Определение прочности бетонных конструкций. Испытание бетона на прочность разрушающими и неразрушающими методами. I. Испытания бетонов, растворов и керамических изделий

Свойства бетона и правильность подобранных составляющих трудно определить, зная только параметры и пропорции отдельных наполнителей. Чтобы проверить состав проводят испытание бетона различными способами.

Определяемые качества

Контроль качества бетонных работ имеет множество разнообразных параметров, соответственно есть перечень разных способов и методов испытания раствора.

Виды параметров

Анализируют такие параметры незастывшего раствора:

• консистенцию (время формирования, свойства к заполнению формы, показатель уплотнения);
• пористость;
• плотность;
• качество и пропорции ингредиентов.

Для контроля качества застывшего бетона имеют значение:

• реакция на нагрузку при сжатии, изгибе, растяжении (для проверки используют прессы и др.);
• истираемость;
• плотность;
• объемная масса;
• пористость;
• водопоглощение и водонепроницаемость;
• морозостойкость;
• ползучесть;
• усадка раствора.

Зачем нужен контроль качества. Пробы и образцы

Чтобы проверить качество бетона, делают бетонные пробы и образцы в виде кубиков, цилиндров, балок. Испытания нужны при проектировании раствора для конкретных условий применения, оценки его качества.

Образцы должны создаваться и твердеть в условиях максимально приближенных к рабочей среде бетона. Они должны быть максимально качественными, ровными, утрамбованными. Отклонение в ровности их поверхности на 1 мм дает значительное искажение результата.

Контроль качества бетона осуществляют перед началом строительных работ, перед принятием раствора от производителя, а также при испытании продукции во время производства.

Производители определяются с нужными параметрами незатвердевшего раствора (консистенцией, расслаиванием, качествами при укладке и трамбовке), затвердевшей массы (прочность на сжатие и др.) и сравнивают их с результатами испытания образцов. Характеристики образцов должны соответствовать запроектированным параметрам (допускается отклонение в 3%).

Испытание затвердевшего раствора

Для таких методов берут уже застывшие образцы с минимальным сроком выдержки 28 дней. Если нужно узнать особые качества, срок может меняться.

Испытания на прочность можно разделить на два вида:

• механические, с разрушением бетона;
• механические неразрушающие. Дают возможность повторить манипуляцию на одном и том же образце для того, чтобы изучить изменения свойств материала во времени.

Многие из методов являются лабораторными с применением испытательных прессов и т.д. Некоторые можно осуществить собственноручно, имея соответствующие приборы.

Испытание на прочность при сжатии определяет марку смеси. Проектируемые характеристики раствора зависят от его прочности и главным образом именно от выдерживания нагрузок на сжатие в конструкции.

В большинстве случаев для этого используют образцы нескольких видов:

• кубики;
• цилиндры;
• призмы.

Бетон заливают в стальные или чугунные кубические, цилиндрические, призменные формы. Для кубиков используют, например, размер 15*15*15 см. Раствор должен хорошо заполнить емкость, смесь тщательно уплотняют доской или применяют вибростол, электрические, пневматические молоты.

Стандартные образцы проверяют на испытательном прессе на 28 суток, дополнительные испытания проводят через 3 и 7 суток. После заливки, форму оставляют на сутки при влажности не меньше 90%, и температуре 14–19°С. Образец кладут в пресс, который производит на кубики давление около 140 кгс/м2. На табло прибора выбивается результат. Такой способ дает показатель с точностью до 3,5 кгс/см2. Нагрузку для всех образцов применяют перпендикулярно к плоскости формования.

Контроль качества при изгибе и растяжении

Значение выдерживания бетона растягивающих нагрузок показывает подверженность раствора растрескиванию. Это важно для железобетона для непрерывности конструкции и предупреждения коррозии арматуры.

Создать прямую растягивающую силу трудно. Поэтому используется изгиб неармированного прямого бруса испытательным прессом. Важным тут является показатель растягивающего напряжения в нижних волокнах испытуемой балки – это предел прочности при изгибе. Более точное значение дает именно изгиб, а не прямое растяжение.

Значение предела прочности на изгиб зависит от параметров балки и условий нагрузки. Есть две системы нагрузки на прессе: центральная (посреди пролета) и симметричная в двух пунктах, создающая стабильный момент изгиба между двумя точками. Последний метод интересен тем, что ним можно определить слабое место балки – трещины образуются именно там, где раствор слабее, необязательно в одном месте как в первом случае.

Метод пластичной деформации, упругого отскока и ударного импульса

При способе пластичной деформации измеряются параметры отпечатка, остающегося на растворе при ударе специальным испытательным молотком (молоток Кашкирова) или после падения стального шарика.

В основе упругого отскока лежит измерение значения обратного отскока испытательного прибора при ударе по бетону – это число отдачи, его показывает стрелка на шкале плунжера или ударного устройства. Для этого используется склерометр Шмидта и его модификации.

При методе ударного импульса регистрируется энергия удара в момент взаимодействия буйка с поверхностью бетона. Для этого используются разные модификации склерометров. Ими можно пользоваться в обычных условиях.

Ультразвук

В первую очередь им проверяется , так как прохождение ультразвуковой волны зависит именно от этого показателя. Зная плотность можно предположить и прочность раствора, хотя эти два показатели необязательно зависят друг от друга. Для этого метода применяется ультразвуковой аппарат.

Это самый точный метод. Недостаток – высокая трудоемкость, невозможность использовать на густоармированных сегментах, частичное повреждение образца. Производится специальными приборами – разновидностью тисков и прессов с вкручиваемыми шурупами, они оснащены электронным табло.

Суть заключается в измерении усилия, прикладываемого прессом для скалывания части бетона или местного разрушения его при вырывании предварительно вкрученного анкерного устройства.

Контроль количества цемента

Силикатные соединения в портландцементе быстрее разрушаются, чем кремнезем в заполнителе, они растворяются в разбавленной соляной кислоте. Так же и кальциевые соединения в цементе и заполнителях (за исключением известняковых составляющих). Учитывая это, применяют метод растворимой окиси кальция.

Образец бетона измельчается под прессом, полученная пыль высушивается и обрабатывается небольшим количеством соляной кислоты, при этом выделяются кремнеземные соединения, содержащиеся в цементе. Оставшийся фильтрат состоит из окиси кальция из заполнителя и цемента. Далее химическими методами вычисляют их пропорции.

Методы контроля незатвердевшего раствора

Они применяются в процессе приготовления или после замешивания раствора.

Анализом измерения осадки конуса определяют неоднородность и консистенцию смеси номинального состава. Это имеет значение для удобоукладываемости раствора, хотя сама осадка не всегда связана с ней.

Параметры осадки конуса могут означать, например, что количество влаги в заполнителе возросло, а также что изменился его гранулометрический состав или недостаточно песка.

Испытание на уплотнение

Метод осуществляется аппаратом, состоящим из двух емкостей с воронками. В одну осторожно заливают раствор, не утрамбовывая ее, внизу открывается клапан, смесь стекает в другую, меньшую емкость, из нее она попадает в цилиндрическую форму. Математическим путем вычисляется плотность смеси в цилиндре. Таким способом узнают коэффициент уплотнения.

Бетон заливают в испытательный усеченный конус, который помещается на специальный столик, способный при встряхивании опуститься на несколько сантиметров.

Затем форму удаляют, столик толчками опускают – растекается по нему. Измеряется средний диаметр растекшегося раствора.

Есть три метода измерения наличия воздуха в растворе. Первый метод – весовой. Он очень прост: измеряется вес смеси до и после встряхивания и перемешивания в емкости (пикнометре). Тут применяются очень точные приборы для взвешивания.

Второй – метод давления, его не применяют для смесей с пористыми заполнителями. Тут используются специальные воздухомеры, они показывают процентный состав воздуха. Измеряется уменьшение объема образца при известном давлении, которое создается испытательным прессом или насосом и показывается манометром. Давление повышается – объем воздуха в растворе увеличивается, это понижает уровень воды над образцом. В затвердевшем материале содержание воздуха измеряется на полированных шлифах под микроскопом с подсчетом хорд или воздухомером высокого давления.

Контроль качества «на глаз»

Признаки хорошего бетона:

• нормальная жирность и вязкость;
• однородность;
• – грязно-серо-зеленоватый или чисто серый. Чем синее (голубее) замешанная смесь, тем она лучше. Желтизна – это признак некачественности, наличия глинистых примесей, шлакодобавок. Основной признак качества – отсутствие желтизны;
• на поверхности бетона должно быть цементное молоко, а не грязная вода. Чем гуще молочко, тем выше марка смеси;
• не должно быть зерен наполнителя, не покрытых раствором;
• чем больше щебня, тем выше марка, но щебень не должен быть слишком крупным;
• хороший твердый раствор напоминает увлажненную пластичную почву;
• обычный молоток должен отскакивать от бетона, оставляя совсем небольшие вмятины или совсем не оставляя следов, но не скалывать застывший бетон при умеренном усилии.

Документы, паспорт качества

По результатам испытаний выдается паспорт качества на проверенный бетон и сертификат. Они создаются на основе госстандартов, их заполненные бланки выдаются на каждую партию товара. Эти документы утверждаются на предприятии. Паспорт выдается производителем бетона на основе испытаний сертифицированными химико-техническими лабораториями. Это основной документ о качестве бетонной смеси.

Оформление паспорта может затянуться, поскольку для него нужно предоставить результаты ряда испытаний в лабораторных условиях. Стандартными будут тесты на:

• прочность на сжатие;
• подвижность;
• водонепроницаемость;
• плотность;
• отпускную влажность;
• морозостойкость.

Если состав будет использоваться в специальных условиях, то проводят и другие испытания. Для оформления паспорта нужны также документы приемо-сдаточных испытаний бетонной смеси, протоколы определения нормируемых показателей, акты испытаний. Заполненный бланк паспорта должен быть скреплен печатью предприятия.

Испытание бетона на прочность, наличие недопустимых по ГОСТ минеральных примесей и другие параметры, удобно заказать в лаборатории «Стандарт». Нашим клиентам гарантируется профессиональное оказание экспертной услуги в Москве со строгим соблюдением положений ГОСТ при проведении исследований. Мы имеем многолетний опыт лабораторных испытаний бетона и высокоточное современное оборудование для тестирования. Это позволяет получать максимально информативные, достоверные и объективные данные. Исследования могут проводиться как на строительном объекте, так и в лаборатории испытания бетона. Мы проводим испытание образцов бетона в комплексе или делаем тесты на отдельные параметры.

Цены на услуги

В таблице стоимости испытания бетона цена указана за исследование образцов в лабораторных условиях. При необходимости выезда специалистов на объект заказчика эта услуга оплачивается отдельно.

Цели и задачи

Испытания бетона на прочность лаборатория проводит с целью формирования оптимального состава бетона, обладающего высокими эксплуатационными параметрами. Основные характеристики смеси определяются в любом строительном процессе с активным применением бетонных компонентов. Главная задача исследования – проверка показателей застывшего раствора. Это необходимо для выявления степени прочности и уровня износа уже готовых изделий. Испытание контрольных образцов бетона обеспечивает необходимую эксплуатационную безопасность конструкции.

Экспертные процедуры выполняются:

• в случае подозрений о наличии внутренних дефектов бетонной конструкции;
• перед работами по поднятию пола в подвале;
• при затоплении подвальных помещений;
• при появлении внешних повреждений и трещин в бетонной конструкции;
• при необходимости оценки состояния бетонной конструкции перед покупкой объекта;
• перед началом работ по капитальной перепланировке и реконструкции здания;
• при проверках качества материала и строительных работ на соответствие проектным документам.

Своевременное качественное испытание позволит предотвратить возможное обрушение здания или частей конструкции. Вынесение решения о проведении ремонта в дальнейшем будет способствовать снижению затрат на устранение серьезных повреждений.

Проведение испытаний

Как производители, так и потребители бетона заинтересованы в определении его прочности. Для этого в лабораториях проводят испытание кубиков бетона или выбуренных цилиндров. Образцы берутся из партии смеси в промежуточном и проектном возрасте (28 суток). У кубов размеры ребра составляют 100, 150, 200 или 300 мм. У цилиндров диаметр составляет 100, 150, 200, 300 мм, а высота равна двум диаметрам.

Изготовление образцов

Для изготовления образцов используются специальные металлические формы с ячейками, имеющими внутреннее ребро размером 100 мм. При изготовлении образцов предусмотрены нормируемые размеры. Форма типа 2ФК-100 удобна обеспечением нормируемого допуска в перпендикулярности смежных граней. Она также рациональна в изготовлении образцов за счет технологичности и быстроты сборки и разборки и небольшого веса.

При изготовлении:

1. Отбирают пробу смеси из середины замеса (при использовании бетононасоса – в 3 приема за 10 минут с перемешиванием перед укладкой).
2. Укладывают и уплотняют смесь не позже чем через 20 мин после отбора и не выше 100 мм высоты слоя. При осадке конуса больше 10 см укладка производится штыкованием. При меньшей ОК дополнительно применяется вибрирование.
3. Готовят серию образцов для испытания (3-4 штуки в серии) в одинаковых условиях. Допустимые отклонения средней плотности к моменту испытания кубиков бетона не превышают 50 кг/м3.
4. Производят отбор дефектных образцов. Перед испытанием кубов бетона на прочность из серии убирают те, в которых имеются инородные включения, раковины, сколы ребер, трещины, участки слабого уплотнения и расслоения (кроме крупнопористого бетона).
5. Испытание образцов бетона на сжатие или прочность производится в количестве серий материала в проектном возрасте, равном 28 суткам, регламентированном п. 5.2. ГОСТ 18105.
6. Входной контроль требует специальных условий хранения образцов (влажность воздуха 95%, температура - +20 градусов). Допустимые отклонения влажности – 5 процентов, температуры – 3 градуса.

Испытания проводятся с использованием разных , оптимальных для определения конкретного параметра. В числе исследования – использование ультразвукового прозвучивания, упругого отскока, ударного импульса, отрыва со скалыванием. Иногда применяются комбинированные способы тестирования.

По результатам проведенных испытаний составляется официальное экспертное заключение. В документе содержатся:

• результаты проведенных исследований;
• оценка параметров бетонной смеси;
• рекомендации по эксплуатации конструкции или применению бетона.

Документ подтверждает факт пригодности или непригодности бетона и возможность дальнейшей эксплуатации конструкции. Рекомендации направлены на улучшение качества бетонной смеси, изменение его состава, устранение дефектов конструкции или прекращение эксплуатации объекта.

Лаборатория испытания бетона

Лаборатория «Стандарт» принимает заказы частных и юридических лиц на испытание кернов бетона и кубов. По желанию клиента будут выполнены комплексные тесты на соответствие нормативам или проверка конкретных параметров. А именно: морозостойкость, водонепроницаемость, коэффициент вариации прочности, наличие недопустимых минеральных примесей. Заказчикам гарантируется дешево и качественно выполненная экспертная работа с выдачей соответствующей документации.

Преимущества обращения к нам:

• Удобство для заказчика . Обслуживание в лаборатории или на объекте.
• Широкий спектр услуг . Выполним тестирование любых параметров. Проверяем прочность бетона в любой конструкции.
• Достоверность данных . Работаем на современном высокоточном оборудовании, гарантируем объективность экспертизы.
• Низкие цены . Недорого оказываем экспертные услуги.
• Высокое качество работы . Компетентные эксперты в случае необходимости применяют специально продуманную комбинацию различных исследовательских методов. Это позволяет получить более точное определение характеристик бетонной конструкции.
• Выдача официального заключения , имеющего юридическую силу.