Далотометрический метод измерения морозостойкости бетонов

В.А. Сидоров

(г.Ростов-на-Дону, Ростовский  Государственный Строительный Университет)

ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ БЕТОНОВ

Долговечность конструкций и сооружений из бетона и железобетона, которые в период эксплуатации подвергаются циклическим процессам замораживания и оттаивания зависит от морозостойкости бетона. Известно, что морозостойкость строительных материалов - это характеристика временного процесса, сопровождающегося изменением их структуры в процессе многократного замораживания.

При проведении экспериментальных исследований объемных деформаций бетонов с различной проектной морозостойкостью было установлено, что деформации бетона в течении многих циклов практически не меняются, т.к. макроразрушений не происходит. Резкое увеличение объемных деформаций происходит после количества циклов Nкрит, когда образец претерпевает структурные изменения, сопровождающиеся ростом деформаций и потерей прочности.

Морозостойкость не является физической величиной, поэтому современные методы определения морозостойкости должны быть основаны на измерении физических характеристик - например, деформаций бетона, зависящих от его структурного состояния.

При использовании ускоренного метода определения морозостойкости с применением современной измерительной техники, компьютерной обработки данных. Необходимо выбрать такой физический параметр, который, во-первых, связан со структурными изменениями, происходящими в бетоне при замораживании и оттаивании, и определяющими, в конечном счете, морозостойкость, и, во-вторых - измерение которого можно было бы провести сравнительно простыми техническими средствами, учитывая возможность применения метода при контроле.

В основу работы дилатометра положен дифференциальный принцип измерения температурных объемных деформаций материала. При этом эталоном сравнения является стандартный образец из алюминия СО, имеющий размеры и форму образцов испытуемого материала. Принцип действия дилатометра основан на преобразовании объемных деформаций при замораживании исследуемого образца и эталона в линейные перемещения Деформации алюминиевого образца (эталона) происходят линейно, а деформации водонасыщенного бетонного образца имеют аномальные пики. 

Работа прибора осуществляется следующим образом В одну из рабочих камер дилатометра помещают стандартный образец. в остальные камеры - водонасыщенные образцы исследуемого материала, свободное от образцов пространство камер заполняют рабочей жидкостью, в качестве которой используют керосин. После этого камеры герметизируют. Дилатометр с размещенными в нем образцами устанавливают в морозильную камеру и проводят непрерывно в течение определенного времени измерения разностных объемных деформации образца материала и стандартного образца при динамическом замораживании со скоростью ~ 0.3° в минуту. Продолжительность цикла измерения 3-4 ч.

При создании отечественного дилатометрического метода ускоренного прогнозирования морозостойкости бетона изначально были поставлены требования установления соотношения деформаций с традиционно принятой в России классификацией морозостойкости по циклам испытаний. При этом, основываясь на том, что потеря прочности - критерий при определении морозостойкости бетона стандартными методами, отсюда возможна связь между величиной деформации и значением морозостойкости, определенной при циклическом замораживании - оттаивании. Требованием к методу является надежное прогнозирование проектного уровня морозостойкости на стадии лабораторных испытаний - гарантия предотвращения наиболее распространенной причины разрушения бетонных и железобетонных конструкций и сооружений. При этом важнейшим фактором является оперативность и достоверность полученных результатов лабораторной проверки.

Полученные результаты позволяют утверждать, что разность величины объемных деформаций между двумя последовательными измерениями остается для водонасыщенных образцов бетона практически постоянной на протяжении многих циклов измерений, меньших Nкрит. Это делает обоснованным выбор измеряемого физического параметра - величины объемных деформаций, так как они являются объективным показателем структурных изменений, происходящих в бетоне при замораживании, причем, величина объемных деформаций, измеренных в первом цикле, коррелирует с величиной деформаций после Nкрит числа циклов.

В дилатометрических измерениях величина «аномальных» деформаций является информативным показателем состояния бетона при замораживании, и его способности сопротивляться деструктивным повреждениям при попеременном многоразовом замораживании и оттаивании. Таким образом, при дилатометрических измерениях, доступными для производственных условий средствами, обеспечивается не только оперативная информация, но и устанавливается объективное фактическое состояние бетона. Потребитель получает данные не о проектной марке морозостойкости бетона, а о фактической сопротивляемости бетона воздействию замораживания, классифицированной по циклам морозостойкости.