Методы испытания бетона на прочность

Поэтому так важно соблюдать правильность не только приготовления смеси, но и проверки основного свойства конечного продукта. В этой статье рассмотрим методы определения прочности бетона в соответствии с регламентирующими документами.

Определение прочности бетона

Правила контроля и оценки прочности бетона установлены в ГОСТ 18105-2018. Проверка прочностных характеристик искусственного камня начинается ещё до непосредственного процесса приготовления смеси. Проводится контроль соответствия компонентов заявленному качеству и требуемым свойствам. Каждая партия бетонной смеси готовой (БСГ) должна быть проверена на прочность на производстве и снабжена документом о качестве по ГОСТ 7473-2010. Материал испытывают также по ряду параметров, влияющих на прочность: средняя плотность, расслаиваемость, водонепроницаемость, морозостойкость и другие.

После заливки конструкцию проверяют на промежуточном сроке – через неделю. За это время материал должен набрать не менее 70% заданной прочности. Согласно технологии созревание бетона завершается на 28-й день, хотя в реальности этот процесс продолжается в течение всего существования конструкции. После полного затвердения проводятся завершающие испытания бетона на прочность. Они осуществляются в строительной лаборатории и непосредственно на объекте в соответствии с ГОСТ 22690-2015, 18105-2018, 10180-2012, 17624-2012.

Следует иметь в виду, что параметры прочности лабораторного образца и бетона, залитого на площадке, могут отличаться друг от друга, так как условия затвердевания у них разные. Формирование проектной прочности зависит от физических и химических факторов на всех этапах производства и применения стройматериала:

1. Подготовка ингредиентов для приготовления каждой партии бетонной смеси.
2. Замес компонентов в растворном узле.
3. Заливка готовой смеси в формы или опалубку на площадке.
4. Набор прочности.
5. Эксплуатация объекта.

Определение прочности бетона в уже возведенном сооружении обязательно проводится в следующих случаях:

• при приемке в эксплуатацию;
• необходимо провести ремонт, а документы на материал отсутствуют;
• в структуре бетона появились дефекты (трещины, сколы, отслоения и т. д.);
• при обследованиях и мониторинге технического состояния зданий;
• строение не эксплуатировалось или было заброшено;
• конструкция подвергалась намоканию, воздействию огня, замасливанию.

Классификация методов испытания бетона на прочность

Выбор способа оценки прочности бетона зависит от задач выполняемого исследования и условий его проведения. Основными методами испытаний являются:

1. Исследование в лабораторных условиях образцов, отлитых из приготовленного раствора.
2. Испытание образцов, вырубленных или выпиленных из затвердевшего бетонного монолита.
3. Измерение с помощью специальных приборов характеристик бетона, зависимых от его прочности.

Методы определения прочности бетона делятся на разрушающие (первые два) и неразрушающие (использование приборов). Их использование позволяет проводить исследования в лабораториях, на строительных площадках и на уже возведенных объектах.

Разрушающие методы

Испытание бетона на прочность методом механического разрушения под прессом предварительно отформованных образцов позволяет осуществить контроль предельных параметров смеси:

• на сжатие;
• на растяжение при раскалывании;
• на растяжение при изгибе;
• на осевое растяжение.

На основе паспорта качества и другой собранной предварительно информации о БСГ выбирается оптимальный режим тестирования. Для проверки в лабораторных условиях используют контрольные образцы, полученные одним из двух способов. В первом случае по ГОСТ 10180 в стандартных формах определенного размера отливают кубики или цилиндры из рабочей бетонной смеси. Им дают затвердеть в условиях, максимально приближенных к заводским. Второй способ, в соответствии с ГОСТ 28570, – опытный материал извлекают (вырезают или выбуривают) из затвердевшего монолита либо из тела уже смонтированных конструкций.

Контрольные образцы разрушают, постепенно наращивая усилия, на гидравлическом прессе. Необходимую температуру и влажность поддерживает автоматика. Для уменьшения погрешности проверяют не единичный образец, а серию. После каждого тестирования фиксируют прилагаемые максимальные усилия, соответствующие разрушению при сжатии.

Разрушающие методы более трудоемкие, а для проверки на уже готовых конструкциях приходится немного нарушать целостность монолита. Но эти технологии позволяют получить наиболее точные значения прочности. Поэтому именно они являются обязательными при изготовлении отечественных бетонных конструкций.

Неразрушающие методы

Правила применения неразрушающих методов испытания прочности бетона на сжатие регламентирует ГОСТ 22690. Данные методики делятся на две группы: прямые и косвенные.

1. Прямые методы основаны на замерах механических воздействий на тестируемый материал. В эту группу входят:
• Отрыв металлических дисков. Применяется для проверки армированных конструкций. С его помощью исследуют параметры местного разрушения бетона на участке отрыва приклеенного к нему металлического диска.
• Взрыв анкера со скалыванием. Измеряется сопротивление бетона в момент отрыва фрагмента искусственного камня с помощью анкера. Не применяется для тонких изделий.
• Скалывание ребра конструкции. Используется для проверки прочности линейных сооружений: свай, ригелей, балок, перемычек.
2. Косвенные методы базируются на сравнении показаний приборов с результатами испытания на прочность на сжатие разрушающими технологиями. Сюда относятся:
• Ультразвуковой метод определения прочности (УЗК) основывается на разной скорости прохождения ультразвуковых волн через бетоны с различными показателями прочности. Используется сквозное и поверхностное прозвучивание. Требования к проведению испытаний на строительных объектах регламентирует ГОСТ 17624. Преимущества ультразвукового исследования – точность и быстрота получения результатов.
• Ударно-импульсная методика. Основана на воздействии на бетон металлическим бойком сферической формы. Специальные устройства фиксируют энергию удара и ее изменение в момент удара бойка о бетонную поверхность. Преимущество метода – простота процесса, недостаток – невысокая точность измерений.
• Способ упругого (обратного) отскока. В основе метода – связь прочности бетона со значением отскока бойка от бетонной поверхности. Фиксируются параметры отскока при соударении с искусственным камнем и вычисляется прочность по предварительно выстроенной градуированной зависимости.
• Метод пластической деформации. На поверхность бетона выкладывают листы копировальной бумаги и ударяют по ним специальным инструментом – молотком Кашкарова с металлическим наконечником. Соразмерив силу удара и параметры отпечатка на бумаге, определяют прочность материала путем сравнения с эталонным образцом. Результат сравнивают с нормативными показателями.
• Разрешается также применение частично разрушающих методов путем отрыва или скалывания материала.

Маркировка бетона по прочности

По результатам проведенных исследований бетону присваивается марка в соответствии с ГОСТ 7473. В маркировке используются буква М и цифра, означающая среднюю прочность на сжатие в кг/см3. Также присваивается класс прочности, обозначаемый литерой В и цифрой, отражающей гарантированную прочность монолита на сжатие в МПа. Цифровое значение соответствует нагрузке, которую контрольный образец выдерживает без разрушения. Каждой марке соответствует определенный класс бетона. Так, например, для класса В15 ближайшая марка М200.

Маркировка бетона по прочности имеет приоритетное значение при выборе бетонной смеси, так как сфера применения материала зависит от его прочностных характеристик. Наиболее распространенными являются марки от М100 до М500.

В маркировке указывается также тип бетонной смеси, удобоукладываемость, водонепроницаемость, морозостойкость.