оценка бетона

Оценка качества бетона

В ходе обследования экспертами была произведена оценка качества бетона в фундаментах Объекта методами неразрушающего контроля (ультразвуковой метод) согласно ГОСТ 17624-87 «Ультразвуковой метод определения прочности».

По результатам измерения установлено, что прочность бетона в бетонных конструкциях не менее заявленной. Показатели прочности бетона составляют М 350.

В ходе обследования экспертами было произведено определение качества выполненных работ.

В результате был зафиксирован целый ряд дефектов и повреждений бетонных конструкций фундамента.

Наиболее вероятными причинами возникновения выявленных в ходе обследования дефектов, являются:

• не соответствие характеристик бетона проектным показателям;
• укладка бетонной смеси производилась без противоморозных добавок;
• нарушена технология проведения бетонных работ.

Общее качество выполненных строительно-монтажных работ свидетельствуют о не соблюдении строителями технологии производства работ, отсутствии контроля за производством работ со стороны подрядчика и низкой квалификации специалистов, выполнявших данные работы.

• Нарушена целостность водоизоляционного ковра – Нарушена целостность водоизоляционного ковра, в результате несанкционированного демонтажа строительных конструкций
• Объемы фактически выполненных работ – Для целей определения объемов фактически выполненных работ по текущему ремонту систем пожарной безопасности и сигнализации в зданиях министерства экономического развития
• Экспертиза внутренних помещений здания – Визуально-диагностическое обследование внутренних помещений здания
• Трещины в несущей конструкции – определение причин возникновения трещин в несущих и ограждающих конструкциях загородного дома – Причины осадочных трещин следующие: ошибки при изысканиях и в проекте( невыявленные плывуны, карстовые и просадочные породы и включения, проектирование под частью здания подвальных помещений )
• Зафиксировать прочность железобетонных плит перекрытия и прочности фундамента – Оценка технического состояния фундамента из бетона
• Адрес в Москве – Адрес: Москва, ул. Верхняя Первомайская, д. 43, офис 206
• Экспертиза облицовки фасада здания – Строительная экспертиза гранитной облицовки фасада здания
• Обследование балок здания – Оценка категории технического состояния балок – нормативное техническое состояние
• Обследование кровли здания – Обследование кровли здания
• Стоимость переноса и пересадки насаждений – Стоимость переноса насаждений

Оценка прочности бетона

Ни одно современное здание не обходится без применения бетона. Чтобы его изготовить, потребуется цемент, твердые заполнители и вода. При взаимодействии и последующем затвердевании этих материалов получается прочный камень, внутри которого образуется жесткий скелет.

Если использовать неправильную технологию при изготовлении или неверные пропорции состава бетона, то взаимосвязь между компонентами может нарушиться и привести к деформации бетона.

Чтобы избежать этого, требуется постоянная оценка прочности бетона как в свежеприготовленной смеси, так и в затвердевшем состоянии.

Оценка прочности в лабораторных условиях

Как правило, контроль над бетоном производится в лабораторных условиях. Для этого работник изготавливает серию контрольных образцов, которые могут быть в форме кубов или призм, что, соответственно, подразумевает собой кубиковую или призменную прочность бетона. Чаще всего изготавливают кубы с размером сторон 10 х 10 см. Но эталоном являются образцы со сторонами 15 х 15 см. Поэтому лаборант при изготовлении небольших кубиков использует приводящий коэффициент.

Образцы призмы помогают получить результат, наиболее приближенный к работающим элементам конструкций. Такой способ определения прочности используют редко из-за сложного процесса, для которого требуется больше бетонной смеси, чем при определении кубиковой прочности бетонов. Размеры призмы составляют 150 х 150 х 600 мм, из-за этого вес образца очень тяжелый.

Изгиб и растяжение: даем оценку бетону

Кроме применения контрольного метода на сжатие, в лаборатории используют оценку прочности бетона на изгиб и растяжение. Этот метод тоже редко используется, так как при проектировании конструкций эту прочность не принимают во внимание. Однако, используют тогда, когда требуется узнать сопротивление бетона на растрескивание.

Для испытания используют брусок с размером сторон 400 х 400 х 100 мм, который укладывается на опоры, расстояние между которыми 30 см. На образец подается нагрузка. Как только образец лопнет, лаборант фиксирует значение.

Вышеперечисленные методы контроля прочности бетона возможно проводить в условиях лаборатории при наличии специального оборудования:

• пресс,
• весы,
• формы для изготовления образцов и
• другие подручные инструменты.

Приборы для прочностной оценки бетона

Если строительная организация не оснащена лабораторией, то для оценки прочности бетона применяют специальные приборы, воздействие которых относится к неразрушающим методам контроля прочности бетона. Самые простые из них — молотки Кашкарова или Физделя, которые за счет вмонтированного шарика оставляют отпечаток на поверхности бетона. По серии отпечатков находят среднее значение, в результате чего, присваивают фактическую прочность, ориентируясь на градуировочную таблицу.

Наиболее современные приборы оснащены электронным табло. В зависимости от метода, приборы работают по-разному:

• ультразвук,
• ударный отскок,
• отрыв со скалыванием,
• ударный импульс.

Для более точного результата можно задать необходимые параметры, например, условия хранения, вид заполнителей, дата изготовления.

Все приборы должны в обязательном порядке проходить ежегодную поверку в метрологической организации, чтобы исключить систематические погрешности экспериментов.

Статистическая оценка прочности бетона при обследовании зданий

Несмотря на преобладающее количество нормативных документов, предъявляющих высокие требования к характеристикам бетона, большое внимание стало уделяться изучению его свойств, стала пользоваться популярностью – статистическая оценка прочности бетона при обследовании зданий.

Особе внимание уделяется изучению сжатия бетона. Под этим понимается коэффициент прочности материала – прямая зависимость надежности и безопасности строительных конструкций.

Когда необходима статистическая оценка?

Существует достаточное количество методов по определению параметров бетона. Однако не всегда это требуется, но существует ряд случаев когда проведение оценки крайне необходимо, а именно:

если проводились работы по определению коэффициента сжимаемости бетона способом «отрыв со скалыванием»;

выполнение работ по определению прочности осуществлялись на основании ГОСТ 28570;

коэффициент сжатия определялся на основе градуировочных зависимостей.

Методы контроля прочности

Существует огромное количество способов, позволяющих определить степень прочности бетонных конструкций при обследовании строительных элементов.

Разрушающие способы (путем отбора проб) являются наиболее точными способами определения качества бетона. Выполняются они двумя методами: выбуриванием или выпиливанием. Но применение данного способа не всегда используется в строительстве из-за таких явных минусов: высокая стоимость работы из-за дорогостоящего оборудования, а также длительности выполнения работ, это, как правило, негативно воспринимается со стороны заказчика. Если вам важна точность, то это ваш метод.

Неразрушающие методы (прямые) бывают следующих видов: отрыв, скалывание ребра, применение сразу двух способов: отрыв и скалывание. Цена гораздо ниже первого описанного метода. Трудоемкость процесса минимальна и заключается в измерении специальным прибором таких параметров как диаметр отпечатка, отскок и т.п.

Неразрушающие методы (косвенные) выделяют следующие виды: пластической деформации, ударного импульса, упругого отскока, ультразвуковой. Следует отметить, что наибольшей трудоемкостью характеризуется метод пластической деформации. Как правило, это методы используют строительные компании стремящиеся сократить расходы на использование дорогостоящего оборудования, либо фирмы пытающиеся сэкономить на снижении качества строящихся зданий.

Выводы и рекомендации

Если вам требуется качественная статистическая оценка прочности бетона при обследовании зданий, советуем внимательно подойти к выбору проектной компании. Для качественного измерения прочности бетона можно использовать:

Методы из третьей группы: упругого отскока или ультразвуком. Разрешается их сочетать.

Методы из первой и второй групп, если требования норм при строительстве не нарушены. Наиболее целесообразно применить метод скалывания или отрыва.

Наиболее перспективным по соотношению трудоемкости, качеству и стоимости является метод скалывания.

Если вам требуется приблизительная оценка прочности бетона, тогда можно воспользоваться любыми из третьей группы.

В особенно тяжелых случаях, к примеру, если бетон заморожен, требуется брать образцы – проводить опробирование в лабораторных условиях.

Заказать геодезическое обеспечение строительства, а также использование любых методов статистической оценки бетона возможно в компании ООО «Геолог». Наши инженеры работают по многим регионам и городам нашей страны: Москва, Санкт-Петербург, Московской области, Ярославская область, Тульская область, Тверская область, Калужская область, Рязанская область, Брянская область, Владимирская область, Нижегородская область, Воронежская область, Курская область, Тамбовская область, Белгородская область, Пензенская область, Краснодарский край, Ленинградская область, Псковская область.

Итоговая смета работ может быть подготовлена с учетом изучения вашего технического задания. Ждем ваших обращений!

Оценка прочности бетона

Экспертом произведены измерения скорости распространения ультразвука в бетонных конструкциях для определения средней прочности на сжатие, класса и марки бетона (см. Приложение № 1, фото № 12).

Измерения производились ультразвуковым тестером УК1401, согласно ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности». Число и расположение контролируемых участков на конструкциях установлены с учетом требований ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Правила контроля прочности».

По выполненным измерениям произведены расчеты средней прочности бетона, определены марка и класс по прочности бетона на сжатие.

Результаты занесены в Таблицу №1.

Скорость распространения ультразвука на участках

Ближайший класс бетона по прочности на сжатие

Марка бетона по прочности на сжатие

Экспертная оценка бетона

Выявленное на отдельных участках монолитных конструкций отсутствие защитного слоя бетона с оголением стержней арматуры является нарушением требований «СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры, п. 8.3 Армирование» согласно которым «арматура, расположенная внутри сечения конструкции, должна иметь защитный слой бетона. Толщина защитного слоя бетона должна составлять не менее 20 мм».

Данный вид дефекта согласно классификатору основных видов дефектов в строительстве и промышленности строительных материалов является значительным.

Величина защитного слоя бетона в железобетонных конструкциях менее нормативной

Визуальный осмотр с замерами

Отклонения в толщине защитного слоя превышают нормативные

Экспертиза защитого слоя бетона

8.3.1 Арматура, расположенная внутри сечения конструкции, должна иметь защитный слой бетона (расстояние от поверхности apматуры до соответствующей грани конструкций), чтобы обеспечивать:

• совместную работу арматуры с бетоном;
• анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;
• сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий);
• огнестойкость и огнесохранность.

8.3.2 Толщину защитного слоя бетона назначают исходя из требований 8.3.1 с учетом типа конструкций, роли арматуры в конструкциях (продольная рабочая, поперечная, распределительная, конструктивная арматура), условий окружающей среды и диаметра арматуры.

Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры следует принимать по таблице 8.1.

Условия эксплуатации конструкций зданий

Толщина защитного слоя бетона, мм, не менее

1. В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности

2. В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)

3. На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)

4. В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки

Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в таблице 8.1, уменьшают на 5 мм.

Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.

Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры.

Выявленная на отдельных участках монолитных конструкций, неоднородность, выражающаяся в наличии раковин, недоливов, пор, обнажениях арматуры, является нарушением требований СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». Основные положения. п. 8.1.4 «Укладку и уплотнение бетона следует выполнять таким образом, чтобы можно было гарантировать в конструкциях достаточную однородность и плотность бетона, отвечающих требованиям, предусмотренным для рассматриваемой строительной конструкции».

Данный вид дефекта согласно классификатору основных видов дефектов в строительстве и промышленности строительных материалов является значительным.

Бетонные поверхности имеют раковины, поры и обнажения арматуры

Экспертное мнение

Данный вид дефекта согласно экспертному мнению является следствием несоблюдения технологий проведения бетонных работ.

На отдельных участках монолитных бетонных конструкций зафиксирована неоднородность бетона, выражающаяся в наличии раковин, недоливов и трещин.

Данные дефекты свидетельствуют о повреждениях и деформациях опорно-несущих бетонных конструкций и являются критическими. Следствием дальнейших воздействий на конструкцию стен является полное разрушение.

Причинами возникновения данных дефектов, являются:

• не соответствие характеристик бетона проектным показателям;
• укладка бетонной смеси производилась без противоморозных добавок;
• нарушена технология проведения бетонных работ.

Данный вид дефекта согласно классификатору основных видов дефектов в строительстве и промышленности строительных материалов является критическим.

Несоответствие параметров прочности, морозостойкости, плотности, водонепроницаемости, деформативности и других показателей бетона проекту и нормам

Данные лабораторных испытаний и проведение контрольных испытаний

Нарушение правил зимнего бетонирования

Проверка на месте. Данные журнала работ

Невыполнение мероприятий по уходу за бетоном в зимний и летний периоды

Проверка на месте. Данные журналов производства работ

На основании данных, полученных в результате обследования, техническое состояние основных обследуемых бетонных конструкций, в соответствии с положениями СП 13-102-2003, оценивается как ограниченно работоспособное состояние.

Изучение представленных на рассмотрение документов

В ходе обследования была изучена представленная на рассмотрения документация, а именно Договор подряда № 64/7 от 31 октября 2007г. Согласно Договору подряда № 64/7 от 31 октября 2007г. окончательный срок исполнения условий Договора установлен на декабрь 2007 года. На момент обследования условия Договора не выполнены.

• Обследование технического состояния – Строительное техобследования состояния конструкций и объектов
• Визуальное обследование гидроизоляции стяжки пола комнаты – Визуальное обследование стяжки и стен комнаты
• Обследование помещений – Строительное обследование помещений с целью проведения строительной экспертизы
• Экспертиза соединительных элементов смонтированной системы отопления – Строительная экспертиза соединений в системе трубопровода
• Выполнить работы по обследованию поверхности стен – Строительная экспертиза качества отделки стены
• Экспертиза кровли здания пристройки – Визуально-диагностическое обследование кровли здания пристройки
• Обследование кровельного покрытия – Выполнить строительное обследование качества кровельных работ
• Осмотр стены со стороны крыши – Осмотр участка стены со стороны крыши
• Произвести экспертизу фундамента – Строительный обмер фундамента экспертом
• Экспертиза скругления краев – Инкрустированные элементы в мозаику имеют недостаточно скругленные края

Оценка прочности бетона

При косвенной оценке прочности бетона по твердостным характе­ристикам его поверхностного слоя приходится учитывать следующие факторы, усложняющие эту оценку:

1) большой разброс результатов испытаний на «твердость», обу­словленный неоднородностью структуры бетона. Для получения надежных данных необходимо увеличить число проверяемых на поверхности точек и статистически обработать результаты испытаний;

2) возможная карбонизация поверхностного слоя, повышающая показатели твердости, а также увлажнение поверхности, снижающее эти показатели;

3) возможность расхождения прочностных характеристик на по­верхности и в глубине массивных блоков. Это может быть проверено, на­пример, контрольным бурением с выемкой образцов с разной глубины, а также применением рассматриваемых далее неразрушающих способов.

Необходимость в простых, доступных для массового применения способов оценки качества бетона настолько настоятельна, что, несмотря на указанные затруднения, для суждения о прочности бетона по механическим характеристикам его поверхностного слоя предложен целый ряд приборов и приспособлений. Краткий обзор практически наиболее оправдавших себя и методически интересных приемов приводится ниже.

Оценка прочности бетона с помощью молотка КМ.Кашкарова.

Эталонный молоток К.П. Кашкарова схематически показан на рис. 3. Принцип его действия аналогичен рассмотренному выше прибору Польди с той разницей, что удар наносится взмахом самого эталонного молотка.

Рис. 3. Схема молотка К. П. Кашкарова:

1 – головка; 2 – рукоятка; 3 – эталонный стержень; 4 – стальной шарик; 5 – стакан; 6 – торец стержня 3; 7 – испытуемый материал; 8 – пружина

При ударе боек (стальной шарик диаметром S мм) оставляет на поверхности исследуемого бетона вмятину диаметром d_б, а на эталонном стержне (круглого сечения из Ст. 3 диаметром 10 мм) – отпечаток диамет­ром d_эт. Для десяти ударов, нанесенных по проверяемому элементу с уда ленными штукатурными и окрасочными слоями, определяется усредненное отношение d_б/d_эт; прочность бетона оценивается по корреляционной зави­симости между d_б/d_эт и пределом прочности бетона на сжатие, устанавли­ваемой экспериментально. При этом должны учитываться конкретные ус­ловия изготовления конструкции и твердения бетона, сроки испытаний, ше­роховатость, влажность и другие особенности состояния поверхности кон­струкции. Для эксплуатируемых сооружений указанная зависимость долж­ка быть уточнена на образцах, выбуренных из соответствующих элементов.

Эталонный молоток рекомендуется для разных операций: оценок отпускной прочности бетонных изделий на заводах железобетонных конст­рукций, прочности бетона при передаче напряжения от арматуры на бетон в предварительно напряженных железобетонных конструкциях, коэффици­ента изменчивости прочности бетона в изделиях и конструкциях (что осо­бенно существенно при освидетельствованиях сооружений) и т. д.

Одним из наиболее простых приспособлений для сравнительной оценки прочности бетона является молоток И. Л. Физделя. Ударная часть этого стального молотка весом 250 г заканчивается шариком из твердой стали, легко вращающимся в гнезде. По диаметру отпечатков, полученных при ударе, определяют прочность бетона по эмпирическому графику. Ре­зультаты, несмотря на их ориентировочность, все же полезны в производственных условиях. Пользование молотком при некотором навыке не вы­зывает затруднений.

Оценка прочности бетона склерометром. Приборы этого типа применяются главным образом за рубежом. Из их числа наиболее известен прибор Шмидта (Швейцария).

В этих приборах, так же как вударнике Шора для металла, о ха­рактеристиках материала судят по величине отскока стального бойка. От­скок фиксируется указателем на шкале. Удар наносится не непосредствен­но по исследуемой поверхности бетона, а воспринимается наконечником прибора, прижатого к конструкции. Этот промежуточный стальной элемент необходим, поскольку величина отскока при резкой разнице модулей упру­гости соударяемых материалов становится трудносопоставимой. Удар осуществляется спуском пружины, а не свободным падением бойка, как у Шора, что позволяет испытывать любым образом ориентированные по­верхности. Прибор удобен в работе и дает довольно четкие результаты.

Дата добавления: 2016-12-09 ; просмотров: 1222 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Бетоны. Правила контроля и оценки прочности бетона монолитных бетонных и железобетонных конструкций неразрушающими методами с учетом однородности

Стандарт распространяется на тяжелый и мелкозернистый бетон, легкий конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный бетон монолитных бетонных и железобетонных конструкций и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетона на сжатие путем применения неразрушающих методов определения прочности, в том числе при осуществлении строительного надзора.

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
СО 100 % ГОСУДАРСТВЕННЫМ КАПИТАЛОМ

«КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО
БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА»

БЕТОНЫ.
ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ
БЕТОНА МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ
И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ
С УЧЕТОМ ОДНОРОДНОСТ И

Цели и задачи разработки, а также использование стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления – ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЁН ОАО «Конструкторско-технологическое бюро бетона и железобетона». (Генеральный директор канд. техн. наук А.Н. Давидюк, гл. инженер Е.С. Фискинд, зав. отделом Н.В. Волков, Мосгосстройнадзор канд. техн. наук В.В. Курилин)

2. РЕЦЕНЗЕНТ канд. техн. наук М.И. Бруссер

3. РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ Научно-техническим Советом ОАО «КТБ ЖБ» (протокол № 8 от 28 июля 2008 г.).

4. УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО «КТБ ЖБ» от 30 сентября 2008 г. № 46-к.

5. ВВЕДЁН впервые

Контроль прочности бетона является одним из основных критериев определения качества строительства в целом. ГОСТ 18105 , на основе которого разработан настоящий стандарт, был создан более 20 лет назад и, в основном, был ориентирован на правила контроля прочности сборного бетона и железобетона. Данная разработка приближена к реалиям сегодняшнего дня – контролю и оценке прочности бетона монолитных конструкций с учетом однородности этого материала.

БЕТОНЫ.
ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ С УЧЕТОМ ОДНОРОДНОСТИ

CONCRETE.
RULES OF CONTROL AND ASSESMENT OF CONCRETE STRENGTH FOR
CAST-IN-SITU CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE STRUCTURES BY
NON-DESTRUCTIVE METHODS TAKING INTO ACCOUNT HOMOGENEITY

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и мелкозернистый бетон, легкий конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный бетон монолитных бетонных и железобетонных конструкций и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетона на сжатие путем применения неразрушающих методов определения прочности, в том числе при осуществлении строительного надзора.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности.

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.

СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.

МДС 62-1.2000 Методические рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами.

СТО 36554501-009- 2007 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

СТО 36554501-011-2008 Контроль качества высокопрочных тяжелых и мелкозернистых бетонов в монолитных конструкциях.

СТО 02495307-005 -2003 Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием.

3. Термины и определения

Анализируемый период – период времени, за который вычисляют средний по партиям коэффициент вариации прочности, характеризующий однородность бетона, для назначения требуемой прочности в течение последующего контролируемого периода.

Партия конструкций – часть конструкции, одна или несколько конструкций, бетонируемых в течение одних суток из бетонной смеси одного номинального состава.

Контролируемый участок – участок конструкции, на котором производят определение прочности бетона неразрушающими методами.

Захватка – объем бетона части монолитной конструкции в составе партии, уложенный при непрерывном бетонировании в течение не более одних суток.

Прямой неразрушающий метод – метод определения прочности бетона , основанный на связи прочности бетона в конструкции с усилием, необходимым для разрушения определенного технической характеристикой прибора объема бетона этой конструкции.

Косвенный неразрушающий метод – метод определения прочности бетона в конструкции, основанный на корреляционной связи прочности бетона с её косвенной характеристикой.

Градуировочная зависимость – зависимость, связывающая косвенную характеристику прочности бетона с прочностью бетона, определенной методом отрыва со скалыванием или разрушающим методом.

Коэффициент совпадения – коэффициент, используемый для корректировки («привязки») ранее установленной или универсальной градуировочной зависимости к бетону контролируемого объекта.

4. Общие положения

4.1. Определение прочности бетона в конструкциях следует производить механическими методами неразрушающего контроля по ГОСТ 22690 или ультразвуковым методом по ГОСТ 17624 с использованием предварительно экспериментально установленных градуировочных зависимостей косвенных характеристик прочности бетона от его прочности на сжатие, либо по эмпирическим формулам для прямых неразрушающих методов определения прочности бетона.

Правила, требования и методику построения градуировочных зависимостей следует принимать по ГОСТ 22690 , ГОСТ 17624 и СТО 36554501-009-2007 .

4.2. В случаях, когда построение градуировочной зависимости невозможно, допускается определение прочности бетона по имеющейся универсальной градуировочной зависимости или по градуировочной зависимости, установленной для бетона, отличающегося от испытываемого (составом, возрастом, условиями твердения) с уточнением этих зависимостей по результатам параллельных испытаний бетона одних и тех же участков конструкций косвенными неразрушающими методами и разрушающими методами, не менее трех вырезанных или выбуренных образцов по ГОСТ 10180 , или прямыми неразрушающими методами, не менее трех испытаний по ГОСТ 22690 .

4.3. К прямым неразрушающим методам определения прочности бетона относятся методы отрыва со скалыванием и скалывания ребра ( ГОСТ 22690 ).

4.4. К косвенным неразрушающим методам определения прочности бетона относятся:

– метод упругого отскока;

– метод пластической деформации;

– метод ударного импульса.

4.5. Оценка прочности бетона и установление его условного класса по прочности на сжатие должна производиться с применением статистических методов по ГОСТ 18105 и в соответствии с настоящим стандартом.

5. Правила и нормы контроля

5.1. Контроль прочности бетона в конструкциях должен проводиться для каждой партии конструкций.

5.2. Контроль бетона в партии конструкций проводится для оценки нормируемых видов прочности (промежуточной, в проектном возрасте) и может быть выборочным или сплошным.

5.3. Выборочный контроль прочности бетона проводится в соответствии с требованиями ППР и технологических регламентов в промежуточном возрасте.

5.4. Сплошной контроль прочности бетона проводится в проектном возрасте.

5.5. При проведении выборочного контроля проверяется не менее одной конструкции из партии однородных конструкций или часть конструкции в случае, когда её бетонирование производилось более одних суток.

5.6. Число и расположение контролируемых участков в конструкциях следует назначать с учетом:

– задач контроля (определение фактической прочности или условного класса прочности бетона, выявление участков пониженной прочности и др.);

– вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

– размещения захваток и порядка бетонирования;

– вида применяемого неразрушающего метода.

5.8. Число контролируемых участков назначается не менее:

– для стен и перекрытий – 3 участков на захватку;

– для колонн и пилонов – 6 участков на каждую конструкцию;

– для горизонтальных линейных конструкций – 1 участок на 4 м длины.

5.9. При определении класса бетона партии конструкций, измеряя прочность бетона косвенными неразрушающими методами, общее число контролируемых участков должно быть не менее:

– 15 при средней прочности бетона до 20 МПа;

– 20 при средней прочности бетона до 30 МПа;

– 25 при средней прочности бетона выше 30 МПа.

5.10. При определении класса бетона партии конструкций с применением прямых неразрушающих методов общее число контролируемых участков должно быть не менее:

– 6 для метода отрыва со скалыванием;

– 9 для метода скалывания ребра.

5.11. Число измерений, выполняемых на каждом контролируемом участке, принимают по действующим стандартам на методы неразрушающего контроля ( ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624 ).

В качестве единичного значения прочности бетона контролируемого участка принимают среднее значение измерений прочности на данном участке.

6. Оценка однородности бетона по прочности

6.1 Однородность прочности бетона в конструкциях характеризуется средним партионным коэффициентом вариации V_m .

Статистическую оценку прочности бетона с учетом его однородности производят по результатам определения прочности неразрушающими методами по пункту 4.1 . настоящего стандарта, при этом использование установленной градуировочной зависимости допустимо при коэффициенте корреляции градуировочной зависимости r ≥ 0,7 и коэффициенте вариации установленной градуировочной зависимости V ≤ 15 %.

6.1.1. Коэффициент вариации установленной градуировочной зависимости вычисляется по формуле

где – средняя прочность бетона образцов, использованных для построения градуировочной зависимости;

S _Т.Н.М – средняя квадратическая ошибка построенной градуировочной зависимости, вычисляемая по формуле

где n – число серий образцов, использованных для построения градуировочной зависимости;

R_{i .ф} и R_{i .н} – значения прочности бетона i серии образцов, определенные, соответственно, по ГОСТ 10180 и по градуировочной зависимости.

где – средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости метода отрыва со скалыванием, принимаемая равной 0,04 от средней прочности бетона участков, использованных при построении градуировочной зависимости анкерным устройством с глубиной заделки 48 мм; 0,05 от средней прочности при анкере глубиной 35 мм; 0,06 от средней прочности при анкере глубиной 30 мм и 0,07 от средней прочности при анкере глубиной 20 мм.

6.1.3. Коэффициент корреляции градуировочной зависимости r вычисляется по формуле

6.2. При контроле прочности бетона прямыми неразрушающими методами в партии конструкций в случае, когда за единичное значение прочности принимается прочность бетона на контролируемом участке, среднее квадратическое отклонение S_m прочности бетона в партии вычисляют по формуле

где R_i – прочность бетона отдельного участка конструкции;

R_m – средняя прочность бетона в партии конструкций;

n – число контролируемых участков.

В тех случаях, когда в качестве единичной прочности бетона принята средняя прочность бетона конструкции, вычисленная как среднее арифметическое значение прочности контролируемых участков конструкций, среднее квадратическое отклонение прочности бетона партии конструкций S_m вычисляют с учетом средних квадратических отклонений градуировочной зависимости по формуле

где S _т – средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости метода отрыва со скалыванием (по пункту 6.1.2);

Р – число контролируемых участков конструкции;

n – число проконтролированных конструкций в партии.

6.3. При контроле прочности бетона косвенными неразрушающими методами среднее квадратическое отклонение определяется следующими формулами.

В случае, когда за единичное значение прочности принимается прочность бетона на контролируемом участке, среднее квадратическое отклонение прочности бетона партии S_m определяется по формуле

где S _Н.М – среднее квадратическое отклонение прочности бетона, полученное по данным испытаний неразрушающими методами;

n – количество участков испытаний в конструкции;

r – коэффициент корреляции градуировочной зависимости.

Количество участков испытаний принимают по пункту 5.7.

В тех случаях, когда в качестве единичной прочности бетона принята средняя прочность бетона конструкции, среднее квадратическое отклонение прочности бетона в партии конструкций S _т определяется по формуле

где S _Н.М – среднее квадратическое отклонение прочности бетона, полученное по данным испытаний неразрушающими методами;

P – число участков испытаний в конструкции, которое принимают:

Оценка прочности бетона и ее прогнозирование для бетонных и железобетонных конструкций Текст научной статьи по специальности «Строительство. Архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Васильев А. А.

Используя метод ударного импульса для определения прочности бетона, метод рН-метрии, выявлена зависимость водородного показателя водной вытяжки цементного камня рН и прочности бетона на сжатие (R) длительно эксплуатируемых железобетон-ных конструкций. Выведены формулы для прогнозирования изменения R по времени в зависимости от условий эксплуатации. Предложены зависимости для количественной оценки R бетонных и железобетон-ных конструкций по величине рН для различных условий эксплуатации.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Васильев А.А.,

Текст научной работы на тему «Оценка прочности бетона и ее прогнозирование для бетонных и железобетонных конструкций»

ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ БЕТОНА И ЕЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта», г. Гомель

В большинстве промышленных, транспортных, общественно-культурных и жилых зданий и сооружений используют сборные железобетонные конструкции (ЖБК).

При обследовании конструкций зданий и сооружений важнейшим критерием оценки состояния бетона является определение его прочности на сжатие (К).

На сегодняшний день для определения К широко применяются методы неразрушающего контроля. Определение К методом ударного импульса достаточно удобно и при правильном выполнении всех операций характеризуется небольшой относительной погрешностью, составляющей до 10 %.

Однако определению прочности бетона методами ударного импульса присущи и недостатки:

– завышенные (заниженные) результаты;

– сложность (невозможность) определения К в труднодоступных местах;

– невозможность прослеживания изменения К по глубине конструкции.

Это связано с тем, что результаты определения К зависят от многих нюансов (количества и расположения арматуры, крупного заполнителя и др.), но в первую очередь – от состояния поверхности бетона. В свою очередь состояние поверхности бетона конструкций зависит от множества факторов, но, в конечном счете, определяется условиями эксплуатации.

Изучению воздействия различных сред посвящено большое число работ, результаты которых в наиболее общей форме обобщены в [1]-[4].

Наиболее распространённым видом атмосферной коррозии ЖБК является их карбонизация, так как концентрация СО2 воздухе в 10 ^ 10 000 раз выше концентрации других кислых газов ^О2, NO2 и др.).

Таким образом, взаимодействие бетона с углекислым газом является ведущим процессом его нейтрализации.

Процесс карбонизации, или коррозии II вида, можно представить в следующем виде:

Са(ОН)2 + С02 Нг° > СаС03 + Н20. (1)

Труднорастворимый карбонат кальция, образующийся в результате реакции, обладает низкой прочностью и имеет рыхлую структуру. В процессе реакции СО2 взаимодействует со щелочными компонентами цемента, растворенными в поровой влаге, в результате чего уменьшается щелочность и происходит снижение защитных свойств бетона по отношению к арматуре. Такое взаимодействие сопровождается снижением показателя рН поровой влаги и изменением состава цементного камня за

счет образования карбонатов, что ведет к возможности деградации бетона и окисления арматуры [5], [6].

Показатель рН является важной характеристикой бетона, определяющей защитные свойства по отношению к арматуре и стабильное состояние минералов цементного камня при воздействии на него воды, углекислого газа и перепадов температур. Показатель КС (карбонатная составляющая) характеризует количественное содержание карбонатов в цементно-песчаной фракции бетона в массовых процентах.

До настоящего времени проводилось мало исследований изучения влияния воздействия атмосферы (с учетом времени и условий эксплуатации) на различные типы ЖБК с использованием рН-метрии. На сегодняшний день нейтрализация бетона в основном оценивается фенолфталеиновой пробой (по толщине неокрашенного слоя). Ранее в работе [7] было определено граничное значение рН« 10, при котором происходит окрашивание бетона в малиновый цвет при воздействии индикатора. Дискретность значения рН при оценке фенолфталеиновой пробой не позволяет оценить изменение водородного показателя по толщине отработанного слоя и проследить как изменение рН отражается на прочностных свойствах бетона.

Целью данной работы явилось изучение контакта различных типов ЖБК из тяжелых бетонов с атмосферой для разных сроков их эксплуатации и установления связи между водородным показателем водной вытяжки цементного камня рН и прочностью на сжатие К.

Изучение наличия таких связей для реальных условий и длительных сроков эксплуатации представляют значительный научный и практический интерес для оценки прочности бетона на сжатие конструкций на момент обследования и прогнозировании ее изменения в процессе эксплуатации.

Объект и методы исследования

Объектами исследования служили железобетонные конструкции различных типов.

Количественную оценку состояния бетона выполняли в следующей последовательности:

– определяли на месте поверхностную прочность бетона К. Для выполнения измерений использовали электронный измеритель прочности бетона ИПС-МГ 4;

– вблизи замеров прочности отбирали образцы для анализа рН водных вытяжек цементного камня. В качестве образцов использовали сколы бетона толщиной 10 ^ 15 мм.

При определении К измерения проводили в трех местах на каждой конструкции, вычисляя средние значения. Обработку накопленных данных проводили по методу наименьших квадратов. Результаты с большими отклонениями значений К не использовали в расчетах средних значений.

Показатель рН поровой влаги определяли по методике [8].

Результаты экспериментов и их обсуждение

В течение нескольких лет обследования конструкций накоплен большой объем результатов определения рН, К на различных типах ЖБК (колонн, балок, плит ребристых и типа ПК) как с одинаковыми сроками эксплуатации, так и в зависимости от времени их эксплуатации [5], [6], [9]. Для всех типов обследованных

конструкций из тяжелого бетона выявлена связь между рН и К. Эти зависимости для разных видов конструкций близки и отличаются незначительно углами наклона.

На основании полученных зависимостей [9] построены регрессионные модели зависимости К-рН для атмосферных условий и условий помещений для наиболее распространенных типовых конструкций из тяжелого бетона (соответственно рис. 1, 2).

Рис. 1. Обобщенная диаграмма рассеяния значений поверхностной прочности R и соответствующих значений рН для атмосферных условий с нанесенным уравнением линейной регрессии и 95 % доверительным интервалом для условных средних значений R

Рис. 2. Обобщенная диаграмма рассеяния значений поверхностной прочности Я и соответствующих значений рН для условий помещений с нанесенным уравнением линейной регрессии и 95 % доверительным интервалом для условных средних значений Я

Полученные зависимости близки и отличаются незначительно углами наклона, которые характеризуют скорость изменения рН и Я при различных условиях эксплуатации.

На основании построенных диаграмм выведены формулы для определения поверхностной прочности бетона на сжатие Я по величине показателя рН:

– для атмосферных условий

R = -57,792 + 8,01437 • pH, МПа; (2)

– для условий помещений

R = -38,2727 + 6,31735 • pH, МПа. (3)

Под атмосферными условиями приняты условия, при которых воздействие атмосферы на конструкции происходит непосредственно, под условиями помещений

– атмосферные условия цехов, общественных, жилых зданий, сельскохозяйственных помещений.

С увеличением срока эксплуатации в бетоне возрастает карбонатная составляющая, соответственно происходит снижение рН и R. В работах [5], [6], [9] выявлены зависимости рН от времени эксплуатации различных типов ЖБК (колонн, балок, плит ребристых и типа ПК).

На основании полученных зависимостей [9] построены регрессионные модели зависимости рН— для атмосферных условий и условий помещений для наиболее распространенных типовых конструкций из тяжелого бетона (соответственно рис. 3,

Рис. 3. Обобщенная диаграмма рассеяния значений рН и соответствующих значений t для атмосферных условий с нанесенным уравнением линейной регрессии и 95 % доверительным интервалом для условных средних значений рН

Данные зависимости применимы к длительно эксплуатируемым конструкциям (с возрастом более 5^10 лет), так как в процессе исследований выявлено, что если КС растет с момента изготовления конструкции, то рН, несмотря на это, сначала остается постоянной, а затем медленно понижается, в то время как R несколько растет или остается неизменной. Этот отрезок времени соответствует рН > 11,5, когда еще существенно не сказывается физическое и химическое влияние атмосферы на цементный камень бетона.

Этот период можно назвать периодом неопределенности из-за разной величины времени, но зоной устойчивого состояния бетона. В этой зоне бетон сохраняет защитные свойства по отношению к арматуре и обладает максимальной R.

Несмотря на значительный разброс показателей, обусловленных обследованием конструкций с бетонами разных классов и множеством факторов, определяющих их свойства, можно считать, что между временем эксплуатации I, R и pH существует устойчивая зависимость. Этот вывод справедлив только для средних показателей

поверхностного слоя толщиной 10 ^ 15 мм и не затрагивает глубинных слоев тела бетона.

На основании диаграмм (рис. 3, 4) выведены формулы для оценки изменения рН от времени эксплуатации г.

– для атмосферных условий

pH = 11,9234 – 0,04868 • г; (4)

– для условий помещений

pH = 11,5334 – 0,01657 • г, (5)

где г – количество лет эксплуатации конструкции.

Рис. 4. Обобщенная диаграмма рассеяния значений рН и соответствующих значений г для условий помещений с нанесенным уравнением линейной регрессии и 95 % доверительным интервалом для условных средних значений рН

По данным формулам, с учетом формул (2, 3) получены зависимости, позволяющие прогнозировать изменение поверхностной прочности от времени для различных условий эксплуатации.

– для атмосферных условий

pH = 11,5334 – 0,01657 • г, МПа; (6)

– для условий помещений

R = 34,5878 – 0,10467 • г, МПа. (7)

Суммируя средние значения зависимостей R-рН для основных железобетонных конструкций, была определена точность значения R, получаемая методом рН-метрии. Ошибка составила ±2,5 МПа.

На основании формул (2, 3) построена зависимость R-рН для различных условий эксплуатации (рис. 5), позволяющая определять прочность бетона на сжатие длительно эксплуатирующихся конструкций. Путем суммирования средних значений зависимостей R-рН для основных ЖБК была определена точность значения R, получаемая методом рН-метрии. Ошибка определения R составляет ±2,5 МПа, при точности определения рН, равной 0,01 рН.

8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0

Рис. 5. Зависимость Я-рН: 1 – для атмосферных условий; 2 – для условий помещений

Результаты экспериментов позволили сделать следующие выводы:

– между временем эксплуатации г, Я и pH существует устойчивая связь;

– для различных видов конструкций, выполненных из тяжелого бетона, зависимости Я-рН для одинаковых условий эксплуатации очень близки и отличаются незначительно углами наклона;

– метод рН-метрии позволяет с достаточной точностью оценивать поверхностную прочность бетона на сжатие;

– применение рН-метрии позволяет прогнозировать изменение прочности бетона конструкций по времени в зависимости от условий эксплуатации.

1. Алексеев С. Н. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде / С. Н. Алексеев, Н. К. Розенталь. – М. : Стройиздат, 1978. – 205 с.

2. Кудрявцев И. А. Диагностика, эксплуатация и ремонт зданий и сооружений : пособие по спец. «Технический надзор» /И. А. Кудрявцев, М. В. Беспалова, А. А. Васильев. – Гомель : БелГУТ, 2003. – Ч. 1. – 265 с. ; Ч. 2. – 228 с.

3. Карнаухова Л. Н. Исследование физико-химических процессов и закономерностей массопереноса при коррозии цементного камня в кислых средах : сб. науч. тр. НИЖБ / Л. Н. Карнаухова, В. Г. Петров-Денисов. – М., 1984. – С. 82-98.

4. Долговечность железобетона в агрессивных средах / С. Н. Алексеев [и др.]. – М. : Стройиздат, 1990. – 320 с.

5. Васильев А. А. Опыт использования р№ и карбометрии при определении состояния длительно эксплуатируемых железобетонных конструкций / А. А. Васильев //Вестн. БГТУ. Строительство и архитектура. – 2003. – № 1. – С. 228232.

6. Васильев А. А. Мониторинг состояния длительно эксплуатируемых железобетонных конструкций / А. А. Васильев // Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов : материалы междунар. науч.-техн. конф. – Могилев, 2004. – С. 188-189.

7. Кудрявцев И. А. Исследование карбонизации железобетонной конструкции с длительным сроком эксплуатации / И. А. Кудрявцев, В. П. Богданов // Материалы, технологии, инструменты. – 2000. – Т. 5, № 3. – С. 97-100.

8. Курбатова И. И. Современные методы химического анализа строительных материалов / И. И. Курбатова. – М. : Стройиздат, 1972. – 112 с.

9. Васильев А. А. Определение прочности бетона длительно эксплуатирующихся железобетонных конструкций методами р^ и карбометрии / А. А. Васильев // Шука и транспорт. – 2004. – № 1. – С. 21-24.

Предисловие

«Методические рекомендации по статистическому методу контроля и оценки прочности и однородности бетона при строительстве дорожных и аэродромных покрытий» разработаны на основе и в развитие ГОСТ 18105-72 «Бетоны, контроль и оценка однородности и прочности» и «Руководства по статистическим методам контроля и оценки прочности бетона с учетом его неоднородности по ГОСТ 18105-72» с учетом особенностей технологии строительства бетонных дорожных и аэродромных покрытий строительными организациями Главдорстроя.

В «Методических рекомендациях» изложен порядок статистического контроля прочности бетона при строительстве цементобетонных дорожных и аэродромных покрытий, рассмотрены методы назначения марок бетона с учетом его неоднородности, методы регулирования прочности бетона в процессе строительства.

Внедрение статистического метода контроля прочности и однородности дорожного бетона будет способствовать повышению качества строительства бетонных покрытий и при высокой однородности бетона по прочности позволит экономить цемент.

«Методические рекомендации» разработали кандидаты технических наук В.С. Орловский и А.М. Шейнин при участии канд. техн. наук А.Н. Защепина.

При составлении «Методических рекомендаций» учтены замечания и пожелания рецензентов Е.Д. Козлова и В.А. Пискарева (ВНИИжелезобетон), а также В.А. Дорфа (Оргэнергострой).

Все отзывы и замечания просьба направлять по адресу: 143900 Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.

1 . Общие положения

1.1 . В процессе строительства монолитных бетонных дорожных и аэродромных покрытий различные производственные факторы влияют на прочность бетона, которая колеблется в некотором интервале в общем случае в соответствии с законом нормального распределения.

Настоящие Методические рекомендации» устанавливают правила статистического контроля прочности и неоднородности бетона:

а) для получения достоверных данных о фактической прочности бетона;

б) оценки однородности бетона;

в) регулирования прочности бетона в процессе строительства.

В зависимости от однородности бетона устанавливаются оценка качества строительства, величины допускаемых отклонений в прочности бетона и пределы возможных изменений состава бетона без ухудшения его качества в процессе строительства, а также количество и порядок отбора контрольных образцов.

1.2 . Статистическим контролем устанавливаются фактические средние и минимальные прочности бетона при сжатии и на растяжение при изгибе и соответствующие им коэффициенты вариации V :

а) по сериям (пробам), состоящим из нескольких образцов ( ; , V _с );

б) по партиям, состоящим из нескольких серий ( ; ; V _п );

в) за контролируемый период при промежуточной сдаче участка покрытия в эксплуатацию или в конце месяца ( ; ; V _к );

г) за оцениваемый период при сдаче покрытия в эксплуатацию или в конце строительного сезона ( ;; V _о ).

За минимальную прочность по партиям за контролируемый либо за оцениваемый периоды принимают минимальную среднюю прочность какой-либо серии.

Для проведения статистического контроля, исходя из средних величин по ряду строительных объектов и средних величин за оцениваемый период, устанавливают нормативные значения минимальных прочностей , средних прочностей и коэффициентов вариации V н .

Для назначения проектной прочности бетона, гарантирующей требуемое качество бетона с учетом объективно существующей его неоднородности и являющейся исходной величиной для установления норм расхода цемента, определяют директивную марку бетона по прочности R _д , которая в некоторых случаях может быть выше проектной марки бетона по прочности R .

В процессе строительства, в зависимости от фактических коэффициентов вариации, устанавливают также так называемую требуемую партионную прочность бетона (как минимальную, так и среднюю), служащую ориентиром при регулировании прочности бетона.

1.3 . Определяемые настоящими «Методическими рекомендациями» статистические величины имеют обеспеченность 97,7 %, т.е. в 977 случаях из 1000 фактические значения прочности будут выше вычисленного минимального значения, а в 23 случаях они могут быть ниже. При этом предполагается, что минимальное нормативное сопротивление бетона (среднее за сезон и среднее по ряду объектов) находится в следующей зависимости от марочной прочности R :

= (1 – 2 V н ) R , (1)

а нормативный коэффициент вариации V н = 13,5 %.

В практике строительства в зависимости от налаженности технологического процесса приготовления бетона и точности принятых методов контроля коэффициент вариации может иметь различную величину. Приняв минимальную нормативную прочность величиной исходной и базовой, т.е. постоянной, получаем, что при фактическом коэффициенте вариации V , большем, чем нормируемая величина (13,5 %), средняя прочность бетона должна быть выше марочной, а при V , меньшем, чем 13,5 %, наоборот, может быть более низкой, чем марочная, без ущерба для минимальной нормативной прочности бетона.

В первом случае строительная организация перерасходует цемент для завышения средней прочности бетона, а во втором есть возможность уменьшить расход цемента.

1.4 . Снижение расхода цемента при высокой однородности бетона по прочности попускается только до уровня, обеспечивающего требуемую морозостойкость бетона при условии:

применения пластифицирующих и воздухововлекающих добавок;

использования составов и методов уплотнения бетонной смеси и отделки поверхности покрытия, которые в комплексе обеспечивают по всей толщине покрытия, включая и верхний слой, требуемое качество бетона;

обеспечения водоцементного отношения в требуемых по ГОСТ 8424-72 пределах.

1.5 . Для каждого конкретного случая, в зависимости от указанных условий, учитывая неизбежную неоднородность бетона, можно применять следующие варианты выбора исходной директивной или марочной прочности бетона и определения пределов статистического регулирования прочности в процессе строительства:

а) требуемое водоцементное отношение в бетонной смеси обеспечивается при снижении средней нормативной прочности бетона по сравнению с марочной более чем на 10 %; в процессе строительства специальной проверки качества верхнего слоя покрытия не предусматривается. В этом случае устанавливается, что при высокой однородности бетона средняя нормативная прочность бетона может быть снижена против марочной не более чем на 10 %, т.е. = 0,9 R ;

минимальная нормативная прочность = 0,73 R ;

директивная прочность, служащая основой для нормирования исходного расхода цемента, равна марочной, т.е. R _д = R ;

б) требуемое водоцементное отношение обеспечивается при снижении средней нормативной прочности только до 10 % (например, для бетонов с небольшим расходом цемента); специальной проверки качества верхнего слоя покрытия не предусматривается.

1.8 . Качество бетона считается неудовлетворительным на каком-либо участке покрытия, если образцы на этом участке показали серийные прочности , меньшие указанных в п. 1.5 минимальных нормативных величин, или партионный коэффициент вариации превышает 16 %, а за оцениваемый период – больше 20 %.

При неудовлетворительном качестве бетона дополнительно оценивают прочность по результатам испытания кернов, выбуренных из покрытия.

Возможность эксплуатации покрытия в том случае должна быть согласована с проектной организацией и заказчиком.

1.9 . При сдаче покрытия, устроенного в осенний или зимний период, допускается минимальная сред няя внутрисерийная прочность (минимально допустимая для партии), равная 0,6 R , при условии, что минимальные и средние прочности при последующем твердении достигнут величин, указанных в пп. 1.5 и 1.6 , причем эти величины подтверждены испытанием бетона, твердевшего в нормальных условиях.

Число серий (проб) n _n

*) В числителе указана требуемая средняя прочность бетонов в партии в знаменателе – минимальная = в % от нормируемой прочности (марки) R ( R _д ).

Число результатов n

Число результатов n

Число результатов n

1.10 . Статистический контроль и регулирование прочности бетона проводят при условии устоявшегося технологического процесса и при соответствующей отладке лабораторного оборудования, обеспечивающей достоверность получаемых данных испытаний.

Статистический контроль ведут по образцам, приготовленным на бетонном заводе и твердевшим в камере нормального хранения, в соответствии с ГОСТ 10180-74 «Бетон тяжелый. Методы определения прочности».

1.11 . Помимо статистического контроля при строительстве бетонного покрытия ведут также нестатистический, дополнительный контроль прочности бетона в целях определения:

сроков открытия движения по участкам покрытия;

прочности бетона при бетонировании в холодное время года, но без применения теплоизоляции;

прочности бетона при бетонировании в холодное время года с теплоизоляцией, покрытия;

влияния перевозки бетона от ЦБЗ к месту укладки.

1.12 . Дополнительный контроль прочности бетона в покрытии проводят на участках, построенных из бетона, прочность которого по образцам, приготовленным на бетонном заводе, оказалась ниже минимальной нормативной прочности.

1.13 . Настоящие «Методические рекомендации» являются дополнением к действующим нормативным документам по строительству бетонных покрытий автомобильных дорог.

2 . Порядок отбора образцов и проведения испытаний

2.1 . Статистический контроль прочности бетона ведут по данным испытания образцов в возрасте 7 суток с приведением их прочности к прочности в возрасте 28 суток.

Для определения прочности бетона при сжатии изготовляют кубы размером 15×15×15 см, а для определения прочности бетона на растяжение при изгибе – балки размером 15×15×60 см.

Допускается вместо кубов испытывать при сжатии половинки балок, если после такой замены внутрисерийный коэффициент вариации не превысит 5 %.

Для изготовления всех образцов в течение суток используют одну пробу бетона. Проба отбирается в любое время суток. При приготовлении бетонной смеси на заводах с непрерывным перемешиванием для отбора проб исключаются первые замесы. Пробы для приготовления образцов на бетонном заводе отбирают из кузова автомобиля-самосвала.

2.2 . В зависимости от однородности бетона, определяемой по коэффициенту вариации за контролируемый период и оцениваемой в соответствии с п. 1.2 , изготавливают следующее количество образцов:

при отличной однородности дополнительные серии образцов изготавливают один раз в неделю.

2.3 . Для обеспечения требуемых марок бетона в начальный период строительства (до накопления достаточного количества данных испытания) при подборе состава бетона на окончательно выбранном составе в лабораторных условиях необходимо не менее двух замесов с изготовлением из каждого замеса по 6 кубов и 6 балок. Одну серию из трех образцов каждого замеса испытывают на 7-е сутки и вторую – на 28-е сутки. Образцы должны храниться в камере нормального хранения с точным соблюдением требуемой температуры твердения.

На основе испытания лабораторных образцов вычисляют внутрисерийные и междусерийные (партионные) средние прочности и коэффициенты вариации, а также коэффициент набора прочности. Эти данные используют в начальный период работы бетонного завода, а также для оценки пригодности лабораторного оборудования к статистическому методу контроля (см. раздел 3 ).

Коэффициенты вариации по двум замесам (двум сериям 7- и 28-суточного возраста) не должны превышать 10 % (формула 5 ). В противном случае проверочные испытания повторяют.

2.4 . Формы для приготовления образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ 10180 -74.

Образцы испытывают на прессах, отлаженных и оттарированных по ГОСТ 10180-74. Периодически необходимо проверять точность размеров форм и соответствие этих размеров требованиям ГОСТ 10180-74.

3 . Определение пригодности оборудования для статистического метода контроля

3.1 . Статистический метод контроля и регулирования прочности бетона выполняют при условии, что лабораторное и заводское оборудование и принятая технология изготовления, хранения и испытания образцов обеспечивают внутрисерийный коэффициент вариации, средний из 20 – 30 серий, не более 5 %. Решение о пригодности оборудования выносится либо на основании обработки данных испытаний прошлого строительного сезона, либо после обработки данных испытаний, полученных в начале текущего строительного сезона. Вначале до накопления достаточного количества данных допускается применять статистический контроль прочности при внутрисерийном коэффициенте вариации, среднем по 6 – 10 сериям, не менее 8 %.

Средний внутрисерийный коэффициент вариации определяют по формуле

где и – максимальное и минимальное значение прочности образцов в одной серии;

Т – количество серий;

– средняя прочность бетона из всех образцов в Т сериях;

d – коэффициент, равный 1,69 (для трех образцов в серии).

В расчет включают только те серии, в которых нет отклонения от средней по серии прочности более чем на 15 %.

3.2 . В случае если внутрисерийный коэффициент вариации больше 5 %, определяют причину этого явления.

Для этого проводят испытания 3 – 4 серий образцов, приготовленных из лабораторных замесов.

Если в этом случае внутрисерийный коэффициент вариации будет меньше 5 %, причину следует искать в дефектах заводского технологического оборудования, если он будет больше 5 % причина кроется в дефектах лабораторного оборудования и в методике изготовления, хранения и испытания образцов.

4 . Определение контролируемых периодов

4.1 . Статистический контроль применяют для учета фактической изменчивости прочности:

при регулировании состава бетона или контроле прочности бетона на небольших участках дороги;

промежуточной сдаче заказчику отдельных участков построенного покрытия;

окончательной сдаче заказчику участков дороги, построенных за один строительный сезон.

4.2 . Для регулирования состава бетона анализируются данные контроля за неделю, т.е. по 6 сериям.

Этот объем условно называется партией. При пятидневной рабочей неделе попускается в партию включать 5 серий.

Для сдачи отдельных участков дорога в эксплуатацию пользуются данными испытания, накопленными в течение так называемого «контролируемого» периода, равного 1 месяцу или соответственно объему в 3 – 4 партии.

Для оценки прочности бетона при сдаче покрытия, построенного в течение сезона, обрабатывают данные испытаний, накопленные за так называемый «оцениваемый» период, максимальной длительностью 4 – 8 месяцев (сезон) и минимальной – несколько контролируемых периодов, между которыми не наблюдается резких изменений в средней прочности бетона.

4.3 . Включение партий в контролируемый период, входящий в оцениваемый (выбор длительности этих периодов), можно производить только в случае, если средние прочности между мелкими партиями, объединяемые в более крупные, не отличаются более чем на 5 %, а коэффициенты вариации в этих партиях различаются не более чем на 2 % и по абсолютной величине не превышают 10 %. Если эти пределы превышены, выполняют контроль по одной или нескольким сходным партиям. При небольшой длительности периодов с резкими отклонениями в прочности (менее 6 серий) для дополнительного анализа возникшего случая пользуются данными дополнительного контроля.

5 . Регулирование прочности бетона в процессе строительства

5.1 . Контроль и регулирование прочности бетона в начале строительного сезона выполняют на основе партионного статистического контроля с использованием данных испытаний не менее двух партий (т.е. не менее 10 – 12 серий).

В дальнейшем в процессе строительства прочность бетона контролируют и регулируют после испытания каждой последующей партии с использованием данных по предыдущим партиям.

При обработке данных учитывают только те серии, в которых нет отклонений от средней величины прочности по серии в каком-либо образце более чем на 15 %.

Контроль и регулирование прочности по партиям (неделям работы бетонного завода) проводят в такой последовательности.

5.2 . В течение первой недели работы ЦБЗ, когда образцы еще не набрали нужного для испытания возраста, состав бетона принимается на основе испытаний двух лабораторных серий (см. п. 2.3 ).

5.3 . В течение второй недели работы завода до накопления достаточного количества данных ведется нестатистический контроль. В случае если после испытания и обработки данных первых двух серий требуемая прочность по табл. 1 окажется выше фактической, необходимо изменить состав бетона в целях повышения его прочности.

5.4 . В конце второй недели работы бетонного завода статистически обрабатывают данные испытания первой партии (6 серий). Определяют среднюю партионную прочность при сжатии и на растяжение при изгибе, а также партионный коэффициент вариации.

Среднюю партионную прочность при сжатии или на растяжение при изгибе вычисляют по данным испытания образцов в возрасте 7 суток с приведением этих данных к прочности на 28-й день по формуле

где – средние прочности внутри серии из трех образцов;

n _n – количество серий (проб) в партии;

K_R – коэффициент приведения прочности бетона на 28-е сутки, определяемый по данным лабораторных испытаний.

Определяется также партионный коэффициент вариации в процентах по формуле

где и – наибольшая и наименьшая средние прочности по сериям;

d – коэффициент, зависящий от количества серий в партии и определяемый по табл. 2 ;

K _V – коэффициент приведения к коэффициенту вариации по прочности на 28-е сутки, определяемый для первой партии по данным лабораторных испытаний.

Эти вычисления проводят по значениям прочности при сжатии и на растяжение при изгибе.

В зависимости от найденного коэффициента вариации и количества проб в партии по табл. 1 и с учетом п. 1.5 определяют требуемые прочности (средние по партии и минимальные) отдельно при сжатии и на растяжение при изгибе. Если окажется, что требуемые средние и минимальные прочности будут выше фактических, изменяют состав бетона в целях повышения его прочности.

Если требуемая по табл. 1 прочность будет ниже фактической (до получения данных по второй партии), из меняют состав бетона в целях понижения его прочности, но только до половины требуемого снижения и не более чем до уровня марки бетона. Из двух прочностей (при сжатии и на растяжение при изгибе) в расчет принимают только прочности с минимальным значением и прочности с максимальным коэффициентом вариации.

5.5 . После получения данных по второй партии (к концу третьей недели работы завода) и определения для нее средней прочности и коэффициента вариации V _п2 поступают следующим образом. Если однородность бетона во второй партии снизилась, т.е. V _п2 > V _п1 , то в соответствии с табл. 1 увеличивают прочность бетона до требуемой величины. Если же однородность осталась такой же, как по первой партии, или же повысилась, то оставляют без изменений ранее проведенное снижение прочности (в половинном размере), но без ограничения по марке бетона, а сообразуясь только с ограничениями п. 1.5 .

5.6 . Получив данные статистической обработки по третьей партии, так же как и выше, при необходимости, повышают прочность до требуемого уровня или понижают – только на половину того, что требуется по табл. 1 , по сравнению с ранее проведенным снижением и с учетом ограничений п. 1.5 . Например, при одинаковом (на 10 %) требуемом снижении прочности в результате обработки данных второй и третьей партий после статистической обработки результатов второй партии прочность можно снизить на 5 %, а после обработки третьей партии прочность можно снизить еще на 2,5 % (общее снижение – 7,5 %). Аналогично поступают после статистической обработки следующих партий.

5.7 . После получения данных по прочности на 28-й день корректируют коэффициент приведения прочности бетона, сравнивая средние прочности по партиям 7- и 28-дневных образцов. При большом количестве 28-днев них образцов по данным их испытания путем сравнения корректируют также и коэффициенты вариации по формуле ( 5 ).

5. 8. При последующей работе бетонного завода могут быть в отдельных партиях серии с прочностью ниже минимальной прочности, установленной по табл. 1 , но выше минимально допустимого уровня по п. 1.5 . Если до этого в предыдущих девяти сериях аналогичного явления не наблюдалось, то вмешательство в технологический процесс нецелесообразно. Отмечается лишь дата падения прочности, чтобы в последующем проанализировать пробу в масштабе контролируемого и оцениваемого периодов.

5.10 . Если при партионном контроле обнаружится, что одна из серий имеет минимальную прочность (например, при сжатии или на растяжение при изгибе) ниже допускаемой по п. 1.5 , т.е. ниже 0,73 %, а по другому виду прочности (например, на растяжение при изгибе) за этот же день показатель выше, чем 0,73 R _д , то данные с минимальной прочностью бракуют и в расчетах не учитывают.

Если такие отступления наблюдают одновременно при сжатии и при изгибе или только при изгибе, необходимо бетон, приготовленный за данное число, проверить на прочность в покрытии с помощью выбуренных кернов.

При аналогичных отступлениях в прочности бетона на следующий день (т.е. на 7-й день после изготовления бетона) требуется немедленно изменить состав бетона или технологию приготовления бетонной смеси.

5.11 . При поступлении во время строительства ма териалов, не обеспечивающих ранее постигнутой однородности бетона, регулирование прочности, не ожидая данных испытания образцов из новых материалов, выполняют сначала в последовательности, изложенной в пп. 5.1 – 5.10 .

5.12 . Партионный контроль ведется в форме № 1 приложения (цифры в форме № 1 записаны для примера).

Данные партионного контроля периодически, не реже одного раза в месяц, проверяет представитель дирекции строящейся дороги с фиксацией этой проверки соответствующей записью по форме № 1 партионного контроля. При проверке данных в присутствии проверяющего на месте укладки бетона в покрытие контролируют количество вовлеченного в бетон воздуха, фиксируя этот контроль соответствующей записью на листе партионного контроля или в журнале работ.

6 . Статистический контроль и анализ при сдаче построенных участков покрытия в эксплуатацию

6.1 . При сдаче покрытия во временную или постоянную эксплуатацию предъявляют данные партионного контроля и составленного на его основе статистического контроля за контролируемый (для промежуточной сдачи в конце месяца) и за оцениваемый (при сдаче покрытия в конце строительного сезона) периоды.

6.2 . Средние прочности (при сжатии и на растяжение при изгибе) за контролируемый период определяют по формуле

где n _n – количество серий в каждой партии в контролируемом периоде.

При одинаковом количестве серий в каждом периоде

где n_K – количество партий в контролируемом периоде.

6.3 . Определяют коэффициент вариации V _K (при сжатии и на растяжение при изгибе) за контролируемый период.

Если количество серий n в периоде меньше 20, коэффициент вариации V _K определяют по формуле ( 5 ), если больше, то используют формулу

где n – количество серий в контролируемом периоде.

Для сокращения вычислительных работ целесообразно данные контроля сгруппировать по интервалам прочности (например, 345 – 349, 350 – 354 кгс/см 2 и т.д. или 45 – 47, 47 – 49 кгс/см 2 ), учитывая только средние значения интервалов (347, 352 или 46, 48 и т.д.), а также величину интервала (5 кгс/см 2 на испытание при сжатии и 3 кгс/см 2 – на растяжение при изгибе). В этом случае коэффициент вариации определяют по формуле

где – средние значения интервалов;

m_i – количество серий в данном интервале;

p – количество интервалов;

n – количество серий в контролируемом периоде.

Для сравнения вычисляется средний по партиям коэффициент вариации.

6.4 . Данные за контролируемый период записывают по форме № 2 , приведенной в приложении (цифры в форме № 2 заполнены для примера). Определяют места (пикеты) в покрытии, построенном в дни, когда средняя прочность серий была меньше минимально допустимой (см. п. 1.5 и п. 5.1 ), для проведений на этих участках покрытия дополнительного контроля по выбуренным кернам.

6.5 . Для сдачи дорожного покрытия в постоянную эксплуатацию (в конце сезона) представляют данные по партионному контролю за контролируемые периоды (т.е. за каждый месяц), а также статистический анализ за оцениваемый период, т.е. за весь сезон.

Длительность оцениваемых периодов определяют по условию сходности средних прочностей за контролируемые периоды (см. раздел 4 ).

6.6 . Пользуясь формулами ( 6 ) и ( 7 ), определяют значения средних прочностей за оцениваемый период, а также средний коэффициент вариации по контролируемым периодам по формуле

где n ₁ ; n ₂ ; n _n – количество серий в каждом контролируемом периоде.

6.7 . Данные испытаний 28-суточных образцов обрабатывают отдельно в конце строительного сезона или при сдаче покрытия в эксплуатацию. Обработка проводится по форме № 2 приложения. Для текущего контроля состава бетона данные 28-суточных образцов используют только в качестве основы для корректирования коэффициента приведения.

6.8 . Данные статистического контроля за оцениваемые периоды фиксируют по форме № 3 приложения (цифры записаны для примера).

7 . Меры по обеспечению достоверности данных испытания

7.1 . Статистический контроль в соответствии с настоящими «Методическими рекомендациями» и снижение на основе контроля средней прочности бетона возможны только при условии полной достоверности данных испытаний. Предпосылкой правильного ведения журналов испытания является наличие разброса в прочности бетона в соответствии с фактической практикой испытания образцов.

7.2 . При возникновении разногласий по поводу полученных результатов данные испытания образцов и план трассы с данными контроля и их статистической обработки направляют для подтверждения в Союздорнии, который на основе специальных методов анализа должен подтвердить достоверность контроля.

7.3 . При обнаружении несоответствия материалов отчетности данным проведенного контроля дорожное покрытие принимается по данным испытания кернов.

Приложение

Текущий статистический партионный контроль прочности бетона при строительстве автомобильной дороги

Проектная прочность (марка) бетона при сжатии 350 кгс/см 2 , на растяжение при изгибе 50 кгс/см 2 .

Допускаемое снижение прочности при сжатии – 315 кгс/см 2 , на растяжение при изгибе 45 кгс/см 2 .

Допускаемое снижение минимальной прочности по серии до 260/32 кгс/см 2 .

Данные изготовления, число, месяц 19.. г.

Среднесуточная температура перепада покрытия, ° С

Количество вовлеченного воздуха в покрытии, %

Прочность, кгс/см 2 при нормальном твердении

Анализ результатов испытаний

на растяжение при изгибе

средняя из трех образцов с учетом R_K

требуемая (см. табл. 1 )

средняя из трех образцов

требуемая (см. табл. 1 )