ГОСТ 24316-2022

Метод определения тепловыделения при твердении

Concretes. Method for determination of heat released during hardening process

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство") - Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 февраля 2022 г. N 148-П)

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 июля 2022 г. N 672-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 24316-2022 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2022 г.

5 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений европейского стандарта EN 12390-15:2019* "Испытания затвердевшего бетона. Часть 15. Адиабатический метод определения выделения тепла в процессе твердения бетона" ("Testing hardened concrete - Part 15: Adiabatic method for the determination of heat released by concrete during its hardening process", NEQ)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

Настоящий стандарт распространяется на цементные бетоны и устанавливает метод определения удельного тепловыделения бетона, твердеющего в адиабатических условиях, путем регистрации значения подъема температуры во времени и последующего проведения необходимых расчетов.

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

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 10178 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 10180 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 22266 Цементы сульфатостойкие. Технические условия

ГОСТ 24211 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 25192 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 30515 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25192, ГОСТ 24211, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 бетон: Искусственный камневидный строительный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной и уплотненной бетонной смеси.

3.2 адиабатический [адиабатный] процесс: Термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством.

Примечание - Бетонный образец может считаться полностью гидратированным при твердении в течение 12 мес в камере нормального твердения или под водой.

3.7 калориметрическая ячейка: Элемент, содержащий контейнер для образцов (форму) и имеющий внешнюю оболочку с однородным распределением температуры, которое обеспечивается управляемой системой термостатирования.

Примечание - Вследствие равномерного распределения температуры в области, определяемой экспериментальной формой и внешней оболочкой, должны быть обеспечены адиабатические условия.

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

- общая теплоемкость одного бетонного образца, Дж/K;

- теплоемкость дистиллированной воды, Дж/К;

- суммарная теплоемкость системного оборудования, содержащего калибровочный образец, эталонный образец или калибровочную среду, Дж/K;

- удельная теплоемкость заполнителей, Дж/(кг·K);

- удельная теплоемкость добавок, Дж/(кг·K);

- удельная теплоемкость цемента, Дж/(кг·K);

- удельная теплоемкость воды в бетонном образце, Дж/(кг·K);

- сумма масс пустой формы, трубки зонда и крышки формы, кг;

- тепло, приложенное к массе дистиллированной воды, Дж;

- сопротивление электрического тока, Ом;

- начальная температура бетонной смеси, °С;

- начальное время испытания (первый контакт цемента с водой);

- откорректированное повышение температуры, К;

- интервал времени между двумя измерениями температуры, мин.

5.1 Метод следует применять в целях регулирования температурных напряжений, возникающих в результате выделения тепла в твердеющем бетоне.

5.2 В испытании определяют количество тепла, выделяющегося из бетона в процессе его твердения в адиабатических условиях через равные промежутки времени сразу после формовки образца путем регистрации значения подъема температуры во времени и последующего проведения необходимых расчетов.

5.3 Испытание проводят с помощью адиабатического калориметра, сконструированного таким образом, чтобы свести к минимуму потери теплоты от образца бетона.

5.4 Образец свежеприготовленной бетонной смеси помещают в форму, которую затем размещают в адиабатическом калориметре, и измеряют внутреннюю температуру твердеющего бетона.

5.5 Метод применяют для бетона, содержащего все типы цемента, указанные в ГОСТ 10178, ГОСТ 30515, ГОСТ 31108 и ГОСТ 22266, за исключением быстросхватывающихся цементов.

Примечание - При калибровке оборудования предпочтительными термометрами являются платиновые термометры сопротивления.

6.2 Для измерения массы бетона применяют весы с максимально допустимой погрешностью 0,1%.

6.3 Для проведения измерений применяют систему контроля и регулирования температуры с замкнутым контуром, способную обеспечить равномерное распределение температуры по всей внешней оболочке калориметрической ячейки и возможность автоматической регулировки температуры калориметрической ячейки таким образом, чтобы для соответствия определению 3.5 при реализации адиабатических условий разница между температурой образца и калориметрической ячейкой была от 0,0 до 0,5 К.

6.4 Конструкция адиабатического калориметра должна состоять из калориметрической ячейки со съемной изолированной крышкой и внешнего корпуса и быть изготовлена из материала с высокой теплопроводностью, например стали или другого соответствующего материала. Калориметрическая ячейка окружена внешним изолирующим слоем, заключенным в жесткий кессон (схематический пример приведен на рисунке 1). Наружная поверхность корпуса калориметрической ячейки должна быть оснащена не менее чем одним термометром и снабжена системой термостатирования (см. 6.3).

Примечание - Как правило, в качестве системы термостатирования используют систему обогрева (например, электрообогрев).

6.5 Форма для образцов кубической или цилиндрической формы (с крышкой) должна быть изготовлена из изоляционного материала объемом не менее 3 л. Форма должна обеспечивать возможность позиционирования в центре образца трубки зонда 1, изготовленной из материала с высокой теплопроводностью и стойкой к воздействию цементного теста, для размещения термометра. Трубку заполняют диатермической жидкостью для обеспечения максимального теплового контакта между термометром и бетонным образцом.

6.6 Оборудование калибруют в соответствии с процедурой по приложению А, не реже одного раза в год или чаще, если есть признаки повреждения конструкции калориметра или есть существенная разница в составе между испытуемым бетонным образцом и бетонным образцом-эталоном.

1 - трубка зонда для термометра в диатермической жидкости; 2 - крышка с внешней теплоизоляцией; 3 - внешний кессон; 4 - внешняя теплоизоляция; 5 - внешний корпус калориметрической ячейки; 6 - термометр на внутренней поверхности корпуса; 7 - калориметрическая ячейка; 8 - система кондиционирования воздуха; 9 - форма образца; 10 - испытуемый образец

Рисунок 1 - Схематическая конструкция адиабатического калориметра

6.7 Конструкция адиабатического калориметра должна быть водонепроницаемой и иметь как можно более низкую паропроницаемость. Если ожидаются максимальные значения температуры тепловыделения выше 65°C, то следует использовать подходящий изоляционный материал, который следует выбирать таким образом, чтобы избежать ухудшения его свойств в процессе испытаний.

7.1 Испытание необходимо проводить в кондиционированном помещении с температурой (20±2)°С.

7.2 Перед приготовлением бетона составляющие материалы для приготовления образца бетона объемом не менее 20 л следует хранить в кондиционированном помещении при постоянной температуре в течение не менее 24 ч.

7.3 Температура бетонной смеси должна составлять (20±2)°С. Значение температуры бетонной смеси, не соответствующее данному значению, указывают в протоколе испытаний.

7.5 Сразу после перемешивания формуют образцы бетона по ГОСТ 10180.

1 На данном этапе предполагается, что основная часть реакции гидратации уже произошла, и далее не произойдет заметного выделения тепла.

2 В большинстве случаев продолжительность 7 сут обычно достаточна для достижения этого равновесного состояния, хотя может быть необходим и более длительный период испытания.

7.11 Непосредственно после окончания испытания измеряют массу бетонного образца и формы, а также определяют массу бетонного образца. При уменьшении массы бетонного образца более чем на 1,0% результаты испытания считают недействительными.

В отсутствие специальной информации принимают следующие значения:

8.4 Кумулятивное адиабатическое развитие теплоты гидратации бетона во времени может быть вычислено из выражения

Примечание - При необходимости допускается использование справочных значений удельной теплоемкости материалов для бетона, приведенных в [1, приложение С].

8.5 Температуру бетона, а также кривую подъема температуры регистрируют.

- дату и время изготовления бетонного образца;

- температуру составляющих материалов перед приготовлением смеси;

- форму и номинальные размеры бетонного образца;

- любое отклонение от требований настоящего стандарта.

Отчет может дополнительно включать в себя:

9.2 Расчет теплоты гидратации бетона проводят с погрешностью до 0,1 ккал/кг и результаты заносят в журнал.

9.3 Теплоту гидратации бетона, твердеющего в адиабатических условиях, определяют как среднее значение результатов испытания не менее трех образцов, изготовленных из бетона одинакового состава и имеющих различную начальную температуру бетонной смеси.

10.2 Данные, приведенные в таблице 1, были получены на образце бетона, имеющего состав, приведенный в таблице 2.

Таблица 2 - Состав бетона образца (для таблицы 1)