Пробы бетона: Правила отбора проб бетонных образцов по ГОСТ 10181-2000

Как правильно забивать кубики бетона?

Перед внедрением в строительство либо после окончания монтажа бетонных конструкций (в редких случаях) бетонный раствор, согласно действующим строительным нормативам, необходимо подвергнуть тщательному контролю качества бетона. Для этих целей осуществляется отбор проб образцов бетона, которые в дальнейшем будут испытаны на прочность и на изгиб при помощи разрушающего метода. Данный метод подразумевает полную деструктуризацию испытуемых образцов и определения на ее основе его прочностных и других технических характеристик.

Проба бетонного раствора – это строго определенный объем испытуемого материала, который был отобран из единственного замеса, либо автоматического смесителя (отбор из нескольких осуществлять не рекомендуется, так как это препятствует точному определению марки и показателей отдельных образцов). Отбор проб образцов смеси раствора осуществляется строго из центральной зоны в замесе либо автобетоносмесителе.

В зависимости от типа бетонного раствора, отбор проб образцов осуществляется в следующих местах:

• при испытании образцов будущей железобетонной конструкции пробы забираются на месте ее формования;
• для испытания товарного раствора образцы берутся на месте загрузки смеси в транспортные емкости;
• при испытании бетона монолитной конструкции образцы берут на месте его заливки.

Независимо от того, какой объем будут иметь готовые для испытания кубики бетона, для их формования требуется брать смесь объемом в 2-2,5 раза больше готового образца. Это дает возможность изготовить несколько контрольных образцов и получить максимально точный результат на основе средних показателей испытаний. Как правило, для контроля качество формуется от 3 до 6 исследуемых образцов.

Как правильно «забивать» кубики бетона? Форма для изготовления опытных образцов бетона может иметь  размеры 70х70х70 мм,  100х100х100 мм, 150х150х150 мм . Такая форма предварительно смазывается специальным составом (эмульсией) для последующего легкого изъятия. Форма заполняется бетонным раствором, по мере заполнения производится штыкование железным прутом для распределения плотности наполнителя (щебень, фибра, пр.)  После наполнения снимается лишний слой по кромке формы. Через сутки образцы бетона извлекаются из форм и помещаются в место хранения,  с температурой  +18 ±2°С и относительной влажностью воздуха не менее 95%.   

Для испытания на сжатие используется специальный пресс, генерирующий постепенно увеличивающуюся нагрузку. Испытуемый образец устанавливается на плоскую устойчивую платформу, и подвергается повышающемуся сжатию. Процедура происходит до полной потери целостности структуры бетонного кубика, которая, как правило, наступает в течение 20-30 секунд после начала испытания. Полученные данные вносятся в протокол исследования. Таким же образом обследуются остальные образцы бетонного раствора. На основе полученных данных выводится среднее значение прочности бетона из обследуемого замеса и определяется его марка.

Строительная лаборатория Verum предлагает вам квалифицированные услуги лучших профессионалов Украины в области контроля качества строительных материалов. К вашим услугам современная техническая база, укомплектованная новейшим высокоточным оборудованием и гарантирующая получение максимально точных результатов обследования. Заказчикам предоставляются все необходимые консультации касательно повышения качества испытуемого бетонного раствора. Также мы составляем весь перечень требуемой документации в строгом соответствии актуальным строительным нормативам и положениям закона. Заказывайте услуги нашей лаборатории, и лично убедитесь в этом!

Отбор проб ГОСТ 10180 — БЛИЦ

Форма и номинальные размеры образцов в зависимости от метода определения прочности бетона должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1

Допускается применять следующие образцы:

— кубы (далее — образцы-кубы) с ребром длиной 70 мм;

— призмы (далее — образцы-призмы) размером 70x70x280 мм;

— цилиндры (далее — образцы-цилиндры) диаметром 70 мм;

— половинки образцов-призм, полученных после испытания на растяжение при изгибе образцов-призм, для определения прочности бетона на сжатие;

— образцы-кубы, изготовленные в неразъемных формах с технологическим уклоном;

— образцы по ГОСТ 10180-2012, приложение К.

За базовый образец при всех видах испытаний следует принимать образец-куб или образец-призму с размером рабочего сечения 150х150 мм.

Наименьшие размеры образцов в зависимости от наибольшего номинального размера зерен заполнителя в пробе бетонной смеси должны соответствовать указанным в таблице 2.

Таблица 2

Примечания:
1. Для испытания конструкционно-теплоизоляционного и теплоизоляционного бетонов класса В5 и менее на пористых заполнителях (независимо от наибольшего номинального размера зерен заполнителя) следует применять образцы с наименьшим размером 150 мм.
2. При изготовлении образцов из бетонной смеси должны быть удалены отдельные зерна крупного заполнителя, размер которых превышает более чем в 1,5 раза наибольший номинальный размер заполнителя, указанный в таблице 2, а также все зерна заполнителя размером более 100 мм.
3. При изготовлении образцов с минимальным размером 70 мм максимальная крупность заполнителя не должна превышать 20 мм.

Образцы изготавливают и испытывают сериями.

Отклонения от плоскостности опорных поверхностей образцов-кубов и образцов-цилиндров, прилегающих к плитам пресса, не должны превышать 0,001 наименьшего размера образца.

Отклонения от прямолинейности образующей образцов-цилиндров, предназначенных для испытания на раскалывание, не должны превышать ±0,2 мм.

Отклонения от перпендикулярности смежных граней образцов-кубов и образцов-призм, а также опорных поверхностей и образующих образцов-цилиндров, предназначенных для испытания на сжатие, не должны превышать ±1 мм.

Пробы бетонной смеси для изготовления контрольных образцов при производственном контроле прочности бетона отбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 10181, ГОСТ 18105 и ГОСТ 7473 из рабочего состава бетонной смеси.

Пробы бетонной смеси для изготовления контрольных образцов, предназначенных для лабораторных исследований, при подборе состава бетона, изучении влияния различных технологических факторов на свойства бетонов и для других целей следует отбирать из специально приготовленных лабораторных замесов бетонной смеси.

Объем пробы бетонной смеси должен превышать требуемый для изготовления всех серий контрольных образцов не менее чем в 1,2 раза.

Отобранная проба бетонной смеси должна быть дополнительно вручную перемешана перед формованием образцов.

Бетонные смеси, содержащие воздухововлекающие и газообразующие добавки, перед формованием образцов не следует дополнительно перемешивать.

Образцы изготавливают в поверенных (калиброванных) формах, соответствующих требованиям ГОСТ 22685.

Перед использованием форм их внутренние поверхности должны быть покрыты тонким слоем смазки, не оставляющей пятен на поверхности образцов и не влияющей на свойства поверхностного слоя бетона.

Укладку бетонной смеси в форму и ее уплотнение следует проводить не позднее чем через 20 мин после отбора пробы.

При изготовлении нескольких серий образцов, предназначенных для определения различных характеристик бетона, все образцы следует изготавливать из одной пробы бетонной смеси и уплотнять их в одинаковых условиях. Отклонения между средними значениями средней плотности бетона образцов отдельных серий и средней плотности отдельных образцов в каждой серии к моменту их испытания не должны превышать 50 кг/м³.

При производственном контроле прочности бетона формование контрольных образцов, а также контрольных блоков из ячеистых бетонов следует проводить по той же технологии и с теми же параметрами уплотнения, что и формование изделий и конструкций.

Уплотнение бетонной смеси марок по удобоукладываемости П4 и П5 проводят вручную с применением штыковки. Формы заполняют бетонной смесью слоями высотой не более 100 мм. Каждый слой уплотняют штыкованием стальным стержнем диаметром 16 мм с закругленным концом. Число нажимов стержня рассчитывают из условия, чтобы один нажим приходился на 10 см³ открытой поверхности образца. Штыкование проводят равномерно по спирали от краев формы к ее середине.

Уплотнение бетонной смеси механическими методами проводят с использованием виброплощадки или глубинного вибратора.

При уплотнении бетонной смеси марок по удобоукладываемости П1, П2, П3, Ж1 с использованием виброплощадки форму с уложенной и уплотненной штыкованием бетонной смесью жестко закрепляют на лабораторной виброплощадке и вибрируют до полного уплотнения, характеризуемого прекращением оседания бетонной смеси, выравниванием ее поверхности, появлением на ней тонкого слоя цементного теста.

При уплотнении бетонной смеси марок по удобоукладываемости Ж2, Ж3, Ж4, Ж5 с использованием виброплощадки на форме закрепляют насадку, устанавливают на поверхность бетонной смеси пригруз, обеспечивающий давление (0,004±0,0005) МПа, и вибрируют до прекращения оседания пригруза и дополнительно 5-10 с.

При уплотнении с использованием глубинного вибратора диаметр вибратора не должен превышать 1/4 наименьшего размера формуемого образца. Вибратор должен находиться в вертикальном положении и не касаться дна или стенок формы.

После окончания укладки и уплотнения бетонной смеси в форме верхнюю поверхность образца заглаживают мастерком или пластиной.

В случае применения на производстве способов и режимов уплотнения бетонной смеси, приводящих к изменению его состава (например, центрифугирование, вакуумирование), способ изготовления контрольных образцов бетона или поправочный коэффициент к прочности образцов, уплотненных стандартным методом, должен быть указан в стандартах или технических условиях на сборные конструкции или в рабочих чертежах монолитных конструкций.

4 важных шага к созданию надежных испытательных цилиндров для бетона

Не так давно я проезжал мимо строительной площадки по дороге на работу и заметил набор из четырех испытательных цилиндров, очевидно, отлитых во время недавней укладки бетона. Я также заметил, что они стояли полностью обнаженными в солнечный день при температуре 80 градусов (31 ºC) и ненадежно сидели на куче грязи. Что возможно могло пойти не так? День за днем ​​они сидели там. Однажды один опрокинулся, а еще через день другой скатился по куче грязи на бок. Прошло почти две недели, прежде чем они исчезли. Я, честно говоря, не знаю результата, но мне интересно, пришлось ли подрядчику без необходимости выбивать хороший бетон только потому, что эти образцы прочности были плохо обработаны.

Почему важны испытания бетона?

Может показаться неожиданным, что большинство испытаний бетона предназначены не для отражения характеристик бетона в самой конструкции или дорожном покрытии, а скорее для проверки качества бетона в том виде, в котором он доставляется на строительную площадку. Этот пост в блоге познакомит вас с некоторыми основными методами, позволяющими убедиться, что ваши образцы бетона полностью раскрывают свой потенциал.

В ASTM C31 и AASHTO T 23 испытания для этих целей требуют «стандартного отверждения». «Отверждение в полевых условиях» (здесь не обсуждается) используется, когда целью является оценка состояния и качества бетона в конструкции.

Начальное отверждение — это критический этап набора прочности, который происходит между моментом формования образцов и доставкой их в лабораторию для окончательного отверждения. Это время, когда существует множество возможностей для неправильного обращения и ошибок, которые могут напрямую повлиять на результаты испытаний на прочность.

4 надежных шага для надежных испытательных цилиндров для бетона

Местоположение, местоположение, местоположение

Плоский, ровный, устойчивый и защищенный. Ваши образцы должны формоваться как можно ближе к месту их хранения, и это место должно отвечать этим требованиям. Плоские и ровные легко понять, вы хотите, чтобы открытые поверхности оставались в той же плоскости, что и когда вы их срезали. Устойчивость и защита означает, что они должны быть защищены от ударов, спотыканий и вибрации. Кто-то, идущий поблизости по полу строительного трейлера, может необратимо повредить ваши образцы, особенно если они находятся на этом чувствительном этапе между начальным и окончательным набором.

• Наша рекомендация: Ящики для выдерживания бетона, чтобы изолировать образцы прочности от нарушений и поддерживать заданные температуры в соответствии со стандартами испытаний ASTM C31 и AASHTO T 23. Любые из них можно использовать для влажного отверждения, и они являются отличным портативным решением для защиты свежеприготовленных образцов для испытаний.

Жаркое время в Старом городе

Для начального отверждения температура окружающей среды большинства образцов должна быть в пределах от 60 до 80ºF (от 16 до 27ºC). Для смесей с проектной прочностью 6000 фунтов на квадратный дюйм (40 МПа) или более, эта величина сужается до 68–78ºF (от 20 до 26ºC). Вам не всегда может понадобиться полное ограждение, чтобы соответствовать этому диапазону, но трудно предсказать, когда вы этого не сделаете. Вы должны защитить их от прямых солнечных лучей, и вы должны быть в состоянии задокументировать максимальную и минимальную температуру во время первоначального отверждения.

• Наша рекомендация: термометры Max/Min MA-161 или MA-162. Они предлагают простой и экономичный способ контроля начальных условий отверждения. Наш 4-канальный термометр с регистрацией данных MA-324 может сохранять дополнительные данные и документацию.

Вода под мостом
Вода в бетонной смеси соединяется с цементом, со временем затвердевает и набирает прочность, поэтому, если ваши образцы теряют влагу, они также теряют потенциальную прочность. Для бетонных цилиндров самый простой и надежный способ предотвратить это — использовать плотно прилегающие пластиковые колпачки на формах цилиндров. Балки или кубы можно покрыть пластиком. Образцы также можно погружать в воду, насыщенную гидроксидом кальция, или влажность в камере можно поддерживать на достаточно высоком уровне, чтобы предотвратить потерю влаги из образцов.

• Наша рекомендация: плотно прилегающие пластиковые крышки HM-156 и HM-157 для наших пластиковых форм для бетонных цилиндров HM-151 и HM-152. Они предотвращают потерю влаги и помогают сохранить форму испытательного цилиндра из формованного бетона.

Передвижение вверх

Образцы прочности бетона нельзя перемещать раньше, чем через 8 часов после окончательного схватывания (описано в ASTM C403), и их необходимо хранить в месте окончательного отверждения в течение 48 часов после формования. Они должны быть устойчивыми и амортизированными во время транспортировки и защищены от замерзания или потери влаги. При более коротких поездках обратно в лабораторию замерзание и потеря влаги могут быть предотвращены путем изоляции, покрытия и оставления пластиковых крышек на формах. В течение более длительного времени их следует перевозить в отапливаемом помещении автомобиля.

• Наша рекомендация: стеллажи для транспортировки цилиндров HM-114 или HM-116 для безопасной и стабильной транспортировки бетонных цилиндров диаметром 4 или 6 дюймов. Держатели цилиндров HM-161 и HM-188 облегчают работу с 6-дюймовыми цилиндрами на работе или в лаборатории.

Для получения дополнительной информации обратитесь к одному из наших экспертов по тестированию.

Одна вещь: взятие проб свежего бетона

Кайла Хэнсон, P. E.

Примечание редактора. Это вторая статья в годовой серии, в которой основное внимание уделяется деталям и техническим аспектам одного общего дела, которое производители сборных железобетонных изделий делают ежедневно.

Сбор свежих образцов бетона — рутинная, но крайне важная процедура, ежедневно выполняемая на заводах по производству сборных железобетонных изделий. Образец бетона используется для проверки осадки бетона (или, в случае самоуплотняющегося бетона, осадки и индекса визуальной стабильности), температуры, плотности и содержания воздуха. Образец также используется для подготовки образцов для испытания прочности бетона на сжатие. Хотя мы уделяем большое внимание процедурам и результатам испытаний, достоверность испытаний и точность результатов зависят от отбора действительно репрезентативного образца бетона.

Репрезентативная проба представляет собой часть свежей партии бетона, точно отражающую характеристики партии в целом. Если образец не является действительно репрезентативным, то результаты испытаний не будут точно отражать характеристики продукта, изготовленного из этого бетона, даже если испытания проводятся в строгом соответствии с применимыми стандартами. Если аномалии в результатах испытаний указывают на то, что не была использована действительно репрезентативная выборка, невозможно вернуться и получить новую выборку. Важность правильного получения образца невозможно переоценить.

ASTM C172

Существуют различные стандарты, которые описывают, как получить репрезентативную пробу при использовании различных типов оборудования для смешивания и транспортировки (см. врезку). Тем не менее, ASTM C172, «Стандартная практика отбора проб свежезамешанного бетона», является процедурой отбора проб, на которую ссылаются в методах испытаний свежего бетона ASTM и методах ASTM для создания образцов прочности на сжатие, которые цитируются в Руководстве по контролю качества NPCA для заводов по производству сборных железобетонных изделий.

Меры предосторожности

При следовании процедурам ASTM C172 обязательно используйте передовой опыт на протяжении всего процесса сбора, чтобы убедиться, что смешанный образец действительно репрезентативен для характера и состояния партии бетона. Отбор проб следует выполнять, когда свежий бетон поступает из смесителя в транспортное оборудование, используемое для укладки бетона в формы. Обратите внимание, что некоторые спецификации могут требовать, чтобы образец был получен в других точках.

Позаботьтесь о защите образца от таких элементов, как солнце, ветер, дождь, снег, колебания температуры, источников быстрого испарения или непреднамеренного добавления влаги и источников загрязнения.

Сбор образца, проведение испытаний свежего бетона и изготовление образцов для определения прочности на сжатие являются процедурами, чувствительными ко времени. В дополнение к подготовке оборудования для отбора проб свежего бетона, перед отбором проб бетона обязательно подготовьте оборудование для испытаний свежего бетона и изготовления цилиндров на прочность на сжатие.

Продолжительность

Репрезентативная проба будет состоять из двух или более порций свежего бетона, объединенных в одну составную пробу. Промежуток времени между отбором первой и последней порций составного образца не должен превышать 15 минут. Вот почему так важно проводить процедуру и что может произойти, если не соблюдать протоколы:

• Более 15 минут при сборе порций свежего бетона для пробы композита могут привести к получению нерепрезентативной пробы. Чем дольше свежий бетон находится без дела — будь то в смесителе, желобе или контейнере для сбора проб — тем выше вероятность расслоения, что приведет к неоднородности пробы.
• Если прошло более 15 минут, образец следует выбросить, и его нельзя использовать для каких-либо испытаний или изготовления образцов для определения прочности на сжатие.

Объем пробы

Независимо от того, взята ли проба из стационарного миксера, автобетоносмесителя с вращающимся барабаном или миксера непрерывного действия, общий объем составной пробы должен составлять не менее одного кубического фута. И вот почему:

• Требуемый размер выборки зависит от максимального совокупного размера, используемого в смеси, и увеличивается по мере увеличения совокупного размера. Это гарантирует, что образец будет содержать достаточное объемное соотношение пасты и заполнителя, и поможет обеспечить точное представление всей партии.
• Использование составного образца размером менее одного кубического фута может не обеспечить достаточный объем бетона для проведения всех испытаний свежего бетона и изготовления необходимого количества цилиндров прочности на сжатие.

Сбор репрезентативного композитного образца является первым шагом в правильном проведении испытаний свежего бетона и изготовлении образцов на прочность на сжатие. Фотография из файла NPCA

Отбор пробы композита

При отборе проб из стационарного бетономешалки, автобетоносмесителя с вращающимся барабаном или смесителя непрерывного действия, отбирайте порции свежего бетона для пробы композита только после того, как все сырье (включая воду, добавки и волокна) добавлены в смеситель, и цикл смешивания завершен.

• Сбор порций бетона из бетономешалки после добавления всех сырьевых материалов, но до того, как миксер полностью перемешал бетон, приведет к получению нерепрезентативной пробы композита.

Соберите две или более порций свежего бетона через равные промежутки времени из средней части партии. При отборе проб из смесителя непрерывного действия и после внесения каких-либо корректировок в пропорции смеси дайте по крайней мере пять кубических футов бетона выйти из смесителя, прежде чем собирать порции свежего бетона для составной пробы.

• Не рекомендуется отбирать составные образцы из первых 10 % или последних 10 % партии, чтобы сосредоточиться на основной части партии. Однако бывает сложно определить, какая часть партии была выгружена, поэтому обычно это скорее рекомендация, чем строгое требование.

Каждую порцию бетона получают, полностью пропуская контейнер для сбора проб через выпускной поток бетона или полностью направляя его в контейнер для проб. Контейнер для образца должен представлять собой сосуд с неабсорбирующей поверхностью и должен быть подходящего размера, чтобы вместить образец и позволять смешивать его вручную.

• Сбор порций свежего бетона плавным движением помогает обеспечить однородность бетона и репрезентативность всей партии. Если выпускной поток запускается и останавливается во время отбора пробы, отдельные порции бетона, отобранного для составной пробы, могут иметь соотношение пасты к заполнителю, несколько отличающееся от соотношения всей партии.
• Убедитесь, что поток бетона не ограничен при выдаче из смесителя, желоба или транспортного оборудования. Это может привести к сегрегации и может изменить однородность собранного бетона.
• При отборе проб из автобетоносмесителя с вращающимся барабаном регулируйте расход бетона, регулируя скорость вращения барабана, а не регулируя открытие заслонки.

Транспортируйте контейнер для сбора проб с композитным образцом в лабораторию контроля качества, где будут проводиться испытания свежего бетона и/или где будут отливаться образцы прочности на сжатие.

Соедините и перемешайте порции бетона в контейнере для сбора проб лопатой или совком, чтобы создать составную пробу. Смешивайте бетон только в течение минимального времени, необходимого для обеспечения однородности смеси.

• Продолжение перемешивания композитного образца после того, как бетонные части в достаточной степени смешаны в однородный образец, может привести к сегрегации заполнителей по размерам или отделению пасты от заполнителя.

Проведение испытаний свежего бетона и изготовление образцов на прочность при сжатии

Начинайте испытания на осадку, температуру и содержание воздуха в течение пяти минут после получения последней порции композитного образца. Начните изготовление образцов прочности на сжатие в течение 15 минут после сбора последней части композитного образца. При отборе проб из смесителя непрерывного действия подождите не менее двух минут, но не более пяти минут, прежде чем начинать испытания свежего бетона или изготовление образцов на прочность на сжатие.

• Испытания свежего бетона должны проводиться эффективно. Процедуры испытаний должны выполняться только на свежезамешанном бетоне. Характеристики смеси и, в свою очередь, результаты испытаний свежего бетона могут быстро меняться с течением времени после выгрузки из смесителя, когда начинается гидратация цемента.
• Установление жестких временных рамок для начала и завершения испытаний свежего бетона и изготовления образцов на прочность на сжатие также помогает уменьшить изменчивость результатов испытаний.
• Период ожидания от двух до пяти минут между отбором композитного образца из смесителя непрерывного действия и началом испытаний свежего бетона требуется, поскольку вода для смеси добавляется всего за несколько секунд до выгрузки бетона из смесителя непрерывного действия.
• Независимо от типа смесителя после отбора образца и начала изготовления образца для измерения прочности на сжатие допускается немного больше времени. Результаты испытаний свежего бетона более чувствительны к времени, прошедшему между отбором образца и началом испытаний. Допуск до 15 минут между сбором образца композита и началом изготовления образцов для испытаний вряд ли окажет заметное влияние на результаты прочности на сжатие.
• Помните об ограничениях по времени для завершения испытаний свежего бетона и окончательного изготовления образцов прочности на сжатие, как указано в применимых методах испытаний ASTM.