Определение прочности бетона: ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

Содержание

Как определить прочность бетона | Статьи

Прочность бетона является важнейшей характеристикой, от которой зависят эксплуатационные параметры материала. Под прочностью подразумевают способность бетона противостоять внешним механическим силам и агрессивным средам. Особенно актуальны способы определения этой величины методами неразрушающего контроля: механическими или ультразвуковым.

Правила испытания прочности бетона на сжатие, растяжение и изгиб определяются ГОСТ 18105-86. Одной из характеристик прочности бетона является коэффициент вариации (Vm), который характеризует однородность смеси.

Навигатор предлагает приобрести высококачественный строительный бетон по низким ценам с доставкой по СПб.

По ГОСТ 10180—67 предел прочности бетона при сжатии определяется при сжатии контрольных кубов с размерами ребер 20 см в 28-суточном возрасте — это так называемая кубиковая прочность. Призменная прочность определяется как 0,75 кубиковой прочности для класса бетона В25 и выше и 0,8 для класса бетона ниже В25

Помимо ГОСТов, требования к расчётной прочности бетона задаются в СНиПах. Так, например, минимальная распалубочная прочность бетона незагруженных горизонтальных конструкций при пролете до 6 метров должна составлять не менее 70% проектной прочности, а свыше 6 метров – 80% проектной прочности бетона.

Механические неразрушающие методы определения прочности бетона

Неразрушающие способы бетона на сжатие основываются на косвенных характеристиках показаний приборов. Испытания прочности бетона проводятся с помощью основных методов: упругого отскока, ударного импульса, отрыва, скалывания, пластической деформации, отрыва со скалыванием.

ar8_1 Зачем нужны добавки в бетон для прочности и как их выбирать?

О том, какие существуют марки бетона по прочности, в этой статье рассказывают специалисты.

Закажите лучший бетон М200 для строительства и изготовления стяжек полов, дорожек, бетонных лестниц.

Рассмотрим виды испытательных приборов механического принципа действия. Таким способом прочность бетона определяется глубиной внедрения рабочего органа прибора в поверхностный слой материала.

Принцип действия молотка Физделя основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. Удар молотка по поверхности бетона образует лунку, диаметр которой и характеризует прочность материала. Место, на которое наносятся опечатки, должно быть очищено от штукатурки, шпатлевки, окрасочного слоя. Испытания проводятся локтевыми ударами средней силы по 10-12 раз на каждом участке конструкции с расстоянием между отпечатками не менее 3 см. Диаметр полученных лунок измеряется с помощью штангенциркуля по двум перпендикулярным направлениям с точностью до десятой миллиметра. Прочность бетона определяется с помощью среднего диаметра отпечатка и тарировочной кривой. Тарировочная кривая строится на сравнении полученных диаметров отпечатков и результатов лабораторных исследований на образцах, взятых из конструкции или изготовленных по технологиям, аналогичных примененным.

На свойствах пластической деформации основан и принцип действия молотка Кашкарова. Различие между этими приборами заключается в наличии между молотком и завальцованным шариком отверстия, в которое введен контрольный стержень. Удар молотка Кашкарова приводит к образованию двух отпечатков. Одного — на поверхности обследуемой конструкции, второго — на эталонном стержне. Соотношение диаметров получаемых отпечатков зависит от прочности исследуемого материала и контрольного стержня и не зависит от скорости и силы удара молотка. По среднему соотношению диаметров двух отпечатков с помощью тарировочного графика устанавливают прочность бетона.

Пистолеты ЦНИИСКа, Борового, молоток Шмидта, склерометр КМ, оснащенный стержневым ударником, работают, основываясь на принципе упругого отскока. Измерения величины отскока бойка проводятся при постоянной величине кинетической энергии металлической пружины и фиксируются указателем на шкале прибора. Взвод и спуск бойка происходят автоматически при соприкосновении ударника и испытуемой поверхности. Склерометр КМ имеет специальный боек определенной массы, который с помощью предварительно напряженной пружины с заданной жесткостью ударяет по металлическому ударнику, прижатому другим концом к обследуемой поверхности.

Метод испытания на отрыв со скалыванием позволяет определить прочность бетона в теле бетонного элемента. Участки для испытания подбираются таким образом, чтобы в этой зоне не было арматуры. Для проведения исследований используют анкерные устройства трех типов. Анкерные устройства первого типа устанавливаются в конструкцию при бетонировании. Для установки второго и третьего типов анкерных устройств предварительно подготавливают шпуры, высверливая их в бетоне.

Ультразвуковой метод измерения прочности бетона

Принцип действия приборов ультразвукового контроля основывается на связи, которая существует между скоростью распространения ультразвуковых волн в материале и его прочностью.

В зависимости от способа прозвучивания разделяют две градуировочные зависимости: «скорость распространения волн — прочность бетона», «время распространения ультразвуковых волн — прочность бетона».

Метод сквозного прозвучивания в поперечном направлении применяется для сборных линейных конструкций — балок, ригелей, колонн. Ультразвуковые преобразователи при таких испытаниях устанавливаются с двух противоположных сторон контролируемой конструкции.

Поверхностным прозвучиванием испытывают плоские, ребристые, многопустотные плиты перекрытия, стеновые панели. Волновой преобразователь устанавливается с одной стороны конструкции.

Для получения надежного акустического контакта между испытуемой конструкцией и рабочей поверхностью ультразвукового преобразователя используют вязкие контактные материалы типа солидола. Возможна установка «сухого контакта» с использованием конусных насадок и протекторов. Ультразвуковые преобразователи устанавливают на расстоянии не менее 3 см от края конструкции.

ar15_1 Появление трещин после заливки — часто встречающееся явление. Не знаете, чем заделать трещины в бетоне? Мы подскажем!

Способы уплотнения бетонной смеси — здесь описано, какие они бывают и какой выбрать.

Цена бетона М400 по этой ссылке, в нашем каталоге.

Приборы для ультразвукового контроля прочности состоят из электронного блока и датчиков. Датчики могут быть раздельными или объединенными для поверхностного прозвучивания.

Скорость распространения ультразвуковой волны в бетоне зависит от плотности и упругости материала, наличия в нем пустот и трещин, отрицательно влияющих на прочность и другие качественные характеристики. Следовательно, ультразвуковое прозвучивание предоставляет информацию о следующих параметрах:

однородности, прочности, модуле упругости и плотности;
наличии дефектов и особенностях их локализаций;
форме А-сигнала.

Прибор записывает и преобразует в визуальный сигнал принимаемые ультразвуковые волны. Оснащенность контрольного оборудования цифровыми и аналоговыми фильтрами позволяет оптимизировать соотношение сигнала и помех.

Методы разрушающего контроля прочности бетона

Каждый застройщик может выбирать самостоятельно методы неразрушающего контроля, но согласно существующим СНиПам разрушающий контроль является обязательным. Способов организации выполнения требований СНиПов существует несколько.

Контроль прочности бетона может проводиться на специально изготовленных образцах. Применяется этот метод при производстве сборных железобетонных конструкций и для выходного контроля БСГ (бетонной смеси готовой) на стройплощадке.
Прочность бетонов может контролироваться на образцах, которые были получены способами выпиливания и вырубывания из самой конструкции. Места взятия проб определяются с учетом снижения несущей способности в зависимости от напряженного состояния. Целесообразно, чтобы эти места указывались самими проектировщиками в проектной документации.
Испытания образцов, изготовленных на месте проведения работ в условиях, определенных конкретным технологическим регламентом. Однако укладка бетона в кубы для проведения последующих испытаний, его твердение и хранение значительно отличаются от реальных условий укладки, уплотнения и твердения рабочих бетонных смесей. Эти различия существенно снижают достоверность получаемых таким способом результатов.

Самостоятельное измерение прочности бетона

Профессиональные методы определения прочности бетона дороги и не всегда доступны. Существует способ самостоятельного проведения обследования на прочность бетонных конструкций.

Для испытаний потребуется молоток весом 400-800 г и зубило. По приставленному к поверхности бетона зубилу наносится удар средней силы. Далее определяется степень повреждения, нанесенного поверхностному слою. Если зубило оставило лишь небольшую отметину, то бетон можно отнести к классу прочности В25. При наличии более значительной зазубрины бетон можно отнести к классам В15-В25. Если зубило проникнет в тело конструкции на глубину менее 0,5 см, то образец можно отнести к классу В10, если более 1 см — к классу В5. Класс или марка бетона по прочности — это основной показатель качества бетонной смеси, которые определяют среднюю прочность бетона. Например, средняя прочность бетона В30 (М400) составляет 393 кгс / см2.

Ориентировочно определить прочность бетона Rб в на 28 сутки в МПа можно по формуле Боломея-Скрамтаева, которая является основным законом прочности бетона. Для этого необходимо знать марку примененного цемента — Rц и цементно-водное соотношение — Ц/В. Коэффициент А при нормальном качестве заполнителей равен примерно 0,6.

Rб = А*Rц*(Ц/В-0,5)

При этом набор прочности бетона во времени подчиняется формуле

n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней,

на 3 сутки бетон набирает около 30% марочной прочности, на 7 сутки — 60-80%, а 100% предел прочности достигается на 28-е сутки. Дальнейшее повышение прочности бетона происходит, но очень медленно. Согласно СНиП 3.03.01-87, уход за свежим бетоном продолжается до набора 70% прочности или до другого срока распалубливания.

Методы самостоятельного определения прочности бетонных конструкций просты и экономичны. Однако в случае строительства важных объектов целесообразно обратиться к услугам специализированных лабораторий.

Желаете сэкономить? Изучите цены на бетон от компании «ТД Навигатор».

приборы и методы для определения прочности

Определение прочности бетона неразрушающим способом

Какими бы качественными сырьевые материалы не были, и даже если найден идеальный подбор состава, крайне необходимо систематическое определение прочности бетона: ГОСТ 10180 — 2012, ГОСТ 22690 — 2015, ГОСТ 18105 — 2010, ГОСТ 28570 — 90 и прочая техническая документация, поможет не только протестировать, но и правильно произвести расчеты полученных данных подобной характеристики.

Содержание статьи

Многоликая прочность бетона

Бетонный образец в процессе испытания

Такое понятие, как прочность бетона довольно обширно.

Существует несколько видов прочности бетона:

Проектная — допускает полную нагрузку на бетон выбранной марки. По умолчанию, подобное значение должно быть у изделия после стандартного испытания образца в 28 — суточном возрасте при естественной выдержке.
Нормированная определяется по нормативным документам и стандартам.
Требуемая — символизирует минимальное значение, которое допускается при запроектированных нагрузках. Выявляется в строительных лабораториях.
Фактическая — прочность, узнаваемая непосредственная в процессе испытаний. Именно она и является отпускной — не менее 70% от проектной.
Разопалубочная — значение данной характеристики показывает когда можно без деформаций разопалубливать образцы или изделия.

Испытание бетонного образца

В общепринятом смысле, под прочностью подразумевается кубиковая на сжатие.

Но в особо узких кругах бетонщиков всегда уточняют, с какой именно качественной характеристикой имеют дело:

на сжатие;
на изгиб;
на осевое растяжение;
передаточная.

Рассмотрим подробнее каждую из них в отдельности.

Прочность на сжатие

За основу маркировки бетона традиционно принята кубиковая прочность бетона. Ее значения получают путем испытания на прессе образцов кубической формы с размерами ребер 150х150 мм в 28-суточном возрасте. Такое значение признанно эталонным для определения стойкости бетона на осевое сжатие.

Допускается использование образцов и других размеров. В соответствии с изменением масштаба, полученные данные разнятся.

В таком случае приводятся дополнительные расчеты, которые уравнивают полученные значения, до кубиковых. Делается это довольно просто: умножаются значения на масштабный коэфициент С, значение которого можно узнать из ГОСТ 10180 — 2012.

Образец кубической формы с размером ребра 150 см

Не смотря на то, что на всех крупных заводах производятся именно такие стандартные испытания образцов кубической формы, основной прочностью для сжатых бетонных элементов является призменная прочность (R_B). Она показывает меньшие значения, чем при испытании стандартных образцов с ребром 150 мм (R). Что интересно, при увеличении отношения высоты (h) к площади основания призмы (a), прочность уменьшается.

При значении h/a=4 значение прочности становится относительно стабильным. Поэтому призменную прочность считают как временное сопротивление осевому сжатию при соотношении сторон h/a=4.

По графику видно зависимость призменной прочности от изменения размеров образца

Если призменная прочность более точно отражает основные характеристики бетонных образцов, то почему же используется только кубиковая? Ответ на такой неоднозначный вопрос довольно прост.

Внимание! На прочность бетонного образца влияет много факторов, ключевые из которых — непосредственно сырьевые компоненты, подбор состава, условия выдержки. Но, показывать “плохую” прочность образец также может по причине плохого уплотнения. И это, к сожалению, не редкость.

Уплотненные бетонные образцы

Если с более подвижными смесями такой проблемы нет, то изготовить из жесткого бетона хорошо уплотненный образец в лабораторных условиях тяжело физически. Из этого соображения, чтобы не искажать полученные значения из-за человеческого фактора, принято считать кубиковую прочность основной. Хотя при проектировании железобетонных конструкций используют именно призменную прочность.

Прочность на растяжение при изгибе

Прибор определения прочности бетона на растяжение при изгибе

Основная задача бетона любой марки — стойко выдерживать любые сжимающие нагрузки. Именно в этом его сила. Поэтому такая характеристика, как прочность бетона на растяжение при изгибе, используется в “строительном, производственном обиходе” редко. Подобные показатели применимы при проектных работах.

Поэтому определение прочности бетонной смеси на растяжение при изгибе — это довольно редкое испытание в любой строительной лаборатории, так как создать необходимые нагрузки для образца довольно непросто. Поэтому такие характеристики больше расчетные. Используются проектировщиками давно выведенные в проектных институтах цифры и значения.

Передаточная прочность

Прибор для напряжения бетонных изделий

Существует такое понятие, как передаточная прочность бетона. На строительной площадке подобная терминология не применяется, да и прорабы не всегда представляют “что это такое, и с чем его едят”. Это определение чисто производственное, которое обозначает прочность бетона в момент обжатия при передаче напряжения арматуры бетону.

Это важная характеристика, без которой нельзя качественно изготовить любое преднапряженное изделие. Подобное значение нормируется проектной документацией и прочими техническими документами на производимое железобетонное изделие. Обычно она назначается не ниже 70% от проектной прочности.

Как определить прочность бетона? Да очень просто.

Для этого используется нехитрая формула определения прочности бетона передаточной:

Rbp = 0,7B,
Где: Rbp — передаточная прочность;
B — проектная прочность;
0,7 — неизменяемый коэффициент.

Внимание! Если значение при испытании удовлетворяет расчетному, то изделие рекомендуется снять с напряжения. Если же нет, то на усмотрение технолога или заведующего лабораторией принимается решение о продлении времени предварительного напряжения изделия.

Приборы и оборудование для определения прочности бетона

Приборы для неразрушающего контроля прочности бетона

Сегодня существуют различные методы определения прочности бетона.

В зависимости от них, применяются и требуемые приборы:

Пресс — стандартное оборудование любой строительной лаборатории. Бывает различного принципа действия, но самый надежный и популярный — гидравлический. Существует масса моделей и видов подобного оборудования. С помощью одних можно тестировать только бетонные образцы: кубики на сжатие, и растяжение цементных балочек. Другие же расширяют область своего использования до испытаний крупноразмерных блоков, кирпичей и прочих материалов. Определить прочность бетона с его помощью можно буквально за пару минут, только нужно уметь с ним работать и фиксировать необходимые значения.

Пресс для определения прочности бетона

Приборы для определения прочности бетона неразрушающим методом, сегодня получили небывалую популярность. Склерометром можно проверить прочность бетона конструкций при обследовании в строящихся объектах, и в зданиях, уже давно сданных в эксплуатацию. Не нужно выпиливать из массива кубики. Все делается гораздо проще. При этом цена на подобные приборы довольно высокая — в зависимости от типа и функций, которыми обладает прибор для определения прочности бетона неразрушающим методом. Протестировать необходимую конструкцию можно своими руками, без помощи специалистов. Нужно только четко следовать всем параметрам, которые предусматривает инструкция по использованию. Как пользоваться склерометром, можно подробнее посмотреть в видео в этой статье.

Еще один прибор, предназначающийся для выявления основных характеристик — молоток для определения прочности бетона. До широкого распространения стеклометров, на стройплощадках и в лабораториях постоянно пользовались эталонным молотком Кашкарова. Проводить испытание методом упругого отскока довольно сложно. Подобная методика определения прочности бетона требует определенного навыка и знаний. 229690-88 ГОСТ по определению прочности бетона неразрушающими методами позволит сориентироваться в подобной области. Но лучше всего осваивать упругий отскок на практике — так больше шансов научиться правильно производить подобное тестирование.

На фото молоток Кашкарова

Методика проведения испытания неразрушающим методом

Поскольку определить среднюю прочность бетона неразрушающим методом можно без специальной подготовки, прямо на объекте, с помощью современных электронных приборов, рассмотрим именно такой метод, который заключает в себе несколько этапов:

Этап 1. Необходимо выбрать ровную грань изделия без трещин, сколов и прочих дефектов. Именно на ней и будут производиться дальнейшие испытания.
Этап 2. В зависимости от типа прибора, следующий порядок действий может отличаться, но основные принципы едины для любого прибора. А именно, после включения склерометра и выбора необходимой функции необходимо расположить его по отношению к поверхности бетонного изделия строго под прямым углом, и нажать на соответствующую кнопку.
Этап 3. На экране высветится полученное значение. В инструкции к прибору будет указано общее число проведения вышеописанной операции для получения среднего значения.
Этап 4. По необходимости можно составить акт определения прочности железобетонных конструкций неразрушающим методом, который будет иметь законную силу.

Правильное расположение прибора относительно испытуемой поверхности

После того, как определение прочности бетона неразрушающим способом закончено, необходимо полностью отключить прибор. Очень удобный “гаджет” для любого прораба, да и простого мастера. Он точно не “соврет” о качестве бетона на любом этапе строительства. Только нужно не забывать о его постоянной поверке.

Правила контроля и оценки прочности бетона в монолитных конструкциях

Прочность бетона на сжатие возможно основная характеристика, от которой зависят эксплуатационные свойства монолитных конструкций. В зависимости от прочности устанавливается класс бетона. Говоря о прочности бетона подразумевают способность бетона противостоять агрессивным средам и внешним механическим воздействиям. На сегодняшний день наиболее актуальные способы определения прочности бетона на сжатие — это методы неразрушающего контроля правила для которых устанавливаются по ГОСТ 18105, ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624.

Ниже мы рассмотрим основные неразрушающие методы для определения прочности бетона в монолитных конструкциях:

Ультразвуковой метод определения прочности бетона на сжатие

Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона в промежуточном и проектном (как правило, 28-суточном) возрасте и возрасте, превышающем проектный при обследовании конструкций.

Измерения в бетоне проводят методами сквозного или поверхностного прозвучивания. Определение прочности бетона монолитных конструкций в основном проводят методом поверхностного прозвучивания.

Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени и скорости распространения ультразвука в бетоне, аттестованными и поверенными в установленном порядке. Наиболее распространенные на сегодняшний день приборы для определения прочности бетона ультразвуковым методом это приборы отечественного производства, такие как «УК1401», «УКС МГ4», «Пульсар 2.2» и т.д

При использовании нескольких приборов при контроле прочности бетона на одном строительном объекте их показания перед установлением градуировочной зависимости следует оттарировать на одном эталоне так, чтобы погрешность их показаний не превышала 0,5%.

При поверхностном прозвучивании размер базы измерительного прибора должен быть не менее 120 и не более 200 мм, а в зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов высотой более 0,5 мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.

При построении градуировочной зависимости по результатам параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний образцов, отобранных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых значение косвенного показателя максимальное, минимальное и имеет промежуточные значения.

После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или отбирают из них образцы для испытания по ГОСТ 28570.

Возраст бетона отдельных участков не должен отличаться более чем на 25% среднего возраста бетона зоны конструкции или группы конструкций, подлежащей контролю. Возраст отдельных участков конструкции не учитывают, если градуировочную зависимость устанавливают для конструкций, возраст которых превышает два месяца.

На каждом участке определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Прозвучивание проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно к ней. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (рисунок 1).

Рисунок 1 — Расположение линии прозвучивания. 1 – положение прибора при испытании; 2 – расположение арматуры
Отклонение отдельных результатов измерений скорости или времени распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2%. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при вычислении среднеарифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона. За единичное значение косвенного показателя принимают среднее значение косвенных показателей на участке. За единичное значение прочности бетона принимают прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

Метод упругого отскока, метод ударного импульса

Наиболее популярные приборы отечественных производителей это приборы серии «Оникс» (Оникс 2.5, 2.6), среди импортного производства «молотки Шмидта» (Original Shmidt, Digi Shmidt), Испытания проводят в следующей последовательности:

прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось перпендикулярно испытуемой поверхности в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
положение прибора при испытании конструкции относительно горизонтали рекомендуется принимать таким же, как и при испытании при установлении градуировочной зависимости. При другом положении прибора необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
фиксируют значение косвенной характеристики в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.

Так же, как и для ультразвукового метода, при использовании приборов упругого отскока или ударного импульса необходимо устанавливать градуировочную зависимость между косвенными и прямыми показателями прочности бетона.

Метод отрыва со скалыванием

В большинстве случаев для испытаний бетона методом «отрыва со скалыванием» используются отечественные приборы, такие как «ПОС50МГ4» или «ОНИКС-ОС».

При испытании методом отрыва со скалыванием участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.

Испытания проводят в следующей последовательности:

если анкерное устройство не было установлено до бетонирования, то в бетоне выполняют отверстие, размер которого выбирают в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора в зависимости от типа анкерного устройства;
в отверстие закрепляют анкерное устройство на глубину, предусмотренную инструкцией по эксплуатации прибора, в зависимости от типа анкерного устройства;
прибор соединяют с анкерным устройством;
нагрузку увеличивают со скоростью 1,5-3,0 кН/с;
фиксируют показание силоизмерителя прибора и величину проскальзывания анкера (разность между фактической глубиной вырыва и глубиной заделки анкерного устройства) с точностью не менее 0,1 мм.

Измеренное значение силы вырыва умножают на поправочный коэффициент, определяемый по формуле:

где h — рабочая глубина заделки анкерного устройства, мм; Δh — величина проскальзывания анкера, мм.

Если наибольший и наименьший размеры вырванной части бетона от анкерного устройства до границ разрушения по поверхности конструкции отличаются более чем в два раза, а также, если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерного устройства более чем на 5%, то результаты испытаний допускается учитывать только для ориентировочной оценки прочности бетона.

Ориентировочные значения прочности бетона не допускается использовать для оценки класса бетона по прочности и построения градуировочных зависимостей. Так же результаты испытания не учитывают, если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерного устройства более чем на 10% или была обнажена арматура на расстоянии от анкерного устройства, меньшем, чем глубина его заделки.

Всего за 8 месяцев 2020 года сотрудниками ГБУ «ЦЭИИС» на объектах капитального строительства было проведено более 900 работ по определению фактического класса бетона по прочности на сжатие требованиям проектной документации и техническим регламентам.

Работниками ГБУ «ЦЭИИС» по полученным результатам были подготовлены экспертные заключения, которые в установленном порядке направлены в Мосгосстройнадзор.

______________________________________________________________________________________

Список используемой литературы

ГОСТ 18105 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности»
ГОСТ 17624 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»
ГОСТ 22690 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»
ГОСТ 28570 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций»

Проверка прочности бетона: 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.

Что влияет на прочность бетона:

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.

Основные нарушения технологии, понижающие прочность:

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.

На заводах железобетонных изделий часто используют пропаривание либо автоклавную обработку конструкций для уменьшения срока набора прочности бетоном. Данный процесс обычно занимает 8-12 часов, но в условиях строительной площадки такой метод реализовать не удастся.

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.

Какие факторы могут влиять на погрешность исследований:

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%).

Косвенные способы лучше всего применять для оценки технического состояния конструкции при необходимости найти зоны неоднородности материала. В таком случае правилами контроля допускается использование неточного относительного показателя.

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.

Все современные приборы имеют электронные базы для проведения первичных расчетов. При условии соблюдения всех правил и норм по ГОСТу 17624-2012 погрешность при данном типе исследований не должна превышать 5%.

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.

методы, аппаратура, ГОСТ. Контроль и оценка прочности бетона

При проверке строительных конструкций определение прочности бетона осуществляется для выяснения их состояния на текущий момент времени. Фактические показатели после начала эксплуатации обычно не совпадают с проектными параметрами. На них непосредственное влияние оказывают деформационные нагрузки и внешние факторы. В процессе диагностики могут использоваться разные методы.

Базовые термины и определения

Прежде чем рассмотреть основные способы контроля и оценки прочности бетона, рекомендуется ознакомиться с некоторыми понятиями, чтобы в дальнейшем не возникало вопросов. Все термины и определения, необходимые для более четкого понимания темы, представлены ниже.

Бетон – строительный материал, полученный искусственным путем в результате твердения раствора с вяжущим веществом и наполнителями. В состав смеси для достижения наилучших эксплуатационных качеств могут вводиться дополнительные добавки.
Прочность – свойство затвердевшего материала воспринимать нагрузки механического характера, не разрушаясь при этом. При эксплуатации конструкции подвергаются сжатию и растяжению, а также другим воздействиям.
Предел прочности – самое высокое значение оказываемой механической нагрузки, приведенное непосредственно к определенной площади сечения, после достижения которой происходит частичное или полное разрушение материала.
Разрушающие методы определения прочности бетона – контроль перечисленных параметров путем взятия контрольных образцов, отобранных из тестируемой конструкции по пунктам ГОСТ 28570.

Неразрушающий контроль – проверка надежности базовых свойств отдельных элементов конструкции без проведения демонтажных работ. При этом способе нет необходимости выводить объект из эксплуатации.
Участок испытания конструкции – определенная доля объема, длины или площади ограниченных размеров, для которой проводятся испытания на прочностные характеристики.

Для чего производится контроль?

При строительстве жилых зданий, промышленных или коммерческих объектов определение прочности бетона позволяет избежать многих негативных последствий. Материал используется на различных этапах возведения строений в различных целях. В зависимости от типа конструкций, требования к смесям могут существенно меняться. К примеру, для заливки фундаментов и стен применяются разные марки бетона, определяющиеся прочностными характеристиками.

Использование смесей, не отвечающих предъявляющимся требованиям, может приводить к образованию трещин, ухудшению эксплуатационных качеств и преждевременному разрушению конструкции. Исследования часто необходимы для определения возможности дальнейшего использования здания в каких-либо целях.

Таблица прочности бетона: соответствие классов и марок

Строительные растворы подразделяются на категории, при которых учитываются различные параметры. Обычно разбивается прочность бетона в МПа по классам, обозначающимся большой буквой с цифрой. Такая маркировка в профессиональной среде считается наиболее удобной. К примеру, раствор B25 будет иметь прочность 25 МПа.

Что касается марки бетона, то она выражает приблизительное значение в килограммах на квадратный сантиметр. Обозначение производится по тому же принципу. Однако при соотношении показателей нормативный коэффициент вариации может составлять 13,5 процентов.

Для примера предлагается ознакомиться со специальной таблицей прочности бетона, в которой приводятся соответствия между классами и марками смесей.

Класс	Марка	Прочность, кгс/кв. м
B5	M75	65
B10	M150	131
B15	M200	196
B25	M350	327
B35	M450	458

Что оказывает влияние на прочность?

При протекании химических процессов происходит застывание бетонной смеси. Вода вступает во взаимодействие с вяжущим веществом. Под влиянием некоторых факторов скорость протекания химической реакции может ускоряться или затормаживаться. От них же в некоторой степени будет зависеть конечная прочность бетона.

К важным факторам следует отнести:

изначальную активность вяжущего вещества;
количество воды в составе;
уровень уплотнения;
температурный режим и влажность;
качество смешивания компонентов.

Немаловажную роль играет качество используемых наполнителей. Компоненты с мелкой фракцией и глинистыми веществами приводят к снижению прочности. Крупные частицы имеют лучшую адгезию с вяжущим веществом. Их применение положительно сказывается на показателях прочности.

Классификация методов исследования

При определении прочности бетона в строительных конструкциях приходится решать непростые технические задачи. Развитие теоретических и практических исследований в сфере контроля качества строительных составов привело к появлению многочисленных методов. Каждый из них имеет конкретную сферу применения, а также свои плюсы и минусы.

Если брать способ воздействия непосредственно на испытываемую конструкцию, то можно выделить три основных метода.

Разрушающий. После проведения контрольных операций образец использовать по назначению невозможно.
Неразрушающий. Осуществление испытаний не сказывается на эксплуатационных способностях конструкции.
Локально разрушающий. После проведения специальных мероприятий требуется ремонт сооружения.

Обследование должно производиться только после детального ознакомления с проектно-технической документацией. Получив определенные сведения об используемом составе и технологии изготовления конструкции, можно приступать к работам по определению прочностных качеств.

От каких факторов зависит выбор метода?

Чтобы узнать предел прочности бетона, необходимо сначала определиться с методикой исследования. На ее выбор влияние оказываются следующие факторы:

состояние строительной смеси;
доступность тестируемых участков;
количество собранной информации;
наличие или отсутствие разнородных слоев в конструкции.

Несмотря на многообразие методик, результаты, полученные разрушающими способами, являются наиболее достоверными, так как при испытаниях измеряется искомый показатель – усилие, прилагаемое при сжатии. Кроме того, тщательно изучается образец, взятый непосредственно из тела конструкции, а не верхняя часть.

Разрушающие методы контроля

Сущность способов заключается в исследовании образцов, полученных выбуриванием или выпиливанием из готовой конструкции. На них оказывается статическая нагрузка с постепенным увеличением скорости роста. В результате удается рассчитать напряжения при приложенных усилиях.

Габариты и форма взятых образцов зависят от типа проводимых испытаний. Они должны отвечать требованиям ГОСТ 10180.

Метод исследования	Форма испытываемых образцов	Размеры элементов в миллиметрах
Определение показателей прочности бетона на растяжение и сжатие	Куб	Длина ребер фигуры может составлять 100, 150, 200 или 300 мм
	Цилиндр	Для исследования берется образец высотой в два диаметра, один из которых может иметь те же размеры, что и ребра куба.
Проверка прочностных показателей на осевое растяжение	Призма, имеющая квадратное сечение	Размеры испытываемого элемента могут быть следующими: 200 х 200 х 800, 100 х 100 х 400 или 200 х 200 х 800 мм.
Проверка прочностных показателей на осевое растяжение	Цилиндр	При проведении исследований берутся образцы тех же размеров, что и в случае, указанном выше.
Определение прочностных качеств на растяжение при изгибе и осуществлении раскалывания	Призма, имеющая квадратное сечение	В ходе работ берутся образцы следующих размеров: 200 х 200 х 800, 100 х 100 х 400 и 150 х 150 х 600 мм.

Для определения прочности бетона собираются его пробы посредством выбуривания или выпиливания отдельных частей.

Места назначаются после предварительного осмотра. Участок испытания конструкции должен находиться на некотором удалении от стыков и краев.
Оставшиеся канавки после взятия образцов замуровываются мелкозернистым бетоном.
В процессе выбуривания или выпиливания применяются пилы с алмазными дисками, специальные коронки или подходящий твердосплавный инструмент.
На участках взятия проб не должно быть арматуры. Если такой вариант не может быть осуществлен, то берется часть бетона с металлическими прутьями сечением до 16 мм для образцов с размерами более 10 см.
Наличие арматуры недопустимо при исследованиях на осевое растяжение и сжатие. Это негативно сказывается на конечных показателях. Кроме того, прутьев не должно быть в пробах, имеющих форму призмы, при испытаниях на растяжение при изгибе.
Места извлечения образцов, их количество, а также размеры определяются правилами контроля прочности бетона с учетом пунктов ГОСТ 18105.

Каждая взятая заготовка маркируется и описывается в протоколе. После этого она подвергается тщательной подготовке для дальнейших испытаний. Все образцы должны иметь специальную схему, в которой четко отражена ориентация частей непосредственно в конструкции.

Неразрушающий контроль механическим способом

В основе данного метода лежат градуировочные зависимости. Они базируются на косвенных характеристиках. К таковым относятся:

показатели отскока бойка непосредственно от бетонной поверхности;
параметры энергии ударного импульса;
размеры отпечатков, оставшихся в результате механического воздействия;
напряжение, приводящее к местному разрушению при отрыве;
усилие при осуществлении разрыва на ребре конструкции.

В правилах контроля прочности бетона предлагается применять определенный набор измерительных приспособлений при проведении испытаний: штангенциркуль, угловой масштаб, часовой индикатор и некоторые другие инструменты. Количество проводимых испытаний и расстояния между рабочими участками приводятся в таблице.

Применяемый метод исследований	Число проводимых мероприятий	Расстояние в миллиметрах
Применяемый метод исследований	Число проводимых мероприятий	От краев конструкции	Между рабочими зонами
Скалывание ребра	2	—	200
Пластическая деформация	5	50	30
Отрыв	1	50	Двойной диаметр диска
Упругий отскок	5	50	30
Ударный импульс	10	50	15
Отрыв со скалыванием	1	150	Глубина выемки, умноженная на 5

Вышеуказанные мероприятия должны производиться на участке бетонной конструкции общей площадью 100-600 кв. см. После осуществления основных испытаний данные заносятся в специальный журнал для установки градуировочных зависимостей между косвенными характеристиками и прочностными показателями затвердевшего раствора.

Неразрушающий контроль физическими методами воздействия

К категории таких способов относятся технологии акустического воздействия и проникающих излучений. Они предоставляют возможность судить о качественных характеристиках конструкции по внутренней структуре, так как измеряется скорость распространения волн упругих колебаний непосредственно по испытываемому материалу.

Чаще всего используется прибор для определения прочности бетона ультразвуковым методом. Он позволяет снять показания без оказания механического воздействия на конструкцию. С его помощью измеряется скорость прохождения ультразвуковых волн через слой бетона. При сквозном исследовании датчики могут располагаться с двух сторона, а при поверхностном – с одной.

Контроль с использованием ультразвука считается наиболее информативным и достаточно простым. Он позволяет не только оценить прочностные параметры, но и найти возможные дефекты внутри слоев. Используемый прибор имеет несколько режимов работы, которые представлены в таблице.

Режим	Описание
Калибровка	Позволяет приспособить прибор к характеристикам бетона. Измеряются поперечные волны внутри затвердевшей смеси, определяются важные параметры, необходимые для снятия качественных образов структуры массива.
Обзор	Дает возможность произвести быстрое изучение внутреннего строения конструкции. Измеряется толщина, обнаруживаются дефекты или предметы, находящиеся в массиве (арматура, трубы, кабели).
Сбор	Собираются данные об ультразвуковых исследованиях. Запись производится в различных положениях. Сканирование осуществляется в виде полосы (или особой ленты).
Просмотр	Применяется для анализа данных на длительном отрезке времени. На экране в данном случае присутствуют все типы изображений. Они могут отображаться по очереди или сразу.

Ультразвуковой измеритель прочности бетона позволяет проводить многочисленные испытания многократно, осуществляя постоянный контроль изменения параметров. Недостатком считается погрешность при соотношении акустических характеристик с базовыми параметрами.

О затвердевании строительных смесей на основе цемента

Существует прямая зависимость прочности бетона от температуры в процессе застывания. Нормальными условиями принято считать режим от 15 до 20 градусов. С понижением температуры замедляется нарастание прочности. При заморозках затвердевание будет происходить, если в состав были добавлены специальные присадки.

Повышение температуры ускоряет процесс застывания, особенно если влажность является достаточной. Однако нагрев более 85 градусов противопоказан, так как сложно защитить бетонную смесь от пересыхания. Процесс затвердевания можно стимулировать двумя способами. Первый из них заключается в использовании внутреннего тепла, а второй – внешнего.

Об анализе возможных проблем при определении прочности

Используя ультразвуковой измеритель прочности бетона, необходимо особое внимание уделить установлению градуировочных зависимостей. Без них полученные данные не могут считаться доказательными. Для получения более точных результатов придется учесть количество и состав наполнителя, уровень уплотнения, расход цемента и многое другое.

Испытание бетона на прочность, Определение прочности бетона

Определение прочности бетона

*** определение прочности бетона неразрушающим методом✅

Неразрушающим методом по ГОСТ 22690-2015 – данный метод основан на механическом воздействии на поверхности проверяемой конструкции. Для измерений используются специальные приборы, прочность определяется по специальным таблицам. Использование приборов показывающих прочность материала ГОСТ-ом не допускаются.
— Упругий отскок: Измеряется показание обратного отскока после удара по испытываемой конструкции. Прибор для измерения – склерометр Шмидта и аналоги. Проводится 9 замеров. Толщина товарного бетона минимум 10 см.
— Пластическая деформация: Измеряется габариты следа от шарика, после удара по поверхности молотком Кашкарова или аналогичным прибором. Проводится 5 замеров. Минимальная толщина конструкции 7 см.
— Ударный импульс: Измеряется значение энергии удара в момент соприкосновения бойка бетонной конструкции. Используются приборы ИПС МГ 4.03, ОНИКС ОС, ОНИКС-2,5 и аналоги. Проводится 10 замеров. Минимальная толщина конструкции из жидкого бетона 5 см.
— Отрыв образца: Измеряется сила отрыва стального диска от поверхности конструкции. Применяется редко из-за сложности технологии и затрат времени (Диск приклеивается за 3-24 часа до измерений, зависит от погодных условий). Приборы для проведения испытаний — ПОС-30-МГ4, ПОС-50-МГ4. Проводится 1 измерение. Минимальная толщина конструкции 5 см.
— Отрыв образца со скалыванием: Измеряется значение силы необходимой для откалывания ребра или вырывания специального анкера. Этот метод является самым точным. Приборы для проведения замеров – ПОС-50МГ4 «Скол», ГПНВ-5, ГПНС-4.2.6. Проводится 1 замер. Минимальная толщина конструкции 5 см. Глубина анкера 30, 35, 40, 48 мм в зависимости от прибора.

Испытания бетонных стержней на прочность

Испытания бетонных стержней проводят в соответствии со стандартом ASTM C 42. Обсуждается отбор образцов стержней и процедура определения прочности с использованием бетонных стержней.

Испытания бетонных стержней на прочность

Диаметр образцов сердцевины для определения прочности бетона на сжатие предпочтительно должен быть не менее чем в три раза больше номинального максимального размера крупного заполнителя, используемого в бетоне, и должен быть не менее чем в два раза больше максимального размера крупного заполнителя в образце ядра. .

Длина образца в закрытом виде должна быть почти вдвое больше его диаметра. Керн, имеющий максимальную высоту менее 95% его диаметра до покрытия или высоту меньше его диаметра после покрытия, должен быть отклонен. Желательно тестировать жилы во влажном состоянии.

Стандарт ASTM предписывает следующую процедуру: «Погрузите образцы для испытаний в воду, насыщенную известью при температуре 23,0 +/- 1,7 ° C, по крайней мере, на 40 часов непосредственно перед проведением испытания на сжатие.Испытайте образцы сразу после извлечения из хранилища для воды.

В период между извлечением из хранилища воды и испытанием держите образцы во влажном состоянии, накрыв их влажным одеялом из мешковины или другой подходящей впитывающей ткани ». Если отношение длины к диаметру образца меньше 1,94, примените поправочные коэффициенты, указанные в таблице 1.

Таблица-1: Поправочный коэффициент для отношения длины конуса к его диаметру

Отношение длины цилиндра к диаметру (L / D)	Поправочный коэффициент на прочность
1.75	0,98
1,50	0,96
1,25	0,93
1,00	0,87

Процедуры надлежащего удаления образцов бетона путем колонкового бурения приведены в ASTM C 42. Керны должны быть взяты с использованием алмазных коронок, когда керны должны быть испытаны на прочность.

Дробовик может быть приемлемым для других применений, когда керн просверливается вертикально.Однако корончатые коронки с алмазными шипами рекомендуются для других ориентаций сверла.

Рис. Отбор образцов керна и испытание бетона

Следующие рекомендации имеют особое значение при отборе керна:

Количество, размер и расположение образцов керна следует тщательно выбирать для проведения всех необходимых лабораторных испытаний. По возможности используйте чистые образцы для всех тестов, чтобы на них не повлияли предыдущие тесты.
Для определения прочности сердечник должен иметь минимальный диаметр, в три раза превышающий максимальный номинальный размер крупного заполнителя, или 50 мм.
Для испытаний на прочность стержни должны иметь длину как минимум в два раза больше диаметра.
Арматурная сталь не должна входить в состав сердечника для испытания на прочность.
Во время сверления керна нельзя нарушать электропроводку или предварительно напряженную сталь.
Лучше просверлить керн на всю глубину элемента, чтобы избежать его поломки для извлечения.Обычно просверливают дополнительные 50 мм, чтобы учесть возможное повреждение основания активной зоны.
По крайней мере, три сердечника должны быть удалены в каждом месте конструкции для определения прочности.

Просверленное отверстие для керна заполнено упакованным ремонтным материалом. Для ремонта плит необходим тиксотропный материал, так как он не должен падать под действием силы тяжести. В некоторых случаях сборный бетонный цилиндр может быть вставлен в отверстие для сердечника с использованием цементного раствора или эпоксидной смолы.

Минимальный диаметр сердечника обычно составляет 100 мм, но в особых случаях могут использоваться диаметры 75 мм и 50 мм. Количество сердечников диаметром 50 мм должно быть в три раза больше количества сердечников диаметром 100 мм, чтобы обеспечить такую же точность.

20-процентная верхняя часть элемента с минимальным размером 50 мм и максимальным размером 300 мм и боковой крышкой 50 мм внутри элемента предпочтительно не включается в тестируемую часть сердечника.

Перед испытанием кернов, размеры, плотность, форма, необходимо записать информацию о том, являются ли агрегаты хорошо отсортированными или отсортированными по зазору, положение любых трещин, повреждения в результате сверления и наличие стали.Торцы обрабатываются на высокоскоростном станке для мокрого шлифования с использованием алмазных шлифовальных кругов.

В противном случае возможно выполнение укупорки прочными материалами. Перед испытанием рекомендуется замачивание в воде в течение 40 часов. Согласно британскому стандарту CSTR № 11, влияние отношения длины к диаметру сердечника ( R ) на прочность выражается следующим образом:

Для кернов с горизонтальным сверлением:

Скорректированная прочность цилиндра = Прочность сердечника x [(2.5 × 0,8) / (1+ (1 / R))]

Для кернов с вертикальным сверлением:

Скорректированная прочность цилиндра = Прочность сердечника x [(2,3 × 0,8) / (1+ (1 / R))]

Экспериментальное исследование прочности на сжатие бетона с большой подвижностью с использованием метода неразрушающего контроля

Завершено экспериментальное исследование кубиков бетона с большой подвижностью C20, C25, C30, C40 и C50, поступивших из лаборатории и со строительной площадки. Неразрушающий контроль (NDT) проводился с использованием методов ударного отбойного молотка (IRH), чтобы установить корреляцию между прочностью на сжатие и числом отскока. Построена локальная кривая для измерения силы метода регрессии и доказана его эффективность.Представленный метод отскока прост, быстр и надежен и охватывает широкий диапазон прочности бетона. Метод отскока можно легко применить к бетонным образцам, а также к существующим бетонным конструкциям. Окончательные результаты сравнивались с предыдущими из литературы, а также с фактическими результатами, полученными на образцах, извлеченных из существующих структур.

1. Введение

Прямое определение прочности бетона подразумевает, что образцы бетона должны быть нагружены до разрушения.Следовательно, определение прочности бетона требует отбора, отправки и испытания специальных образцов в лабораториях. Эта процедура может привести к фактической прочности бетона, но может вызвать проблемы и задержку в оценке существующих конструкций. По этой причине были разработаны специальные методы, в которых были предприняты попытки измерить некоторые свойства бетона, отличные от прочности, а затем связать их с прочностью, долговечностью или любым другим свойством. Некоторые из этих свойств — твердость, число отскока, сопротивление проникновению или ударам, резонансная частота и способность пропускать ультразвуковые импульсы через бетон.Однако термин «неразрушающий» [1–3] применяется к любому тесту, который не повреждает и не влияет на структурное поведение элементов, а также оставляет структуру в приемлемом для клиента состоянии. Однако успешным неразрушающим испытанием является тот, который может применяться к бетонным конструкциям в полевых условиях, быть портативным и легко управляемым с наименьшими затратами.

Среди доступных неразрушающих методов отбойный молоток является наиболее часто используемым на практике.Испытание отбойного молотка описано в ASTM C805 [4] и BS 1881: Часть 202 [5]. Это испытание классифицируется как испытание на твердость и основано на том принципе, что отскок упругой массы зависит от твердости поверхности, о которую она сталкивается. Энергия, поглощаемая бетоном, зависит от его прочности [6]. Несмотря на кажущуюся простоту, испытание отбойным молотком связано со сложными проблемами удара и связанного с ним распространения волны напряжения.

Не существует однозначной связи между твердостью и прочностью бетона, но зависимости экспериментальных данных могут быть получены для данного бетона.Однако это соотношение зависит от факторов, влияющих на поверхность бетона, таких как степень насыщения, карбонизация, температура, подготовка поверхности и расположение, а также тип отделки поверхности [7]. На результат также влияют тип заполнителя, пропорции смеси и наклон молота. Следует избегать участков с сотами, чешуйками, шероховатой текстурой или высокой пористостью. Бетон должен быть примерно одинакового возраста, влажности и степени карбонизации (обратите внимание, что карбонизированные поверхности дают более высокие показатели отскока).Ясно, что число отскока отражает только поверхность бетона. Из-за сложности получения соответствующих данных корреляции в данный момент отбойный молоток наиболее полезен для быстрого обследования больших площадей однотипных бетонных конструкций в рассматриваемой конструкции. Невилл [8] представил преимущества использования отбойного молотка в бетоне и заявил, что это испытание само по себе не является испытанием на прочность и не следует принимать преувеличенные заявления о его использовании в качестве замены испытания на сжатие.

Одним из последних достижений в бетонной промышленности стало использование летучей золы и порошкообразного известняка в качестве частичной замены портландцемента при производстве бетонной смеси. Этот новый бетон широко используется в Китае для строительства мостов и морских сооружений. Анализ прочности на сжатие и затрат показал, что производитель бетона может добиться значительной экономии кремнезема в бетонной смеси.

В этой работе автор использовал отбойный молоток, чтобы получить подходящую, надежную простую диаграмму для оценки прочности бетона с большой подвижностью.В этой статье представлено экспериментальное исследование применения методов отбойного молотка для использования в составе бетона с высокой подвижностью C15, C20, C30, C40 и C50 в соответствии со Стандартом для метода испытаний механических свойств на обычном бетоне, GBT50081-2002. [9], и Технические условия для проверки прочности бетона на сжатие методом отскока, JGJ / T 23-2001 [10].

2. Экспериментальная программа

2.1. Материалы и пропорции смеси

В этом исследовании все образцы были изготовлены из местных материалов, которые включали следующее: Китайский стандарт (GB175-2007) [11] Использовался портландцемент.Мелкие заполнители представляли собой природный речной песок (модуль крупности 2,6) и крупный заполнитель из местных природных источников или твердый известняк (диаметр от 5 до 20 мм). Пропорции смеси и основные параметры, перечисленные в таблице 1, должны были быть приняты.


	Цемент	Песок	Летучая зола	Вода
	(кг / м ³)	(кг / м ³)	(кг / м ³)	(кг / м ³)

C15	220	642	110	180 ~ 190
C20	290	615	80	180 ~ 190
C30	390	587	70	180 ~ 190
C40	410	568	70	170 ~ 180
C50	480	520	60	170 ~ 180

2.2. Испытательные образцы и программы испытаний

Были подготовлены пять наборов больших подвижных бетонных кубов C20, C25, C30, C40 и C50 (150 мм × 150 мм × 150 мм). Каждый набор состоял из 21 экземпляра. Образцы были отлиты в стальных формах, уплотнены внешней вибрацией и извлечены из формы через 24 часа. Все образцы выдерживались при температуре 20 ± 3 ° C и относительной влажности 95% в течение 27 дней.

Метод испытания начинается с тщательного выбора и подготовки бетонной поверхности для испытания.После того, как поверхность выбрана, ее следует обработать абразивным камнем, чтобы испытательная поверхность была гладкой. Затем прикладывают фиксированное количество энергии, прижимая молоток к испытательной поверхности. Плунжер должен ударяться перпендикулярно поверхности. На результат влияет угол наклона молотка. После удара следует записать число отскока. В соответствии с JGJ / T 23-2001 необходимо снять не менее 16 показаний с каждой тестируемой зоны. На рис. 1 показан образец бетона на испытательной машине.

2.3. Программа исследований

Фактическое состояние участков показывает, что полученные материалы сильно различаются. К ним относятся различия в качестве бетона и качества изготовления, в некоторых случаях отсутствие технологии, неправильные измерения объемов используемых в смесях количеств, периодический надзор и неправильные методы производства бетона, обычно заканчивающиеся низкой или средней степенью контроля качества [ 12]. Поэтому было необходимо разработать программу исследований, которая не зависит от предыдущей истории испытуемого образца, и следовать ей.

Целью исследования было получить простую кривую отскока между числом отскока через бетон и прочностью на сжатие бетона с большой подвижностью. Кривая отскока должна быть как можно более простой, чтобы ее могли легко использовать инженеры, работающие на месте. Кроме того, диаграмма была использована позже для оценки прочности некоторых образцов бетона. Процедура, которой следовали во время экспериментов, состояла из следующих шагов: (1) Из различных бетонных смесей были приготовлены стандартные кубики со стороной 150 мм.(2) Бетонные кубики, изготовленные в условиях стройплощадки, были доставлены с разных площадок для испытаний. (3) Каждая из двух противоположных граней куба была подготовлена для испытания отбойным молотком. (4) Кубики были помещены в испытательную машину и была приложена небольшая нагрузка (30 ~ 80 кН). Число отскока было получено путем измерений на двух гранях куба. Отбойный молоток был горизонтальным во всех измерениях. Результаты теста числа отскоков оценивались в соответствии с правилами JGJ / T 23-2001.(5) После завершения неразрушающего контроля каждого куба куб был загружен до отказа и была записана максимальная нагрузка. (6) Результаты были нанесены, как показано на рисунках 2 и 3. Были получены новые образцы, которые были испытаны таким же образом. для проверки результатов, полученных по кривой. (7) Из конструкций было взято шесть образцов, была получена эквивалентная кубическая прочность для каждого образца, и результаты были представлены в таблице 3.

3. Результаты и обсуждения

Калибровочные кривые для каждого метода отскока построены с использованием регрессионного анализа.Влияние степени карбонизации было представлено построением средних значений числа отскока от прочности на сжатие. В таблице 2 представлены различные модели регрессии кривой отскока между числом отскока бетона с большой подвижностью и прочностью на сжатие бетона с большой подвижностью в соответствии с экспериментальными данными.

Мощность


Регресс-модель	Функциональное выражение	Корреляционный коэффициент	Средняя относительная ошибка (%)	Относительная стандартная ошибка (%)

Экспоненциальная функция		0.824	12,43	15,33
Экспоненциальная функция		0,850	11,88	14,7
Функция логарифма		0,868	11,21	16.88
	0,850	11,17	14,05
Степенная экспоненциальная функция		0,824	12,43	15.33
Комплексно-экспоненциальная функция		0,852	11,04	13,75


Название компонента		Глубина карбонизации	Прочность на сжатие при раздавливании	По DBJ14-026-2004	По (1)	Погрешность (%)
Название компонента		(мм)	(МПа)	(МПа)	(МПа) )	Уравнение (1)	DBJ14-026-2004

Колонка 1-А	39.5	6,0	34,3	26,6	32,9	4,0	22,6
Колонка 3-B	38,6	6,0	35,1	25,5	31,5	10,2	27,6
Колонка 5-C	39,5	5,0	33,2	28,4	34,0	2,5	14,5
Колонка 8-D	39,3	5.5	37,5	27,2	33,2	11,6	27,5
Колонка 10-E	38,9	6,0	35,8	25. 8	32,0	10,6	28,0
Колонка 15-F	40,2	4,5	36,2	30,4	35,8	1,2	16,1
Средняя относительная погрешность						6,7	22,7

3.1. Графическое представление

Как показано в Таблице 2, наиболее подходящая кривая, которая представляет взаимосвязь между числом отскока и прочностью бетона на сжатие, представляет собой кривую, которая имеет следующее уравнение:

РАЗРАБОТКА НОВОГО ИСПЫТАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ НА РАЗРЫВ БЕТОННЫХ БЛОКОВ

Оптимизация конструкции плоских балок

Оптимизация конструкции плоской балки NSCC29 R.Abspoel 1 1 Отдел проектирования конструкций, Делфтский технологический университет, Делфт, Нидерланды РЕФЕРАТ: В проектировании стальных пластинчатых балок высокая степень

Дополнительная информация

Стресс-деформационные отношения

Взаимосвязь напряжений и деформаций Испытания на растяжение Одним из основных ингредиентов в изучении механики деформируемых тел являются резистивные свойства материалов. Эти свойства относятся к напряжениям