Методы испытания бетона на прочность. Испытание на прочность бетона
особенности подготовки образцов к исследованию в лаборатории, популярные методы проверки
Лабораторные испытания бетона могут быть востребованы при различных строительных работах. Ни один полномасштабный проект не может обойтись без проверки качества используемых материалов. В ней заинтересованы как заказчики, так и исполнители. Для клиента очень важен итоговый результат. Исполнитель же может столкнуться с огромными штрафами при выявлении нарушений контролирующими органами.
Цели и задачи
Испытание образцов бетона проводится специализированными лабораториями, которые отбирают контрольный материал и проверяют его на прочность, растяжение и качество. Эти показатели крайне важны, поскольку бетон используется в абсолютном большинстве строительных проектов. Обнаружение брака на ранних этапах строительства избавит заказчика от множества неприятностей, связанных с необходимостью вносить изменения в уже проделанную работу. Проведение испытаний позволит решить следующие задачи:
Проверка качества материала на его соответствие проектной документации во время проведения строительных работ. Заказчик самостоятельно устанавливает сроки выполнения работ. В некоторых случаях испытание требуется проводить несколько раз в ходе строительства. Окончательная проверка осуществляется контролирующими органами при сдаче проекта.- Подозрения экспертных групп на наличие дефектов у железобетонных конструкций. В большинстве случаев работа приостанавливается до получения результатов, поэтому заказчик заинтересован в проведении срочных испытаний. При выявлении брака приходится искать пути устранения проблемы либо полностью заменять использованные некачественные блоки.
Испытания выполняются в обязательном порядке до начала работ по поднятию пола в подвальных или технических помещениях. Особенно важно проводить подобные исследования в старых зданиях.
Лабораторные опыты необходимо заказывать в срочном порядке при проникновении воды в технические или подвальные помещения. Нарушение герметичности может приводить к постепенному разрушению всего здания, поэтому устанавливать причину нужно на раннем этапе.
Одной из самых серьезных проблем является появление трещин или других повреждений в монолитной конструкции. В большинстве случаев это говорит о чрезмерном сроке эксплуатации строения или браке в конструкции. После оглашения результатов исследований специальная комиссия принимает решение о дальнейшей судьбе строения.
Очень часто инициатором проверки качества бетонной конструкции выступает покупатель любого объекта строительства. Клиент хочет быть уверен в техническом состоянии строения.
В паспорте каждого объекта подробным образом расписываются используемые материалы, сроки эксплуатации и другие важнейшие технические параметры. При наступлении срока планируемого капитального ремонта специальная комиссия тщательно изучает состояние материалов. Аналогичные действия проводятся при реконструкции или перепланировке.
Последовательность действий и отбор образцов проводятся в зависимости от целей и задач. Влияние оказывает и выработанная методика внутри сертифицированной лаборатории. В большинстве случаев процесс представляет собой универсальную последовательность действий.
Подготовка материала к испытанию
Одним из самых информативных и распространенных методов исследований является разрушающий способ. Для реализации проверки необходимо изъять определенные части уже готовой конструкции или отобрать образцы строительной смеси до ее заливки в опалубку. Из отобранных материалов составляются специальные кубические или цилиндрические заготовки, которые и будут подвергаться лабораторным испытаниям.
Кубическая форма
Для получения точных данных в ходе исследований существуют определенные требования и правила к подготовке образцов. Создание заготовки кубической формы предполагает соблюдение следующих норм:
Элементы должны соответствовать определенным размерам. Ребро куба должно составлять 100, 150, 200 или 300 мм.- Забор пробы важно производить из средней части раствора. Если в процессе получения используется бетононасос, то отбор производится в три этапа с промежутками в 10 минут. В это время смесь тщательно перемешивается.
- Заливка бетона в формы должна быть произведена не позднее чем через 20 минут после взятия образцов.
- Производство и проверки образцов осуществляются сериями. Количество заготовок регулируется в зависимости от марки и назначения бетона. В большинстве случаев для лабораторных испытаний достаточно 3—4 штук. Во время исследований могут быть установлены технические характеристики смеси в разные периоды кристаллизации. Поскольку плотность является одним из важнейших показателей, допустимое отклонение среднего значения не должно превышать 50 кг/м3.
Разрушающие испытания должны проводиться не ранее 28 суток с момента затвердевания смеси. Оценка результатов производится в соответствии с ГОСТ.
Цилиндрический образец
Пробы цилиндрической формы извлекаются из готовых конструкций для инструментального и визуального анализа материала. Последовательность действий при изготовлении кернов следующая:
Отбор образцов из конструкции требует использования специального оборудования для алмазного бурения. Главная сложность заключается в получении заготовки без арматуры.- Предварительная подготовка к экспертизе. Подготовленный на предыдущем этапе керн необходимо распилить на несколько небольших элементов цилиндрической формы. Для торцевания обычно используют специализированное оборудование. При его отсутствии работу можно выполнить вручную. Полученные образцы нужно выдерживать в течение 6 дней, после чего с ними проводятся лабораторные испытания.
- Проведение исследований, которые позволяют выявить прочность бетонных кернов при сжатии. Сотрудники лаборатории должны предварительно исключить наличие трещин, раковин или сколов на заготовке. Бракованные образцы должны устраняться. Цельные детали подвергаются нагрузке под прессом. Результаты фиксируются и сравниваются с требованиями по документации.
Сотрудники сертифицированных лабораторий всегда подскажут, какой необходимо выбрать способ проведения исследований. По итогам проверки составляется вся необходимая документация, которая подтверждает факт возможности дальнейшей эксплуатации бетона или устанавливает причины брака. Кроме того, сотрудники лаборатории могут дать рекомендации касательно сфер применения конкретной марки материала.
Методы проверки на прочность
На сегодняшний день бетон используется в различных областях строительства, поэтому внедряется большое количество разных материалов с отличными техническими параметрами. Проверка в лабораторных условиях проводится по следующим параметрам:
Сжатие и растяжение. Для проведения испытаний требуются специальные прессы. Сотрудники лаборатории устанавливают параметры и регулируют применяемое усилие в зависимости от технических характеристик бетона. На параметры оказывает влияние марка цемента, способ изготовления состава и смеси, возраст материала, режим кристаллизации.- Подвижность и плотность являются ключевыми параметрами при строительстве. Для их вычисления при испытании бетона в лаборатории используется специальный конус Абрамса. Изделие представляет собой устройство из нержавеющей стали с несколькими опорами и ручками для удобства проведения испытаний. Габариты конуса могут быть разными и зависят от целей и задач. Сам процесс испытания достаточно простой. В конус Абрамса необходимо залить бетон в 3 слоя. Каждый уровень в толщину не должен превышать 100 мм. Все слои нужно проколоть металлическим стержнем, после чего важно правильно устранить излишки раствора и сжать форму. После того как железная оболочка будет снята, можно оценить уровень подвижности и плотности бетона.
- Морозостойкость и водопроницаемость. В большинстве случаев бетонные конструкции используются при разных погодных условиях, поэтому показатели устойчивости к перепаду температур и влажности очень важны. Проверить устойчивость образца к влаге можно при помощи специальной ванны. Материал располагается в ней, а вода поступает под различным давлением. После процедуры замеряется вес жидкости и рассчитывается коэффициент водонепроницаемости. Для расчета параметров морозостойкости необходимо использовать специальную климатическую камеру. Заготовка помещается внутрь и подвергается поочередному замораживанию и оттаиванию.
- Испытание на удобоукладываемость. Вычисление этого параметра производится в секундах, для него используется специальный прибор под названием вискозиметр. Замер времени осуществляется с момента начала укладки смеси до окончательного завершения работы. Качество бетона зависит от скорости укладки смеси вискозиметром. Чем быстрее завершается работа, тем более качественным считается материал.
- Проверка на усадку при помощи гидравлических прессов.
Проведение испытаний бетона на прочность лабораториями проводится на разных условиях. Заказчику при этом необходимо оценивать не только итоговую стоимость, но и множество других параметров.
Выбор лаборатории
От качества используемых при строительстве материалов зависит безопасность многих людей, поэтому проводить исследования могут только сертифицированные организации. Заказчику стоит обращать внимание на некоторые параметры:
Оперативность. Если проведение испытаний должно завершиться за максимально короткий промежуток времени, тогда стоит выбирать лаборатории узкой направленности.- Качество и профессионализм сотрудников. Важно понимать, что в результатах экспертизы заинтересованы не только заказчики объекта строительства, но и исполнители. При выявлении нарушений на завершающих этапах подрядчику придется столкнуться с большими штрафами и необходимостью исправлять допущенные просчеты. Именно поэтому необходимо внимательно ознакомиться с сертификатами на используемое оборудование и узнать степень квалификации персонала.
- Наличие обновлений научно-технической нормативной базы. Специалисты должны внимательно отслеживать последние изменения в области требований к техническим параметрам используемых материалов.
В большинстве случаев сотрудники лаборатории самостоятельно выезжают на объект, проводят отбор образцов, рассказывают о необходимых мероприятиях. Итоговая стоимость зависит от многих параметров. В первую очередь на цену влияет количество используемых методов. Существенное влияние оказывают специфика материала и количество марок цемента, используемых при получении бетона.
tvoidvor.com
Прочность бетона - основные методы определения прочности бетона
Прочность бетона на сжатие, является важнейшей технической характеристикой, регламентируемой действующими нормативными документами: ГОСТ и СНиП. В соответствии с практическими исследованиями 80-85% марочной прочности бетон приобретает на 28 сутки после затворения водой.
СодержаниеСвернуть
Конечно, при этом температура окружающего воздуха должна находиться в пределах 20-25 градусов Цельсия. Максимально же возможная прочность бетонной конструкции достигается через 3-4 года после заливки.
Оценка прочности бетона различными методами
Так как прочность бетона является самой важной характеристикой, от которой зависит прочность сооружения, конструкторами и технологами разработаны и активно применяются следующие варианты испытаний бетона на прочность:
- Неразрушающие механические методы контроля. Основаны на опосредственной оценке технической характеристики, полученной методами: упругого отскока, удара, и отрыва со скалыванием.
- Определение прочности бетона ультразвуковым методом. В этом случае используется специальная ультразвуковая установка, которая «просвечивает» проверяемую конструкцию и определяет прочность бетона в зависимости от скорости распространения ультразвуковых волн.
- Метод разрушающего контроля прочности. Согласно существующим СНиПам разрушающий контроль является обязательным при приемке здания или сооружения в эксплуатацию.
- Самостоятельный метод определения прочности бетона с помощью подручных материалов и инструментов: молотка, зубила и штангенциркуля.
Перечисленные способы имеют различную степень точности, находящуюся в пределах допускаемой погрешности.
Определение прочности бетона неразрушающими методами
- Определение прочности с помощью молотка Физделя. При ударе рабочей частью молотка Физделя на поверхности бетона очищенной от посторонних материалов образуется отпечаток в виде лунки определенного диаметра. Величина диаметра, измеренная штангенциркулем, характеризует прочность бетона. Для достоверности результатов производится 12-15 ударов. Для расчета прочности принимается средний диаметр лунки.
- Определение прочности с помощью молотка Кашкарова. Удар молотком Кашкарова оставляет на поверхности бетона два отпечатка. Один отпечаток остается на исследуемом объекте, второй отпечаток остается на эталоне (бетонном стержне известной прочности). В зависимости от соотношений диаметров отпечатков определяется прочность проверяемого объекта.
- Прочность бетона неразрушающими методами определяемая с помощью: пистолета ЦНИИСКа, молотка Шмидта и склерометра. Указанные методы основаны на принципе упругого отскока рабочего органа от испытываемого объекта. Величина прочности бетона оценивается по шкале прибора, на которой фиксируются полученные данные.
- Отрыв со скалыванием. Для проведения испытаний выбирается участок поверхности в теле, которого нет арматурного пояса. Для проверки прочности используются специальные анкерные устройства, внедряемые в толщу бетона. Оценка прочности производится по шкале анкерного устройства.
Определение прочности бетона с помощью ультразвука
Технология использует связь, которая существует между скоростью распространения ультразвуковых импульсов и прочностью бетонной конструкции. Для реализации метода необходимо специальное оборудование, состоящее из генератора ультразвуковых волн, блока управления и датчиков.
Кроме прочности бетона, приборы ультразвукового исследования позволяют определять дефекты, однородность, модуль упругости и плотности толщи исследуемого объекта.
Разрушающие методы определения прочности бетона
В соответствии с требованиями действующего СП 63.13330.2012 г., проверка конструкций разрушающими методами являются обязательными, застройщикам остается выбрать приемлемый способ определения прочности бетона по контрольным образцам из следующего списка:
- Контроль прочности, осуществляемый специальными прессами, разрушающими контрольные образцы, залитые в специальные формы. Аналогичным способом осуществляется проверка отпускной прочности бетона ГОСТ 18105-2010. «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности».
- Контроль прочности бетона разрушением образцов выпиленных или высверленных из толщи проверяемой конструкции.
- Контроль прочности методом разрушения образцов изготовленных непосредственно на строительной площадке. В связи с тем, что время и условия набора прочности образцами и время и условия набора прочности залитой конструкцией существенно различаются, данный метод считается относительно достоверным.
Определения прочности бетона своими руками
Более-менее достоверные сведения о прочности залитого бетона можно получить без использования специального оборудования. Для самостоятельных испытаний потребуется следующий инструмент:
- Слесарный молоток массой ударной части 400-600 граммов.
- Штангенциркуль с глубиномером.
- Слесарное зубило средней величины.
При этом показатель прочности бетона – размер следа и глубина проникновения зубила после нанесения удара молотком средней силы.
- Если след от зубила едва виден, прочность бетона соответствует классу В25.
- Более глубокая и хорошо видная отметина идентифицирует бетон класса В15-В25.
- Проникновение зубила в тело материала более чем на 0,5 мм говорит о том, что перед нами бетон класса В10,
- Проникновение зубила в толщу бетона более чем на 10 мм идентифицирует бетон класса прочности В5.
Несмотря на то, что самостоятельный метод определения прочности бетона весьма простой и очень экономичный, прочность материала особо ответственных конструкций лучше всего определять «научными» способами привлекая соответствующих специалистов оснащенных соответствующим оборудованием.
Класс прочности всех марок бетонов
Заключение
Показатели марки и класса бетонных материалов – это самые важные показатели их сопротивления сжатию и осевой растяжке. В отличии от качеств относительно стойкости к низким температурам, влаге, именно они учитываются в первую очередь при покупке материалов.
cementim.ru
Методы испытания бетона на прочность - Статьи
Величина показателя прочности зависит от характера приложенных усилий. Ведущий прочностной параметр бетона - прочность при сжатии, связан корреляционными зависимостями с прочностью при растяжении, срезе, скалывании и др. На значении прочностных показателей бетона сказываются особенности испытательных машин, условия испытания, форма образцов. Наибольшую прочность материал показывает при Достаточной жесткости испытательных прессов, когда разрушение идет в основном за счет самой энергии, накопленной в образце. Показатели прочности увеличиваются с уменьшением размера эбразцов, когда уменьшается вероятность наличия опасных Дефектов и ниже степень их статической неопределенности. Большое значение имеют скорость и равномерность нагружения образцов. Для получения воспроизводимых результатов эти существенные факторы, влияющие на прочность, лимитируются методикой действующего стандарта. При испытании образцов на сжатие развиваются изгибающие моменты в опорных плитах, и они работают как пластины на упругом основании, закрепленные по центру. При недостаточной толщине плита, опирающаяся на шарнир пресса, изгибается, что приводит к снижению предела прочности образца. В результате действия сил трения между образцом и плитами пресса последние уменьшают деформации прилегающих слоев, предохраняя их от разрушения (эффект обоймы). Учитывая определенную анизотропность прочности образцов, обусловленную седиментационными и другими дефектами, образцы испытывают на прессе в одинаковом положении. При контроле прочности бетона обычно используют три вида нормируемых значений прочности: передаточную, отпускную и проектную. Образцы, преднаначенные для определения передаточной прочности бетона, твердеют в тех же условиях, что и бетон конструкций, и их испытывают непосредственно перед передачей давления на бетон (обжатием бетона) при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций. Отпускную прочность определяют, испытывая образцы, также твердевшие в тех же условиях, что и бетон в конструкции. Испытание проводят перед отпуском (отгрузкой) сборного железобетона с предприятия. Проектную прочность определяют, испытывая образцы в заданные проектом сроки. При этом их вначале хранят вместе с образцами, предназначенными для определения отпускной прочности, а после испытания последних переносят в камеру нормального твердения. При испытаниях монолитного бетона для оценки проектной прочности используют образцы, хранившиеся в камере нормального твердения и твердевшие вместе с бетоном конструкции. При массовом производстве для оценки прочности бетона и изделий на его основе и достижения постоянства заданной обеспеченности нормативных сопротивлений используют статистический метод. Суть метода заключается в том, что для каждого технологического комплекса, включающего одну или несколько технологических линий, по результатам испытаний определенного числа проб от каждой партии в течение анализируемого периода находят значения партионных и общего коэффициентов вариации прочности, и в зависимости от них требуемые значения прочности в последующий контрольный период. Нестатистический метод оценки прочности допускается для малосерийного производства. При этом фактическая прочность бетона в серии контрольных образцов (серия - группа образцов, твердевших в одинаковых условиях и испытанных в одном возрасте) должна составлять не менее 95% нормируемой прочности. Фактическая средняя прочность бетона в партии (партия - контролируемый объем бетона одного состава, изготовленного за постоянный промежуток времени), полученная как среднеарифметическая прочность всех серий контрольных образцов, должна быть не менее 1,1 нормируемой прочности. При контроле прочности бетона на стандартных образцах не учитываются в полной мере условия укладки, уплотнения и твердения бетона, его однородность. При испытании стандартных образцов нельзя определить прочность в эксплуатируемых бетонных и железобетонных конструкциях. Частично эти недостатки можно устранить испытанием высверленных из конструкций циллиндрических образцов-кернов, образцов правильной и неправильной формы, вырубленных из плитных бетонных конструкций. На практике широкое распространение для определения прочности бетона в изделиях находят неразрушающие методы, основанные на взаимосвязи прочностных и косвенных характеристик. Последними могут служить отпечатки на бетонной поверхности, характеризующие пластическую деформацию при вдавливании индентора (штампа) под действием нагрузки, степень сцепления металла (арматуры и др.) с бетоном, усилие скалывания бетона; величина упругого отскока; скорость ультразвуковых волн и волн, вызванных механическим ударом, частота собственных колебаний. При испытании замороженных водонасыщенных бетонов отмечается уменьшение диаметров оттисков и увеличение упругого отскока, что связано с повышением твердости бетонной поверхности и ростом упругих свойств бетона при замерзании влаги. Скорость ультразвука при испытании бетона, замороженного в водонасыщенном состоянии, еще больше возрастает вследствие большей скорости распространения ультразвуковых волн через лед, чем в воде. По мере увеличения прочности бетона степень изменения физико-механических характеристик при водонасыщении и замораживании уменьшается. При испытании неразрушающими методами водонасыщенных и замороженных в водонасыщенном состоянии бетонов необходимо учитывать поправочные коэффициенты, величина которых зависит от состава, структуры и свойств бетона и должна определяться по результатам испытаний.
Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин
m350.ru
