Для чего нужен протокол испытания бетона

Обновлено: 28.06.2024

Проект здания или сооружения предусматривает применение бетона определенной марки. Протокол испытания бетона на прочность служит документальным подтверждением соответствия материала требуемым характеристикам. Он составляется по итогам опытных проверок в условиях лаборатории.

Нельзя недооценивать важность, которую представляет протокол испытаний образцов бетона на прочность. Это документ стандартного образца, гарантирующий соблюдение норм и требований в процессе строительства.

Подготовительный этап

Испытание начинается с подготовки образцов. Это важный этап, от которого во многом зависит точность полученных значений прочности.

Образцовые формы получают в ходе заливки элементов конструкции или после затвердения бетонной смеси путем вырезания. В зависимости от типа применяемого лабораторного оборудования используют формы:

куб (с размерами ребра 100-300 мм);
цилиндр (диаметр – 100, 150, 200 мм, высота равна двум диаметрам);
призма квадратного сечения (стороны – 100-200 мм, высота – 400-800 мм).

Также на форму образцов влияет выбранная методика выявления прочности в соответствии с технологией.

Протокол испытания бетона на 7 сутки образец

Главная / Про Бетон / Протокол испытания бетона на 7 сутки образец

Проверить качество бетонной смеси можно с помощью серии специальных испытаний, позволяющих определить ее соответствие необходимым нормам. Самым частым испытанием становится определение прочности бетона на сжатие. Дополнительно проверяются иные бетонные характеристики. Все результаты фиксируются в протоколе испытания бетона.

Проходят проверку бетонного раствора специальные образцы. Таким образом во время постройки здания, конструкции контролируется качество бетона. Испытывают бетон заводского и собственного производства.

Основная задача испытаний — определить прочностные границы на сжатие, марку бетона по факту.

Сооружения, бетон которых проходит проверку на прочность:

фундамент;
колоны, столбы;
перекрытий;
стен;
балок;
сборных сооружений из бетона, железобетона.

Вернуться к оглавлению

Образцы представляют собой куб, цилиндр, призму. Их форма зависит от вида испытания. Проверяя прочность на сжатие, применяют кубы. Они бывают таких размеров:

7*7*7 см;
10*10*10 см;
15*15*15 см;
20*20*20 см.

Неудовлетворительные разрушения образцов-цилиндров.
Призмы (4*4*16 см) используют, определяя границу прочности растяжения в изгибе. Цилиндры имеют диаметр 4,4 – 15 см, высоту — 8 – 20 см. Данные размеры установлены ГОСТом 10180 – 90 и образцы должны ему соответствовать. Несоответствие стандартам приводит к дополнительной обработке, подгоняющей их под нормы. Подготовка образцов включает такие процессы: отбор части раствора, укладка, уплотнение.

Формы для выливания бетонных кубов делают из водонепроницаемого материала, не пропускающего бетонное тесто. Часто применяют как материал для форм — сталь. Набирают смесь для применения в испытаниях с центральной части раствора. Количество раствора должно превышать объем образцов дважды. После отбора его дополнительно перемешивают перед формировкой экземпляров для проверки. Оптимальное время для формирования — 15 минут после отбора и подготовки смеси. Форму изнутри покрывают смазывающим веществом, которое не будет оставлять пятна на образцах.

Образцы бетонного раствора жесткостью меньше шестидесяти, удобоукладываемостью (П — подвижность) с подвижной осадкой конуса (ОК) делают, заполняя смесью форму с верхом, крепят на специальном вибростоле. Уплотнение происходит методом вибрации до появления цементного молочка. Вместо вибрации можно применять метод штыкования для уплотнения подвижного бетонного раствора с ОК больше 12. Рассчитывать количество штыков нужно так: на каждый 1 см2 — один штык.
Раствор жесткостью больше шестидесяти укладывается в форму с насадкой, заполняют до половины, накрывают грузом с давлением 4Х10-4МПа , крепят на вибростоле. Вибрацию продолжают до тех пор, пока пригруз оседает и не появится бетонное молочко в щелях. После снятия груза, срезается все лишнее, разглаживается кельмой.

Какие данные могут быть внесены в протокол

Протоколы испытания бетона предусматривают использование стандартного образца документа. Вносимые данные:

Номер исследовательской партии. Номинальная графа, служащая для организации исследований.
Дата заливки. Сведения предназначены для отслеживания периода готовности образцов бетона к испытаниям (не ранее 7 дней после заливки).
Наименование конструкции. Определяет метод проверки (сжатие, осевое, возникающее при изгибе или раскалывании растяжение).
Место заливки. Необходимо для привязки полученных параметров прочности к существующим элементам конструкции.
Размер и форма исследуемых проб.
Установленная разрушающая нагрузка.
Средняя прочность, выявленная в ходе испытаний.
Марка бетона по проекту.
Фактически существующая марка бетона.

Образец протокола проверки бетона принят для бетонных смесей, изготавливаемых по ГОСТ 25192.

Что входит в протокол испытания?

Пример протокола испытания бетона на прочность.
Информация про результаты контрольных испытаний вносится в такие графы протокола:

Серийный номер. Документы на бетон содержат всю необходимую информацию про партию. Испытывать нужно одну серию для чистоты проверки, малого расхождения в результатах.
Число заливки образцов и время начала испытания. Промежуток между этими двумя цифрами должен быть больше двадцати восьми дней.
Вид конструкции включает ее название, краткое описание.
Параметры образцов. Когда проводится испытание большое внимание уделяется их размеру и форме.
Разрушающая нагрузка.
Место изготовления – лаборатория. Фиксируется с помощью цифро-буквенного обозначения.
Результаты, обозначающие среднюю прочность бетона, измеряемую в паскалях.
Присвоение класса и марки на основании данных, полученных благодаря проведенным испытаниям.

Вернуться к оглавлению

Применение данных протокола

Существует несколько причин, которые обуславливают необходимость испытаний, фиксацию полученных значений прочности. Применение результатов:

подтверждение требуемых характеристик для допуска материала к применению;
предъявление претензии поставщику в случае несоответствия бетонной смеси требованиям;
подтверждение использования материалов, предусмотренных проектом, в ходе проверок или в случае разрушения конструкции.

Очевидно, что марка образцов бетона, полученная в ходе испытаний, не должна быть меньше проектной. В противном случае необходимо принимать меры по усилению прочности конструкций.

Тел.,739-30-04 Факс, 739-31-01 e-mail

От _________________ № _________________ На № _________________ от _________________

Испытательно-исследовательский направляет Вам результаты испытаний бетонных образцов на прочность при сжатии и водонепроницаемость.

Приложение: протокол испытаний №152 от 29.05.2012 г.

Исполнитель: Чернышов М.В. Тел. 672-16-45

Аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.21СЛ27 Свидетельство о включении в реестр №217 Аттестат аккредитации № RU MCC AЛ 199 Адрес: 111524,г. Москва, ул. Плеханова, д.9

Протокол №152 от 29 мая 2012г

Адрес потребителя: 107014. г. Москва, ул. М.Остроумовская . д. 1-Б . кв.229.

ПЭО дог. №40/28/00/12

Вх. № лаб.	Маркировка образцов	Марка по удобоукладываемости (подвижность)	Дата изготовления образцов	Плотность (кг/м³) и прочность при сжатии (МПа) образцов в 28 суточном возрасте			Класс бетона по прочности на сжатие (не менее, МПа)	Водонепроницаемость серии образцов, МПа	Марка бетона по водонепроницаемости, W
Вх. № лаб.	Маркировка образцов	Марка по удобоукладываемости (подвижность)	Дата изготовления образцов	кг/м³	МПа		Класс бетона по прочности на сжатие (не менее, МПа)	Водонепроницаемость серии образцов, МПа	Марка бетона по водонепроницаемости, W
45-1	М200 Б	П1	17.04.2012г.	2375 2385 2375 2375	20,1 21,3 21,1 15,8*	20.8	В15 (19,6)	0	—
45-2	М200 А2	П2	18.04.2012г.	2380 2420 2375 2400	35,0 38,0 36,1 29,3*	36,4	В27,5 (36,0)	0,2	2
45-3	М300 Б	ПЗ	19.04.2012г.	2415 2415 2410	25,5* 28,1 27,4	27,8	В20 (26,2)	0.4	4
45-4	М300 А2	П4	20.04.2012г.	2430 2460 2425	50,3 51,9 50,0*	51,1	В35 (45,8)	1.0	10
45-5	М400 Б	ПЗ	25.04.2012г.	2390 2415 2360 2370	34.0 33,4 33,3* 33,8	33,7	В25 (32,7)	0,4	4
45-6	М400 А2	П4	26.04.2012г.	2510 2470 2500 2500	67,1 64,2* 71,3 70,9	69,8	В50 (65,4)	1,4	14

— Частичное перепечатывание протокола без разрешения Испытательно-исследовательский центр строительных материалов, изделий и конструкций.

Зам. руководителя Испытательно-исследовательского центра строительных материалов, изделий и конструкций

Испытания на морозостойкость

Данный параметр характеризует возможность бетона сохранять основные физико-механические свойства при многократном замораживании и оттаивании. Это позволяет определить срок эксплуатации объекта, возведенного из подобного материала, при определенных климатических условиях.

Методику проведения таких исследований определяет ГОСТ 10060-2012. Испытания бетона на морозостойкость осуществляются с применением образцов с ребром в 10 см. Изделия пропитываются особым составом, который позволяет ускорить процесс замораживания и оттаивания. Далее образцы помещаются в специальную морозильную камеру, где охлаждаются до -50 градусов. После этого проводится их оперативное размораживание.

Такие циклы испытаний многократны. Они проводятся до тех пор, пока бетон не начнет терять свои основные физико-механические свойства. После того, как показатели изделия по прочности, а также потере массы полностью утрачены, исследования прекращаются. В соответствии с полученными результатами бетону присваивается определенная марка морозостойкости (обозначается буквой F). Чем больше циклов смогли выдержать образцы, не потеряв первоначальных свойств, тем выше их класс морозостойкости.

Для проведения данной экспертизы неслучайно используется несколько заготовок. Контрольные образцы необходимы для измерения прочности на сжатие до проведения испытаний над другими, основными, образцами.

Заключение по проверке бетонного раствора — протокол испытания бетона на прочность выдают после серии лабораторных опытов. Они включают в себя подготовку образцов из смеси, соответствующих строительному ГОСТу, и проведение исследования. Затем фиксируют цифровые обозначения в акте и рассчитывают прочность по формулам. Проведенные эксперименты нужны для определения характеристик, физических свойств стройматериала, его соответствия стандартам качества.

Для чего проводят проверку бетона?

Основная задача испытаний – определить прочностные границы на сжатие, марку бетона по факту.

Сооружения, бетон которых проходит проверку на прочность:

фундамент;
колоны, столбы;
перекрытий;
стен;
балок;
сборных сооружений из бетона, железобетона.

Вернуться к оглавлению

Как изготовить образцы?

7*7*7 см;
10*10*10 см;
15*15*15 см;
20*20*20 см.

Неудовлетворительные разрушения образцов-цилиндров.
Призмы (4*4*16 см) используют, определяя границу прочности растяжения в изгибе. Цилиндры имеют диаметр 4,4 – 15 см, высоту – 8 – 20 см. Данные размеры установлены ГОСТом 10180 – 90 и образцы должны ему соответствовать. Несоответствие стандартам приводит к дополнительной обработке, подгоняющей их под нормы. Подготовка образцов включает такие процессы: отбор части раствора, укладка, уплотнение.

Формы для выливания бетонных кубов делают из водонепроницаемого материала, не пропускающего бетонное тесто. Часто применяют как материал для форм – сталь. Набирают смесь для применения в испытаниях с центральной части раствора. Количество раствора должно превышать объем образцов дважды. После отбора его дополнительно перемешивают перед формировкой экземпляров для проверки. Оптимальное время для формирования – 15 минут после отбора и подготовки смеси. Форму изнутри покрывают смазывающим веществом, которое не будет оставлять пятна на образцах.

Укладка смеси, уплотнение:

Образцы бетонного раствора жесткостью меньше шестидесяти, удобоукладываемостью (П – подвижность) с подвижной осадкой конуса (ОК) делают, заполняя смесью форму с верхом, крепят на специальном вибростоле. Уплотнение происходит методом вибрации до появления цементного молочка. Вместо вибрации можно применять метод штыкования для уплотнения подвижного бетонного раствора с ОК больше 12. Рассчитывать количество штыков нужно так: на каждый 1 см2 – один штык.
Раствор жесткостью больше шестидесяти укладывается в форму с насадкой, заполняют до половины, накрывают грузом с давлением 4Х10-4МПа , крепят на вибростоле. Вибрацию продолжают до тех пор, пока пригруз оседает и не появится бетонное молочко в щелях. После снятия груза, срезается все лишнее, разглаживается кельмой.

Формы высотой больше двадцати сантиметров заполняются двумя слоями, каждый из которых уплотняется методом штыкования. Поверхность каждой формы заглаживают кельмой, ножом, взвешивают, пронумеровывают, заносят данные в акт испытаний.

Формы накрывают влажной материей и хранят в комнате с температурой 20 – 22°С. После суток такого хранения образцы вынимаются из форм, проходят маркировку. Перед испытаниями заготовки твердеют в помещении с температурой 20 – 22°С и практически стопроцентной влажностью.

Вернуться к оглавлению

Испытание бетона на прочность разрушающими и неразрушающими методами

Испытание прочности бетона является обязательным мероприятием при осуществлении капитального строительства. Выполняется оно для максимально точного и объективного установления механических характеристик материала, что позволяет прогнозировать его поведение при воздействии различных нагрузок.

Важность подобных испытаний и правильной интерпретации их результатов сложно переоценить. Вот почему специалисты рекомендуют выполнять такие проверки в любом случае, вне зависимости от назначения конструкции и масштаба строительства.

Узнать, какую нагрузку выдержит конструкция, можно несколькими способами

Факторы, влияющие на прочность

Прежде чем анализировать, какие испытания бетона на прочность по ГОСТу нужно проводить, стоит разобраться с показателями, которые определяют механические характеристики материала.

Прочность бетона – это его способность воспринимать нагрузки и усилия (растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг) и оказывать им сопротивления за счет внутреннего напряжения.

При этом материал не должен разрушаться в том или ином виде (расколы, трещины, расслоение).

Эта характеристика в первую очередь обеспечивается составом материала. Ключевую роль в формировании прочности играет марка цемента – чем она выше, тем большую нагрузку может выдержать конструкция.

Обратите внимание! Цена низкомарочных составов будет существенно меньше, чем высокомарочных, потому часто возникает желание сэкономить. Иногда сокращение расходов действительно является уместным как с финансовой, так и с инженерной точки зрения, но чаще всего это только снижает эксплуатационные качества и сокращает срок службы конструкции.

Тип и конфигурация арматуры также влияют на прочность конструкции в целом

Наконец, важными являются также условия заливки и застывания цементного раствора. Все дело в том, что для набора прочности необходимо уплотнение материала для удаления воздуха и гидратация цемента – реакция его гранул с водой. Скорость этого процесса зависит от температуры, и потому в зиме время бетон нужно либо обеспечить качественной теплоизоляцией, либо дополнительно прогревать.
Другой аспект процесса набора прочности – испарение жидкости. Если раствор высохнет быстрее, чем весь цемент прореагирует с водой, то плотность бетонного монолита будет неоднородной. Чтобы избежать этого, специалисты искусственно замедляют высыхание поверхностных слоев материала, укрывая их полиэтиленом или мешковиной и дополнительно смачивая.

Чтобы жидкость не испарялась слишком быстро, раствор накрываем пленкой

В результате мы видим, что прочность — это интегральный показатель, который обеспечивается взаимодействием многих факторов. С помощью расчетов можно только приблизительно определить, насколько устойчив будет залитый бетон, потому в сложных ситуациях используются методики инструментального контроля.

Методики контроля

Обзор методов

На сегодняшний день прочность определяется по нескольким методам.

Исследование стандартных образцов. Для этого из раствора с известными пропорциями изготавливаются кубические или цилиндрические фрагменты, которые просушиваются в формах в течение 28 суток. Затем образцы испытываются в специальном прессе, после чего делается вывод об их прочностных характеристиках.

Бетонный цилиндр, разрушенный под прессом

Исследование кернов. Из застывшего бетона вырубается (в последнее время все чаще применяется бурение с использованием алмазных коронок) монолит, который затем подвергается лабораторным тестам. Как и в предыдущем случае, наиболее распространенным является разрушающее испытание под прессом.

Обратите внимание! Недостатком данной группы методов является сложность извлечения образца и высокая стоимость процедуры. Кроме того, при неправильном выборе точки для отбора проб существует риск снижения несущих характеристик конструкции в целом.

Неразрушающий контроль. Эта группа методов отличается от двух предыдущих тем, что измеряется не прочность бетона сама по себе, а другие показатели, которые напрямую связаны с механической устойчивостью. Методики неразрушающего контроля являются менее трудоемкими, но и точность у них будет несколько ниже. Впрочем, для решения большинства инженерных задач ее вполне хватает.

Методы неразрушающего измерения позволяют работать с уже возведенными сооружениями

Изготовление и обработка образцов

Наиболее распространенным методом является испытание кубиков бетона на прочность.

Для этого выполняют такую подготовительную работу:

Из партии раствора отбирают несколько проб бетона, объем которых будет достаточен для изготовления серии образцов нужного размера.

Обратите внимание! При отборе материала его не следует дополнительно перемешивать, удалять или вносить наполнитель и т.д.

Путем заливки в стандартизированные формы изготавливаются образцы, конфигурация и габариты которых соответствуют типу исследования. Как правило, заполнение форм осуществляется не позднее, чем через 20-30 минут после отбора.

Нормативные документы допускают применение таких контрольных проб:

Также допускается выпиливание монолитов из застывшего бетона или выбуривание их с использованием алмазных коронок.
Извлечение осуществляется без предварительного увлажнения материала, по схемам, утвержденным ГОСТом (приводятся в качестве иллюстраций в статье).

Схемы вырубки монолитов

Инструкция допускает к испытанию образцы, не имеющие видимых дефектов – сколов, трещин, раковин диаметром более 10 мм и т.д.

Обратите внимание! Наличие наплывов раствора на образцах, полученных путем отливки в форму, допускается, однако перед проведением контроля они должны быть удалены с помощью абразива.

Разрушающий контроль

Лаборатория испытания бетона на прочность разные формы контроля выполняет по разным технологическим схемам.

Контроль прочности на сжатие проводится так:

Образец (куб или цилиндр) устанавливаем на нижнюю плиту пресса.
Верхняя плита постепенно опускается, создавая нагрузку на бетон. Скорость нагружения принимают равной около 0,5 -0,6МПа/с.
Образец нагружается до тех пор, пока не разрушится. При этом схема раскола должна соответствовать указанной в нормативных документах. В противном случае результат не учитывается, о чем делается соответствующая запись в журнале (также информация может заноситься и в протокол испытания или иной документ).

Обратите внимание! Прочность на растяжение при раскалывании испытывают по аналогичной схеме, с той лишь разницей, что давление осуществляется с использованием специальной заостренной насадки.

Протокол испытаний бетона на прочность класса В20: образец оформления

Контроль растяжения на изгибе выполняется иначе:

Вытянутую призму укладываем в горизонтальном положении в испытательную машину.
На центральную часть призмы оказываем давление со скоростью нарастания нагрузки около 0,5 МПа/с.
Для учета образца в ходе контроля необходимо, чтобы линия разрушения прошла в средней части пробы, причем разлом был наклонен не более чем на 150 от вертикальной оси.

Воздействие на призму при изгибающей нагрузке

На основании полученных данных высчитывается прочность бетона. Достаточная точность определения согласно ГОСТу составляет 0,1МПа.

В принципе, при наличии доступа к прессу с прибором для контроля нагрузки оценить прочность образца можно и своими руками.

К примеру, устойчивость на сжатие вычисляется по следующей формуле:

R – искомая величина прочности.
F – разрушающее усилие в Ньютонах.
A – площадь образца, мм2.
K – коэффициент поправки для учета влажности пористых и ячеистых материалов.

Неразрушающий контроль

Основные методы

Перечисленные выше методики являются достаточно точными, однако для них характерен ряд недостатков. И главное – они не позволяют проверить прочность материала в целой конструкции, что иногда бывает необходимо. Для этой цели обычно применяется так называемый неразрушающий контроль.

Как мы отмечали выше, при этом замеряется не сама прочность материала, а косвенные показатели.

Учет энергии импульса при воздействии бойка специального прибора на поверхность бетона.
Замер скорости распространения ультразвука в толще материала. Эта методика является оптимальной для выявления скрытых дефектов во внутренних слоях бетона.

Принимая во внимание косвенный характер данных методов, специалисты рекомендуют использовать их в комплексе, согласуя результаты для получения единой картины.

Метод отрыва

Отдельную группу методик составляют так называемые прямые способы неразрушающего контроля. К ним относятся проверки на отрыв и на скол. Они показывают удовлетворительные результаты, потому на их описании стоит остановиться отдельно.

Отрывной контроль проводится так:

На поверхность наклеивается стальной диск, соединенный с механизмом, обеспечивающим дозированное отрывающее усилие.
Для приклеивания согласно требованиям ГОСТ используются составы ЭД16 или ЭД20.
После полимеризации состава к диску прикладывается усилие до тех пор, пока фрагмент бетона не будет оторван. Параметры воздействия замеряются, на основании чего делается вывод о механических характеристиках раствора.

Контроль методом отрыва

Обратите внимание! В РФ данная методика применяется редко, поскольку климатические условия на большей части территории страны не обеспечивают полноценную полимеризацию клея. В то же время ее эффективность достаточна для того, чтобы использовать отрывной контроль в качестве ориентировочного или вспомогательного.

Метод скалывания ребра

Одной из модификаций отрывного контроля является методика скалывания ребра:

На внешний угол конструкции устанавливается специальный инструмент, рабочая часть которого напоминает струбцину. Подвижные элементы зажимаются винтом до тех пор, пока инструмент не будет надежно зафиксирован.
Затем через захват подается усилие, которое приводит к скалыванию ребра в месте контакта со струбциной частью. По величине усилия делается вывод о прочности бетона.
Недостаток подобной методики очевиден: контролировать характеристики можно далеко не везде. Именно поэтому несколько лет назад на рынок была выпущена модификация такого устройства, которая может использоваться на ровных участках. При этом для фиксации инструмента применяется дюбель.

Фото струбцины для скалывания бетонного ребра

Обратите внимание! Для работы подобного устройства необходима достаточно мощная ударная дрель или перфоратор, что существенно усложняет процесс контроля.

Вывод

Описанные выше методы испытания бетона на прочность при условии правильной реализации демонстрируют достаточную эффективность. Их использование (как мы уже отмечали, для наилучших результатов оно должно быть комплексным) позволяет оценить свойства конструкции, спрогнозировать ее реакцию на различные нагрузки и при необходимости – спланировать мероприятия по устранению недостатков.

Что входит в протокол испытания?

Серийный номер. Документы на бетон содержат всю необходимую информацию про партию. Испытывать нужно одну серию для чистоты проверки, малого расхождения в результатах.
Число заливки образцов и время начала испытания. Промежуток между этими двумя цифрами должен быть больше двадцати восьми дней.
Вид конструкции включает ее название, краткое описание.
Параметры образцов. Когда проводится испытание большое внимание уделяется их размеру и форме.
Разрушающая нагрузка.
Место изготовления – лаборатория. Фиксируется с помощью цифро-буквенного обозначения.
Результаты, обозначающие среднюю прочность бетона, измеряемую в паскалях.
Присвоение класса и марки на основании данных, полученных благодаря проведенным испытаниям.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Лаборатория, которая проводит проверку бетонного раствора, создает акт испытаний. В нем должны совпадать результаты с присвоенной маркой. Если реальная прочность раствора меньше, чем проектная – можно говорить о нечестности производителя. Вывод испытаний выглядит так: “Прочность образцов-кубов бетонной смеси опорной балки с осью Л – Н /1 – 5 И – Н / 1 – 3 представляет собой 40,3 МПа. Это отвечает прогнозируемой прочности на 96% “.

Выполнение работ проходит в строго соблюдаемом порядке, установленном стандартами: ГОСТ 12730. 1 – 78, ГОСТ 10180 – 90, ГОСТ 6133 – 99. В протокол может входить дополнительная информация, соответственно отдельным случаям.

Подготовка образцов

Для того чтобы гарантировать легитимность результатов испытания важно соблюсти технологию всех этапов, в том числе — и подготовительного. Образцы вырезаются из готовой конструкции либо могут отбираться и изготавливаться из бетонной смеси во время заливки. На испытания предоставляются образцы изделия, имеющие кубическую форму и параметры от 100 до 150 мм, как вариант, это могут быть равносторонние цилиндры с размерами 100х100 мм, а также призмы габаритами 100х100х300 мм. Выбор формы обуславливается оборудованием, а также особенностями выполняемого испытания.

Контроль прочности бетона в конструкциях – важный и ответственный участок работы, который необходим не только на этапе строительства, но и на протяжении всего срока эксплуатации конструкции. Один из самых эффективных методов контроля – неразрушающий метод, который насчитывает множество способов и инструментов. Изучив каждый способ, мы сможем прийти к выводам о преимуществах каждого метода, а также выбрать наиболее удобный и точный способ для любых эксплуатационных условий.

Методы определения прочности бетона в конструкции

Азы строительной науки повествуют нам о том, что бетон прекрасно работает на сжатие и крайне плохо на растяжение. Оставим методы увеличения сопротивляемости бетона для данных групп напряжений и поговорим о том, как же нам проверить прочностные характеристики бетона, ведь эта основная его задача - быть прочным и долговечным.

Существует 2 основных способа:

1) Разрушающие методы контроля прочности бетона – испытания образцов бетона при помощи пресса.

2) Неразрушающие методы контроля прочности бетона – испытания бетона, не допускающие разрушения конструкции или бетонного образца.

Разрушающие методы в свою очередь делятся на 2 вида по способу создания образца:

Основная задача метода – выявить предельную нагрузку бетона на сжатие путем раздавливания образца под воздействием гидравлического пресса, имитирующего предельные разрушающие напряжения, возникающие в процессе эксплуатации. Зачастую образец изготавливается и крайне редко выпиливается из конструкции, чтобы не ухудшать ее эксплуатационных свойств, однако второй вариант дает наиболее четкое представление о сопротивлении бетона возникающим напряжениям на конкретном участке. Когда образец отбирают непосредственно из конструкции, это называется выбуривание кернов, про это у нас тоже есть отдельная статья.

Неразрушающая экспертиза бетона имеет одну очень важную особенность, которая состоит в том, что мы можем проверить прочность конструкции во время её эксплуатации. К ней относятся следующие методы, которыми испытывают бетон:

Неразрушающий метод предусматривает собой испытания различными приборами без разрушения конструкции и потери ею эксплуатационных характеристик. Данный метод позволяет производить испытания непосредственно на площадке, получать данные оперативно. С одной стороны, этот метод не обладает такими же показателями точности, как испытание при помощи гидравлического пресса, однако эта точность повышается с каждым годом благодаря улучшению оборудования, с другой, у него есть ряд серьезных преимуществ. Это и становится причиной популярности данного способа.

Давайте более подробно рассмотрим каждый метод. Стоит заметить, что получение максимально точных данных возможно при комбинированном их использовании. О каждом методе отдельно вы можете почитать в статьях на нашем сайте.

Упругий отскок предназначен для измерения прочностных показателей бетона в диапазоне от 5 до 50 МПа. Основное положение, которое следует соблюдать при измерении прочности бетонной конструкции этим методом, – это перпендикулярное расположение оборудования. Один из самых популярных инструментов в этом направлении – склерометр.

Склерометр – это прибор для определения прочностных характеристик бетона посредством замера величины отскока ударного механизма после контакта с поверхностью бетона. В случае расположения склерометра перпендикулярно к поверхности (обязательное требование), но под углом к поверхности земли, необходимо учитывать еще и этот угол. Все данные для расчета имеются на графике, прилагаемом к склерометру.
Также необходимо соблюдать некоторые условия размещения прибора во время проведения испытания. Первое условие – это расстояние минимум в 3 сантиметра между точками проведения испытаний, а также 5 сантиметров до края конструкции. Так вы избавите себя от дополнительных расчетов погрешности, а также сможете получить максимально точные данные. Помните, что прибор выдает вам косвенную характеристику, а не прямую, как в случае с испытаниями на гидравлическом прессе, а значит и погрешность в результате будет присутствовать. Для максимально точного определения характеристики, рекомендуется произвести не менее 9 испытаний. Минимальная толщина конструкции для испытания этим методом – 100 миллиметров. Таким образом, при соблюдении всех условий будут получены максимально точные данные.

Для проведения испытаний при помощи ударного импульса необходимо провести уже не менее 10 испытаний, однако данная методика позволяет работать с конструкциями толщиной не менее 50 миллиметров, а значит диапазон работы расширяется. Также существенно уменьшается расстояние между местами измерений. В этом случае оно составляет всего 1,5 сантиметра, и это дает нам расширенное поле действий и возможность провести более точные измерения.

Наиболее часто применяемый измеритель - ИПС-МГ4. Помимо стандартных требований к применению прибора, есть еще и допустимые границы состояния окружающей среды и конструкции. Влажность окружающего воздуха не должна быть больше 95%. Так вы не повредите электронные механизмы и провода прибора. Температура воздуха не должна быть ниже -10 градусов и выше 40. Предел исследуемой прочности варьируется от 3-х до 100 мегапаскалей. Необходимо провести 10-15 испытаний. Как правило, для получения точных данных берется среднее арифметическое по всем результатам, но следует учесть, что, если в определенной точке вы получили какие-либо далеко отстоящие цифры, их не нужно брать в расчет. Причиной этих расхождений может быть малое расстояние до стержня арматуры или конца конструкции, а также неверное расположение прибора.

Состоит прибор из двух блоков – измерителя и преобразователя. Измеритель представляет собой сложный механизм с цифровым экраном, на котором отображаются текущие настройки и результаты измерения.
Преобразователь – это прибор, имеющий 3 точки закрепления, дающий фиксацию на поверхности конструкции под прямым углом. Преобразователь передает импульс на конструкцию и считывает данные возврата. Это и дает необходимую нам характеристику. Если применить данный метод предстоит в лабораторных условиях, заранее изготовьте кубики с ребром 10 сантиметров, образцы следует зафиксировать при помощи пресса с давлением в 30 килоньютонов.

Методом пластических деформаций осуществляется измерение прочности в пределах от 5 до 50 МПа. Количество испытаний неразрушающего контроля бетона – 5.
Существует 3 прибора. 1-й прибор – это молоток Физделя. Он представляет собой ручной молоток с шариком на одном конце. Конструкция молотка неимоверно проста, и воспользоваться им может человек абсолютно любой квалификации. Другое дело, что провести испытание с необходимой точностью способен не просто специалист, а, пожалуй, несколько десятков специалистов по всей стране. И причина как раз в простой конструкции молотка. Молоток не дает точно рассчитать силу удара и угол. Необходимо фиксировать локоть, бить всегда с одной силой, сверять данные. Эти и множество других нюансов сделали молоток Физделя непопулярным среди строителей.

В отличие от молотка Физделя, молоток Кашкарова позволяет получить значительно более точные данные. За счет чего же это достигается? Водной из наших статей мы уже рассказывали вам о его устройстве. Если говорить кратко, то причина эта заключается в конструкции молотка, вернее, в расположенном в его ударной части цилиндре. В нем находится металлический шарик, устройство для крепления стержня и сам эталонный стержень, закрепленный между ручкой молотка при помощи крепления и шарика. Когда мы производим удар по поверхности, изменяется не только поверхность бетона, но и поверхность эталонного стержня, прочность которого нам известна. Благодаря этому мы сможем получить соотношение, характеризующее нашу силу удара, а с учетом диаметра полученного отверстия в бетоне легко вывести его прочность. Таким образом, молоток Кашкарова, обладающий все теми же преимуществами, что и молоток Физделя, лишен его недостатков по уровню точности измерений, и в этом причина его популярности среди работников стройки и службы эксплуатации.

В последнее время также набирают популярность и пружинные молотки, дающие достаточно точные результаты, но они более громоздкие, а также значительно в меньшей степени износоустойчивые, поэтому необходимо регулярно проводить поверку пружины прибора на соответствие эталонному значению, в противном случае вы просто будете получать неточные данные по измерению бетона, даже не догадываясь об этом.
Именно поэтому наиболее часто применяемый инструмент при методе пластической деформации – молоток Кашкарова.

Для проведения испытаний необходимо выбрать площадь около 50 квадратных сантиметров на поверхности бетона, очистить ее от неровностей, подготовить точки для нанесения ударов. Помните, что проводя испытания в помещении с повышенной влажностью, вы также рискуете получить неточные данные, ведь влага оседает на поверхностном слое, давая свое сопротивление и распределение удара. Бетон необходимо просушить. Также нельзя проводить испытания бетона сразу после применения нагрузки на конструкцию и после температурного воздействия. Впрочем, это касается всех методов.
Проводим испытания посредством ударов о поверхность бетона, заносим диаметры лунок, выбираем из них те, которые отличаются друг от друга не более чем в 1,2 раза, и рассчитываем среднее арифметическое значение. Чтобы иметь максимально достоверные сведения, необходимо в расчет среднего арифметического включить около 6-ти лунок.

Для чего проводят проверку бетона?

Основная задача испытаний – определить прочностные границы на сжатие, марку бетона по факту.

Сооружения, бетон которых проходит проверку на прочность:

фундамент;
колоны, столбы;
перекрытий;
стен;
балок;
сборных сооружений из бетона, железобетона.

Вернуться к оглавлению

Порядок проведения испытаний на растяжение

Для производства испытаний на растяжение потребуется приготовить образец вытянутой формы типа призмы. Этот образец помещают в специальный прибор в горизонтальном положении, далее на середину образца оказывается силовое воздействие с нарастанием нагрузки. Шаг оказываемого воздействия на образец – 0,5 МПа/с.

Фиксация результата происходит после разрушения структуры бетона в центральной части образца.

Как изготовить образцы?

7*7*7 см;
10*10*10 см;
15*15*15 см;
20*20*20 см.

Неудовлетворительные разрушения образцов-цилиндров.
Призмы (4*4*16 см) используют, определяя границу прочности растяжения в изгибе. Цилиндры имеют диаметр 4,4 – 15 см, высоту – 8 – 20 см. Данные размеры установлены ГОСТом 10180 – 90 и образцы должны ему соответствовать. Несоответствие стандартам приводит к дополнительной обработке, подгоняющей их под нормы. Подготовка образцов включает такие процессы: отбор части раствора, укладка, уплотнение.

Укладка смеси, уплотнение:

Образцы бетонного раствора жесткостью меньше шестидесяти, удобоукладываемостью (П – подвижность) с подвижной осадкой конуса (ОК) делают, заполняя смесью форму с верхом, крепят на специальном вибростоле. Уплотнение происходит методом вибрации до появления цементного молочка. Вместо вибрации можно применять метод штыкования для уплотнения подвижного бетонного раствора с ОК больше 12. Рассчитывать количество штыков нужно так: на каждый 1 см2 – один штык.
Раствор жесткостью больше шестидесяти укладывается в форму с насадкой, заполняют до половины, накрывают грузом с давлением 4Х10-4МПа , крепят на вибростоле. Вибрацию продолжают до тех пор, пока пригруз оседает и не появится бетонное молочко в щелях. После снятия груза, срезается все лишнее, разглаживается кельмой.

Вернуться к оглавлению

Неразрушающие методы оценки прочности

Они получили широкое распространение потому что:

Не требуют организации лаборатории на стройплощадке.
Позволяют сохранить эксплуатационные качества постройки и не нарушают ее целостность.
Их много и есть выбор оптимального способа.

Прямые методы называют неразрушающими косвенно, ведь частично происходит деформация поверхности. Однако их применяют для испытания тяжелого бетона, потому как высока точность и надежность показателей.

Отрыв со скалыванием. Позволяет оценить усилие, которое необходимо приложить, чтобы вырвать из бетона анкер. Недостатком является невозможность проведения у густоармированных сооружений или тонкостенных конструкций.

Прибор для испытания методом отрыва со скалыванием

Точность метода – самая высокая среди неразрушающих.

Отрыв металлического диска. При этом испытании регистрируется усилие, которое необходимо приложить для отрыва от поверхности стального диска. Таким способом может быть определена прочность бетона в густоармированных конструкциях. Недостатками являются ограничения по температурному режиму, необходимость подготовки (на приклеивание диска тратится до 24 часов).

Скалывание ребра. Определяют силу, необходимую для скалывания куска бетона с угла конструкции. Используют для оценки прочности свай, балок, опор. Метод прост и не требует дополнительной подготовки, но неприменим для тонкого слоя бетона.

Косвенные методы просты и имеют широкое применение, но точность их несколько ниже. Требуется построение градуировочных зависимостей приборов по лабораторным испытаниям образцов или при прямых неразрушающих методах.

Пластическая деформация – простой и дешевый способ косвенной оценки прочности по отпечатку металлического шарика на поверхности. Точность показаний невысокая. Используется молоток Кашкарова или прибор статического давления.

Молоток Кашкарова для проведения испытаний методом плоской деформации

Ударный импульс – метод оценки прочности и определения класса по энергии удара о поверхность бетона. Используется молоток Шмидта. Точность у метода невысокая, но он простой, дешевый, оборудование для его проведения компактное.

Молоток Шмидта для проведения испытаний методом ударного импульса

Ультразвуковой метод – оценка колебаний волн при их прохождении через бетон. Точность больше, чем у других методов. Преимуществом является возможность проведения тестов неограниченное количество раз на любом участке конструкции, отсутствие повреждений, оценка прочности глубинных слоев. К недостаткам относят необходимость подготовки поверхности и обучение пользованию прибором.

Испытание бетона ультразвуковым методом

Упругий отскок – оценка поверхностной прочности по величине обратного пути бойка. Метод простой и быстрый, но требует использования специального оборудования – склерометра Шмидта. Его нужно часто проверять, а поверхность перед проведением испытания тщательно готовить.

Испытание бетона с применением склерометра Шмидта

Что входит в протокол испытания?

Серийный номер. Документы на бетон содержат всю необходимую информацию про партию. Испытывать нужно одну серию для чистоты проверки, малого расхождения в результатах.
Число заливки образцов и время начала испытания. Промежуток между этими двумя цифрами должен быть больше двадцати восьми дней.
Вид конструкции включает ее название, краткое описание.
Параметры образцов. Когда проводится испытание большое внимание уделяется их размеру и форме.
Разрушающая нагрузка.
Место изготовления – лаборатория. Фиксируется с помощью цифро-буквенного обозначения.
Результаты, обозначающие среднюю прочность бетона, измеряемую в паскалях.
Присвоение класса и марки на основании данных, полученных благодаря проведенным испытаниям.

Вернуться к оглавлению

От чего зависит и на что влияет прочность бетона

Способность бетона сопротивляться внешнему воздействию за счет внутреннего напряжения зависит от состава раствора и марки цемента. При подтверждении прочности материала, соответствующего определенной марке, на образце не должны выявляться признаки разрушения в виде сколов, трещин, расслоения структуры.

Порой строители при выполнении работ стараются сэкономить на материалах, используя более дешевый бетон низких марок, но нарушение проектных значений может привести к серьезным последствиям, поэтому такое средство экономии неприемлемо.

Помимо соотношения наполнителя и цемента, на прочность состава влияют присадки и пластификаторы, используемые для придания изделию особых свойств (кислотоустойчивость, водонепроницаемость, скорость вставания, пластичность). Для получения конструкций, способных выдерживать высокие нагрузки, в обязательном порядке производится армирование элементов металлической проволокой различного сечения.

Кроме состава раствора, на прочность бетона влияют внешние условия, при которых осуществляется заливка. При качественном удалении пузырьков воздуха из бетонной массы путем уплотнения смеси, прочность изделий заметно повышается.

Также надо учитывать, что при использовании раствора при отрицательных температурах, следует принимать меры по подогреву материала путем установки электродов в заливку и подключению к ним электричества. В такой ситуации еще применяется укрытие основания опилками.

При работе с бетоном важно поддерживать необходимую влажность для недопущения растрескивания поверхности заливки при быстром испарении влаги, что также влияет на качество материала и его прочность. Чтобы избежать этого процесса, необходимо укрывать бетон пленкой или другими подручными средствами, а также периодически увлажнять поверхность.

В итоге можно утверждать, что прочность бетона зависит от множества факторов, а поэтому контроль качества особенно важен при установке несущих конструкций, так как даже если технологические процессы соблюдаются в полной мере, всегда могут найтись факторы, которые повлияют на бетон и станут причиной проблем в будущем.

Вывод

Подготовительный этап

куб (с размерами ребра 100-300 мм);
цилиндр (диаметр – 100, 150, 200 мм, высота равна двум диаметрам);
призма квадратного сечения (стороны – 100-200 мм, высота – 400-800 мм).

Также на форму образцов влияет выбранная методика выявления прочности в соответствии с технологией.

Порядок проведения испытаний на сжатие

Данный способ испытания позволяет определить марку материала. Для проведения испытания отливают кубики из бетона, применяемого в строительстве, или вырезают образцы из уже отлитого изделия. Размер кубиков для испытания бетона варьируется от 100 до 300 мм по грани. Помимо кубической формы, образцы можно изготавливать в виде цилиндров или призм.

При отливке образцов в лабораторных условиях, используют вибростол, чтобы смесь получила максимальную плотность. Испытания проводятся на 3, 7 и 28 сутки после приобретения образцом прочности. Основные испытания проводят на 28 день после полного набора прочности материала.

Образец помещают под пресс, который давит на кубик с мощностью в 140 кгс/м2 с шагом в 3,5 кгс/м2. Вектор силы строго перпендикулярен основанию образца. По показаниям определяется возможность сопротивления материала сжатию, и в протокол испытания записывается марка бетона.

Образец протокола испытаний.

Марки прочности бетона и сфера их применения

Для определения характеристик бетона ему присваивают маркировку согласно ГОСТ: букву М и цифру, обозначающую сопротивление материала на сжатие. Чем выше значение, тем более прочным является изделие из данного материала — прочность зависит от количества цемента в составе смеси.

По прочностным характеристикам бетон делят на марки от М100 до М500 с шагом значения 50. Еще одна характеристика — класс бетона —, определяет способность материала работать в агрессивных средах.

Бетоны марки М100, М150, М200 и М250 относят к категории легких и ячеистых. Их используют для заливки конструкций, которые не несут значительной нагрузки. Применяют при устройстве бордюров, фундаментов для малых строений, пешеходных дорожек.

Бетон М300 и М350 можно использовать для отливки плит перекрытия, устройства фундамента в многоэтажном строительстве, отливке монолитных стен.

Самые прочные бетоны марок, М400, М450 и М500, находят применение в производстве железобетонных конструкций, работающих в сложных условиях с повышенной нагрузкой (например, для возведения гидротехнических сооружений).

Читайте также: