EN 12390 Badanie stwardniałego betonu

Europejska norma „EN 12390 Badania stwardniałego betonu” składa się z następujących podrozdziałów opublikowanych pod tym samym tytułem:

• Norma EN 12390-1 Część 1: Kształt, wymiary i inne wymagania dotyczące próbek i form opisuje kształt, wymiary i tolerancje próbek do badań betonu lanego w postaci sześcianów, walców i graniastosłupów, a także formy potrzebne do ich produkcji. Tolerancje określone w tej normie opierają się na wymaganiach dotyczących badań wytrzymałościowych, ale mogą być również stosowane do badań innych właściwości.

Na potrzeby niniejszej normy stosuje się następujące definicje, oprócz terminów i definicji podanych w normie EN ISO 1101:

• Rozmiar nominalny to powszechnie stosowany opis wielkości próbki.
• Podany rozmiar to rozmiar próbki w milimetrach, wybrany i zadeklarowany z zakresu nominalnych rozmiarów dozwolonych przez użytkownika niniejszej normy.

Próbki do badań należy pobierać zgodnie z normą EN 12350-1. Przed napełnieniem form próbkę należy ponownie wymieszać w pojemniku do recyklingu lub w tacce i mieszadle. Jeśli próbki są produkowane poza miejscem pobierania próbek, można je przetransportować do zakładu produkcyjnego, pod warunkiem że pozostają odwodnione i nadają się do ponownego wymieszania.

• Norma „EN 12390-3 Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań” opisuje metodę określania wytrzymałości na ściskanie stwardniałych próbek do badań betonu. Podczas badania próbki są zazwyczaj obciążane do momentu zniszczenia w maszynie do wytrzymałości na ściskanie zgodnej z normą EN 12390-4. Rejestruje się maksymalne obciążenie przenoszone przez próbkę i oblicza wytrzymałość betonu na ściskanie.
• Norma „EN 12390-4 Część 4: Wytrzymałość na ściskanie – Specyfikacja maszyn wytrzymałościowych” określa wymagania eksploatacyjne dla maszyn wytrzymałościowych do pomiaru wytrzymałości betonu na ściskanie. Norma ta jest uważana za ważną z następujących powodów:
  • Zapewnia wiarygodne i powtarzalne wyniki badań wytrzymałości na ściskanie.
  • Pomaga zapobiegać błędom spowodowanym przez nieprawidłowe ustawienie maszyny, słabą kalibrację lub niewłaściwe obciążenie.
  • Wspiera zgodność z przepisami budowlanymi i zapewnianie jakości w projektach budowlanych.
  • Zwiększa bezpieczeństwo i wydajność konstrukcji betonowych poprzez zapewnienie prawidłowej klasyfikacji wytrzymałości.
• Norma „EN 12390-5 Część 5: Wytrzymałość na zginanie próbek do badań” opisuje metodę określania wytrzymałości na zginanie stwardniałych próbek betonu. Podczas badania próbki pryzmatyczne poddaje się działaniu momentu zginającego poprzez obciążenie za pomocą górnego i dolnego walca. Rejestruje się maksymalne obciążenie, jakiemu jest poddawane, i oblicza wytrzymałość na zginanie.
• Norma „EN 12390-6 Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie próbek do badań” opisuje metodę określania wytrzymałości na rozciąganie próbek do badań stwardniałego betonu. Próbki referencyjne to formowane próbki cylindryczne. Tą metodą można badać rdzenie o średnicy co najmniej 75 mm, spełniające wymagania normy EN 12504-1. Zastosowanie próbek sześciennych lub pryzmatycznych opisano w załączniku A do normy. Zasadniczo próbka cylindryczna jest poddawana działaniu siły ściskającej w wąskim obszarze wzdłuż jej długości. Powstała w ten sposób ortogonalna siła rozciągająca powoduje zniszczenie próbki.
• Norma „EN 12390-7 Część 7: Gęstość stwardniałego betonu” opisuje metodę określania gęstości stwardniałego betonu. Metoda ta ma zastosowanie do betonu lekkiego, zwykłego i ciężkiego. Rozróżnia ona beton stwardniały, gdy:
  • Tak jak otrzymano
  • Nasycony wodą
  • Suszone w piecu

Określa się masę i objętość próbki stwardniałego betonu oraz oblicza jego gęstość.

• Norma „EN 12390-8 Część 8: Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem” opisuje metodę określania głębokości penetracji wody pod ciśnieniem w stwardniałym betonie utwardzanym wodą. Badanie zasadniczo przeprowadza się poprzez natrysk wody pod ciśnieniem na powierzchnię stwardniałego betonu. Następnie próbkę rozłupuje się i mierzy głębokość penetracji czoła wody.
• Norma „EN 12390-9 Część 9: Odporność na mróz i rozmrażanie z solami odladzającymi – Osadzanie się kamienia” opisuje badanie odporności betonu na powstawanie kamienia podczas mrozu i rozmrażania z użyciem wody i roztworu chlorku sodu. Metodę tę można stosować do porównywania nowych składników lub nowych mieszanek betonowych z komponentami lub mieszankami betonowymi, o których wiadomo, że dobrze sprawdzają się w lokalnym środowisku, lub do oceny wyników badań w odniesieniu do pewnej bezwzględnej wartości liczbowej opartej na lokalnym doświadczeniu.

Ekstrapolacja wyników testów w celu oceny różnych betonów, tj. nowych składników lub nowych składów betonu, wymaga oceny eksperckiej.

W niektórych przypadkach metody badawcze mogą nie nadawać się do badania betonów specjalnych, takich jak beton o wysokiej wytrzymałości lub beton przepuszczalny. W takich przypadkach wyniki należy interpretować ostrożnie. Ponadto metody badawcze opisane w niniejszej normie mogą nie być w stanie zidentyfikować kruszyw narażonych na sporadyczne działanie czynników chemicznych.

Nie ma ustalonej korelacji między wynikami uzyskanymi za pomocą trzech metod testowych. Wszystkie testy jednoznacznie identyfikują zachowania złe i dobre, ale różnią się w ocenie zachowań marginalnych. Zastosowanie różnych granic akceptacji do wyników testów pozwala na ocenę różnego stopnia nasilenia narażenia.

Podczas badań próbki płyt wycięte z próbek betonu poddawane są działaniu zamrażania i rozmrażania w obecności 3-milimetrowej warstwy wody dejonizowanej lub 3-procentowego roztworu chlorku sodu. Odporność na zamrażanie i rozmrażanie ocenia się poprzez pomiar masy złuszczonej z badanej powierzchni po 56 cyklach zamrażania i rozmrażania.

• Norma „EN 12390-10 Część 10: Oznaczanie odporności betonu na karbonatyzację pod wpływem dwutlenku węgla zawartego w atmosferze” opisuje metodę określania szybkości karbonatyzacji betonu. Norma ta obejmuje procedurę z wykorzystaniem znormalizowanej komory klimatycznej i umieszczania próbek w miejscu ekspozycji naturalnej, chronionym przed bezpośrednim deszczem. Znormalizowana procedura z zastosowaniem komory klimatycznej jest metodą odniesienia. Procedury te mają zastosowanie do wstępnych badań betonu, ale nie do zakładowej kontroli produkcji.

Podczas badań pary belek (lub dwa sześciany na każdy wiek badany) pobrane z tej samej partii betonu są przechowywane w klimatyzowanym pomieszczeniu lub w strefie ekspozycji naturalnej, zgodnie z niniejszym opisem. Po upływie zdefiniowanych czasów ekspozycji, plaster belki o grubości około 50 mm dla każdego wieku badanego jest łamany i badany pod kątem głębokości karbonatyzacji. Jeśli używane są kostki, są one łamane na pół, a połowa każdej kostki jest używana do pomiaru głębokości karbonatyzacji, a druga połowa jest odrzucana. Głębokość karbonatyzacji jest mierzona w trzech punktach na każdej powierzchni każdej belki lub sześcianu, co daje potencjalnie 12 pomiarów na próbkę i potencjalnie 24 pomiary dla dwóch próbek. Obliczana jest średnia głębokość karbonatyzacji ze wszystkich pomiarów. Pozostałe belki są zwracane do klimatyzowanego pomieszczenia w celu przeprowadzenia badań w innych, zdefiniowanych wcześniej wiekach. Tempo karbonatyzacji jest określane na podstawie co najmniej trzech zestawów pomiarów wykonanych po 3 miesiącach, 6 miesiącach i 1 roku.

• Norma „EN 12390-11 Część 11: Oznaczanie odporności betonu na działanie chlorków, dyfuzja jednokierunkowa” opisuje metodę określania jednokierunkowej, nieustalonej dyfuzji chlorków i ich stężenia powierzchniowego w kondycjonowanych próbkach stwardniałego betonu. Metoda ta umożliwia określenie penetracji chlorków w określonym wieku, na przykład w celu oceny jakości betonu poprzez badania porównawcze. Ponieważ odporność betonu na działanie chlorków zależy od starzenia, w tym od skutków ciągłej hydratacji, klasyfikacja może również ulegać zmianie wraz z wiekiem. Procedura badawcza nie ma zastosowania do betonu z obróbką powierzchniową, taką jak silany, i może nie mieć zastosowania do betonu zawierającego włókna.
• Norma „EN 12390-12 Część 12: Oznaczanie odporności betonu na karbonatyzację – Metoda przyspieszonej karbonatyzacji” opisuje metodę ilościowego określania odporności betonu na karbonatyzację z wykorzystaniem warunków badania, które przyspieszają karbonatyzację. Po okresie wstępnego kondycjonowania, badanie przeprowadza się w kontrolowanych warunkach ekspozycji, przy zwiększonym stężeniu dwutlenku węgla. Badanie, przeprowadzane w warunkach odniesienia, trwa co najmniej 112 dni, przy minimalnym wieku próbki 28 dni przed utwardzeniem, minimalnym okresie wstępnego kondycjonowania 14 dni i okresie ekspozycji na zwiększone stężenie dwutlenku węgla wynoszącym 70 dni. Niniejsza procedura nie jest metodą określania głębokości karbonatyzacji w istniejących konstrukcjach betonowych.
• Norma „EN 12390-13 Część 13: Wyznaczanie modułu sprężystości ścinania przy ściskaniu” opisuje metodę wyznaczania siecznego modułu sprężystości przy ściskaniu stwardniałego betonu, który można wylać lub usunąć z konstrukcji. Metoda badawcza pozwala na wyznaczenie dwóch siecznych modułów sprężystości: modułu początkowego, mierzonego przy pierwszym obciążeniu, oraz modułu stabilizowanego, mierzonego po trzech cyklach obciążenia.

Norma ta obejmuje dwie różne metody badań. Metoda A służy do określania zarówno modułu początkowego, jak i modułu ustabilizowanego, a metoda B służy wyłącznie do określania modułu ustabilizowanego.

Zasadniczo próbkę badawczą obciąża się ściskaniem osiowym, rejestruje się naprężenia i odkształcenia, a następnie wyznacza się sieczną krzywej naprężenie-odkształcenie przy obciążeniu początkowym (tylko metoda A) oraz po trzech cyklach obciążenia (metody A i B). Sieczna krzywa jest znana jako sieczny moduł sprężystości przy ściskaniu. Próbki badawcze mogą być odlewane lub pobierane z istniejącej konstrukcji.

• Norma „EN 12390-14 Część 14: Póładiabatyczna metoda określania ciepła uwalnianego przez beton podczas twardnienia w warunkach póładiabatycznych” opisuje procedurę określania ciepła uwalnianego przez beton podczas twardnienia w laboratorium. Procedura badań terenowych znajduje się w Załączniku B. Badanie jest odpowiednie dla próbek, w których deklarowana wartość frakcji kruszywa najgrubszego faktycznie użytego w betonie nie przekracza 32 mm. Termodynamika adiabatyczna to proces, w którym nie występuje strata ani przyrost ciepła lub masy w cieczy roboczej.
• Norma „EN 12390-15 Część 15: Adiabatyczna metoda oznaczania ciepła wydzielanego podczas twardnienia betonu” opisuje procedurę oznaczania ciepła wydzielanego przez beton podczas twardnienia w warunkach adiabatycznych. Badanie jest odpowiednie dla próbek, w których deklarowana wartość frakcji kruszywa najgrubszego faktycznie użytego w betonie nie przekracza 32 mm.

Zasadniczo badanie określa ilość ciepła uwalnianego z betonu podczas procesu utwardzania w warunkach adiabatycznych, w regularnych odstępach czasu, bezpośrednio po wylaniu próbki. Badanie przeprowadza się za pomocą kalorymetru adiabatycznego, zaprojektowanego w celu zminimalizowania strat ciepła z próbki betonu. Świeżo wymieszaną próbkę betonu umieszcza się w formie, którą następnie wkłada się do kalorymetru adiabatycznego, a następnie mierzy się temperaturę wewnętrzną stwardniałego betonu.

Badanie można stosować do betonu zawierającego wszystkie rodzaje cementu określone w normie EN 206, z wyjątkiem cementów szybkowiążących.

• Norma „EN 12390-16 Część 16: Oznaczanie skurczu betonu” opisuje procedurę określania całkowitego skurczu próbek betonu w warunkach suszenia. Wszelkie skurcze lub zmiany długości występujące w ciągu 24 godzin, które mogą mieć znaczną amplitudę lub konsekwencje w warunkach utwierdzenia, mogą wymagać pomiaru za pomocą dodatkowej procedury nieujętej w niniejszej normie. Informacje na temat uproszczonej procedury określania skurczu autogenicznego znajdują się w Załączniku A. Badanie jest odpowiednie dla próbek, w których deklarowana wartość frakcji kruszywa najgrubszego faktycznie użytego w betonie nie przekracza 32 mm.
• Norma „EN 12390-17 Część 17: Oznaczanie pełzania betonu ściskanego” opisuje procedurę określania pełzania (pełzania całkowitego, pełzania podstawowego i pełzania wysychania) stwardniałych próbek betonu poddanych stałym podłużnym obciążeniom ściskającym. Metoda ta jest odpowiednia dla próbek, w których deklarowana wartość frakcji kruszywa najgrubszego faktycznie użytego w betonie nie przekracza 32 mm. Zasadniczo próbki ulegają zmianom długości pod wpływem stałego obciążenia ściskającego w określonych warunkach temperatury i wilgotności względnej.
• Norma „EN 12390-18 Część 18: Oznaczanie współczynnika migracji chlorków” opisuje procedurę określania nieustalonego współczynnika migracji chlorków w próbkach stwardniałego betonu o określonym wieku. Procedura badania nie uwzględnia interakcji betonu z roztworem soli w czasie. Wynik badania jest wskaźnikiem trwałości badanego betonu, wyrażającym się w jego odporności na penetrację chlorków.

Procedura badania nie ma zastosowania do próbek betonu z obróbką powierzchniową, taką jak silany. Jeśli kruszywo lub inne osadzone elementy (takie jak włókna metalowe lub cząstki przewodzące) są przewodzące prąd elektryczny, wpłynie to na wielkość migracji chlorków. Fakt ten jest uwzględniany przy określaniu wartości progowych. Jeśli kruszywa powodują różnicę w migracji chlorków o ponad pół rzędu wielkości (zarówno wyższą, jak i niższą), uniemożliwi to porównanie wartości migracji chlorków między betonami.

Zasadniczo próbkę betonu lub zaprawy umieszcza się pomiędzy roztworem alkalicznym bezchlorkowym a roztworem alkalicznym zawierającym chlorki, a następnie między dwie zewnętrzne elektrody przykłada się napięcie elektryczne, aby wprowadzić jony chlorkowe do próbki betonu. Po upływie określonego czasu próbka jest rozszczepiana, a głębokość penetracji wolnych jonów chlorkowych jest określana za pomocą odpowiedniego roztworu wskaźnika barwnego. Współczynnik migracji chlorków oblicza się na podstawie zmierzonej głębokości penetracji, wartości przyłożonego napięcia oraz innych parametrów.

• Norma „EN 12390-19 Część 19: Oznaczanie rezystywności elektrycznej” opisuje dwie metody pomiaru rezystywności elektrycznej betonu w warunkach nasycenia wodą: metodę objętościową odniesienia i metodę powierzchniową. Norma ta zawiera procedurę kalibracji metody powierzchniowej za pomocą metody objętościowej odniesienia. Obie metody dają ten sam wynik pomiaru rezystywności, pod warunkiem przestrzegania zasad niniejszej normy.

Metoda objętościowa ma zastosowanie do próbek odlewanych lub rdzeni, natomiast metoda powierzchniowa nadaje się do stosowania z próbkami odlewanymi, rdzeniami oraz na placach budowy, choć nie wszystkie te zastosowania zostały ujęte w niniejszej normie.

Niniejsza metoda ma zastosowanie do standardowego zakresu betonu objętego obowiązującymi normami. Nie obejmuje ona betonu zawierającego komponenty metalowe ani betonu wykonanego z kruszyw porowatych. Niniejsza norma nie określa zastosowania rezystywności do oceny potencjału korozyjnego zbrojenia w istniejących konstrukcjach. Niniejsza norma nie omawia również zastosowania rezystywności do badania rdzeni pobranych z istniejących konstrukcji, które wymagają wstępnego kondycjonowania poprzez nasycenie wodą.

• Norma „EN 12390-20 Część 20: Oznaczanie porowatości” opisuje metodę określania porowatości (otwartych porów) stwardniałego betonu na próbkach badawczych dowolnego typu (formowanych, piłowanych, rdzeniowanych) i kształtu. Metoda ta jest odpowiednia dla próbek, w których deklarowana wartość frakcji kruszywa najgrubszego faktycznie użytego w betonie nie przekracza 40 mm. Metoda ta nie ma zastosowania do betonu zawierającego kruszywo lekkie.

Nasza organizacja, która od lat wspiera firmy z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia naukowe i technologiczne oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą EN 12390 „Badania stwardniałego betonu”.