССР Грузинским научно-исследовательским институтом энергетики и гидротехнических сооружений (ГрузНИИЭГС) Министерства энергетики и электрификации СССР

В. Б. Судаков, канд. техн. наук (руководитель темы); А. А. Борисов, канд. техн. наук; С. В. Шаркунов; А. С. Маг и тон; Г. И. Чилмнаришвили, канд. техн. наук; И. И. Костин; А. Д. Осипов, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Министерством энергетики и электрификации СССР

Зам. министра Ф. В. Сапожников

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 19 июня 1980 г. № 90

УДК 691.32,001.4 : 006.354 Группа Ж19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Метод определения тепловыделения при твердении

Concrete. Metodes of the determination of exethermic neat in concrete

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 19 июня 1980 г, № 90 срок введения установлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на цементные бетоны и устанавливает метод определения удельного тепловыделения цемента в бетоне, твердеющем в адиабатических условиях, путем установления величины подъема температуры во времени и последующего проведения необходимых расчетов.

Метод следует применять при возведении массивных сооружений, которые требуют принятия в конкретных условиях специальных мер к регулированию температурных напряжений, возникающих в результате выделения тепла цементом в твердеющем бетоне.

1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННОГО ОБРАЗЦА

l.l. Подбирают состав реального бетона, рассчитывают расход составляющих этого бетона (гравий, щебень, песок, цемент, вода, добавки) в зависимости от объема применяемых форм и приготовляют бетонную смесь.

Составляющие и форму с крышкой взвешивают с погрешностью до 0,1%.

2.1. Для установления величины подъема температуры в твердеющем бетоне применяют адиабатический калориметр, в состав которого входит следующая аппаратура:

адиабатическая камера, которая должна быть изготовлена из материала малой теплопроводности, снабжена устройством для

©Издательство стандартов, 1980

подогрева и охлаждения воздуха в камере, вентиляторами для обеспечения непрерывного его перемешивания и устройством для автоматического поддержания адиабатического режима твердения бетонного образца с допустимым отклонением температуры среды от температуры бетона не более 0,2°С. Допускается применение адиабатических камер с водной средой с устройством для ее охлаждения, нагрева и интенсивного перемешивания;

формы для изготовления образцов-кубов с ребром длиной 400 мм или образцов-цилиндров диаметром и высотой 400 мм. Для изготовления образцов-кубов из бетонов с заполнителем максимальной крупностью 20 и 40 мм допускается применять формы с ребром длиной 200 и 300 мм, а для изготовления образцов-цилиндров формы диаметром 200 и 300 мм. Высоту цилиндра следует принимать равной его диаметру. Теплоемкость форм не должна превышать теплоемкость бетонного образца более чем на 5%. Формы должны быть оснащены крышкой, поддоном-тележкой и кожухом;

Читайте так же:
Соотношение состава цементного раствора

самопишущие приборы, регистрирующие температуру бетона и в камере, которые должны обеспечивать измерение температуры до 100°С с погрешностью не более 0,25%.

2.2. Адиабатический калориметр следует изготавливать по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

2.3. Адиабатический калориметр через каждые три месяца и после длительной (более года) остановки следует регулировать с целью обеспечения его работы в адиабатическом режиме в соответствии с обязательным приложением 1.

2.4. Поверка приборов измерения температуры производится в соответствии с требованиями стандартов системы обеспечения единства измерений.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. Приготовленную бетонную смесь укладывают в форму, в центр образца вводят датчики температуры для регистрирующей и регулирующей аппаратуры и бетонную смесь вибрируют.

Датчики внутри камеры размещают на уровне центра образца. Форму с бетонной смесью закрывают крышкой, зазор между крышкой и формой уплотняют водонепроницаемой замазкой.

Пр имечание. Допускается в центр образца в процессе укладки и уплотнения бетонной смесн помещать медную или латунную трубку с трансформаторным маслом, в которую затем вводят датчики температуры для регистрирующей и регулирующей аппаратуры.

В калориметрах с водной средой крышка должна быть с резиновой прокладкой и прижиматься к форме болтами

3.2. Температуру в адиабатической камере доводят до температуры испытуемой бетонной смеси.

3.3. Форму с бетонной смесью закрывают кожухом и помещают в адиабатическую камеру, которую затем плотно закрывают.

3.4. Включают автоматическое регулирующее устройство адиабатической камеры, которое обеспечивает поддержание температуры в камере, равной температуре бетона в процессе его твердения.

3.5. Включают регистрирующий прибор, который производит автоматический замер и запись температуры бетона на ленту самопишущего прибора. Начальная температура бетонной смеси должна быть замерена после ее укладки в форму не позднее 1 ч.

3.6. Замеры следует продолжать до тех пор, пока рост температуры бетона будет превышать 1°С за 5 сут.

Могут быть установлены другие сроки проведения испытания.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Температуру бетона с лент регистрирующих приборов записывают в журнал в соответствии со справочным приложением 2.

Кривую подъема температуры строят в соответствии со справочным приложением 3.

4.2. Удельное тепловыделение цемента в бетоне q, Дж/кг (ккал/кг), за данный промежуток времени определяют по формуле

Читайте так же:
Рецепт изготовления цементного раствора

где Собщ^Сб.с + Сф — теплоемкость бетонной смеси и формы, Дж/К (ккал/град);

/пц— масса цемента, кг;

/о—начальная температура бетонной смеси, К (°С); t— температура бетона в конце данного промежутка времени, К (°С);

Сб.с—теплоемкость бетонной смеси, Дж/К (ккал/град);

Сф—теплоемкость формы, Дж/К (ккал/град).

4.3. Теплоемкость бетонной смеси Сб.с, Дж/К (ккал/град) вычисляют по формуле

Cq. с—0,2 0,9 tnB,

где mц— масса песка, кг;

Щщ— масса щебня (гравия), кг; тв— масса воды, кг.

Приведенная формула расчета теплоемкости может применяться, если удельные теплоемкости составляющих бетонную смесь

материалов неизвестны. При наличии этих данных следует применять формулу

где Су.ц — удельная теплоемкость цемента, Дж(кг-К) (ккал/кг-град);

Су.ц — удельная теплоемкость песка, Дж(кг-К)

Су.щ — удельная теплоемкость щебня, Дж(кг-К) (ккал/кг-град).

4.4. Теплоемкость формы Сф, Дж/К (ккал/град), вычисляют по формуле

где Ст.ф — удельная теплоемкость материала формы, Дж(кг-К) (ккал/кг-град);

тф—масса формы с крышкой, кг.

4.5. Повышение температуры бетона с поправкой на теплоемкость формы At вычисляют по формуле

4.6. Расчет удельного тепловыделения цемента в бетоне производят с погрешностью до 0,1 ккал/кг и результаты заносят в журнал (см. приложение 2).

4.7. Удельное тепловыделение цемента в бетоне, твердеющего в адиабатических условиях, определяют как среднее значение результатов испытания не менее трех образцов, изготовленных из бетона одинакового состава и имеющих различную начальную температуру бетонной смеси.

4.8. Полученные данные об удельном тепловыделении цемента в бетоне следует применять при разработке мероприятий по снижению температурных напряжений в возводимых массивных сооружениях.

б*б. С-цП^ц+Су. п/Яп+Су. Щ^щ + 0,9 tttj

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное

РЕГУЛИРОВКА АДИАБАТИЧЕСКОГО КАЛОРИМЕТРА

Для регулировки калориметра изготавливают образец из реального состава бетона, в котором цемент заменяют мелкодисперсным инертным материалом, или используют «старый» бетонный образец с законченным экзотермическим процессом.

Затем образец разогревают до температуры 30—40°С и продолжают испытания в соответствии с требованиями пп. 3.2—3.5 настоящего стандарта.

Адиабатический калориметр следует считать отрегулированным, если отклонение температуры образца от начальной не будет отличаться на 0,5°С в течение 10 сут.

В случае отклонения температуры образца от начальной выше установленного уровня следует провести соответствующее регулирование приборов и испытание калориметра повторить.

Температурный режим бетон­ного сооружения в период его возведения определяется в основном тепловыделением (экзотермией) цемента. Общее ко­личество тепла, выделяемое при гидратации цемента, зависит от рода и марки цемента и изменяется в пределах от 120 до 320 кДж/кг (30-80 ккал/кг) и более (рис. 4.5).

Читайте так же:
Формы для цемента своими руками схема

Рис. 4.5 Кривые общего тепловыделе­ния цементов разных марок

Основная масса тепла от экзотермии выделяется в первые 6-7 дней после приготовления бетона, когда выделяется до 90% от об­щего количества тепла Э. При этом наиболее интенсивно тепловы­деление происходит в первые двое суток (максимум достигается через 8-12 ч после затворения бетона), в дальнейшем процесс затухает. Интенсивность тепловыделения зависит также от температуры бетона: при высокой температуре процесс ускоряется, при низкой замедляется.

Величина экзотермического подъема температуры в адиабати­ческих условиях, т. е. без учета потерь тепла, может быть подсчи­тана по формуле

где Э — тепловыделение цемента, Дж/кг (ккал/кг);

Ц — расход це­мента в бетоне, кг/м 3 ;

С — тепло­емкость бетона, Дж/кг•°С (ккал/ кг • oС);
р — плотность бетона, кг/м 3 .

Подъем температуры бетона от экзотермии зависит от вида и расхода цемента и может дос­тигать значительной величины до 25-36° С.

В расчетах температурного ре­жима сооружения кривая тепловыделения приближенно пред­ставляется ампиричеокой зависи­мостью вида

где — общее тепловыделение цемента, Дж/м 3 ;

— ко­эффициент, зависящий от свойств цемента, для портландцемента ;

— время твердения, ч.

И. Д. Запорожцем для величины тепловыделения предложена следующая зависимость:

где A20 — коэффициент темпа роста тепловыделения при темпера­туре + 20°С, А20=0,01-0,15 ч-1: 1/(m-1) — показатель, завися­щий от свойств цемента, принимаемый равным для портландцемен­та 0,833.

Стойкость цементных камней

Среди всех компонентов бетона и растворов наиболее подвержены коррозии цементные камни.

Цементные камни бетона и растворов должны быть коррозионно-, морозо- и атмосферостойкими.

Коррозия — процессы полного или частичного разрушения материалов от влияния различного агрессивного воздействия. Если влага, раствор солей или кислот просочатся сквозь цементные камни, они постепенно разрушаются, что приводит к разрушениям цементного бетона и раствора. Различаются несколько видов коррозий цементных камней. Одно из них является выщелачивания. Процессы выщелачивания продолжаются до полного разрушения материалов.

Стойкость цементных камней против выщелачивания можно увеличить, добавив активную минеральную добавку. Она свяжет Са(ОН)а в нерастворимые в воде гидросиликат и гидроалюминат кальция.

Особенно опасен для бетона водный раствор сульфата кальция Са. Соединившись с гидроалюминатом кальция, из сульфата кальция образуется гидросульфоалюминат кальция, объем которого за счет значительного там количества кристаллизационной воды почти в 2,5 раза превысит объем гидроалюмината, что вызовет сульфатную коррозию — разрушение затвердевших цементных камней.

Предотвратит коррозию цементных камней правильный выбор вида цемента и путем гидроизоляций бетона от фильтраций через него этой агрессивной воды.

Как делают цемент.

  • Цемент и портландцемент отличия


У человека, впервые столкнувшегося с таким строительным материалом, как цемент, закономерно может возникнуть вопрос: а есть ли различие между цементом и портландцементом? Прежде всего, нужно сказ…

Читайте так же:
Пропорции цемента для прочного бетона

Усадка бетона при твердении

Усадку и расширение бетона учитывают при проектировани бетонных конструкций. Процесс твердения бетона сопровождается изменением его объема

При твердении на воздухе бетон дает усадку, при твердении в воде он не изменяется в объеме или незначительно разбухает.

срок твердения бетона

В больших массивах бетон может расширяться вследствие нагревания до 30—60° (в силу внутреннего выделения тепла). Величина этого расширения значительно превосходит усадку. Коэффициент температурного расширения обычного бетона равен 0,00001. Коэффициент усадки в расчетах обычно принимается равным 0,00015, т. е. на 1 м длины бетонного сооружения усадка составляет 0,15 мм.

Усадка вызывается давлением воды в капиллярах цементного камня при ее испарении. Опытами установлено следующее:

  1. усадка бетона тем больше, чем выше содержание в нем цемента и воды;
  2. быстро схватывающиеся и высокопрочные портландцементы, а также пуццолановый портландцемент обычно вызывают большую усадку бетона;
  3. усадка больше при мелкозернистых и пористых заполнителях;
  4. влажный режим твердения и специальные покрытия не дают бетону быстро высыхать с поверхности, тем самым устраняются последствия большой и неравномерной усадки (трещины)

Усадку и расширение бетона учитывают при проектировани конструкций и производстве бетонных работ в сооружения большой длины устраивают специальные швы, в массивных сооружениях бетон укладывают отдельными блоками, применяют цементы с минимальными тепловыделением и усадкой. Это особенно важно при выборе цементов для гидротехнических сооружений

Сколько сохнет цемент

Процесс высыхания бетона и полного набора прочности включает две основные стадии. Сначала проходит процесс схватывания быстросохнущего цемента – в минимальные сроки, занимает около 2-3 часов. При температуре +20 градусов хватает часа для схватывания, при 0 – около 20 часов. Начинается процесс в быстросохнущих растворах и бетонах уже через 7-10 минут после заливки.

Если процесс происходит в специальных камерах для пропаривания, бетон схватывается за 20 минут. Потом происходит твердение бетона – тут все зависит от типа выбранного цемента и нормативных показателей. Обыкновенный раствор затвердевает и набирает прочность в течение 28 суток, быстросохнущий – в течение двух-трех.

Быстротвердеющий цемент – востребованный материал, который может быть незаменим в ситуации необходимости ускорить строительство и выполнить заливку определенных конструкций. При выборе такого типа цемента необходимо тщательно ознакомиться с правилами работы с ним.

Результаты испытаний

Испытания бетонных образцов, проведенные на 3, 7, 14, 28 и 90 сутки, показали, что в первые 7 суток при обработке постоянным током прочность арболита несколько выше, чем в случае обработки переменным током. Вероятно, этот эффект связан с удалением большего объема механически связанной влаги вследствие явления электроосмоса и процесса интенсификации кристаллизационного твердения цемента. Так как разница в показателях прочности составляет 4–5%, то обнаруженный эффект не имеет практического значения.

Читайте так же:
Песчано цементная смесь как подстилающий слой

При сроке от 14 до 28 суток прочность обработанного постоянным током арболита намного ниже в сравнении с материалом, подвергшимся воздействию переменным током. Для образцов из панели №1 к 1 месяцу (к проектному возрасту) из-за избыточной влагопотери на начальном этапе твердения наблюдается недобор прочности на 25%, то прочность образцов из панели №2 практически достигла марочной.

Аналогичные результаты получены в ходе исследований, проведенных НИИЖБ и трестом Оргтехлесстрой В/О Союзлесстрой, а также экспериментов на Заводе «Стройдеталь» в Мытищах при изготовлении панелей ОС-5 из бетона класса В12,5. В ходе всех трех испытаний установлено, что после распалубки изделия сохраняют форму в обоих вариантах обработки, однако прочность бетона при этом незначительна.

Таблица 2: «Способы обработки бетона током»

Способ обработкиДлительность обработки ч-минТемпература бетона к концу обработки,°CПрочность бетона, МПа, в возрасте, сутРасход электроэнергии, (кВт╳ ╳ ч)м 3
13728
Постоянным током знакопеременными импульсами
1-10726516056
2-45638015015553
4-00587013516556
Переменным током промышленной частоты
1-1584358513517440
1-35603513517532
2-008212016050
2-30726010812515052

Данные исследований свидетельствуют о том, что даже через 1 сутки прочность материала не превышала 50%. В интервале от 3 до 28 суток прочность бетона по обоим вариантам обработки практически одинакова, что свидетельствует о воздействии на этот процесс только температурного фактора.

Коротко о главном

Специалисты отмечают, что заливать бетон лучше всего летом. Идеальная температура для его застывания составляет +5-25 градусов – при ней смесь хорошо застынет и быстро наберет необходимую прочность.

Работа состоит из нескольких шагов: подготовки и разметки места, рытья траншей, засыпания гидроизолирующей подушки, установки арматуры и заливки цементной смеси.

При заливке фундамента осенью важно успеть до наступления мороза и промерзания почвы. Также важно учесть обилие дождей и повышенную влажность.

Зимой главная сложность заключается в минусовой температуре. Чтобы фундамент не растрескался и хорошо застыл, важно нагреть землю и бетонную смесь, также можно прогревать воздух вокруг.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector