Обработка результатов испытаний

4.5.1 По полученным результатам рассчитывают удельное электрическое сопротивление ρ_б, Ом·см, бетона по формуле

(9)

где F - площадь поперечного сечения бетонного образца, см²;

ΔV - разность потенциалов между средними электродами после включения тока, В;

ΔV₀ - разность потенциалов в отсутствие тока, В;

I - ток в электрической цепи установки, А;

l - расстояние между средними электродами в образце, см.

Площадь поперечного сечения образца F, см², равна

F = bh, (10)

где b и h - ширина и высота поперечного сечения бетонного образца, см.

4.5.2 Удельное электрическое сопротивление ρ_вв водной вытяжки рассчитывают по формуле

(11)

где K - постоянная прибора; рассчитывают по формуле

(12)

где D - внутренний диаметр трубки в установке, см;

l - расстояние между средними электродами в трубке установки, см;

П - поправка.

Поправку и постоянную прибора определяют по приложению Г.

4.5.3 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

4.5.4 Рассчитывают эффективную сквозную пористость бетона П_эф по формуле

п_эф = ρ_вв/ρ_б, (13)

где ρ_вв - удельное электрическое сопротивление водной вытяжки, Ом см;

ρ_б - удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см.

4.5.5 Рассчитывают коэффициент диффузии хлоридов в бетоне D_б по формуле

D_б = D_Сl П_эф, (14)

где D_Сl - коэффициент диффузии хлоридов в воде, принимается равным 1,23·10^-5 см²/с.

4.5.6 Статистическую оценку результатов испытаний проводят по ГОСТ 8.207.

Протокол испытаний

Результаты испытаний оформляют протоколом

Электрохимические методы определения пассивирующего действия бетона по отношению к стальной арматуре

Общие положения

5.1.1 Настоящие электрохимические методы устанавливают способы ускоренного определения и критерии оценки защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре.

5.1.2 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).

5.1.3 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.

5.1.4 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.

Образцы

5.2.1 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.

5.2.2 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.

5.2.3 Из бетонной смеси формуют образцы размерами 40×40×160 мм или 70×70×140 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.

Аппаратура и материалы

5.3.1 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).

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

5.3.2 Для проведения измерений гальванодинамическим методом применяют:

- вольтметр по ГОСТ 8711 с входным сопротивлением не менее 10 МОм и ценой деления не более 5мВ;

- 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).

Проведение определения

5.4.1 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.

5.4.2 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.

5.4.3 Образцы с арматурой испытывают по установленному режиму. Образцы бетона с арматурой перед электрохимическими определениями насыщают питьевой водой.

5.4.4 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.

5.4.5 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.

5.4.6 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.

5.4.7 Измерения гальванодинамическим способом [см. рисунок 5б)] проводят на образце путем регистрации значения потенциала в милливольтах с помощью вольтметра. Гальванодинамические характеристики на образцах получают при изменении силы тока I ступенями 1; 2; 4; 8; 16; 30; 60; 120; 250; 500; 1000; 2000 мкА.

После каждого увеличения значения тока делают выдержку до стабилизации потенциала E (изменение потенциала - не более 10 % текущего значения в минуту).

5.4.8 По завершении испытаний ток выключают и определяют значение потенциала через (60 ± 5) с после отключения тока.

5.4.9 После электрохимических испытаний стальные электроды извлекают из бетона и определяют наличие или отсутствие коррозионного поражения.

Обработка результатов

5.5.1 Площадь рабочей поверхности стального стержня, соприкасающуюся сбетоном, S, см², рассчитывают по формуле

S = πDl + πD²/4, (15)

где D - диаметр стального стержня, см;

l - длина стального стержня, погруженного в бетон, см.

5.5.2 Рассчитывают плотность тока i, мкА/см², при каждом фиксированном значении потенциала по формуле

(16)

где I - сила тока, мкА;

S - площадь рабочей поверхности, см².

5.5.3 По полученным результатам строят график (поляризационную кривую) в координатах: по оси абсцисс - плотность тока i, мкА/см², по оси ординат - потенциал рабочего электрода Е, мВ.

5.5.4 Коррозионное состояние стальной арматуры в бетоне оценивают по показателям, приведенным в таблице 2.

Таблица 2 - Показатели коррозионного состояния стальной арматуры в бетоне

Дополнительными критериями являются наличие или отсутствие коррозионного поражения арматуры, значение тока коррозии, рассчитанное по приложению Д. Образцы, находящиеся в пассивном состоянии в течение всего времени испытаний, не имеют коррозионного поражения.

Статистическая оценка результатов испытаний - по ГОСТ 8.207.

Протокол испытаний

Результаты испытаний оформляют протоколом, в котором указывают:

результаты испытаний и оценку пассивирующего действия бетона.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: