МИ 2488-98 ГСИ. Материалы цементные. Методика ускоренного определения водоцементного отношения, прогнозирования и контроля прочности бетона по контракции

ГНМЦ ГП "ВНИИФТРИ"

ОТДЕЛ МЕТРОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ


РЕКОМЕНДАЦИЯ
ГСИ. Материалы цементные.
Методики ускоренного определения водоцементного отношения, прогнозирования и контроля прочности бетона по контракции

МИ 2488-98


Информационные данные

Разработана Государственным научным метрологическим центром ГП ВНИИФТРИ, Отделом метрологии в строительстве

Исполнители: А. И. Марков, М. П. Польяникова

Метрологическая экспертиза проведена Отделом общих и теоретических проблем метрологии ГП ВНИИФТРИ

Утверждена ГП ВНИИФТРИ "19" июля 1998 г.

Зарегистрирована ВНИИМС "26" июля 1998 г.

Вводится с "1" августа 1998 г.


1 Область применения

Настоящая рекомендация устанавливает методики выполнения ускоренного определения водоцементного отношения бетона, обеспечивающего его заданную прочность к требуемому времени; прогнозирования и контроля прочности бетона в зависимости от его состава и сроков твердения.
Методики распространяется на все виды бетонов и используемых для их изготовления химических и минеральных добавок, плотных заполнителей и режимов твердения бетона, как в нормальных (стандартных) условиях от 7 до 360 суток, так и при тепловлажностной обработке (ТВО) при температуре изотермической стадии до 95 °С.
Ускоренное определение и прогнозирование указанных величин предполагает использование сведений об активности цемента и его контракции, экспрессно определяемых в соответствии с рекомендациями МИ 2486-98 и МИ 2487-98, а также применение ряда расчетных зависимостей.
Рекомендация разработана в развитие и дополнение МИ 1353-93 "ГСИ. Материалы цементные. Методика выполнения измерений при определении характеристик на дифференциальных контрактометрах", и ГОСТ 27006-86 "Бетоны. Правила подбора состава".

2 Методика ускоренного определения водоцементного отношения бетона

Методику определения водоцементного отношения Wi/Ci применяют при определении или корректировке состава бетона для обеспечения заданной прочности бетона Ri к требуемому времени ?i или непосредственно после ТВО.
Методика предусматривает использование активности цемента по ГОСТ 310.4 и активности цемента в бетоне. Применение активности цемента в бетоне повышает точность расчета Wi/Ci.
2.1. Определяют по МИ 2486-98 удельную текущую контракцию цемента ?V ji - при твердении в нормальных условиях в возрасте ?i или ?V jT - по завершению ТВО.
2.2. Определяют по МИ 2487-98 активность цемента по ГОСТ 310.4, т.е. Rji, или активность цемента в бетоне при его твердении в нормальных условиях в течение заданного времени ?i, или непосредственно по завершению ТВО, т.е. соответственно RБji и RБjT.
2.3. Определяют по ГОСТ 8269 и ГОСТ 8735 содержание пылевидных и глинистых частиц в применяемых щебне (гравии) Гщ и песке Гп (в долях от их массы). Вычисляют среднее суммарное содержание этих примесей в заполнителях по формуле
Г = (Гп + 2Гщ) / 3, (2.1.)
2.4. Определяют водоцементное отношение Wi/Ci, бетона, обеспечивающее его заданную прочность Ri.
2.4.1. При использовании активности цемент по ГОСТ 310.4 и твердении бетона изначально в нормальных условиях к любому времени ?i ? 7 сут, или к ?i ? 28 сут независимо от параметров предшествовавшего режима ТВО бетона - принимают формулу
, (2.2.)
где
?0, ?i - объемы воздуха в 1 л уплотненных смесей соответственно по ГОСТ 310.4 и бетона с заданной прочностью Ri (значение ?0 принимают равным 30 см3, a ?i определяют по ГОСТ 10181.3);
С0 - содержание цемента в стакане контракциометра (при определении активности), г;
?с - истинная плотность цемента, г/см3 (по сертификату);
?V - удельная полная контракция, принимаемая для основных типов цемента равной 0,12 (алюминатный); 0,11 (БТЦ, ОБТЦ); 0,1 (портландцемент) и 0,09 (шлакопортландцемент, пуццолановый), см3/г;
а - адгезионный показатель крупного заполнителя (для гранитного и известнякового щебня и кварцевого песка при Г ? 0,01, 0,01 ? Г ? 0,03 и Г > 0,03 значение а принимают равным соответственно 1; 0,9 и 0,85, а для дробленого гравия эти показатели умножают на 0,95).
2.4.1.1. Определение Wi/Ci для обеспечения заданной прочности бетона непосредственно после ТВО, производят расчетом по формуле (2.2), где Rji заменяют на RjT, a ?V ji - на ?V jT.
2.4.2. При использовании активности цемента в бетоне и при твердении бетона изначально в нормальных условиях к любому времени ?i ? 7 сут, или ?i ? 28 сут - независимо от параметров предшествовавшего режима ТВО бетона - применяют формулу
, (2.3.)
здесь все обозначения те же что и для формулы (2.2)
2.4.2.1. Определение Wi/Ci для обеспечения заданной прочности бетона непосредственно после ТВО, производят расчетом по формуле (2.3), где RБji и ?V ji заменяют соответственно на RБjT и ?V jT.
Примечание.
Значения чисел, возведенных в степень 2/3, определяют по таблице А.3 Приложения А (МИ 2486-98).

3 Методика прогнозирования прочности бетона

Прогнозирование прочности бетона производят в зависимости: от контракции цемента к различному времени, изменения водоцементного отношения и степени уплотнения бетонной смеси (объема вовлеченного в смесь воздуха). При этом зависимости интегрально учитывают влияние особенностей конкретно применяемых компонентов бетона.
3.1. Прогнозирование прочности бетона одного и тог же состава на сжатие и растяжение (далее прочности) к различному времени в условиях нормального твердения и после тепловлажностной обработки (ТВО) производят по формуле
, (3.1)
где
Ri - значение прогнозируемой (искомой) прочности бетона к заданному времени, МПа;
Rо - известное значение прочности бетона к одному (любому) времени (после ТВО, в возрасте семи суток или др.), МПа;
? - показатель степени, равный 3/2 для сжатия и 1 - для растяжения;
W/C - водоцементное отношение бетона, за вычетом водопоглощения заполнителей или водоотделения бетонной смеси, см3/г;
?V o, ?V i - удельная текущая контракция цемента соответственно известная (для Ro к любому времени) и запрогнозированная ко времени достижения искомой прочности Ri, см3/г.
Контракцию ?V o, ?V i определяют (прогнозируют) по МИ 2486-98.
3.2. Прогнозирование прочности бетона, при постоянстве вида применяемых компонентов в зависимости от изменения водоцементного отношения производят по формуле
, (3.2)
где
Ri, Ro - прочность бетона соответственно искомая и известная, МПа;
Wi/Ci, Wo/Co - водоцементное отношение для бетона с прочностью, соответственно, Ri и Ro.
Если прогнозирование прочности производят к одному и тому же времени, то есть когда ?V i= ?V o, то используют формулу
, (3.3)
где
М = ?V c / ?V ?c - относительный показатель, принимаемый при завершении ТВО и к возрасту 28 сут, в среднем соответственно равным 0,08 и 0,1, см3/г.
3.3. Прогнозирование прочности бетона в зависимости oт объема вовлеченного или не вытесненного воздуха в бетонной смеси производят по следующей упрощенной формуле (прогноз к одному и тому же времени твердения бетона, как с прочностью Rо так и Ri).
, (3.4)
где
Vi, Vo - объем воздуха, вовлеченного в 1 л бетонной смеси для бетонов с прочностью соответственно искомой Ri и известной Ro, см3;
Ci, Сo - содержание цемента в 1 л бетонной смеси для бетонов с прочностью соответственно Ri и Ro, г
Объем вовлеченного воздуха V находят по ГОСТ 10181.3 или по формуле
V = (1 - ?ф / ?p) · 1000, (3.5)
где
?ф, ?р - объемная масса бетонной смеси соответственно фактическая и расчетная. Фактическую объемную массу находят по ГОСТ 10181.2, а расчетную - согласно составу бетона, определенного по методу абсолютных объемов (ГОСТ 27006).
Примечание.
Прогнозирование прочности бетона по формулам 3.2-3.4 может быть произведено и с использованием активности цемента по ГОСТ 310.4. Для этого в указанных формулах взамен Ro и Wo/Co подставляют соответственно выражение aRji·(1 -Г/0,5) и 0,4 (см. методику 2).
Значения чисел, возведенных в степень 3/2 определяют по таблице МИ 2487-98 (таблица А1).

Если возникает необходимость прогнозирования бетона к любому сроку при одновременном изменении водоцементного отношения и объема вовлеченного воздуха, то используют формулу (3.2) в которой заменяют Wо/C0 на (Wо + Vо) / Cо, a Wi / Ci на (Wi + Vi) / Ci.

4 Методика ускоренного контроля прочности бетона

Настоящая методика устанавливает порядок ускоренного контроля прочности бетона по пробам, отобранным из поступающей бетонной или растворной смеси с осадкой конуса (5 ? 20) см.
Методика распространяется на бетоны и растворы с тяжелыми заполнителями и не ограничена видом (типом) применяемого цемента и химических добавок.
4.1. Норма погрешности
Методика обеспечивает контроль прочности бетона с погрешностью, не превышающей 15 %.
4.2. Средства измерений, испытаний и вспомогательные устройства.

№ п.п. Наименование средств измерений, устройств и материалов Тип, нормативно-технические характеристики
1 2 3
1 Контракциометр КД-07 конструкции ГП ВНИИФТРИ (ГОСТ 10060.4)
2 Весы лабораторные По ГОСТ 24104, верхний предел измерения не более 1 г.
...