Бетоны. Метод определения тепловыделения при твердении

ГОСТ 24316-80

УДК 691.32.001.4:006.354

Группа Ж19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

БЕТОНЫ

Метод определения тепловыделения при твердении

Concrete. Metodes of the determination

of exethermic neat in concrete

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 19 июня 1980 г. № 90 срок введения установлен

с 01.01 1982 г.

Внесена Поправка (ИУС № 7 1982)

РАЗРАБОТАН

Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследо­вательским институтом гидротехники имени Б. Е. Веденеева (ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева) Министерства энергетики и электрифи­кации СССР

Научно-исследовательским сектором Гидропроекта имени С. Я. Жука Министерства энергетики и электрификации СССР

Грузинским научно-исследовательским институтом энергетики и гидротехнических сооружений (ГрузНИИЭГС) Министерства энерге­тики и электрификации СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

В. Б. Судаков, канд. техн. наук (руководитель темы); А. А. Борисов, канд. техн. наук; С. В. Шаркунов; А. С. Магитон; Г. И. Чилинаришвили, канд. техн. наук; И. И. Костии; А. Д. Осипов, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Министерством энергетики и электрификации СССР

Зам. министра Ф. В. Сапожников

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государствен­ного комитета СССР по делим строительства от 19 июня 1980 г. № 90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на цементные бетоны и устанавливает метод определения удельного тепловыделения це­мента в бетоне, твердеющем в адиабатических условиях, путем установления величины подъема температуры во времени и после­дующего проведения необходимых расчетов.

Метод следует применять при возведении массивных сооруже­ний, которые требуют принятия в конкретных условиях специаль­ных мер к регулированию температурных напряжений, возникаю­щих в результате выделения тепла цементом в твердеющем бетоне.

1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННОГО ОБРАЗЦА

1.1. Подбирают бетон реального состава, рассчитывают расход составляющих этого бетона (гравий, щебень, песок, цемент, вода, добавки) в зависимости от объема применяемых форм и приготов­ляют бетонную смесь.

Составляющие и форму с крышкой взвешивают с погрешностью до 0,1 %.

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

2. АППАРАТУРА

2.1. Для установления величины подъема температуры в твер­деющем бетоне применяют адиабатический калориметр, в состав которого входит следующая аппаратура:

адиабатическая камера, которая должна быть изготовлена из материала малой теплопроводности, снабжена устройством для подогрева и охлаждения воздуха в камере, вентиляторами для обеспечения непрерывного его перемешивания и устройством для автоматического поддержания адиабатического режима твердения бетонного образца с допустимым отклонением температуры среды от температуры бетона не более 0,2°С. Допускается применение адиабатических камер с водной средой с устройством для ее ох­лаждения, нагрева и интенсивного перемешивания;

формы для изготовления образцов-кубов с ребром длиной 400 мм или образцов-цилиндров диаметром и высотой 400 мм. Для изготовления образцов-кубов из бетонов с заполнителем мак­симальной крупностью 20 и 40 мм допускается применять формы с ребром длиной 200 и 300 мм, а для изготовления образцов-ци­линдров формы диаметром 200 и 300 мм. Высоту цилиндра следует принимать равной его диаметру. Теплоемкость формы не должна превышать 5 % теплоемкости бетонного образца. Формы должны быть оснащены крышкой, поддоном-тележкой и кожухом;

самопишущие приборы, регистрирующие температуру бетона и в камере, которые должны обеспечивать измерение температуры до 100°С с погрешностью не более 0,25 %.

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

2.2. Адиабатический калориметр следует изготавливать по технической документации, утвержденной в установленном по­рядке.

2.3. Адиабатический калориметр через каждые три месяца и после длительной (более года) остановки следует регулировать с целью обеспечения его работы в адиабатическом режиме в соот­ветствии с обязательным приложением 1.

2.4. Поверка приборов измерения температуры производится в соответствии с требованиями стандартов системы обеспечения единства измерений.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. Приготовленную бетонную смесь укладывают в форму, в центр образца вводят датчики температуры для регистрирующей и регулирующей аппаратуры и бетонную смесь вибрируют.

Датчики внутри камеры размещают на уровне центра образца. Форму с бетонной смесью закрывают крышкой, зазор между крышкой и формой уплотняют водонепроницаемой замазкой.

Примечание. Допускается в центр образца в процессе укладки и уплотнения бетонной смеси помещать медную или латунную трубку с трансфор­маторным маслом, в которую затем вводят датчики температуры для регистри­рующей и регулирующей аппаратуры.

В калориметрах с водной средой крышка должна быть с резиновой про­кладкой и прижиматься к форме болтами.

3.2. Температуру в адиабатической камере доводят до тем­пературы испытуемой бетонной смеси.

3.3. Форму с бетонной смесью закрывают кожухом и помеща­ют в адиабатическую камеру, которую затем плотно закрывают.

3.4. Включают автоматическое регулирующее устройство адиа­батической камеры, которое обеспечивает поддержание темпера­туры в камере, равной температуре бетона в процессе его твер­дения.

3.5. Включают регистрирующий прибор, который производит автоматический замер и запись температуры бетона на ленту самопишущего прибора. Начальная температура бетонной смеси должна быть замерена после ее укладки в форму не позднее 1 ч.

3.6. Замеры следует продолжать до тех пор, пока рост темпе­ратуры бетона будет превышать 1 °С за 5 сут.

Могут быть установлены другие сроки проведения испытания.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Температуру бетона с лент регистрирующих приборов за­писывают в журнал в соответствии со справочным приложением 2.

Кривую подъема температуры строят в соответствии со спра­вочным приложением 3.

4.2. Удельное тепловыделение цемента в бетоне q, кДж/кг (ккал/кг), за данный промежуток времени определяют по формуле

где С_общ = С_б.с + С_ф — теплоемкость бетонной смеси и формы, кДж/К (ккал/°С);

m_ц — масса цемента, кг;

t₀ — начальная температура бетонной смеси, К (°С);

t — температура бетона в конце данного промежутка времени, К (°С);

С_б.с — теплоемкость бетонной смеси, кДж/К (ккал/°С);

С_ф — теплоемкость формы, кДж/К (ккал/°С).

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

4.3. Теплоемкость бетонной смесиС_б.с вычисляют по формуле, кДж/К

или по формуле, ккал/°С

где т_п — масса песка, кг;

m_щ — масса щебня (гравия), кг;

т_в — масса воды, кг.

Приведенная формула расчета теплоемкости может применять­ся, если удельные теплоемкости составляющих бетонную смесь материалов неизвестны. При наличии этих данных следует приме­нять формулу

или

где С_у.ц — удельная теплоемкость цемента, кДж (кг · К)

[ккал/(кг · °C)];

С_у.п — удельная теплоемкость песка, кДж (кг · К)

[ккал/(кг · °C)];

С_у.щ —удельная теплоемкость щебня, кДж (кг · К)

[ккал/(кг · °C)].

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

4.4. Теплоемкость формы С_ф, кДж/К (ккал/°С), вычисляют по формуле

где С_т.ф —удельная теплоемкость материала формы, кДж (кг · К)

[ккал/(кг · °C)];

m_ф — масса формы с крышкой, кг.

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

4.5. Повышение температуры бетона с поправкой на тепло­емкость формы Dt вычисляют по формуле

4.6. Расчет удельного тепловыделения цемента в бетоне про­изводят с погрешностью до 0,1 ккал/кг и результаты заносят в журнал (см. приложение 2).

4.7. Удельное тепловыделение цемента в бетоне, твердеющего в адиабатических условиях, определяют как среднее значение результатов испытания не менее трех образцов, изготовленных из бетона одинакового состава и имеющих одинаковую начальную тем­пературу бетонной смеси (± 1°С).

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

4.8. Полученные данные об удельном тепловыделении цемента в бетоне следует применять при разработке мероприятий по сни­жению температурных напряжений в возводимых массивных сооружениях.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

РЕГУЛИРОВКА АДИАБАТИЧЕСКОГО КАЛОРИМЕТРА

Для регулировки калориметра изготавливают образец из бетона реального состава, в котором цемент заменяют мелкодисперсным инертным материалом, или используют «старый» бетонный образец с законченным экзотермическим процессом.

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

Затем образец разогревают до температуры 30—40 °С и продолжают испы­тания в соответствии с требованиями пп. 3.2—3.5 настоящего стандарта.

Адиабатический калориметр следует считать отрегулированным, если от­клонение температуры образца от начальной не будет отличаться на 0,5 °С в течение 10 сут.

В случае отклонения температуры образца от начальной выше установлен­ного уровня следует провести соответствующее регулирование приборов и ис­пытание калориметра повторить.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

ЖУРНАЛ

записи результатов опыта

(Измененная редакция, поправка 1982 г.)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

КРИВАЯ ПОДЪЕМА ТЕМПЕРАТУРЫ БЕТОНА, ТВЕРДЕЮЩЕГО В АДИАБАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Цемент Теплоозерского цементного завода, М400, расход цемента 300 кг на 1 м³ бетона, начальная температура бетонной смеси 286,4 К (13,4 °С)