,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГОСТ10181.3-81
СМЕСИБЕТОННЫЕ
Методыопределения пористости
Concrete mixtures. Test methodsfor determination of porosity
ПостановлениемГосударственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря1980 г. № 228 срок введения установлен
с01.01.82
Несоблюдениестандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на бетонные смеси, приготовленныена минеральных вяжущих, плотных и пористых заполнителях, иустанавливает методы определения показателей пористости (объемавовлеченного воздуха и объема межзерновых пустот) уплотненныхбетонных смесей. Объем вовлеченного воздуха определяют в бетонах наплотных и пористых заполнителях, объем межзерновых пустот - в бетонахна пористых заполнителях и крупнопористых бетонах.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требованя к методам определения показателей пористостиуплотненной бетонной смеси - по ГОСТ 10181.0-81.
1.2. Показатели пористости уплотненной бетонной смеси устанавливаютпосле определения ее плотности по ГОСТ 10181.2-81.
2. АППАРАТУРА
2.1. Для проведения испытания применяют:
объемомер (черт. 1);
поромер (черт. 2);
весы лабораторные по ГОСТ 24104-80;
противень;
кельму типа КБ по ГОСТ 9533-81.
2.2. Объемомер состоит из следующих основных частей: цилиндрическогососуда 1, пригружаемого пуансона 2 с петлей 3, металлической пластины4 с ограничителями 5 и стрелкой 6.
Дополнительное оборудование: металлический стержень длиной 500 мм идиаметром 10 мм, мерные стаканы, мензурки или цилиндры.
2.2.1. Объем цилиндрического сосуда устанавливается в зависимости отнаибольшей крупности зерен заполнителя и должен быть не менееуказанного в табл. 1.
Таблица 1
Наибольшая крупность зерен заполнителя, мм | 20 и менее | 40 | 70 и более |
Минимальный объем сосуда, дм3 | 5 | 10 | 15 |
2.2.2. Отношение высоты сосуда к его диаметру должно быть от 1 до 2.
Пригружающийпуасон должен быть выполнен в виде металлического кольца высотой 20мм и наружным диаметром на 3 мм меньше внутреннего диаметра сосуда ииметь дно из сетки с ячейками размером 1,2 мм и проволочную петлюдля поднятия его из сосуда.
Металлическаяпластина должна иметь ширину 15 мм, толщину 5 мм. Расстояние междуограничителями должно быть равно наружному диаметру сосуда. Стрелкадолжна иметь конусообразную форму длиной 20 мм с острым концом.
Градуировкуобъемомера производят по обязательному приложению.
Поромерсостоит из следующих основных частей: чаши 1, крышки 2, водомернойтрубки 3, со шкалой деления ручного насоса 4, манометра 5, входноговентиля 6, сливного вентиля 7, накидного болта с бараком 8.
Дополнительное оборудование: воронка для заливки воды в прибор, сосуддля воды емкостью не менее 3 дм3, металлический гладкийстержень диаметром 16 мм с округленными концами, стальная пластинасечением 5х20 мм и длиной 500 мм.
2.3.1. Чаша и крышка должны иметь жесткую конструкцию, не допускающуюизменения объема прибора при приложении давления до 200 кПа.Соединение крышки и чаши должно иметь уплотнение, обеспечивающеегерметичность прибора. Внутренняя поверхность крышки должна иметьугол к плоскости ее основания не менее 30 °.Чаша должна иметь плоское дно.
2.3.2. Объем чаши устанавливается в зависимости от наибольшейкрупности заполнителя и должен быть не менее указанного в табл. 2.
Таблица 2
Наибольшая крупность зерен заполнителя, мм | 20 и менее | 40 | 70 и более |
Минимальный объем чаши, дм3 | 2 | 4 | 8 |
2.3.3. Отношение диаметра чаши к ее высоте должно составлять 1±0,25.
Объемводомерной трубки должен составлять (6±1)% от объема чаши. Длина шкалы водомерной трубки должна быть не мене100 мм, число делений - не менее 100.
В пустомприборе давление (100±20)кПа в течение 1 мин должно снижаться не более чем на 5 кПа. Манометрприбора должен иметь верхний предел 200 кПа.
Материалчаши и крышки прибора должен быть устойчив к действию щелочейцемента.
Градуировкупоромера производят по обязательному приложению.
3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
3.1. Определение объема вовлеченного воздуха в бетонной смеси
3.1.1. Объем вовлеченного воздуха, выражаемый в процентах к общемуобъему уплотненной бетонной смеси, характеризуется количествомзамкнутых воздушных пор, содержащихся в ней в результате введения вее состав добавок, регулирующих пористость бетонной смеси. Объемвовлеченного воздуха определяют экспериментально или расчетом.
3.1.2. Для бетонных смесей на плотных заполнителях экспериментальноеопределение объема вовлеченного воздуха производят объемным иликомпрессионнным методом, для бетонных смесей на пористых заполнителях- только объемным методом.
3.1.3. Объем вовлеченного воздуха при объемном методе определяют припомощи прибора объемомера в последовательности, приведенной ниже.
3.1.3.1. Бетонную смесь после определения ее плотности по ГОСТ10181.2-81 извлекают из цилиндрического сосуда или формы и отбираютиз нее навеску массой, равной
,
где rсм -плотность испытуемой смеси по ГОСТ 10181.2-81, кг/м3;
Vcм- объем испытуемой смеси в уплотненном состоянии,принимаемый в 2,5 раза меньше объема цилиндрического сосудаобъемомера, дм3.
3.1.3.2. Навеску бетонной смеси помещают в цилиндрический сосудобъемомера и заливают в него отвешанное с погрешностью до 1 гколичество воды комнатной температуры примерно в 1,5 - 2 раза большеобъема испытываемой смеси.
В течение 2-3 мин тщательно перемешивают металлическим стержнембетонную смесь с водой, после чего стержень извлекают. Послеперемешивания снимают образовавшуюся в сосуде пену и помещают ее впредварительно взвешенный стеклянный стакан емкостью 100 - 200 мл.
3.1.3.3. Перемешивание и отбор пены повторяют не менее двух раз,после чего устанавливают суммарную массу отобранной пены тпс погрешностью до 1 г.
Прииспытании бетонных смесей на пористых заполнителях, перед каждымснятием пены, для погружения всплывших зерен заполнителей в сосудопускают пригружающий пуансон и после последнего снятия пеныоставляют его в сосуде до конца испытания.
После снятияпены на сосуд накладывают пластину со стрелкой так, чтобыограничители соприкасались со стенками сосуда. Затем постепеннонебольшой струей (из мерного стакана, мензурки или цилиндра)доливают в сосуд воду до тех пор, пока ее поверхность не придет всоприкосновение с острием стрелки, что фиксируется по моментусоприкосновения острия стрелки с его отражением в воде. После этогоустанавливают путем взвешивания суммарную массу всей залитой в сосудводы с погрешностью до 1 г.
Прииспытании бетонных смесей на пористых заполнителях поднимают пуансони отбирают из испытанной смеси 20-50 зерен крупного заполнителя,которые обтирают влажной тканью, взвешивают (с погрешностью до 1 г)и высушивают до постоянной массы. По разнице в массе зерен вычисляютводопоглощение крупного заполнителя Wщв процентах по массе за время от начала приготовления бетонной смесидо окончания испытания.
3.1.4. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси Vввычисляют с погрешностью до 0,1 % по формуле
,
где Vсм- объем испытываемой бетонной смеси в уплотненном состоянии, см3;
V -объем залитой воды в см3, равный 
;
Vo- постоянная объемомера в см3,устанавливаемая по приложению;
rсм - плотностьводы, принимаемая равной 1,0 г/см3;
тп - масса, отобранная при испытании пены, г;
п - коэффициент, равный 0,4 для пористого гравия и 0,75 - дляпористого щебня
Wщ- водопоглощение крупного пористого заполнителя за время отмомента приготовления смеси до окончания испытания в процентах помассе;
Щ - содержание крупного пористого заполнителя в бетоннойсмеси, кг/м3.
Для бетона на плотных заполнителях коэффициент п,водопоглощения Wщи содержание крупного заполнителя не учитываются.
3.1.5. Объем вовлеченного воздуха при компрессионном методеопределяют при помощи прибора-поромера в последовательности,приведенной ниже.
3.1.5.1. Бетонную смесь укладывают в чашку. Ее уплотнение производятв соответствии с ГОСТ 10180-78 в зависимости от удобоукладываемостисмеси. После уплотнения излишек бетонной смеси срезают стальнойлинейкой, проводя ее по поверхности чаши прибора. Затем фланецтщательно очищают от бетонной смеси, устанавливают на чаше крышкуприбора, прижимают ее накидными болтами. Сливной вентиль при этомдолжен быть закрыт.
3.1.5.2. Через воронку заливают в прибор воду до отметки (50±30)% шкалы. Затем отклоняют прибор примерно на 30 °от вертикали и, используя дно чаши как точку опоры, описывают 10полных кругов верхним концом прибора, одновременно постукивая рукойпо конической крышке для удаления пузырей воздуха. Далее приборвозвращают в вертикальное положение и доливают через воронку воду доуровня выше нулевой отметки риски шкалы.
Если на поверхности воды появляется пена, то ее необходимоликвидировать путем вливания через воронку от 1 до 3 мл спирта(этилового, метилового или др.)
Открыв сливной вентиль, приводят уровень воды к нулевой рискеприбора.
3.1.5.3. Закрывают входной и сливной вентили и насосом поднимаютдавление в приборе до (110±5)кПа. Постукивают рукой по стенкам чаши и, когда давление опустится до100 кПа, отсчитывают по шкале прибора уровень воды Н1.
3.1.5.4. Открывают входной вентиль, снижают избыточное давление донуля и постукивают рукой в течение 1 мин по стенкам чаши. Затемотмечают уровень воды Н2.
3.1.5.5. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси Vвв процентах вычисляют с погрешностью до 0,1 % по формуле
,
где С - цена деления прибора, установленная по приложению.
3.1.6. Объем вовлеченного воздуха вычисляют с округлением до 0,1 %,как среднее арифметическое значение результатов двух определений изодной отобранной пробы бетонной смеси, отличающихся между собой неболее чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхожденииопределение повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобранной поГОСТ 10181.0-81.
3.1.7. При расчетном способе объем вовлеченного воздуха в уплотненнойсмеси Vвв процентах вычисляют с погрешностью до 0,1 % по формуле
,
где Ц, П, Щ, В и В1 - фактическая масса, кг,соответственно цемента, сухих песка и щебня (гравия), воды и раствораструктурообразующей добавки на 1 м3 уплотненной бетоннойсмеси;
rц - плотностьцемента, кг/дм3, определяемая по ГОСТ 310.2-76 илипринимаемая равной 3.1;
rп, rщ- плотность зерен песка и щебня (гравия) в кг/дм3,определяемая для плотных заполнителей соответственно по ГОСТ 8735-76или ГОСТ 8269-76, а для пористых заполнителей в цементном тесте поГОСТ 9758-77;
п - коэффициент, учитывающий увеличение плотности зеренкрупного заполнителя в результате его частичного дробления приперемешивании бетонной смеси в смесителях принудительного действия;принимается равным 1 - для плотных заполнителей, 1,05 - для пористыхзаполнителей с маркой по прочности П75 и более; 1,1 - для пористыхзаполнителей с маркой по прочности менее П75.
3.2. Определение объема межзерновых пустот в бетонной смеси
3.2.1. Объем межзерновых пустот, оставшихся в уплотненной бетоннойсмеси вследствие ее неполного уплотнения или недостаточногосодержания растворной составляющей (по сравнению с объемоммежзерновых пустот в крупном заполнителе), выражаемый в процентах кобщему объему смеси, определяют экспериментальным или расчетнымспособом.
Объем межзерновых пустот в бетонных смесях, содержащихвоздухововлекающие, газообразующие ипенообразующие добавки, определяют испытанием затвердевшегобетона по ГОСТ 12730.4-78.
3.2.2. Объем межзерновых пустот при экспериментальном способеопределяют в последовательности, приведенной ниже.
3.2.2.1. Уплотненную бетонную смесь, после определения плотности поГОСТ 10181.2-81, выгружают из цилиндрического сосуда (или формы) напротивень, растирают отдельные комья, тщательно перемешивают сдобавлением 2000 г цемента и 600 - 800 г воды до получения бетоннойсмеси с примерной жесткостью 5-10 с. После этого определяют плотностьполученной смеси в уплотненном состоянии по ГОСТ 10181.2-81.
3.2.2.2. Объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси Vпв процентах вычисляют с погрешностью до 0,1 % по формуле
,
где V1- объем бетонной смеси, подвергаемой испытанию, дм3(объем цилиндрического сосуда или формы);
V2- объем уплотненной бетонной смеси после добавленияцемента и воды, дм3, равный
;
Vц.т- объем добавленного цементного теста, дм3,определяемый по формуле
,
где тсм - масса испытываемой бетонной смеси (бездобавки цемента и воды), кг;
тц - масса добавленного цемента, кг;
тв - количество добавленной воды, л;
rсм2 - плотностьбетонной смеси, перемешанной с цементным тестомв уплотненномсостоянии, кг/м3;
rц - плотностьцемента, кг/м3, определяется по ГОСТ 310.2-76 илипринимается равной 3,1.
3.2.2.3. Объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смесивычисляют с округлением до 0,1 % как среднее арифметическое значениерезультатов двух определений из одной отобранной пробы, отличающихсямежду собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большемрасхождении испытание повторяют на вновь отобранной пробе бетоннойсмеси в соответствии с ГОСТ 10181.0-81.
3.2.3. При расчетном способе объем межзерновых пустот в уплотненнойбетонной смеси Vпв процентах вычисляют с погрешностью 0,1 % по формуле
,
где обозначения в соответствии с п.3.1.7 настоящего стандарта.
3.2.4. Результаты определения объема вовлеченного воздуха и объемамежзерновых пустот должны быть занесены в журнал, в которомуказывают:
дату и время испытания;
место отбора пробы;
марку и вид бетона, изготовляемого из испытуемой смеси;
метод испытания;
результаты частных определений и среднеарифметический результат.
1 - цилиндрический сосуд; 2 - пригружающий пуасон; 3 - петля; 4 -металлическая пластина; 5 - ограничители; 6 - стрелка.
Черт. 1
1 - чаша; 2 - крышка; 3 - водомерная трубка; 4 - ручной насос; 5 -манометр; 6 - входной вентиль; 7 - сливной вентильь; 8 - накиднойболт.
Черт. 2
ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
ГРАДУИРОВКА ПРИБОРОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ВОВЛЕЧЕННОГО ВОЗДУХА
1. Градуировка объемомера
1.1. Градуировка объемомера заключается в установлении объема сосуда(постоянной объемомера).
1.2. Для этого в пустой цилиндрический сосуд помещают пригружающийпуансон (при испытании бетонных смесей на пористых заполнителях),устанавливают на сосуд металлическую пластину со стрелкой и заливаютводу комнатной температуры до соприкосновения поверхности воды сострием стрелки в соответствии с методикой, описанной в п.3.1.3.5настоящего стандарта.
1.3. Постоянную объемомера Voвычисляют по фомуле
,
где 
-масса залитой воды в г, определяемая с погрешностью 1 г;
rв - плотностьводы, принимаемая равной 1 г/см3.
2. Градуировка поромера
2.1. Для определения объема чаши на ее фланец наносят тонкий слойсолидола или другого жира, накрывают стеклянным листом и чашу слистом взвешивают с погрешностью до 5 г. Затем снимают лист, наливаютв чашу воду до образования выпуклого мениска и вновь накрываютстеклянным листом. После стекания излишка воды обтирают чашу тканью ичашу с листом и водой взвешивают с погрешностью до 5 г.
2.2. Объем чаши Vчвычисляют как разность массы чаши с водой и стеклом т2и без воды т1
Vч=
.
2.3. Для определения цены деления прибора заливают водой чашуприбора, накрывают ее крышкой, затягивают накидные болты, закрываютсливной вентиль и через воронку доливают воду немного выше уровняверхней (нулевой) риски шкалы прибора. Открыв сливной вентиль,устанавливают уровень воды на нулевой риске. Затем, подставивпредварительно взвешенный с погрешностью до 0,5 г стакан, открываютсливной вентиль и сливают воду до отметки от 30 до 60 % шкалыводомерной трубки. Взвешивают стакан с водой с погрешностью до 0,5 г.
Цену деления прибора С рассчитывают по формуле
,
где т4 и т3 - масса стакана сводой и без воды;
Е - число делений водомерной трубки, соответствующее объемуслитой воды.