Как определить прочность бетона

Как определяется прочность бетона — 2 метода испытания образцов

Одним из важных этапов строительства дома является определение прочности бетона, который будет использоваться. Такое исследование необходимо для прогнозирования поведения материала при механических и физических нагрузках. Лаборатория проводит испытания по контрольным образцам, которые отбираются в соответствии рецептурой материала. При этом применяют разрушающие или неразрушающие методы.

Зачем проверять?

Домостроительство — очень ответственное дело. Стройматериалы должны соответствовать всем ГОСТам. Чтобы проверить прочностные показатели бетона проводятся исследования образцов, изготовленных в нужных пропорциях и придерживаясь технологии. Некачественный бетонный кубик не должен крошиться и растрескиваться. Если такие требования не выполняются, то строить из этого материала запрещено. Испытание бетона на прочность показывает, какую нагрузку может выдержать материал. Особенно это важно при многоэтажном строительстве. Так как при использовании одинакового сырья несколько образцов может иметь разную прочность, специалисты используют понятие расчетное сопротивление.

От чего зависит прочность?

Класс бетона В15 и марка М200 обозначает стойкость к сжатию 15 МПа и предел прочности 200 кгс/м2.

При изготовлении бетонных изделий рекомендуется придерживаться всех стандартов и правильной технологии производства. Требуемая прочность бетона приобретается через 1 месяц после заливки. При этом в течение этого времени должен быть обеспечен надлежащий уход. Для ускорения набора необходимых характеристик используют способ пропаривания бетона. Факторы, влияющие на прочность в бетонных конструкциях выделяют такие:

Прочность изготавливаемого материала зависит от марки цемента, а также качества и количества воды.

  • активные свойства вяжущего компонента;
  • объем воды в растворе и ее качество;
  • степень уплотнения;
  • температура и влажность внешней среды;
  • марка выбранного бетона;
  • режимы обработки;
  • однородность смешивания компонентов смеси.

Таблица зависимости класса бетона от прочности:

Подготовка образцов

Лабораторные исследования бетонного изделия проводится на основании подготовленных кубов из этого материала. Главным условием приготовления образцов является замес такого же раствора, как у планируемой конструкции. Изменять марку бетона, добавлять или исключать из состава какие-либо добавки или присадки не допустимо. Раствор заливается в формы и выдерживается 28 дней, при котором достигается максимальная длительная прочность. Для ускорения затвердения используется тепловлажностная обработка или пропарка бетона. Только после этого времен можно начинать проведение физико-механических испытаний на изгиб или растяжение. Готовые изделия не рационально удерживать на заводе до полного затвердения, поэтому их отправляют на продажу, когда ими достигается передаточная прочность бетона (Rbp), составляющая не менее 70% от проектной.

Как определяется?

Определить прочность бетона можно в лабораторных условиях. Для проведения понадобится пресс и другие средства для механического воздействия на отобранные образцы. Чаще всего испытания бетона на прочность проводятся комплексно и результат делается на основании нескольких методов. Распалубочная прочность бетона позволяет перемещать не полностью застывшие объекты внутри предприятия. Достижение изделием необходимых характеристик сопровождается контролем. При этом измеряется относительная влажность бетона. Проверка предусматривает использовать измеритель влажности — влагомер.

Ориентировочно определит прочность (Рб) можно по формуле, для которой нужно знать марку цемента (Rц) и цементно-водное соотношение (Ц/В). Используемый коэффициент А при нормальном качестве заполнителя равен 0,6. Формула выглядит таким образом:

Неразрушающие методы

Механические

ГОСТ 22690–2015 предусматривает такую классификацию способов проверки:

  • Методом упругого отскока. Учитывается связь бетонного изделия со значением отскакивания бойка от исследуемой поверхности.
  • Пластическая деформация. Для измерения прочности изучают глубину и диаметр углубления, образованного при ударе с использованием специального молотка. Определяется поверхностная твердость стройматериала.
  • Ударный импульс. Сила удара соотносится с видоизменениями бетонной поверхности, что помогает для измерения прочности.

Градуировочная зависимость предусматривает сравнение результатов по нескольким образцам. Ультразвуковые волны требуют изучения не менее 15 объектов, в то время как отрыв со скалыванием всего лишь 3.

Зимнее строительство может привести к замерзанию рабочего материала, поэтому применяются присадки для смеси.

Строительство зимой предусматривает замерзание изделия. Критическая прочность бетона показывает минимальное значение показателя, при котором замораживание не приведет к потере прочностных и других характеристик. Если изделие не достигает этого показателя и замерзает, то это разрушит его. Чтобы предотвратить этот процесс и повысить морозоустойчивость можно добавить присадки для бетона.

Физические

Динамическая прочность бетона обозначает способность выдерживать условие длительных нагрузок с прогрессивной динамикой. Основными способами физических проверок являются такие:

  • Импульсные. Самым популярным является ультразвуковое испытание, которое основывается на скорости передачи волн по бетонному объекту. Прибор имеет УЗ-датчики, которые помогают определить показатель.
  • Радиоизотопные. С помощью радиоактивных изотопов определяется плотность стройматериала, а подготовленные зависимости помогут определить прочность ячеистых бетонных изделий.

Разрушающие методы

СНИПом предусмотрено обязательное применение подобных методов исследования. Испытания проводятся с применением заготовленных образцов, извлечения части бетонной конструкции или самостоятельно изготовленных изделий. Отпускная прочность бетона регулируется ГОСТом или документацией производителя, при определении которой учитываются условия транспортировки и хранения изделий. Разрушающий метод контроля включает такие мероприятия:

Читать еще:  Садовые фигуры из бетона

Испытание на прочность методом отрыва со скалыванием заключается в усилии оторвать кусок от изделия.

  • Испытания на сжатие. Проводится с помощью пресса, между плитами которого устанавливается изготовленный образец. Нижняя часть остается недвижима, а верхняя — сдавливает исследуемый куб до полного разрушения. Результат устанавливается на основании состояния раскола образца, который соответствует нормам, предусмотренных специальной документацией.
  • Отрыв со скалыванием. Методы заключаются в усилии оторвать от бетонной конструкции кусок бетона либо отколоть с помощью вибро-машинки.

Основной закон прочности определяет зависимость показателя от качества используемого сырья.

Способы исследования бетона разрушающего типа считаются самыми точными, но в то же время трудоемкими. Большинство предприятий, которые не имеют собственной лаборатории проверяют прочностные характеристики материала с помощью неразрушающих методов. Если такие результаты не являются удовлетворительными, то отобранные образцы проверяют в частной компании. Европейские нормы имеют более высокие стандарты.

Проверка прочности бетона

Бетон – один из самых популярных материалов в строительстве, его качество и прочностные характеристики влияют на целостность всей конструкции. Под влиянием внешних факторов и деформационных нагрузок проектная прочность обычно не совпадает с фактическими результатами. Существует несколько методов диагностики качества бетона. Большое распространение на практике получил метод отрыва со скалыванием, но специалисты используют и другие способы проверки.

Предел прочности

Каждому классу бетона соответствуют свои показатели, требуемая прочность по нормам СНиП занесена в таблицу:

Существует такое понятие как передаточная прочность бетона – по факту, это кубиковая прочность в период обжатия, она изначально имеет меньшую величину, чем проектная (марочная прочность). В масштабах завода ждать пока бетон наберёт 100% результат проектной прочности достаточно нерационально, поэтому применяют эту минимальную величину, предполагая, что бетон впоследствии наберёт проектную прочность.

Проявление проектной прочности наступает лишь на 28 день, если соблюдены все технологии и температурный режим (от 30° С и выше), очень важный показатель для бетонного раствора – критическая прочность. Опытным путём специалисты сделали вывод, что образцы бетона, набравшие критическую прочность (вызрели до определённого состояния), в условиях зимнего бетонирования не подлежат разрушению после оттаивания, а продолжают набор прочности одновременно с процессом вызревания.

Неразрушающий контроль

Метод неразрушающего контроля используется при измерении в процессе эксплуатации объекта. Это очень важный показатель во время возведения конструкций. Целостность бетона при осуществлении такого контроля не нарушается, он полностью готов к использованию. У каждого метода свои плюсы и минусы, если лаборатория владеет приборами для проведения каждого из них, то получится реализовать комплексный контроль качества бетона.

Как определить среднюю прочность в уже готовых постройках после заливки бетонной смеси? Для этого применяют один из двух способов:

  • Определение несущей способности по максимуму, путём передачи нагрузки на конструкции вплоть до полного её разрушения. Метод не выгоден с экономической стороны, из-за дороговизны – ведь после проверки бетон становится непригодным;
  • Состояние строений определяется с помощью специальных аппаратов, не разрушая конструкции. Конечные результаты обрабатываются с помощью специализированного программного обеспечения на компьютере с высокой точностью. Эти методы получили название «неразрушающие» и рассчитываются, базируясь на косвенных признаках: энергии, затрачиваемой на осуществление удара, напряжении, которое приводит к локальным (частичным) повреждениям системы, отпечатке.

Метод локальных разрушений

Такая методика относится к самой точной из всех, поскольку подразумевает использование градуировочной зависимости, учитывающей изменение прочности двух показателей: степени масштабности заполнителя и его типа.

  • Метод отрыва со скалыванием – самый распространённый и наиболее точный, основан на определении усилий, приложенных при скалывании частичной конструкции (её ребра), но трудозатратный, поскольку основной закон предусматривает бурение шпуров и размещение в конструкции анкеров, которые впоследствии выдёргиваются. Недостаток метода: нельзя применять при тонких стеновых панелях и заливке, имеющей частое армирование;
  • Метод отрывания металлических дисков – рассчитан на меньшие трудозатраты, чем предыдущий способ, но на практике применяется намного реже, подходит для сооружений с густым армированием. Суть метода состоит в наклеивании на поверхность дисков из металла (за несколько часов до проведения контрольных испытаний), а затем в отрывании этих дисков от конструкции.

Ударные способы контроля прочности

Довольно популярный метод неразрушающего контроля. От чего зависит выбор строителей в пользу того или иного метода – вопрос открытый, часто на это влияют особенность конструкций, толщина, степень армированности и другие параметры.

Эти способы фиксируют и регистрируют ударную энергию в момент соприкосновения оборудования с поверхностью. Определяется прочность бетона данными методами просто, с использованием тех же единиц измерения, что и при определении прочности бетона на сжатие.

Алгоритм проведения контроля:

  1. определение класса бетона путём проведения замеров;
  2. проведение манипуляций измерения характеристик прочности под разным наклоном к поверхности конструкции;
  3. обработка полученных результатов на компьютере.

Метод упругого отскока. Определяются параметры величины обратного отскока, который возникает при ударе оборудования о бетонную плоскость. Широко распространён при определении прочности склерометр Шмидта. Каждый удар в процессе контроля измеряется по специальной шкале, показания фиксируются в журнале.

Метод пластической деформации. Особенность этого способа: сначала осуществляют удар шариком по бетону, далее измеряют отпечаток, оставшийся на поверхности. Способ довольно древний, но он пользуется популярностью по сей день, поскольку не требует наличия специального оборудования и является не слишком дорогостоящим. Для контроля применяют молоток Кашкарова.

Читать еще:  Что добавить в бетон для гидроизоляции

Определений прочности ультразвуковым методом

Ультразвуковое исследование бетона на прочность – самый удобный и современный способ. Для реализации используется специальный датчик, проводящий волны сквозь толщу бетонного слоя. Сравниваются характеристики скорости прохождения волн. Недостаток: для высокопрочных классов бетона такой метод не подходит.

Разрушающие методы

СНиП обязывает строительные организации проводить контроль разрушающими методами.

Способы разрушающего контроля:

  • проведение испытаний на специальных образцах;
  • выпиливание образцов из самой конструкции в разных местах (где брать пробы прописывает проектная документация или проектировщик на месте проведения работ);
  • • использование кубиков, изготовленных на строительном объекте по специальному регламенту с учётом всех технологических характеристик.

Проведение лабораторных исследований – дорогостоящий процесс, не всегда есть возможность его осуществления. Можно произвести контроль самостоятельно. Следует запастись простыми инструментами: молотком, весом около 800 грамм, и зубилом.

Как определить 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.
Читать еще:  Гидроизоляционная краска для бетона

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

Как определить прочность бетона?

В современном строительстве прочность, класс и марка бетона определяются повсеместно. Своевременное определение прочности бетона помогает предотвратить повреждения конструкций, локализовать дефекты или избежать их полностью.

Для чего, как и когда определяется прочность бетона? Чтобы ответить на этот вопрос мы выделили следующие виды работ, в которых задействована наша лаборатория неразрушающего контроля:

  • Контроль прочности образцов и конструкций из бетона при производстве работ строительными организациями;
  • Контроль прочности бетона в процессе ведения исполнительной документации;
  • Плановые и внеплановые проверки службой технадзора качества производства работ и прочности бетона;
  • Определение прочности бетона в процессе обследования зданий и сооружений.

В процессе строительства, реконструкции и капитального ремонта бетон применяется повсеместно, также повсеместно фиксируются нарушения в технологии производства работ. Несоблюдение пропорций противоморозных добавок, чрезмерное увлажнение, преждевременное снятие опалубки, чрезмерное нагружение конструкций – все это приводит к изменению прочностных характеристик бетонных конструкций.

1. При помощи приборов разрушающего контроля: ОНИКС-ОС, Скол и другие.

2. При помощи лабораторных испытаний на гидравлическом прессе.

Для определения прочности конструкций из бетона применяются механические неразрушающие и разрушающие методы. Наиболее достоверным способом определения прочности бетона является разрушающий метод, который позволяет определить максимальную прочность бетона при разрушении образцов в лабораторных условиях (используется гидравлический пресс). Однако у данного способа есть значительные недостатки, связанные с трудоемкостью изъятия опытных образцов из существующих конструкций. Очень часто в некоторых конструкциях невозможно произвести отбор проб из-за расположения большого числа конструктивной арматуры или по другим причинам. Недостатки данного метода привели к тому, что он применяется в исключительных случаях, когда конструкция позволяет изъять комплект цилиндрических образцов, а также в случаях испытания заранее заготовленных на строительной площадке образцов бетона каждой партии бетонной смеси, поставляемой на объект строительства.

Наиболее удачным и технологичным на сегодняшний день является использование комбинированного метода. Сотрудниками компании «АЕГРО» применяется способ комбинации механического разрушающего и неразрушающего методов определения прочности бетона, так как с помощью данной комбинации можно определить прочность бетона с погрешностью не более 1%. Кратко объясним суть данного метода:

Как определить прочность бетона неразрушающим методом?

1. При помощи приборов неразрушающего контроля склерометрического типа.

2. При помощи приборов неразрушающего типа, работающих по принципу ультразвуковой волны (ультразвуковые тестеры).

Для определения прочности бетона разрушающим методом используется прибор отрыва со скалыванием (ОНИКС-ОС). Выборочно проверяется до 5% конструкций методом отрыва со скалыванием. Принцип работы прибора основан на измерении усилия разрушения бетона при извлечении из него анкерного устройства (вырыве), соответственно определяется прочность бетона в теле железобетонной конструкции. Далее используется прибор неразрушающего контроля – склерометр (ИПС-МГ4.03, Condtrol Pro Beton и др.), данным прибором измеряется прочность бетона в тех же 5% конструкциях и производится расчет коэффициента градуировочной зависимости.

Коэффициент градуировочной зависимости позволяет определить прочность бетона с наименьшей погрешностью, поскольку технология неразрушающего контроля позволяет испытать большое количество конструкций из бетона.

Камеральная обработка данных показывает, что определение прочности бетона с применением комбинации методов разрушающего и неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-88 позволяет избежать погрешностей из-за поверхностного определения прочности склерометрами или другими приборами. Другими словами, учитывается расхождение прочностных характеристик бетона в его поверхностной и внутренней части.

В процессе определения прочности бетона необходимо изначально правильно отобрать конструкции для испытания разрушающим методом с таким расчетом, чтобы тип конструкций совпадал с типом испытуемых конструкций неразрушающими методами. То есть при испытании неразрушающим методом таких конструкций как колонны, фундамент и плиты перекрытий следует ориентироваться на коэффициент градуировочной зависимости, определенный при испытании разрушающим методом тех же конструкций.

Методы, описанные выше, позволяют точно определить прочность бетона, определить слабые участки конструкций и заранее предусмотреть мероприятия по обеспечению несущей способности.

В случае, если Вы заметили дефекты в бетонных конструкциях (поры, трещины, участки с отсутствием защитного слоя бетона и коррозирующей арматурой), обратитесь к профессионалам. Наши контактные данные вы найдете на данной странице.

Помните, самостоятельно Вы можете определить лишь поверхностное состояние и качество бетона. Если Вы заметили, что бетон легко деформируется (поверхность его можно поцарапать монетой), цвет железобетонной конструкции светло-серый (почти белый) и имеет много пор и пустот — вызовите специалистов или проконсультируйтесь с инженерами компании АЕГРО.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector