Способы проверки прочности бетона

Проверка прочности бетона: основные методы определения и измерения

Проверка прочности бетона – очень важный комплекс мероприятий, благодаря которым удается установить и проконтролировать самый важный показатель материала, от которого зависят надежность и долговечность конструкции, здания. Прочность – основная техническая характеристика бетона, учитываемая в проектировании, расчетах в создании изделий, строительстве сооружений разного типа.

Прочность бетона обозначается маркой – буквой М и цифрой, которая отображает максимальный вес в килограммах на квадратный сантиметр, который может выдержать проверяемая смесь после полного затвердевания. Также прочность может выражаться в классе – буква В и цифры, отображающие максимальное давление сжатия, выдерживаемое материалом без каких-либо разрушений.

Определение прочности бетона по марке и классу осуществляется в четком соответствии с нормативными документами – ГОСТами 22690-88, 28570, а также 18105-2010 и 10180-2010. Эти нормы регламентируют порядок и методику проведения испытаний и исследований, правила обработки результатов. Выполнять проверки могут лишь сертифицированные организации с выдачей соответствующих документов.

Что влияет на прочность

Прежде, чем изучать методы определения прочности бетона, необходимо разобраться с тем, что влияет на данный показатель и какие факторы могут негативно сказаться на характеристиках застывшего камня. Также следует помнить о том, что затвердевшая на строительном объекте бетонная смесь может демонстрировать совершенные иные свойства в лабораторных условиях.

При условии использования цемента идентичного качества, наполнителей с теми же техническими характеристиками, на прочность бетона могут влиять факторы, не имеющие отношения к самому материалу.

• Условия и длительность транспортировки смеси (если раствор готовится не на строительной площадке, а на заводе).
• Метод укладки бетона в опалубку.
• Форма и размеры конструкции.
• Окружающая среда – уровень влажности, температура воздуха на протяжении всего времени твердения раствора.
• Вид напряженного состояния.
• Правильность ухода за застывающим монолитом после заливки.

Как правило, качество смеси значительно ухудшается и характеристики понижаются в случаях невыполнения норм и правил работы с бетоном.

• Осуществление доставки замешанной смеси не в миксере.
• Превышение допустимого значения времени в пути.
• Отсутствие уплотнения трамбовками/вибраторами при заливке раствора.
• Очень низкая/высокая температура воздуха при выполнении работ, ветер или дождь.
• Отсутствие оптимальных условий твердения после заливки в опалубку.

В результате неправильной транспортировки, несоблюдения условий выполнения работ бетонная смесь может схватываться и расслаиваться, терять подвижность. При отсутствии уплотнения в толще камня остаются воздушные пузыри, понижающие качество. При окружающей температуре +10-25 градусов и высокой влажности в течение 7-15 суток после заливки бетон набирает 70% проектной прочности. В противном случае сроки затягиваются, монолит может деформироваться, демонстрировать более низкую прочность.

Для проверки бетона на прочность и соответствие проектным характеристикам используют самые разные методы и способы. В их число входят лабораторные испытания образцов, косвенные и неразрушающие прямые методы и т.д.

• Дефекты поверхности камня.
• Неравномерность состава раствора.
• Влажность материала.
• Армирование бетонного монолита.
• Промасливание, коррозия, карбонизация слоя внешнего.
• Неисправности в работе приборов для исследования – слабый заряд аккумулятора, выход из строя деталей и т.д.

Наиболее информативной считается проверка бетона методом изъятия образцов из толщи монолита и последующее их исследование. В таком случае удается исключить ошибки, но вот трудоемкость и дороговизна метода не способствуют его популярности.

Чаще всего бетон на прочность проверяют с применением приборов для измерения характеристик, находящихся в прямой зависимости с прочностью – усилие на скол/отрыв, твердость, длина волны и т.д. Далее для вычислений используют специальные формулы.

Требования к проверке

Большинство заказчиков предпочитают выполнять проверку с применением неразрушающих методов контроля прочности бетона. Есть специальные приборы, позволяющие быстро и эффективно определить нужные показатели без сверления, вырубки образцов, бурения и т.д.

Любое измерение прочности бетона предполагает три основных показателя: стоимость оборудования, точность полученных результатов, трудоемкость реализации. Самыми дорогими считаются испытания кернов с использованием лабораторного пресса, а также отрыв со сколом. Менее затратные методы ультразвука, упругого отскока, пластических деформаций, ударного импульса. Их советуют применять лишь после определения градуировочной зависимости выбранной косвенной характеристики с фактической прочностью.

Нужно помнить, что параметры раствора могут сильно отличаться от тех, на которых основывается градуировочная зависимость. Для определения достоверной прочности бетонного камня на сжатие осуществляют обязательную проверку кубиков на прессе либо определяют усилие на отрыв со сколом. При отказе от данной операции могут быть выявлены существенные погрешности в контроле и оценке уровня прочности (от 15% до 75%).

Как определить прочность бетона

Определение прочности бетона осуществляется с применением трех основных методов испытаний: разрушающие, а также неразрушающие косвенные и прямые. Все они дают возможность с разной долей точности осуществлять контроль и оценивать фактическую прочность бетонного камня в условиях лаборатории, на строительных площадках либо в уже готовых конструкциях.

Разрушающие методы

Этот метод достаточно трудоемок: из готовой (уже залитой и полностью набравшей прочность) конструкции вырубывают/выпиливают образцы, которые потом подвергают разрушению на прессе. После завершения каждого испытания фиксируют полученные значения максимальных усилий на сжатие, реализуют статистическую обработку.

Метод гарантирует объективность полученных результатов, но часто не подходит для конкретных условий из-за трудоемкости, дороговизны, локальных дефектов в конструкции/здании. В условиях производства бетон исследуют на сериях образцов, которые были приготовлены из рабочей бетонной смеси по ГОСТу 10180-2012. Цилиндры или кубики выдерживают в максимально приближенных к реальным условиях, потом подвергают испытаниям на прессе.

Неразрушающие прямые

Эта группа методов предполагает проведение испытаний материала без необходимости повреждать конструкцию. Механическое взаимодействие прибора и поверхности проходят при простом отрыве, при отрыве со сколом, в процессе скалывания ребра.

В процессе испытаний отрывом на поверхность камня клеят стальной диск на эпоксидный состав. Потом специальным инструментом его отрывают вместе с куском конструкции (для этого используют приборы ПИВ, ГПНВ-5, ПОС-50МГ4). Полученное усилие переводят в искомый показатель по специальным формулам.

При отрыве со сколом сам прибор прикрепляют не к диску, а непосредственно в полость бетона. Бурят шпуры, в них монтируют лепестковые анкеры, потом часть материала извлекают с фиксацией разрушающего усилия. Чтобы определить марочный показатель, используют специальные переводные коэффициенты.

Скалывание ребра используют в работе с конструкциями, обладающими внешними углами – перекрытия, балки, колонны и другие. Прибор (чаще всего это ГПНС-4) крепят к одному из выступающих сегментов анкером и дюбелем, потом плавно нагружают. Когда происходит разрушение, усилие и глубину скола фиксируют. Потом прочность определяют в соответствии со значениями формулы (в ней обязательно учитывается величина наполнителя в растворе).

Неразрушающие косвенные методы

Данные способы не предполагают внедрение каких-либо приборов в само тело бетонного камня, монтажа анкеров либо других трудоемких операций. К данной группе методов относят: методы упругого отскока и ударного импульса, а также исследование ультразвуком и способ пластической деформации.

Ультразвуковой метод измерения прочности бетона предполагает сравнение скорости прохождения продольных волн в готовом монолите с эталонным образцом. Прибор для измерений УГВ-1 кладут на ровную поверхность без деформаций и прозванивают участки в четком соответствии с программой испытаний. Все полученные данные обрабатывают, не принимая во внимание выпадающие значения.

Определение прочности бетона способом ударного импульса предполагает применение энергии удара бойка из металла в виде сферы о поверхность бетонного монолита. Магнитострикционное или пьезоэлектрическое устройство энергию удара преобразует в электрический импульс, время и амплитуда которого имеют функциональную связь с уровнем прочности бетона.

До того, как проверить класс и марку бетона данным методом, необходимо приобрести прибор для испытаний. Он достаточно прост в применении, компактный, результаты выдает уже в готовом виде – используются единицы измерений нужного показателя.

Для определения прочности бетона с использованием обратного отскока понадобится склерометр – специальный прибор для фиксации обратного движения бойка после совершения удара о поверхность бетона или прижатой к ней пластины из металла. Так определяют твердость материала, которая напрямую связана с его прочностью.

Метод пластических деформаций измеряет размеры следа на бетоне после удара металлическим шариком. Полученные значения сравнивают с эталонным образцом. Метод существует достаточно давно, чаще всего для его реализации применяют молоток Кашкарова: в его корпус вставляют сменный стержень из стали с известными и зафиксированными характеристиками.

На поверхность монолита наносят целую серию ударов. Потом прочность определяют в соответствии с соотношением диаметров полученных отпечатков на бетоне и стержне.

Заключение

С целью контроля и оценки уровня прочности бетона лучше всего использовать неразрушающие методы исследований. Они являются более доступными в плане цены и трудоемкости в сравнении с испытанием образцов в условиях лаборатории.

Чтобы показатели были достоверными, важно строить градуировочные зависимости приборов, использовать правильные таблицы и устранять все факторы, которые могут в той или иной мере исказить результаты выполненных измерений.

Источник

Необходимость оценки прочности бетона

Когда определяют прочность бетона

Прежде чем начать строительство здания или сооружения из бетонных конструкций, проводится испытание бетона на прочность. Эта характеристика влияет на целостность как отдельной бетонной конструкции, так и здания или сооружения.

Испытания бетона на прочность, например определение прочности бетона на сжатие, осуществляются при проведении контроля во время строительства. Цемент проходит проверку на активность – вступает в реакцию с влагой, которая находится в воздухе, при этом образуется твердый цементный камень. Проверяют прочность цемента после 28 суток для продолжения строительства. Обычно, если завод далеко, и машина долго едет, цемент разбавляют водой, от этого прочность не набирается до указанной предприятием.

Технадзор или прораб во время заливки бетона обязан следить за вибрированием. Оно помогает выйти из смеси воздуху, что положительно скажется на прочности, но слишком чрезмерное вибрирование приводит к расслаиванию смеси. Нужно постоянно проверять как идет процесс.

При первичной приемке контролируют соотношение цемента и воды: отливают конус и смотрят, за сколько конус расползется. Прочность бетона выше тогда, когда меньше воды в смеси. Как правило, в смеси 40-70% воды.

За бетоном после заливки ухаживают: поливают водой при жаре, греют зимой, чтобы бетон набрал необходимую прочность. Если этого не делать, материал не наберет прочность. Движение людей по забетонированным конструкциям, установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа.

Прочность бетона определяется, когда нет документации на материал – здание нельзя проектировать и ремонтировать без характеристики бетона; когда у бетона появились дефекты в виде трещин, сколов, отслоения, шелушения, здание не эксплуатировалось или было заброшенным, подвергалось замачиванию, замасливанию, воздействию огня.

Что такое класс бетона

В проекте на строительную конструкцию пользуются понятием класса прочности. Класс бетона на прочность – показатель характеристики материала. Помимо водонепроницаемости и морозостойкости, бетон лучше сопротивляется усилиям на сжатие. Поэтому здание или сооружение проектируют таким образом, чтобы на конструкцию действовали силы сжатия. При испытании строительных материалов также проводят определение прочности бетона на сжатие.

В СССР бетоны подразделялись по прочности на сжатие на марки так же, как и цементы. Марка бетона обозначалась буквой «М» и числовым показателем, соответствующим среднему давлению, которое выдерживает бетон в кг/см 2 . Позже Россия перешла на европейские стандарты, и бетон стал подразделяться на классы. Марочная прочность бетона допускает отклонения. У бетона М350 устойчивость давлению в МПа В25 и В27,5, поэтому характеристика класса бетона на прочность точнее. Марки указываются только для стяжек.

Класс бетона обозначается латинской буквой «В», а цифра, которая стоит за буквой «B», – это нагрузка в МПа, которую бетон должен выдержать в 95 % случаев. Класс бетона выражает максимальное давление сжатия, которое выдерживает материал без разрушения. Строительство ведется с использованием смесей в диапазоне В7,5 – В40.

Если речь идет о бетоне B10, то это означает, что этот класс бетона прочностью 131,0 кгс/см? и выдерживает давление на сжатие 10 МПа в 95 случаях из 100. Давление 10 Мпа на сжатие сравнимо с давлением 1000 тонн конструкции на квадратный метр бетона.

Источник