прочность бетона неразрушающими методами

Неразрушающий контроль прочности бетона монолитных конструкций (натурные испытания)

При проведении контроля качества монолитных конструкций, в процессе возведения здания, выполняется проверка прочности бетона, при которой, согласно ГОСТ Р 53231 — 2008, выполняется:

• Контроль прочности монолитных конструкций осуществляется в два этапа: в промежуточном возрасте (при снятии несущей опалубки; нагружении конструкций, до достижения ими проектной прочности).

При достижении проектного возраста бетонной конструкции в 28 суток. В случае достижения 90% проектной прочности бетона, при испытании в промежуточном возрасте, испытания бетона в проектном возрасте могут не производится.

• Согласно ГОСТ Р 53231 — 2008 испытания бетона производят по схемам Б,В,Г при контроле в промежуточном и проектном возрасте.

Прочность бетона определяют по результатам испытаний контрольных образцов бетона по ГОСТ 10180 и ГОСТ 28570 или неразрушающими методами по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690.

• Для определения прочности бетона, предназначенного для возведения монолитных конструкций на строительной площадке, в рамках входного контроля качества продукции, производятся лабораторные испытания контрольных образцов кубиков готовой бетонной смеси. Для более точной оценки прочности бетона рекомендуется применять совместно два метода определения прочности по контрольным образцам (по схеме Б) и неразрущающий контроль прочности бетона на участках возведённых конструкций (по схеме В), либо производится выбуривание контрольных образцов (кернов) из конструкции.

Лабораторный контроль прочности

Для проведения испытаний по контрольным образцам производится отбор не менее 2-х проб из выборочных замесов от каждой партии бетона и не менее 1-й пробы в сутки. От каждой пробы изготавливают серию контрольных образцов. Количество образцов в каждой серии согласно ГОСТ 10180-90 должно быть от 2-х, до 6-ти штук, допустимые размеры образцов- 100х100, 150х150, 200х200. Отобранная бетонная смесь заливается в поверенные формы, соответствующие ГОСТ 22685-89. Через сутки контрольные образцы должны быть извлечены из форм и твердеть в условиях возведения строительной конструкции.

Порядок проведения испытаний при неразрушающим контроле качества в конструкциях. Натурные испытания бетона в конструкциях

Неразрушающий контроль качества бетонных конструкций выполняется в каждом виде монолитных конструкций с числом участков испытания – не менее трёх испытаний на каждую захватку для плоских конструкций (стены, перекрытия, фундаментная плита) и, не менее шести участков испытаний для линейных вертикальных конструкций (колонны, пилоны). Не менее одного участка на 4м длины, или трёх участков на захватку- для линейных горизонтальных конструкций (балки, ригели).

При проведении определения прочности монолитных конструкций в промежуточном возрасте контролируют не менее одной конструкции каждого вида из партии бетона, уложенного в течении суток, или части конструкции в случае её бетонирования в течении, более суток.

Число испытаний в каждом участке определяется в зависимости от применяемого метода неразрушающего контроля прочности бетона, – либо механические методы неразрушающего контроля согласно ГОСТ 22690, либо ультразвукового метода определения прочности бетона, согласно ГОСТ 17624.

При контроле прочности бетона ультразвуковым методом, согласно ГОСТ 17624, на каждом контролируемом участке производят, не менее двух измерений, при поверхностном прозвучивании или одного, при сквозном прозвучивании.

При контроле прочности бетона механическими неразрушающими методами число измерений определяется, согласно таблицы 3 ГОСТ 22690, в зависимости от применяемого метода:

Неразрушающие методы контроля прочности бетона

Рубрика: Технические науки

Статья просмотрена: 25951 раз

Библиографическое описание:

Бербеков Ж. В. Неразрушающие методы контроля прочности бетона // Молодой ученый. — 2012. — №11. — С. 20-23. — URL https://moluch.ru/archive/46/5697/ (дата обращения: 16.03.2019).

В статье ставится задача рассмотреть методы контроля прочности бетона, при которых последний не теряет свои эксплуатационные качества и не нарушается целостность изделия. Выявлена и обоснована необходимость использования неразрушающих методов контроля прочности, описаны принципы проведения испытаний.

Ключевые фразы: бетон, прочность бетона, неразрушающий контроль, методы испытаний, ударный, скол, ультразвуковой.

Бетон — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент или др.), заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки. Смесь этих материалов до затвердевания называют бетонной смесью. Зерна песка и щебня составляют каменную основу бетона. Цемент­ное тесто, образующееся после затворения бетонной смеси водой, обво­лакивает зерна песка и щебня, заполняет промежутки между ними и играет вначале роль смазки заполнителей, придающей подвижность (текучесть) бетонной смеси, а впоследствии, затвердевая, связывает зерна заполнителей, образуя искусственный камень — бетон. Бетон в сочетании со стальной арматурой называют железобетоном.

Неразрушающий контроль — контроль свойств и параметров объекта, при котором не должна быть нарушена пригодность объекта к использованию и эксплуатации. Неразрушающий контроль особенно важен при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, компонентов и конструкций.

При проведении определения прочности бетона с помощью методов неразрушающего контроля необходимо учитывать, что все эти методы являются косвенными. Выделить какой-то один метод нельзя, все они обладают своими достоинствами, недостатками и ограничениями в применении. Поэтому лаборатория оснащена приборами неразрушающего контроля, позволяющими использовать все методы. На начальном этапе существования здания обычно осуществляется контроль соответствия проекту линейных размеров и отсутствия их существенных отклонений от нормативных значений. Для этого применяются линейки, рулетки, нутромеры, скобы, штангенциркули, щупы микроскопы и другой специальный инвентарь. Для замеров отклонений конструкций от вертикали и горизонтали обычно используются нивелиры, теодолиты и поверочные линейки. В существующем здании оценка прочностных показателей конструктивных единиц обычно осуществляется двумя способами. Первый основывается на нагружении конструкции вплоть до ее разрушения, и, таким образом, определяется предельная несущая способность. Однако применение такого метода является, по понятным причинам, экономически нецелесообразным. Гораздо более привлекательны в этом плане неразрушающие методы, которые подразумевают применение для оценки состояния конструкций специальных приборов. В этом случае обработка полученных результатов измерений осуществляется при помощи компьютерных программ, что позволяет получить значительную достоверность конечных характеристик. Наиболее весомым фактором, определяющим метод и средства измерения и контроля, является предельно допустимая погрешность измерений. Так же немаловажно удобство проведения работ, простота обработки результатов. Основой неразрушающих методов являются косвенные характеристики, такие как отпечаток на бетоне; энергия, затраченная на удар; напряжение, приведшее к местному разрушению бетона. Рассмотрим подробнее часто применяемые методы неразрушающего контроля для основных строительных материалов.

Методы местных разрушений

Это самые точные из методов неразрушающего контроля прочности, поскольку для них допускается использовать универсальную градуировочную зависимость, в которой изменяются всего два параметра:

1) крупность заполнителя, которую принимают равной 1,0 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности более 50 мм;

2) тип бетона – тяжелый либо легкий.

Метод отрыва со скалыванием и скалывания ребра конструкции заключаются в регистрации усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции, либо местного разрушения бетона в процессе вырывания из него анкерного устройства.

Метод отрыва со скалыванием является единственным неразрушающим методом контроля прочности, для которого в стандартах прописаны градуировочные зависимости. Метод отрыва со скалыванием характеризуется наибольшей точностью, но и наибольшей трудоемкостью испытаний, обусловленной необходимостью подготовки шпуров для установки анкера. К недостаткам метода следует отнести также невозможность использования в густоармированных и тонкостенных конструкциях.

Метод отрыва стальных дисков может быть использован при испытании бетона в густо-армированных конструкциях, когда метод отрыва со скалыванием, а нередко и метод скалывания ребра конструкции (с учетом его ограничений) не могут быть использованы. Он точен и менее трудоемок по сравнению с методом отрыва со скалыванием. К недостаткам метода следует отнести необходимость наклеивания дисков за 3-24 часа до момента испытания (в зависимости от применяемого клея).

Метод скалывания ребра конструкции используется главным образом для контроля линейных элементов (сваи, колонны, ригели, балки, перемычки и т.п.). В отличие от методов отрыва и отрыва со скалыванием, он не требует подготовительных работ. Однако при защитном слое менее 20мм и повреждениях защитного слоя метод неприменим.

Метод отрыва стальных дисков заключается в регистрации напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве от него металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска. В настоящее время метод используется крайне редко. Недостатки методов местных разрушений: повышенная трудоемкость; необходимость определения оси арматуры и глубины ее залегания; невозможность использования в густоармированных участках; частично повреждает поверхность конструкции.

Методы ударного воздействия на бетон

Самый распространенный метод контроля прочности бетона из всех неразрушающих – метод ударного импульса.

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара, возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона.

Приборы, использующие данный метод, отличаются небольшим весом и компактностью, а определение прочности бетона методом ударного импульса является достаточно простой операцией. Результаты измерений выдаются в единицах измерения прочности на сжатие. Также с их помощью можно определять класс бетона, производить измерение прочности под различными углами к поверхности объекта, переносить накопленные данные на компьютер.

Ударные импульсы – это ударные волны малой энергии, генерируемые подшипниками качения вследствие соударений и изменений давления в зоне качения этих подшипников в течение всего срока службы подшипников и распространяющиеся в материалах деталей подшипника, подшипникового узла и прилегающих к ним деталей.

Основные задачи применения метода ударных импульсов:

– получение заблаговременного предупреждения об ухудшении условий смазки подшипников для осуществления своевременной замены смазки по ее фактическому состоянию;

– получение заблаговременного предупреждения об ухудшении условий работы подшипников вследствие различных внешних воздействий для принятия своевременных мер по устранению этих воздействий (например, перегрузки, существенного дисбаланса, несоосности и т.п.);

– получение заблаговременного предупреждения о появлении дефектов подшипников для планирования своевременных замен подшипников;

– сведение к минимуму простоев оборудования;

– сведение к минимуму рисков отказов оборудования и обеспечение надежности его работы.

Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника при соударении с поверхностью бетона. Типичным представителем приборов для испытаний по этому методу является склерометр Шмидта и его многочисленные аналоги. Метод упругого отскока, как и метод пластической деформации, основан на измерении поверхностной твердости бетона.

Метод упругого отскока заимствован из практики определения твердости металла. Для испытания бетона применяют приборы, называемые склерометрами, представляющие собой пружинные молотки со сферическими штампами. Молоток устроен так, что система пружин допускает свободный отскок ударника после удара по бетону или по стальной пластинке, прижатой к бетону. Прибор снабжен шкалой со стрелкой, фиксирующей путь ударника при его обратном отскоке. Энергия удара прибором должна быть не менее 0,75 Н-м; радиус сферической части на конце ударника – не менее 5 мм. Проверку (тарировку) приборов проводят после каждых 500 ударов.

При проведении испытаний после каждого удара берут отсчет по шкале прибора (с точностью до одного деления) и записывают в журнал. Требования к подготовке участков для испытаний, к расположению и количеству мест удара, а также к экспериментам для построения тарировочных кривых такие же, как в методе пластической деформации.

Метод пластической деформации основан на измерении размеров отпечатка, который остался на поверхности бетона после соударения с ней стального шарика. Метод устаревший, но до сих пор его используют из-за дешевизны оборудования. Наиболее широко для таких испытаний используют молоток Кашкарова. Принцип действия прост. В молоток вставляется металлический стержень определенной прочности, после чего прибором наносят удар по поверхности бетона. С помощью углового масштаба измеряют размеры отпечатков, получившихся на бетоне и стержне. Прочность бетона определяется из соотношения размеров отпечатков (прочность стержня известна).

Приборы, применяемые для испытания методом пластических деформаций, основаны на вдавливании штампа в поверхность бетона путем удара или статического давления заданной силы. Устройства статического давления применяют ограниченно. Приборами ударного действия служат пружинные и ручные молотки со сферическим штампом (шариком) и приборы маятникового типа с дисковым или шариковым штампом. Твердость стали штампов приборов ударного действия должна быть не менее HRC 60, шероховатость — Ra Литература:

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности бетона. Государственный стандарт союза ССР. 07.10.2007;

ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы испытаний. Государственный стандарт союза ССР. 07.10.2007;

Баженов Ю. М. Технология бетона: учебное пособие для технологических специальностей строительных вузов. Издательство «Высшая школа». 1979

Баженов Ю.М., Алимов Л.А., Воронин В.В. и др. Технология бетона, строительных изделий и конструкций. – М.: Изд-во АСВ, 2004;

Жуков А.Д. Универсальный справочник прораба. Изд-во НТС “Стройинформ”, 2006;

Определение прочности бетона

Определение прочности бетона при обследовании зданий и сооружений

В предлагаемой статье рассмотрены основные методы неразрушающего контроля прочности бетона, применяемые при обследовании конструкций зданий и сооружений. Приведены результаты экспериментов по сопоставлению данных, получаемых неразрушающими методами контроля и испытанием образцов. Показывается преимущество метода отрыва со скалыванием перед другими методами контроля прочности. Описываются мероприятия, без выполнения которых применение косвенных неразрушающих методов контроля недопустимо.

Прочность бетона на сжатие является одним из наиболее часто контролируемых параметров при строительстве и обследовании железобетонных конструкций. Имеется большое число методов контроля, применяемых на практике. Более достоверным, сточки зрения авторов, является определение прочности не по контрольным образцам (ГОСТ 10180-2012), изготовляемым из бетонной смеси, а по испытанию бетона конструкции после набора им проектной прочности. Метод испытания контрольных образцов позволяет оценить качество бетонной смеси, но не прочность бетона конструкции. Это вызвано тем, что невозможно обеспечить идентичные условия набора прочности (вибрирование, прогрев и др.) для бетона в конструкции и бетонных кубиков образцов.

Методы контроля по классификации ГОСТ 18105-2010 разделены на три группы:

1. Разрушающие;
2. Прямые неразрушающие;
3. Косвенные неразрушающие.

К методам первой группы относится упомянутый метод контрольных образцов, а также метод определения прочности путем испытания образцов, отобранных из конструкций. Последний является базовым и считается наиболее точным и достоверным. Однако при обследовании к нему прибегают довольно редко. Основными причинами этого являются существенное нарушение целостности конструкций и высокая стоимость исследований.

Таблица 1. Характеристики методов неразрушающего контроля прочности бетона.

В основном применяются методы неразрушающего контроля. При этом большая часть работ выполняется косвенными методами. Среди них наиболее распространенными на сегодняшний день являются ультразвуковой метод по ГОСТ 17624-2012, методы ударного импульса и упругого отскока по ГОСТ 22690. Однако при использовании указанных методов редко соблюдаются требования стандартов по построению частных градуировочных зависимостей. Некоторые исполнители не знают этих требований. Другие знают, но не понимают, насколько велика ошибка результатов измерений при использовании зависимостей, заложенных или прилагаемых к прибору, вместо зависимости, построенной на конкретном исследуемом бетоне. Есть «специалисты», которые знают об указанных требованиях норм,но пренебрегают ими, ориентируясь на финансовую выгоду и неосведомленность заказчика в данном вопросе.

Про факторы, влияющие на ошибку измерения прочности без построения частных градуировочных зависимостей, написано много работ, в том числе приведенные в списке литературы [1,2]. В табл. 1 представлены данные по максимальной погрешности измерений различными методами, приведенные в монографии по неразрушающему контролю бетона [3].

В дополнение к обозначенной проблеме использования несоответствующих («ложных») зависимостей обозначим еще одну, возникающую при обследовании. Согласно требованиям СП 13-102-2003 обеспечение выборки измерений (параллельных испытаний бетона косвенным и прямым методом) на более чем 30 участках является необходимым, но не достаточным для построения и использования градуировочной зависимости. Необходимо, чтобы полученная парным корреляционнорегрессионным анализом зависимость имела высокий коэффициент корреляции (более 0,7) и низкое СКО (менее 15% от средней прочности). Чтобы данное условие выполнялось, точность измерений обоих контролируемых параметров (например, скорость ультразвуковых волн и прочность бетона) должна быть достаточно высокой, а прочность бетона, по которому строится зависимость, должна изменяться в широком диапазоне.

При обследовании конструкций указанные условия выполняются редко. Во-первых, даже базовый метод испытания образцов нередко сопровождается высокой погрешностью. Во-вторых, за счет неоднородности бетона и других факторов [4] прочность в поверхностном слое (исследуемая косвенным методом) может не соответствовать прочности того же участка на некоторой глубине (при использовании прямых методов). И наконец, при нормальном качестве бетонирования и соответствии класса бетона проектному в пределах одного объекта редко можно встретить однотипные конструкции с прочностью, изменяющейся в широком диапазоне (например, от В20 до В60). Таким образом, зависимость приходится строить по выборке измерений с малым изменением исследуемого параметра.

Рис. 1 . Зависимость между прочностью бетона и скоростью ультразвуковых волн

В качестве наглядного примера вышеуказанной проблемы рассмотрим градуировочную зависимость, представленную на рис.1. Линейная регрессионная зависимость построена по результатам ультразвуковых измерений и испытаний на прессе образцов бетона. Несмотря на большой разброс результатов измерений, зависимость имеет коэффициент корреляции 0,72, что допустимо по требованиям СП 13-102- 2003. При аппроксимации функциями, отличными от линейной (степенной, логарифмической и пр.) коэффициент корреляции был менее указанного. Если бы диапазон исследуемой прочности бетона был меньше, например от 30 до 40 МПа (область, выделенная красным цветом), то совокупность результатов измерений превратилась бы в «облако», представленное в правой части рис. 1. Данное облако точек характеризуется отсутствием связи между измеряемым и искомым параметрами, что подтверждается максимальным коэффициентом корреляции 0,36. Иными словами, градуировочную зависимость здесь не построить.

Также необходимо отметить, что на рядовых объектах количество участков измерения прочности для построения градуировочной зависимости сопоставимо с общим количеством измеряемых участков. В данном случае прочность бетона может быть определена по результатам только прямых измерений, а в градуировочной зависимости и использовании косвенных методов контроля уже не будет смысла.

Таким образом, без нарушения требований действующих норм для определения прочности бетона при обследовании в любом случае необходимо в том или ином объеме использовать прямые неразрушающие либо разрушающие методы контроля [2]. Учитывая это, а также обозначенные выше проблемы, далее более подробно рассмотрим прямые методы контроля.

К данной группе по ГОСТ 22690-2015 относится три метода:

1. Метод отрыва;
2. Метод отрыва со скалыванием;
3. Метод скалывания ребра.

Контроль прочности бетона методом отрыва

Метод отрыва основан на измерении максимального усилия, необходимого для отрыва фрагмента бетонной конструкции. Отрывающая нагрузка прилагается к ровной поверхности испытываемой конструкции за счет приклеивания стального диска (рис. 2), имеющего тягу для соединения с прибором. Для приклеивания могут использоваться различные клеи на эпоксидной основе. В ГОСТ 22690 рекомендуются клеи ЭД20 и ЭД16 с цементным наполнителем. На сегодняшний день могут применяться современные двухкомпонентные клеи,производство которых хорошо налажено (POXIPOL, «Контакт», «Момент» и др.). В отечественной литературе по испытанию бетона [5, 6] методика испытания предполагает приклеивание диска к участку испытания без дополнительных мероприятий по ограничению зоны отрыва. В таких условиях площадь отрыва является непостоянной и должна определяться после каждого испытания. В зарубежной практике перед испытанием участок отрыва ограничивается бороздой, создаваемой кольцевыми сверлами (коронками). В данном случае площадь отрыва постоянна и известна, что увеличивает точность измерений.

Рис. 2. Прибор для метода отрыва с диском для приклеивания к бетону

После отрыва фрагмента и определения усилия определяется прочность бетона на растяжение (R_bt),по которой с помощью пересчета по эмпирической зависимости может быть определена прочность на сжатие (R). Для перевода можно воспользоваться выражением, указанным в пособии [7]:

Для метода отрыва могут применяться различные приборы, используемые и для метода отрыва со скалыванием, такие как ПОС-50МГ4, ПИВ, DYNA (рис. 2), а также старые аналоги: ГПНВ-5, ГПНС-5. Для проведения испытания необходимо наличие захватного устройства, соответствующего тяге, расположенной на диске.

В России метод отрыва не нашел широкого распространения. Об этом свидетельствует и отсутствие серийно выпускаемых приборов, приспособленных для крепления к дискам, а также самих дисков. В нормативных документах отсутствует зависимость для перехода от усилия вырыва к прочности на сжатие. В новом ГОСТ 18105-2010, а также предшествующем ГОСТ Р 53231-2008 метод отрыва не включен в перечень прямых методов неразрушающего контроля и вообще не упоминается. Причиной этому, по всей видимости, является ограниченный температурный диапазон применения метода, что связано с продолжительностью твердения и (или) невозможностью использования эпоксидных клеев при низкой температуре воздуха. Большая часть России расположена в более холодных климатических зонах, чем страны Европы, поэтому данный метод, широко применяемый в европейских странах, в нашей стране не используется. Другим отрицательным фактором является необходимость сверления борозды, что дополнительно снижает производительность контроля.

Контроль прочности бетона методом отрыва со скалыванием

Данный метод имеет много общего с описанным выше методом отрыва. Основным отличием является способ крепления к бетону. Для приложения отрывающего усилия используются лепестковые анкеры различных размеров. При обследовании конструкций анкеры закладываются в шпур, пробуренный на участке измерения. Так же, как и при методе отрыва, измеряется разрушающее усилие (Р). Переход к прочности бетона на сжатие осуществляется по указанной в ГОСТ 22690 зависимости:

где m₁— коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя, m₂ — коэффициент перехода к прочности на сжатие, зависящий от вида бетона и условий твердения.

В нашей стране данный метод нашел, пожалуй, самое широкое распространение благодаря своей универсальности (табл.1), относительной простоте крепления к бетону, возможности испытания практически на любом участке конструкции. Основными ограничениями для его применения являются густое армирование бетона и толщина испытываемой конструкции, которая должна быть больше, чем удвоенная длина анкера. Для выполнения испытаний могут использоваться приборы, указанные выше.

Помимо более простого и быстрого крепления к бетону конструкции по сравнению с методом отрыва, не требуется обязательное наличие ровной поверхности. Главным условием является необходимость того, чтобы кривизна поверхности была достаточной для установки прибора на тягу анкера. В качестве примера на рис. 3 представлен прибор ПОС-МГ4, установленный на деструктированную поверхность устоя гидротехнического сооружения.

Контроль прочности бетона методом скалывания ребра

Последним прямым методом неразрушающего контроля является модификация метода отрыва — метод скалывания ребра. Основное отличие заключается в том, что прочность бетона определяют по усилию (Р), необходимому для скалывания участка конструкции, расположенному на внешнем ребре. В нашей стране долгое время выпускались приборы типа ГПНС-4 и ПОС-МГ4 Скол, конструкция которых предполагала обязательное наличие двух рядом расположенных внешних углов конструкции. Захваты прибора подобно струбцине крепились на испытываемый элемент, после чего через захватывающее устройство прилагалось усилие к одному из ребер конструкции. Таким образом, испытание можно было проводить только на линейных элементах (колонны, ригели) или в проемах на краях плоских элементов (стены, перекрытия). Несколько лет назад была разработана конструкция прибора, которая позволяет устанавливать его на испытываемый элемент с наличием только одного внешнего ребра. Закрепление осуществляется к одной из поверхностей испытываемого элемента при помощи анкера с дюбелем. Данное изобретение несколько расширило диапазон применения прибора, но одновременно с этим уничтожило основное преимущество метода скалывания, которое заключалось в отсутствии необходимости сверления и потребности в источнике электроэнергии.

Прочность бетона на сжатие при использовании метода скалывания ребра определяется по нормированной зависимости:

где m — коэффициент, учитывающий крупность заполнителя.

Таблица 2. Сравнительные характеристики прямых методов неразрушающего контроля

Определение прочности бетона

Определение прочности бетона – это обязательное условие контроля качества железобетонных изделий при их производстве. От прочности бетона зависит безопасность и срок эксплуатации любой железобетонной конструкции. На прочность бетона влияет много факторов, начиная от качества используемых для изготовления материалов, заканчивая соблюдением технологических требований к процессу производства. Прочность бетона определяет его маркировку, под которой состав поступает в продажу. Например, марка М400 свидетельствует о том, что максимальная нагрузка, выдерживаемая материалом, составляет 400 кг/см2.

Популярные товары

Электронный склерометр ОНИКС-2.5 предназначен для оперативного измерения прочности и однородности бетона методом ударного импульса по ГОСТ 22690. Прибор…

Электронный склерометр ОНИКС-2.6 предназначен для контроля прочности бетона и однородности бетона методом ударного импульса по ГОСТ 22690 и других материалов…

Наиболее функционально насыщенная версия ультразвукового прибора. Содержит полностью цифровой тракт с функцией визуализации принимаемого сигнала. Прибор…

Испытание бетона на прочность подразумевает приложение к нему контрольной нагрузки, направленной на разрушение целостности его структуры. Для данных испытаний используют контрольные образцы либо производят отбор проб бетона непосредственно из обследуемой конструкции.

Методы определения прочности бетона

Проводить определение прочности бетона в России можно только с учетом нормативов, установленных стандартом ГОСТ 18105-2010. Классификация используемых методов подразумевает деление на три подгруппы.

• Разрушающие. Испытание бетона в этом случае проводят с использованием контрольных образцов, подвергающихся твердению в одинаковых с конструкцией условиях, либо изымаемых непосредственно из бетонного монолита после достижения им необходимых показателей твердости. Эти методы определения прочности бетона считаются наиболее точными.
• Неразрушающие косвенные. К этой категории относят ультразвуковые исследования (по ГОСТ 17624-2012), методы упругого отскока и ударного импульса (ГОСТ 22690-2015). Важно отметить, что эти методы названы так потому что прочность оценивают косвенно, через другой параметр, измеряя, например скорость ультразвука, а по ней вычисляя прочность на основании установленных экспериментально зависимостей. Эти методы определения прочности бетона без предварительно градуировки могут дать погрешность до 30…50%, их нельзя использовать для вычислений, требующих достоверности и точности получаемых значений без корректировок результатов на основе прямых методов.
• Неразрушающие прямые. Испытание бетона в этом случае можно выполнять одним из двух методов. Первый из них предусматривает отрыв заделанного в бетон металлического анкера и измерение необходимой для этого нагрузки создаваемой при помощи специального оборудования. Второй – основан на измерении усилия, прилагаемого для скалывания участка внешнего ребра бетонной конструкции.

Все замеры и испытания, в рамках которых производится определение прочности бетона, подразумевают использование специальных инструментов и приборов, позволяющих гарантировать точность выполняемых процедур. Именно аппаратные измерения дают наиболее достоверный результат и позволяют выполнять все необходимые манипуляции в кратчайшие сроки и без остановки процессов строительства и ведения других работ на объекте.

Приборы серии ОНИКС для контроля прочности бетона

Современные приборы для определения прочности бетона серий ОНИКС и ПУЛЬСАР, выпускаемые компанией “Интерприбор”, ориентированы на использование всех имеющихся методов определения прочности и прекрасно подходят для проведения испытаний и в лаборатории и на строительной площадке методами скола ребра, отрыва со скалыванием, по скорости прохождения ультразвука и методом ударного импульса.

Использование высокоточных технических средств гарантирует высокую скорость и точность при фиксации параметров прочности. Это позволяет быстро получать достоверные результаты при определении прочности бетона непосредственно на исследуемом объекте без разрушения бетонного монолита.

Испытание бетона

Как известно, бетон это искусственный каменный материал, получаемый из правильно подобранной бетонной смеси после её формования и твердения.

Бетоны классифицируются по нижеперечисленным основным признакам:

• по плотности (особо тяжёлые – плотность более 2500 кг/м3, тяжёлые – плотность от 1800 до 2500 кг/м3, легкие – плотность от 500 до 1800 кг/м3, особо легкие – плотность менее 500 кг/м3)
• по назначению (обычный, гидротехнический, жаростойкий, теплоизоляционный, дорожный, и т. д.)
• по виду вяжущего (цементные, силикатные, гипсовые, на жидком стекле, полимерные и т. д.)
• по виду заполнителя (на плотных заполнителях, на пористых заполнителях и т. д.)
• по крупности зерен заполнителя (крупнозернистые и мелкозернистые)
• по структуре (плотные, крупнозернистые, поризованные, ячеистые)
• по условиям твердения (естественного твердения, автоклавного твердения и т. д.)

Строительная лаборатория «Строймат и К» проводит экспертизу бетона и бетонной смеси. Экспертиза бетона проводится нами как на строящихся объектах, так и на построенных. Экспертиза бетона проводится с применением современного оборудования и позволяет определить многие физико-механические характеристики бетона.

Испытание бетона на предмет определения его строительно-технических характеристик проводится нами как в условиях стационарной лаборатории по контрольным образцам (плотность, прочность, морозостойкость, водонепроницаемость), так и на стройплощадке — разрушающими (выбуривание образцов кернов) и неразрушающими методами контроля прочности бетона (отрыв со скалыванием, упругий отскок, ультразвуковое прозвучивание).

Предлагаем Вам следующие испытания:

1. Определение морозостойкости бетона по контрольным образцам
2. Определение водонепроницаемости бетона по контрольным образцам
3. Испытание образцов бетона
4. Отбор кернов. Определение прочности бетона по кернам, отобранным из конструкции
5. Неразрушающий контроль бетона

1. Определение морозостойкости бетона по контрольным образцам по ГОСТ 10060

В качестве образцов используются кубы с ребром 100 мм.
Формы для данных образцов вы можете приобрести у нашего партнера МетЭдАргоКапПроект

Чтобы рассчитать стоимость заказа, нужно:

• оформить заявление, которое нужно отправить к нам на почту: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
• позвонить по телефонам: 84954307697; 84997921114; 89166009893

Морозостойкость бетона — способность сохранять физико-механические (прочность при сжатии, плотность и т.д.) свойства при многократном переменном замораживании и оттаивании. Морозостойкость бетона характеризуют соответствующей маркой по морозостойкости (F).

Марка бетона по морозостойкости (F) характеризуется количеством циклов замораживания и оттаивания образцов бетона, испытанных по базовым методам, при которых сохраняются первоначальные физико-механические свойства по прочности и потери массы. Цикл испытания — совокупность одного периода замораживания и оттаивания образцов.

Основные образцы — образцы, предназначенные для проведения испытаний замораживания и оттаивания. Контрольные образцы — образцы, предназначенные для определения прочности бетона на сжатие перед началом испытания основных образцов.

Морозостойкость бетона определяют при достижении им проектного возраста (28 суток), что подтверждается проведением конечных испытаний образцов-кубов бетона на прочность при сжатии. Условия испытания для определения морозостойкости в зависимости от метода и вида бетона принимают по таблице 1.

Метод и марка бетона по морозостойкости

Среда и температура замораживания, °С

Среда и температура замораживания, °С

Воздушная, минус 18±2

Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализованной воды

5 %- ный водный раствор хлорида натрия

5 %- ный водный раствор хлорида натрия, 20±2

Бетоны дорожных и аэродромных покрытий и бетонных конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализованной воды

5 %- ный водный раствор хлорида натрия

Воздушная, минус 18±2

5 %- ный водный раствор хлорида натрия, 20±2

Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализованной воды и легких бетонов марок по средней плотностью менее D1500

5 %- ный водный раствор хлорида натрия минус 50±5

Все виды бетонов, кроме легких бетонов марок по средней плотности менее D1500

Морозостойкость бетона определяют в проектном возрасте (после итоговых испытаний), установленном в нормативно-технической и проектно
Количество изготовляемых кубов-образцов бетона с ребром 100 мм:

• при 1-ом и 2-ом методе определения морозостойкости принимают равным 18 шт. (6 контрольных + 12 основных)
• при 3-м методе -12 шт. (6 контрольных + 6 основных)

Образцы для испытаний должны быть без внешних дефектов, разброс значений плотности отдельных образцов в серии (до их насыщения) не должен превышать 30 кг/м3. Массу образцов определяют с погрешностью не более 0,1 %. Образцы изготавливают и испытывают сериями.

Число циклов испытания основных образцов бетона в течение одних суток должно быть не менее 1. Испытания надо вести непрерывно. При вынужденных перерывах в испытании образцы должны храниться в замороженном состоянии в морозильной камере при температуре не выше минус 10°С, при первом и втором методах образцы хранят укрытыми влажной тканью, при третьем методе – в 5%-ном водном растворе хлорида натрия.

Соотношение между числом циклов испытаний и маркой бетона по морозостойкости, принимают по таблице 4.

2. Определение водонепроницаемости бетона по контрольным образцам по ГОСТ 12730.5.

В качестве образцов используются кубы с ребром 150 мм или цилиндры диаметром и высотой 150 мм.
Формы для данных образцов вы можете приобрести у нашего партнера МетЭдАргоКапПроект

Чтобы рассчитать стоимость заказа, нужно:

• оформить заявление, которое нужно отправить к нам на почту: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
• позвонить по телефонам: 84954307697; 84997921114; 89166009893

Марка бетона по водонепроницаемости определяется максимальной величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивания через образцы, изготовленные и испытанные на водонепроницаемость согласно требованиям действующих государственных стандартов. Для бетонных конструкций, с требованиями повышенной плотности и коррозионной стойкости, а также по ограничению проницаемости, назначают марки по водонепроницаемости.

Согласно требованиям ГОСТ 26633 установлены следующие марки по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20. Конкретные марки бетона конструкций по водонепроницаемости устанавливаются в соответствии с нормами проектирования и указываются как в стандартах и технических условиях так и в проектной документации (чертежах) на эти конструкции. Для проведения испытаний применяется установка УВФ-6, которая имеет шесть гнезд для крепления цилиндрических обойм с шестью образцами-цилиндрами.

Данная установка предназначена для испытания бетонных образцов-цилиндров на водонепроницаемость по методу «мокрого пятна». УВФ-6 можно применять в закрытых помещениях с температурой воздуха +5 °C … +45 °C и влажностью до 80 %. Все бетонные образцы (одна серия) должны быть в проектном возрасте (28 суток). Образцы бетона не должны иметь дефектов в виде трещин или сколов. Давление воды подается на нижнюю торцевую поверхность бетонных образцов, установленных в обоймы, которые надежно закреплены в гнездах установки. Начиная со ступени в 0,2 МПа, выдерживают установленное давление на каждой ступени в течение 16 часов (для образцов высотой 15 см).

Испытание длится до тех пор, пока на верхней торцевой поверхности образца не появятся признаки фильтрации воды в виде капель или мокрого пятна. Испытание останавливается и фиксируется давление при котором образовалось мокрое пятно. Водонепроницаемость каждого образца оценивают максимальным давлением воды, при котором еще не наблюдалось ее просачивание через образец. Водонепроницаемость серии образцов оценивают максимальным давлением воды, при котором на четырех из шести образцов не наблюдалось просачивание воды.

Марку бетона по водонепроницаемости принимают по ГОСТ 12730.5, табл. 3. Кроме метода «мокрого пятна» применяется ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости. Для проведения испытаний используют прибор типа «АГАМА-2Р». Прибор и методика испытаний гостирована (ГОСТ 12730.5, Приложение 4). В качестве образцов, кроме цилиндров, можно использовать кубы с размером ребра 15 см. Принцип работы прибора заключается в измерении времени прохождения единицы объема газа через образец-куб.

При параллельных испытаниях одних и тех же серий образцов цилиндров бетона и образцов кубов бетона (в проектном возрасте) на установке УВФ-6 и приборе АГАМА-2Р была выявлена закономерность — расхождение в показателях водонепроницаемости бетона до марок W6 — W8 практически отсутствует или в пределах ± 10%. При увеличении марки бетона по водонепроницаемости показатели по прибору АГАМА-2Р получаются завышенными по отношению к методу «мокрого пятна». Бетон марки по водонепроницаемости W12, определенной на установке УВФ-6, соответствовал бетону марки W16 — W18, определенной на приборе АГАМА — 2Р. Таким образом, использование прибора АГАМА — 2Р целесообразно на бетонах с низкой и средней маркой по водонепроницаемости, в отличие от установки УВФ-6. У прибора АГАМА — 2Р есть и другая проблема. Эмпирически установлено, что надежность показателей достигается при температуре воздуха 20 ±2 °С и влажности воздуха 60±5%.

3. Испытание образцов бетона. Определение прочности бетона на сжатие по ГОСТ 10180.

В качестве образцов используются кубы с ребром 300, 200, 150, 100 мм или цилиндры диаметром 300, 200, 150, 100 мм, высота цилиндра составляет два диаметра.

Формы для данных образцов вы можете приобрести у нашего партнера МетЭдАргоКапПроект

Чтобы рассчитать стоимость заказа, нужно:

• оформить заявление, которое нужно отправить к нам на почту: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
• позвонить по телефонам: 84954307697; 84997921114; 89166009893

Все, кто сталкивался с бетоном, знают, что самый простой и доступный метод определения прочности бетона — это испытание образцов бетона, изготовленных из данного бетона. Этим методом пользуются как производители (поставщики) бетона (для самоконтроля), так и его потребители (для контроля производителя). На первый взгляд, все очень просто. Отобрал пробу бетонной смеси и изготовил из нее серии контрольных образцов кубов для определения прочности бетона всей партии в промежуточном и проектном (28 суток) возрастах. В дальнейшем испытал. Если Вы производитель бетона — то своими силами, если — потребитель, то через независимую строительную лабораторию. На самом деле, уже при изготовление образцов бетона надо знать основные моменты:

1. Образцы изготавливают с нормируемыми размерами.

2. Для контроля прочности бетона на сжатие целесообразнее использовать металлические 2-х гнездные формы типа 2ФК-100 (каждая ячейка формы в виде куба с внутренним размером ребра 100 мм).

Данная металлическая форма (при правильном ее использовании) обеспечит вам:

• нормируемые допуски в перпендикулярности смежных граней (отклонение не более 1 мм) и в размерах готового образца (отклонения в пределах ± 1 мм по ребрам)
• удобство при изготовлении образцов (малый вес, быстрота и технологичность при сборке-разборке)

3. Пробу бетонной смеси для изготовления образцов бетона отбирают из средней части замеса, а при непрерывном бетонировании (например бетононасосом) в три приема в течении не более 10 минут (обязательно перемешивают перед укладкой в форму).

4. Укладку и уплотнение бетонной смеси следует производить не позднее, чем через 20 мин после отбора пробы, причем бетонную смесь заполняют в форме слоями высотой не более 100 мм. При осадке конуса (ОК) смеси более 10 см (П3 — П5), смесь укладывают штыкованием стальным стержнем диаметром 16 мм с закругленным концом. Число нажимов стержня рассчитывают из условия, чтобы один нажим приходился на 10 см 2 верхней открытой поверхности образца, штыкование выполняют равномерно по спирали от краев формы к ее середине. При ОК менее 10 см (П1, П2) — бетонную смесь дополнительно уплотняют вибрированием, до прекращения ее оседания, выравнивания ее поверхности, появления на ней тонкого слоя цементного теста и прекращения выделения пузырьков воздуха.

5. Образцы изготавливают и испытывают сериями. Число образцов в серии (кроме ячеистого бетона) принимают равным 3-4 образца (в дальнейшем, при испытании, расчет средней прочности в серии ведется по двум или трем наибольшим значениям показателя прочности, соответственно).

6.При изготовлении нескольких серий образцов, предназначенных для определения прочностных характеристик бетона в различном возрасте, все образцы следует изготавливать из одной пробы бетонной смеси и уплотнять их в одинаковых условиях. Отклонения между собой значений средней плотности бетона отдельных серий и средней плотности отдельных образцов в каждой серии к моменту их испытания не должны превышать 50 кг/м 3 . При несоблюдении этого требования результаты испытаний не учитываются.

7. Перед испытанием образцы визуально осматривают на предмет наличия дефектов в виде трещин, сколов ребер, раковин и инородных включений. Образцы, имеющие трещины, сколы ребер глубиной более 10 мм, раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 5 мм (за исключением крупнопористого бетона), а также следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси, испытанию не подлежат.

8. Количество серий образцов , которое необходимо изготовить для контроля прочности бетона в проектном возрасте (28 суток), согласно требований ГОСТ 18105, регламентируется п. 5.2. выше названного ГОСТ.

9. При входном контроле (контроль производителя бетонной смеси) образцы бетона надо хранить в нормальных условиях (температура 20±3°С, относительная влажность воздуха 95±5%). Контрольные образцы бетона, изготовленные для приемочного контроля (контроль и оценка партий бетона уложенного в монолитные конструкции) надо хранить в условиях, согласно регламенту или другой технической документации на производство данных железобетонных конструкций.

10. Оценка прочности бетона при испытании кубов-образцов производится либо с учетом коэффициента вариации по схеме А, Б либо без его учета -схема Г (ГОСТ 18105, п.4.4).

4. Отбор кернов. Определение прочности бетона по кернам, отобранным из конструкций

Отбор кернов осуществляют с целью определения прочности бетона конструкции и визуального осмотра выбуренных образцов.

Испытания данным методом предназначены для определения класса бетона испытанных конструкций по прочности, и включает в себя следующие этапы.

1. Отбор кернов (выбуривание бетонных кернов) из конструкции на стройплощадке.

Отбор кернов из бетона конструкции производится с помощью установки для алмазного бурения типа D.Bender. Отсутствие арматуры контролируется цифровым детектором DMF 10 Zoom PROFESSIONAL. Количество и места отбора проб определяется по желанию Заказчика, с учетом требований ГОСТ 28570 (п.1.2 и 1.3). Схема расположения участков отбора образцов приводится в техническом отчете.

2. Подготовка образцов к испытаниям (из отобранных кернов).

Для определения физико-механических характеристик бетона из отобранных кернов подготавливают образцы-цилиндры в соответствии с ГОСТ 28570«Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций» и ГОСТ 10180 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».

Выбуренный бетонный керн с помощью камнерезательной установки распиливают на образцы-цилиндры.

Количество образцов-цилиндров зависит от диаметра исходного керна, и варьируется от двух до четырех.

Для торцевания (то есть обработке керна с целью придания ему правильных геометрических размеров для испытания) используется специальный станок для торцевания кернов. Также, выравнивать торцы можно вручную путем нанесения выравнивающего слоя, в соответствии с методикой Приложения ГОСТ 28570, причем в качестве выравнивающих составов можно использовать эпоксидные композиции, цементное тесто, цементно-песчаные растворы.

После изготовления образцы-цилиндры выдерживаются в лабораторных условиях по ГОСТ 28570 (п.4.1.) в течение 6 дней.

3. Испытания образцов-цилиндров на прочность при сжатии.

Перед испытаниями образцы-цилиндры бетона осматриваются на наличие дефектов в виде трещин, сколов ребер, раковин и инородных включений, а так же следов расслоения и недоуплотнения бетонной смеси. В случае наличие таких дефектов как трещины, сколы, следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси – образцы бракуются. Остальные дефекты (раковины и т. д.) не должны превышать допустимых величин по ГОСТ 10180.

Перед испытанием образцы замеряют, взвешивают и испытывают на прессе. Полученные данные систематизируют в таблицу, выводя среднюю прочность по каждому керну (участку бетона конструкции).

5. Неразрушающий контроль бетона

В настоящее время, при контроле прочности бетона, все большее распространение, получают методы неразрушающего контроля. Методы неразрушающего контроля бетона — это, в первую очередь, методы механического и ультразвукового контроля.

Неразрушающий контроль бетона проводится по ГОСТ 22690 (механические методы) и ГОСТ 17624 и (ультразвуковой метод).

При контроле прочности бетона монолитных конструкций в проектном возрасте, проводят сплошной неразрушающий контроль прочности бетона всех конструкций контролируемой партии.

При контроле прочности бетона монолитных конструкций в промежуточном возрасте методами неразрушающего контроля испытывают не менее одной конструкции каждого вида (плита, стена, колонна и т.д.) из контролируемой партии.

Число контролируемых участков должно быть не менее:

• трех на каждую захватку для плоских конструкций (перекрытия, стены)
• одного на 4 м длины для каждой линейной горизонтальной конструкции (балка, ригель)
• шести на каждую линейную вертикальную конструкцию (колонна, пилон)

Общее число участков измерений для расчета характеристик однородности прочности бетона партии конструкций должно быть не менее 20.

За единичное значение прочности бетона при неразрушающем контроле принимают среднюю прочность бетона контролируемого участка или зоны конструкции, или части монолитной или сборно-монолитной конструкции.

• партия монолитных конструкций — часть, одна или несколько монолитных конструкций, изготовленных за определенное время
• захватка — объем бетона монолитной конструкции или ее части, уложенный при непрерывном бетонировании одной или нескольких партий БСГ за определенное время
• текущий коэффициент вариации прочности бетона — коэффициент вариации прочности бетона в контролируемой партии конструкций по схеме В

Число измерений, проводимых на каждом контролируемом участке конструкции определяются по ГОСТ 17624, ГОСТ 22690.

Прочность бетона определяют по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, полученной прямым разрушающим (выбуривание бетонных кернов, испытание кубов-образцов) или неразрушающим (отрыв со скалыванием) методами и косвенными характеристиками прочности при неразрушающем контроле (упругий отскок, ультразвук).

Методы неразрушающего контроля прочности (упругий отскок, ударный импульс отрыв со скалыванием, ультразвуковое прозвучивание) выбирают исходя из предполагаемых предельных значений прочности испытываемых конструкций.

К косвенным методам неразрушающего контроля прочности бетона относятся следующие методы: