Как измерить прочность бетона

Как измерить прочность бетона

Перед началом возведения многоэтажки или маленького загородного домика, важно проверить прочностные характеристики стройматериалов.
Особое внимание уделяют и бетону, несмотря на его высокие прочностные характеристики. Бетонная смесь постоянно контактирует со окружающей средой, неблагоприятными факторами, а потому и подвержен разрушению.

Определение прочности бетона – действенный способ определения его механической прочности. Посредством простого контроля легко предположить, как поведет себя состав под влиянием внешних нагрузок.

Прочность бетона: характеристики и особенности определения

Прочность бетона напрямую зависит от механических характеристик состава.
Специалисты выделяют следующие типы макроструктур: зернистую, ячеистую, плотную, заполненную пористыми вкраплениями, а также абсолютно плотную. Исходя из перечисленных особенностей и зависит конструкционная устойчивость объекта, его способность противостоять различным нагрузкам.

Прочность бетона зависит и от других факторов:

  • количества жидких осадков из расчета на единицу объема;
  • прочности, размеров и форменных особенностей смеси;
  • структурных особенностей бетона, его заполнителей;
  • наличия вяжущих соединений и уровня их активности в составе.

Крайне важно учитывать особенности ухода за смесью, ее способностью уплотняться с течением времени. Если речь идет о качественном цементе, он должен обладать не только высокими прочностными характеристиками. Состав не должен расслаиваться, раскалываться, трескаться и крошиться.

Обратите внимание! Чем выше марка цемента, тем более высоким нагрузкам сможет противостоять итоговое строение. Естественно, стоимость такого продукта гораздо выше обычных составов, но любая экономия на постройках в итоге обойдется слишком дорого.

В состав современных бетонных смесей входят пластификаторы – специализированные вещества, повышающие скорость затвердевания смеси, ее прочностные характеристики. Для повышения устойчивости материала важно прибегнуть к армированию. Армирование – процесс погружения металлической проволоки или прутьев в жидкую бетонную смесь.
Особое внимание уделяется и температурному режиму, при котором осуществляются строительные работы, уровню влажности воздуха в окружающем пространстве. Не рекомендуется проводить работы в условиях повышенной влажности, поскольку цемент быстро впускает в реакцию с жидкостью.

Анализ стандартизированных образцов

Прочность бетона зависит от целого ряда факторов. Для ее определения разработано несколько эффективных методов, а также профессиональных устройств, определяющих технические данные состава. Существует несколько способов, позволяющих определить прочность бетона, на которых стоит остановиться подробнее.
Самый точный и действенный метод – испытать крепость цемента, используя контрольные образцы – цилиндры и кубики из цементного раствора. Бетон в строгих пропорциях замешивают, а после – выдерживают в течение 28 дней. Затем приготовленные образцы разрушают под высоким давлением специальных прессов, определяя тем самым их прочность.

Не менее популярный способ – анализ кернов. Из бетонной конструкции выбуривают монолит небольших размеров. Но этот метод отличается дороговизной. Не стоит забывать – контрольные образцы проблематично извлекать. В случае, если организовать работы неправильно, существует высокая опасность повреждения конструкции.

Рекомендации по подготовке образцов

Для анализа бетонных составов с точки зрения прочности, применяют 4-6 предварительно подготовленных кубика. Их заблаговременно заливают в формы стандартизированного размера, а после – обрабатывают особым образом.

  1. В смесь категорически воспрещается вносить пластификаторы или любые другие заполнители, воду.
  2. Прочность бетона проверяют только по прошествии нескольких суток.
  3. В контрольных образцах должны отсутствовать расслоения, трещины или любые другие конструктивные дефекты.

Наплывы, образовавшиеся от раствора, удалятся абразивными инструментами или веществами.

Методы определения прочности бетона

  1. Молотком Кашкарова. Опытные мастера рекомендуют полагаться на комплексный метод, а все значения объединить в отдельной таблице. В случае применения «молотка Кашкарова» для удара по бетону, область соприкосновения с ним должна оставаться предельно ровной. Важно, чтобы удары наносились сквозь несколько листов белой копирки.
  2. Прочность на растяжение. Часто специалисты прибегают к тестированию посредством растяжения упругого изделия. Исследуемое изделие помещают в особую установку, а затем сдавливают под высоким давлением. Первостепенное внимание уделяется определению параметров бетонной деформации и отскоку крупных частичек в области нанесения удара.
  3. Определение прочности бетона на сжатие. Для анализа прочности бетонного основания прибегают к различным технологическим подходам. Если речь идет о прочности на сжатие, то испытания осуществляются в несколько подходов. Контрольный образец устанавливается в нижнем сегменте пресса, а затем плавно опускают верхнюю часть. В итоге плита оказывается под высоким давлением, пока она не разрушиться. Раскол бетона в обязательном порядке должен соответствовать нормам, предусмотренным специальными документами. В случае непрогнозируемых результатов, метод не принимается во внимание.
  4. Использование ультразвука. Для исследования монолитных конструкций нередко применяют ультразвук. Суть этого способа заключается в скорости распространения звуковых колебаний в бетонных конструкциях. Для исследования применяются особые приборы. В основе результатов – время распространения акустических волн.
  5. Скалывание. Суть подхода состоит в необходимости откалывания небольшого цементного сегмента от основания конструкции. Для точного определения прочности бетона важно подготовить надежную дрель или перфоратор. Крепость напрямую зависит от усилий, необходимых для скалывания небольшого куска. Воздействие оказывается на внешнее ребро.

Определение прочности бетона – точный и действенный подход, при условии четкого соблюдения имеющихся предписаний. Для достижения высоких результатов, рекомендуется использовать несколько способов по контролю качества.

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.

Читать еще:  Устройство бетонного пола по грунту

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 (в данной подгруппе) метод определения прочности бетона 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 (измерители прочности бетона), 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 определения 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.

Популярные товары

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

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

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

Проверка прочности бетона: основные методы определения и измерения

Проверка прочности бетона – очень важный комплекс мероприятий, благодаря которым удается установить и проконтролировать самый важный показатель материала, от которого зависят надежность и долговечность конструкции, здания. Прочность – основная техническая характеристика бетона, учитываемая в проектировании, расчетах в создании изделий, строительстве сооружений разного типа.

Прочность бетона обозначается маркой – буквой М и цифрой, которая отображает максимальный вес в килограммах на квадратный сантиметр, который может выдержать проверяемая смесь после полного затвердевания. Также прочность может выражаться в классе – буква В и цифры, отображающие максимальное давление сжатия, выдерживаемое материалом без каких-либо разрушений.

Определение прочности бетона по марке и классу осуществляется в четком соответствии с нормативными документами – ГОСТами 22690-88, 28570, а также 18105-2010 и 10180-2010. Эти нормы регламентируют порядок и методику проведения испытаний и исследований, правила обработки результатов. Выполнять проверки могут лишь сертифицированные организации с выдачей соответствующих документов.

Что влияет на прочность

Прежде, чем изучать методы определения прочности бетона, необходимо разобраться с тем, что влияет на данный показатель и какие факторы могут негативно сказаться на характеристиках застывшего камня. Также следует помнить о том, что затвердевшая на строительном объекте бетонная смесь может демонстрировать совершенные иные свойства в лабораторных условиях.

При условии использования цемента идентичного качества, наполнителей с теми же техническими характеристиками, на прочность бетона могут влиять факторы, не имеющие отношения к самому материалу.

Что влияет на прочность бетона:

  • Условия и длительность транспортировки смеси (если раствор готовится не на строительной площадке, а на заводе).
  • Метод укладки бетона в опалубку.
  • Форма и размеры конструкции.
  • Окружающая среда – уровень влажности, температура воздуха на протяжении всего времени твердения раствора.
  • Вид напряженного состояния.
  • Правильность ухода за застывающим монолитом после заливки.

Как правило, качество смеси значительно ухудшается и характеристики понижаются в случаях невыполнения норм и правил работы с бетоном.

Основные нарушения технологии, понижающие прочность:

  • Осуществление доставки замешанной смеси не в миксере.
  • Превышение допустимого значения времени в пути.
  • Отсутствие уплотнения трамбовками/вибраторами при заливке раствора.
  • Очень низкая/высокая температура воздуха при выполнении работ, ветер или дождь.
  • Отсутствие оптимальных условий твердения после заливки в опалубку.
Читать еще:  Крошится бетон что делать

В результате неправильной транспортировки, несоблюдения условий выполнения работ бетонная смесь может схватываться и расслаиваться, терять подвижность. При отсутствии уплотнения в толще камня остаются воздушные пузыри, понижающие качество. При окружающей температуре +10-25 градусов и высокой влажности в течение 7-15 суток после заливки бетон набирает 70% проектной прочности. В противном случае сроки затягиваются, монолит может деформироваться, демонстрировать более низкую прочность.

Для проверки бетона на прочность и соответствие проектным характеристикам используют самые разные методы и способы. В их число входят лабораторные испытания образцов, косвенные и неразрушающие прямые методы и т.д.

Какие факторы могут влиять на погрешность исследований:

  • Дефекты поверхности камня.
  • Неравномерность состава раствора.
  • Влажность материала.
  • Армирование бетонного монолита.
  • Промасливание, коррозия, карбонизация слоя внешнего.
  • Неисправности в работе приборов для исследования – слабый заряд аккумулятора, выход из строя деталей и т.д.

Наиболее информативной считается проверка бетона методом изъятия образцов из толщи монолита и последующее их исследование. В таком случае удается исключить ошибки, но вот трудоемкость и дороговизна метода не способствуют его популярности.

Чаще всего бетон на прочность проверяют с применением приборов для измерения характеристик, находящихся в прямой зависимости с прочностью – усилие на скол/отрыв, твердость, длина волны и т.д. Далее для вычислений используют специальные формулы.

Требования к проверке

Большинство заказчиков предпочитают выполнять проверку с применением неразрушающих методов контроля прочности бетона. Есть специальные приборы, позволяющие быстро и эффективно определить нужные показатели без сверления, вырубки образцов, бурения и т.д.

Любое измерение прочности бетона предполагает три основных показателя: стоимость оборудования, точность полученных результатов, трудоемкость реализации. Самыми дорогими считаются испытания кернов с использованием лабораторного пресса, а также отрыв со сколом. Менее затратные методы ультразвука, упругого отскока, пластических деформаций, ударного импульса. Их советуют применять лишь после определения градуировочной зависимости выбранной косвенной характеристики с фактической прочностью.

Нужно помнить, что параметры раствора могут сильно отличаться от тех, на которых основывается градуировочная зависимость. Для определения достоверной прочности бетонного камня на сжатие осуществляют обязательную проверку кубиков на прессе либо определяют усилие на отрыв со сколом. При отказе от данной операции могут быть выявлены существенные погрешности в контроле и оценке уровня прочности (от 15% до 75%).

Как определить прочность бетона

Определение прочности бетона осуществляется с применением трех основных методов испытаний: разрушающие, а также неразрушающие косвенные и прямые. Все они дают возможность с разной долей точности осуществлять контроль и оценивать фактическую прочность бетонного камня в условиях лаборатории, на строительных площадках либо в уже готовых конструкциях.

Разрушающие методы

Этот метод достаточно трудоемок: из готовой (уже залитой и полностью набравшей прочность) конструкции вырубывают/выпиливают образцы, которые потом подвергают разрушению на прессе. После завершения каждого испытания фиксируют полученные значения максимальных усилий на сжатие, реализуют статистическую обработку.

Метод гарантирует объективность полученных результатов, но часто не подходит для конкретных условий из-за трудоемкости, дороговизны, локальных дефектов в конструкции/здании. В условиях производства бетон исследуют на сериях образцов, которые были приготовлены из рабочей бетонной смеси по ГОСТу 10180-2012. Цилиндры или кубики выдерживают в максимально приближенных к реальным условиях, потом подвергают испытаниям на прессе.

Неразрушающие прямые

Эта группа методов предполагает проведение испытаний материала без необходимости повреждать конструкцию. Механическое взаимодействие прибора и поверхности проходят при простом отрыве, при отрыве со сколом, в процессе скалывания ребра.

В процессе испытаний отрывом на поверхность камня клеят стальной диск на эпоксидный состав. Потом специальным инструментом его отрывают вместе с куском конструкции (для этого используют приборы ПИВ, ГПНВ-5, ПОС-50МГ4). Полученное усилие переводят в искомый показатель по специальным формулам.

При отрыве со сколом сам прибор прикрепляют не к диску, а непосредственно в полость бетона. Бурят шпуры, в них монтируют лепестковые анкеры, потом часть материала извлекают с фиксацией разрушающего усилия. Чтобы определить марочный показатель, используют специальные переводные коэффициенты.

Скалывание ребра используют в работе с конструкциями, обладающими внешними углами – перекрытия, балки, колонны и другие. Прибор (чаще всего это ГПНС-4) крепят к одному из выступающих сегментов анкером и дюбелем, потом плавно нагружают. Когда происходит разрушение, усилие и глубину скола фиксируют. Потом прочность определяют в соответствии со значениями формулы (в ней обязательно учитывается величина наполнителя в растворе).

Неразрушающие косвенные методы

Данные способы не предполагают внедрение каких-либо приборов в само тело бетонного камня, монтажа анкеров либо других трудоемких операций. К данной группе методов относят: методы упругого отскока и ударного импульса, а также исследование ультразвуком и способ пластической деформации.

Ультразвуковой метод измерения прочности бетона предполагает сравнение скорости прохождения продольных волн в готовом монолите с эталонным образцом. Прибор для измерений УГВ-1 кладут на ровную поверхность без деформаций и прозванивают участки в четком соответствии с программой испытаний. Все полученные данные обрабатывают, не принимая во внимание выпадающие значения.

Определение прочности бетона способом ударного импульса предполагает применение энергии удара бойка из металла в виде сферы о поверхность бетонного монолита. Магнитострикционное или пьезоэлектрическое устройство энергию удара преобразует в электрический импульс, время и амплитуда которого имеют функциональную связь с уровнем прочности бетона.

До того, как проверить класс и марку бетона данным методом, необходимо приобрести прибор для испытаний. Он достаточно прост в применении, компактный, результаты выдает уже в готовом виде – используются единицы измерений нужного показателя.

Читать еще:  Как сделать декоративный кирпич в домашних условиях

Для определения прочности бетона с использованием обратного отскока понадобится склерометр – специальный прибор для фиксации обратного движения бойка после совершения удара о поверхность бетона или прижатой к ней пластины из металла. Так определяют твердость материала, которая напрямую связана с его прочностью.

Метод пластических деформаций измеряет размеры следа на бетоне после удара металлическим шариком. Полученные значения сравнивают с эталонным образцом. Метод существует достаточно давно, чаще всего для его реализации применяют молоток Кашкарова: в его корпус вставляют сменный стержень из стали с известными и зафиксированными характеристиками.

На поверхность монолита наносят целую серию ударов. Потом прочность определяют в соответствии с соотношением диаметров полученных отпечатков на бетоне и стержне.

Заключение

С целью контроля и оценки уровня прочности бетона лучше всего использовать неразрушающие методы исследований. Они являются более доступными в плане цены и трудоемкости в сравнении с испытанием образцов в условиях лаборатории.

Чтобы показатели были достоверными, важно строить градуировочные зависимости приборов, использовать правильные таблицы и устранять все факторы, которые могут в той или иной мере исказить результаты выполненных измерений.

Как определить прочность бетона?

Прочность бетона – одна из важнейших характеристик этого строительного материала. Бетон лучше всего сопротивляется усилиям на сжатие. Поэтому проектирование осуществляется таким образом, чтобы на конструкцию действовали в основном силы сжатия. Если конструкция будет испытывать усилия на растяжение и изгиб, то при расчете проекта учитывают прочность на растягивающие усилия и растяжение при изгибе.

Характеристики прочности бетона

Порочность бетона на сжатие характеризуют марка или класс прочности, которые определяются в стандартном варианте в возрасте 28 суток. В зависимости от эксплуатационных особенностей строительной конструкции, момент определения прочности материала на сжатие может устанавливаться индивидуально. Это могут быть 3,7, 60, 90, 180 суток.

В проекте на строительную конструкцию пользуются понятием класса прочности и только в особых случаях – марки.

Таблица зависимости между классами и марками бетонов

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона

Прочность бетона зависит от ряда факторов, среди которых:

  • Активность цемента. Между прочностными характеристиками бетонного продукта и активностью вяжущего существует линейная зависимость. Чем выше активность, тем лучше прочностные показатели.
  • Количество вяжущего. Повышение содержания вяжущего положительно влияет на прочностные характеристики только до определенного процентного содержания. Выше – прочностные показатели растут незначительно, а другие технические параметры ухудшаются – растут усадка и ползучесть.
  • Водоцементное соотношение. Оптимальная величина определяется необходимой маркой удобоукладываемости. Обычно в смеси содержится 40-70% воды. Превышение оптимального количества жидкости инициирует образование пор, снижающих прочность конечного продукта.
  • Гранулометрический и минералогический состав заполнителей. На прочность бетонного продукта отрицательно влияют: неоптимальный состав мелкого и крупного заполнителей, наличие в них пылевидных и глинистых частиц.
  • Качество воды. Вода, используемая для затворения смеси, берется из водопровода питьевого назначения или проверяется в лаборатории на присутствие в ней примесей, отрицательно влияющих на качество конечного продукта.
  • Вибрирование бетонной смеси при укладке. При вибрировании из смеси выходит лишний воздух, снижающий прочностные характеристики. Однако излишнее вибрирование приводит к расслаиванию смеси.
  • Соблюдение оптимальных условий твердения.

Способы определения прочности

ГОСТ 10180-2012 регламентирует правила подготовки образцов и проведения испытаний прочности на сжатие в лабораторных условиях В соответствии со стандартом образцами могут быть:

  • куб с длиной ребра 100, 150, 200, 250, 300 мм;
  • цилиндр с диаметром основания 100, 150, 200, 250, 300 мм, высотой не менее диаметра основания.

Образцы изготавливают с соблюдением условий, соответствующих реальным условиям твердения смеси. Твердение продукта может происходить в нормальных условиях или с использованием тепловой обработки. Испытания проводят на испытательной машине-прессе. Образец нагружают со стабильной скоростью нарастания усилия до его разрушения.

Существуют неразрушающие способы контроля прочности бетона, позволяющие контролировать этот параметр в уже готовой конструкции:

  • Механические. Эти испытательные технологии основаны на показаниях приборов. Основные методы – упругий отскок, ударный импульс, отрыв, скалывание, отрыв со скалыванием.
  • Ультразвуковой. Основой этого способа является зависимость скорости прохождения ультразвуковых волн через материал от его прочностных характеристик. Технология востребована для определения прочностных характеристик длинномерных строительных конструкций – ригелей, колонн, балок.

Области применения бетона различных классов прочности

  • В7,5. Такие бетоны содержат малое количество вяжущего и относятся к категории «тощих». Применяются в основном при проведении подготовительных строительных работ. С их помощью изготавливают подбетонки, на которых устраивается железобетонный фундамент. Такой подготовительный бетонный слой не допускает протекания цементного молочка из фундаментной бетонной смеси в грунт.
  • В10-В12,5. Такие материалы также обладают невысокой прочностью. Применяются для устройства подбетонного слоя, тонкослойных стяжек, фундаментов легких строительных конструкций.
  • В15-В20. Бетонные смеси этих классов прочности востребованы в малоэтажном индивидуальном строительстве при возведении небольших строений, для устройства внутренних перегородок, лестничных маршей.
  • В22,5. Широко востребованы в малоэтажном жилом и промышленном строительстве, при производстве ЖБИ.
  • В25-В22,7. Применяются при сооружении высоконагружаемых строительных конструкций – несущих балок, плит, колонн в многоэтажных зданиях.
  • В30 и выше. Такие бетоны, обладающие высокой прочностью, применяют в промышленном строительстве и для сооружения объектов высокой опасности и ответственности. Из-за высокой схватываемости применяются с добавками, регулирующими скорость твердения смеси.

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector