Цель настоящего исследования – установление взаимосвязи снижения прочности бетона при сжатии с величиной водопоглощения, так как вода, проникая в капиллярно-поровое пространство бетона, способна существенно влиять на механические характеристики материала, при этом сам бетон является конструкционным материалом, эксплуатационные свойства которого в значительной степени зависят от его пористой структуры и взаимодействия с влагой.
Методика проведения испытаний
Для решения поставленной задачи в Испытательном лабораторном центре ГБУ «ЦЭИИС» были проведены исследования, в рамках которых образцы бетона испытывали на прочность в воздушно-влажностном состоянии и после их водопоглощения.
На первом этапе было проведено определение прочности при сжатии (рис. 1) в воздушно-влажностном состоянии в соответствии с ГОСТ 28570-2019 [1].
На втором этапе было определено водопоглощение образцов-цилиндров соответствии с ГОСТ 12730.3-2020 [2]. Образцы в состоянии естественной влажности помещали в емкость с водой (рис. 2), температуру воды при этом поддерживали в диапазоне от 18 до 20°C. Уровень воды над образцами составлял не менее 50 мм.
Образцы взвешивали через каждые 24 ч водопоглощения на весах (рис. 3) до тех пор, пока результаты двух последовательных взвешиваний стали отличаться не более чем на 0,1%.
После завершения процесса водопоглощения, образцы извлекали из воды, удаляли отжатой тканью излишки влаги с их поверхности, взвешивали и немедленно проводили испытания на прочность при сжатии.
Результаты испытаний
Испытания проводились на сериях образцов бетона, состоящих из трех цилиндров диаметром 7 см. Результаты испытаний, включая среднюю плотность, прочность до и после водопоглощения, расчетную потерю прочности и водопоглощение, представлены ниже в табл. 1.
Анализ полученных результатов испытаний демонстрирует снижение прочности бетона после водопоглощения во всех исследуемых сериях. Потеря прочности варьируется от 6,1% до 38,3%.
Следует отметить, что рассчитанный коэффициентов корреляции R=0,6 (рис. 4) указывает на заметную тесноту связи, т.е. на значимую для анализа тенденцию, достаточную для построения базовых гипотез.
Заключение
1) Проведенное исследование в лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций ГБУ «ЦЭИИС» наглядно демонстрирует негативное влияние водопоглощения на прочность бетона при сжатии. Применяемая методика последовательного испытания образцов в воздушно-влажностном состоянии и после водопоглощения позволила количественно оценить снижение прочность бетона при сжатии.
2) Исследование показывает, что величина снижения прочности в значительной степени зависит от способности бетона поглощать воду, которая, в свою очередь, определяется его пористой структурой.
3) Полученные результаты подчеркивают критическую важность снижения капиллярной пористости и водопоглощения при использовании бетона для конструкций, эксплуатирующихся в условиях постоянного или переменного водопоглощения.
Список литературы
1. ГОСТ 28570-2019 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций».
2. ГОСТ 12730.3-2020 «Бетоны. Метод определения водопоглощения».
Статью подготовили:
Ведущий инженер Лаборатории испытаний
строительных материалов и конструкций ГБУ "ЦЭИИС" Л.В. Мальцева,
Инженер Лаборатории испытаний