Как определяется прочность бетонной конструкции?

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.

1. Зачем проверять?
2. От чего зависит прочность?
3. Подготовка образцов
4. Как определяется?
5. Неразрушающие методы
6. Механические
7. Физические
8. Разрушающие 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:

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.

Определение прочности бетона

Прежде чем начать строительство небольшого дома или крупной многоэтажки, мастера и компании обязаны провести испытание стройматериала на прочность. Да, даже один из самых популярных и востребованных строительных материалов — бетон — требует проверки. Несмотря на то, что бетонную смесь считают одним из мощных и долговечных материалов для строительства, он все же подвержен неблагоприятному воздействию внешней среды. Испытание бетона на стойкость — отличный способ, чтобы определить механические характеристики материала. Такой контроль позволит в дальнейшем времени прогнозировать поведение бетонных сооружений при нагрузках и природных катаклизмах.

Общие сведения

Определение прочности бетона проводиться только после наблюдения показателей, что определяют механические характеристики смеси. Среди основных типов макроструктуры бетона выделяют плотную, плотную с пористым заполнением, ячеистую и зернистую структуры. В зависимости от нее и будет определяться способность будущего устройства конструкции выдерживать нагрузки и оказывать им сопротивление.

Прочность цементной смеси также зависит от следующих факторов:

• качества и активности вяжущих элементов;
• структуры бетона и гранулометрического состава заполнителей;
• их формы, размеров и прочности;
• количества воды на единицу объема.

Не стоит забывать и о степени уплотнения смеси, уходе за ней. Хорошему цементу можно не только «похвастаться прочностью». Он не должен крошиться, трескаться, колоться или расслаиваться. В первую очередь при выборе бетонной смеси советуем обратить внимание на ее состав. Помните, чем выше марка выбранного материала, тем большие нагрузки сможет выдерживать строение. Да, за такой продукт придется заплатить больше, но помните, на безопасности и сроке службы будущего строения экономить нельзя.

Также в бетоне должны присутствовать модификаторы, это специальные вещества, которые увеличивают прочность и скорость застывания смеси в конструкциях. Для хорошей устойчивости бетонной конструкции ее нужно дополнительно армировать. Армирование — это погружение металлических прутов или проволок в бетонный материал.

Не стоит и забывать про условия, в которых происходит заливка бетонного раствора. Позаботьтесь о подходящей температуре и влажности воздуха, теплоизоляции. Бетон должен не быть переувлажненным, но также не высохнуть слишком быстро. Нужно определить оптимальное время, чтобы цемент успел качественно прореагировать с водой.

Проверка стандартных образцов

Прочность бетонной смеси неразрывно связана со многими факторами. Она определяется несколькими методами, также необходим профессиональный прибор, который будет измерять технические характеристики. Методы определения прочности бетона разные. Рассмотрим самые популярные.

Испытание цемента на крепость проводят по контрольным образцам — это кубики или цилиндры из раствора. Бетон замешивают в строгих пропорциях и дают ему высохнуть 28 суток. После этого подготовленные контрольные образцы помещают в специальные приборы, например, пресс, и сжатием пытаются их разрушить.

Еще один популярный разрушающий метод — исследование кернов. Из уже готового застывшего бетонного сооружения вырубают или пытаются выбурить монолит. Кусок такого продукта отправляют на лабораторные тесты для испытания бетона (например, разрушающее испытание бетона под прессом).

Обычно монолит бурят с помощью алмазных корок, это позволяет провести процесс без вреда для конструкции. Но помните, что такие разрушающие методы исследования бетона на прочность дорогие. Также образец сложно извлечь, а если сделать это неправильно, то можно серьезно навредить конструкции.

Для определения устойчивости можно использовать неразрушающие методы. Суть этой работы заключается в том, что специалисты измеряют предел прочности бетона, а другие показатели, которые связаны между собой и влияют на этот фактор. Способы проведения неразрушающего контроля требуют больших трудоемких затрат, при этом они не всегда точные. Но все же большинство массовых и частичных инженерных задач можно решить неразрушающими методами.

Как подготовить образцы?

Для инспекции бетона на прочность используют несколько кубиков (их заливают в стандартные формы) из смеси и проводят с ним специальную обработку. Помните, что при выборе материала для тестирования в него запрещено дополнительно вносить или удалять любые наполнители. Заполнение бетоном форм должно происходить за полчаса после отбора, а извлечение — без использования воды или прочих жидкостей. Измерение прочности нужно проводить только через несколько дней. Образцы для испытания не должны иметь дефектов, трещин, расслоений, а наплывы раствора, что образовались после отливки в форму нужно удалить при помощи абразива.

Методы

• Молоток Кашкарова.

На сжатие. Испытание смеси на прочность проводят по разным технологическим схемам. Например, контроль прочности бетонного куба на сжатие проводится в несколько этапов. Сначала нужно установить образец в нижнюю плиту пресса, а верхняя будет постоянно опускаться. Плиты будут давить на образец до тех пор, пока бетонный куб при сжатии не разрушится. Но то, как расколется бетон должно соответствовать нормам, указанным в специальных документах. Если что-то пошло не так и результат не совпал с прогнозируемым, то такой метод не учитывается.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Определение прочности бетона будет эффективным и точным при условии, если мастер четко исполнит требования и правила проведения таких проверок. Чтобы достичь максимально точного результата в испытании бетона, нужно проведение в комплексе несколько методов контроля.

Прочность бетона — от чего зависит и на что влияет?

Бетон является наиболее распространенным строительным материалом. Первое его появление связывают с Древним Римом. Там из него делали купола и арки. Так что рецепт этого материала известен уже очень давно. Со временем его использование становилось все более широким, а рецептура изменялась. Повышались качества стойкости ко внешним воздействиям — влаге, температуре, ветру и механическим воздействиям. Сегодня будем говорить о прочности бетона — одной из его важнейших характеристик.

Прочность природных материалов очевидна и понятна, а у бетона это комплексная величина, зависящая от разных факторов, в которых мы сейчас и разберемся.

Факторы, влияющие на прочность бетона

Бетон производится из цемента, заполнителей и воды. Смесь закладывается в опалубку (форму) и затвердевает. Этапы создания и затвердевания раствора оказывают свой эффект на прочность. Далее поговорим о факторах, влияющих на этот параметр.

Активность цемента

Активностью называется предел прочности образцов, улежавшихся 28 дней. По этому параметру цемент делится на марки. Именно от активности цемента зависит то, каким в итоге выйдет бетон.

Вот что влияет на активность цемента:

• Помол и размеры гранул цемента. Тонкий помол способствует быстрому набору прочности. При этом средняя фракция дает высокую прочность к концу периода застывания. Портландцемент имеет помол, обеспечивающий удельную поверхность в 300-350 м2/кг. Если помол сделать тоньше, показатель вырастет до 400-450 м2/кг. Прочность будет набираться быстрее. Крупный помол может отрицательно сказаться на прочности. Он тяжело вступает в реакцию с водой. Даже спустя годы в бетоне могут обнаружиться зерна сухого цемента.
• Хим. состав клинкера.Если в нем есть негашеная известь, цемент сохранит активность на долгое время.
• Наличие примесей. Если в цемент есть окись магния — около 2%, то набор прочности ускорится. При этом активность цемента заметно снизится, если концентрация этого вещества увеличится.
• Свежесть. 3-месячный цемент, хранящийся во влажной среде, снизит прочность на 60%. При хранении около месяца, прочность уменьшится примерно на 20%. Влага и углекислый газ приводят к появлению на частицах цемента новых образований, негативно влияющих на активность. При хранении быстротвердеющего материала, за месяц он становится обычным.

Для прочного бетона, следует выбирать свежий и тонкомолотый цемент.

Соотношение воды и цемента

Это важнейший показатель, влияющий на прочность состава. По количеству воды, смеси можно разделить на жесткие и подвижные. Подвижные при этом делятся на:

• Малоподвижные — П1;
• Универсальные — П2-П3;
• Подвижные, не требующие уплотнения — П4;
• Литьевые — П5.

Показатель подвижности измеряется конусом Абрамса. По степени осадки конуса определяется класс подвижности раствора.

Выходит что, чем меньше воды содержится в растворе, тем более прочным получится бетон.

В этой таблице представлено соотношение удобоукладываемости бетона в зависимости от его подвижности.

Добавление воды позволяет сделать бетон более пластичным. Он будет лучше забивать пустоты и хорошо уплотняться. Однако с другой стороны его прочность будет уменьшаться. Вот таблица изменения прочности бетона в зависимости от количества воды в растворе.

Для снижения количества воды в смеси, и при этом увеличения подвижности, используются пластификаторы. Параметры прочности остаются прежними, но работать с раствором становится гораздо удобнее. Другими полезными свойствами пластификаторов являются:

• В смеси присутствует меньше воды, а значит можно использовать меньшее количество цемента. В некоторых случаях удается экономить до 10-20%. При ценах на материал, удастся сохранить хорошую сумму.
• Смеси с пластификаторами легко укладываются и уплотняются. Иногда даже можно обойтись без обработки вибратором.
• Пластификаторы увеличивают срок жизни бетонных смесей. Это очень важно, если их нужно доставлять на площадки. Также эти добавки помогают предотвратить расслаивание.
• При заливке монолитного железобетона (фундаментов, армопоясов и т. д.), пластификаторы обеспечивают лучшую адгезию бетона и арматуры, что делает конструкцию надежнее.

При создании бетонных растворов могут также использоваться суперпластификаторы. Они предназначены не только для водоредуцирования, но также для регулирования времени застывания и повышения свойств морозостойкости.

Заполнители

Это другая важная составляющая бетонных смесей. Заполнители могут быть:

• крупными — гравий, щебень;
• мелкими — песок.

Фракция крупного заполнителя может быть размером в 20-100 мм. По этому параметру заполнители делятся на тяжелые и мелкозернистые. Виды и состав заполнителей регламентированы в ГОСТе 26633-2015.

Методы замеса

На прочность бетона влияет такой процесс как замешивание и обработка цемента. Это может быть:

• мокрая активация;
• виброактивация.

Мокрая активация производится так. В мешалку загружаются все компоненты, кроме песка. Постепенно подливается вода. Когда мешалка работает, заполнитель растирает цемент. Через 5 минут добавляются остальные ингредиенты. При такой процедуре цемент легко активируется. Даже лежалый материал быстро приходит в форму.

При виброактивации все компоненты перемешивают одновременно. При этом наполнение цемента влагой значительно увеличивается. Его активность повышается примерно на 30%.

Повышение активности лежалого цемента может производиться при помощи добавления пластификаторов.

Армирование

Залитая бетоном арматура является более крепким сооружением, нежели простая застывшая бетонная смесь. Вместо армирования или в дополнение к нему, может использоваться фибра разного вида. Она снижает риск возникновения трещин, уменьшает усадку и уплотняет материал.

Бетонная фибра — это многочисленные тонкие волокна соединенные между собой. Она добавляется в раствор при замешивании. Фибра может быть металлической, стекловолоконной, полипропиленовой, базальтовой.

Обработка при укладке

Прочность бетона зависит от отсутствия крупных пор и пустот при его укладке. Чтобы минимизировать их наличие, используется вибрирование. Для этого требуется специальное оборудование, большие трудозатраты и расход энергии. Обойтись без вибрирования можно при добавлении в раствор пластификаторов.

Условия затвердевания и уход за материалом

Цемент твердеет при высокой влажности. Это значит, что ее уровень должен поддерживаться пока раствор не достигнет хотя бы критической прочности.

Критическая прочность — это показатель прочности бетона, когда на его застывание уже не может ничего повлиять. Величина указывается в проектной документации. Обычно она составляет от 30 до 50% расчетного показателя материала. Некоторые виды раствора достигают критической прочности при 70%. В большинстве случаев критическая прочность достигается уже через 7 дней после заливки.

Влажность позволяет смеси находиться в постоянной реакции гидратации. Увеличение прочности происходит неравномерно. Самые сильные реакции происходят в первые несколько суток. Потом их интенсивность снижается. Это хорошо видно на графике:

За 28 дней бетон набирает расчетную прочность. Дополнительную прочность он может получать еще на протяжении нескольких месяцев.

Для набора расчетной прочности, надо создать комфортные условия. Влажность воздуха должна составлять около 100%, а температура около 20°С.

При большой сухости воздуха, поверхность бетона поливают водой и накрывают пленкой, чтобы сохранить влажность. Такое часто встречается летом.

Если уровень влажности опустится ниже 40%, твердение почти полностью прекратится. То же самое произойдет если температура опустится ниже 0°С.

В этой таблице показана зависимость прочности бетона разных марок и классов от температуры.

Если заливка бетона производится в зимний период, необходимо организовать его обогрев.

Как прочность бетона связана с показателями морозостойкости и водонепроницаемости?

Прочность бетона зависит от его плотности. При этом высокий уровень плотности отражается и на других свойствах материала.

Несмотря на высокую плотность, бетон остается пористым материалом. В нем встречается множество пор и “капилляров”, в которых могут развиваться плесень, грибки и микроорганизмы. Такое воздействие негативно воздействует на материал и может привести к его разрушению.

Если бетон находится под регулярным воздействием низких температур. Влага в его порах замерзает и расширяется. С каждым циклом заморозки и разморозки, трещины и повреждения становятся больше и опаснее, ведя в конечном счете к разрушению.

Именно поэтому для бетона так важна плотность. Чем он плотнее, тем меньше в нем пор. Это касается не только их количества, но и размера.

Чтобы улучшить гидрофобные качества бетона, применяются специальные добавки и мастики, пропитывающие застывший камень.

Зачем нужно знать прочность бетона?

При строительстве сооружений, важно знать какие нагрузки будут ложиться на фундамент. Так, деревянный дом гораздо легче кирпичного, и уж тем более многоэтажного.

При этом избыточная прочность бетона также не приветствуется, поскольку более высокий класс бетона обойдется дороже.

Разные типы работ предусматривают использование своего класса бетона:

• легкий бетон В7,5 — подготовительные работы;
• В12,5 — мощение дорожек и стяжек, основания для легких конструкций;
• В15 — фундаменты для домов до 2 этажей;
• В20 — ленточные фундаменты, лестницы, свободные перекрытия;
• В22,5 — фундаментные основания, дорожки, монолитные стены;
• В25 — фундаменты, стены, бассейны;
• В30 — технические объекты и мосты;
• В35 — дамбы, гидротехнические объекты;
• В40 — мосты, метро, плотины, прочие конструкции с особыми требованиями.

Как определяется прочность бетона?

Чтобы присвоить определенному рецепту бетона класс, проводятся испытания кубических образцов с ребром 150 мм. В ходе испытаний образцы разрушаются особыми способами.

• Метод отрыва и скалывания. Из куба выдергивается заранее сделанный стержень.
• Метод вдавливания, с использования штампа и шарикового молотка.
• Метод упругого отскока. Для этого метода применяется особый измеритель прочности бетона. При этом материал остается целым. Для проведения теста используется молоток Шмидта. Такой вариант можно использовать на готовых конструкциях, чтобы убедиться в их прочности.

Молоток Шмидта применяется не только для тестирования бетона, но также кирпича и прочих материалов. Устройства производятся с разной энергией удара.

Чтобы провести испытание при помощи молотка Шмидта, понадобится участок площадью не меньше 100 кв. см. Молоток приставляется перпендикулярно к зоне испытания. Удар не должен приходится на крупные раковины или арматуру. На всех участках производится по 10 замеров.

После удара замеряется значение отскока. По итогам всех испытаний вычисляется средняя величина и затем высчитывается прочность на сжатие.

Разделение бетонов по прочности

Классификация марок бетона по прочности использовалась в Советском Союзе. Сейчас они делятся на классы. Марка обозначалось буквой “М” и числом, которое обозначало среднее давление, которое может выдержать бетон. Оно измерялось в кг на кв. см.

Класс бетона обозначается буквой “В” и числом, соответствующим максимальной прочности бетона, измеряемой в Мпа.

Класс бетона является более точным показателем чем марка. Посмотреть приблизительное соответствие класса бетона его марке можно в этой таблице:

Заключение

Строительный материал, появившийся еще в древности, активно используется и сейчас. Он претерпел множество изменений. В современных смесях применяются разные добавки, улучшающие его свойства. Благодаря этому удается снизить финансовые и трудовые затраты, получая качественный и надежный материал с необходимыми характеристиками.

Как определяется прочность бетона для строительства?

Прочность бетона на сжатие считается одним из наиболее важных параметров данного строительного материала. Именно эта характеристика позволяет проектировщикам зданий правильно рассчитывать нагрузки, которые впоследствии будут приходиться на строение.

Бетон для строительства

В этой статье мы расскажем, как проверяется набор прочности бетона, какие добавки используются, от чего зависит этот параметр и что на него влияет.

1. Марка и класс
   1. Марка и класс бетона — в чем разница? (видео)
2. Как проверить показатель прочности?
   1. Какие факторы влияют на прочность?
   2. Добавки для повышения прочности

1 Марка и класс

Основной характеристикой стройматериала является его класс (марка). Как правило, специалисты акцентируют внимание именно на марке при покупке материала. Что касается остальных параметров, таких как устойчивость к влаге, подвижность или морозостойкость, то в данном случае они играют второстепенную роль.

Так или иначе, прочность бетона при сжатии является достаточно изменчивой характеристикой – на протяжении процесса затвердевания она нарастает. К примеру, через два дня прочность будет одной, спустя неделю этот параметр изменится, через еще несколько месяцев он будет еще выше.

В этом случае многое зависит от температуры и погоды в целом, немаловажную роль играют и добавки, используемые для производства состава. Как правило, требуемая прочность бетона по расчетам приобретает нужный показатель спустя 28 дней – именно это время позволяет как следует застыть материалу. По утверждению специалистов, набор прочности бетона осуществляется на протяжении многих лет.

Определение прочности бетона производится в зависимости от класса или марки бетона по прочности после технологических экспериментов. Марка стройматериала обозначается комбинацией символов м-100, м-200, м-300 и т.д., маркируется она пределом прочности в кгс/с м² .

На сегодняшний день многие строители все чаще используют такую характеристику, как класс. В общем данный показатель практически не отличается от марки по прочности, но здесь есть небольшие моменты. При обозначении марки в технических документациях обычно используется среднее значение показателя прочности, а вот класс обозначает тот же самый показатель, только с гарантированной обеспеченностью. Таблица, опубликованная ниже, демонстрирует класс бетона по прочности на сжатие. Прочностной параметр измеряется в МПа:

Таблица соотношения прочностных характеристик бетона при сжатии

Сама процедура проверки производится при помощи специализированного устройства (пресса) путем диагностики состояния кубиков, сделанных из бетона и выдержанных на протяжении четырех недель.

1.1 Марка и класс бетона — в чем разница? (видео)

2 Как проверить показатель прочности?

Мы не будет вас грузить ненужными техническими терминами и выдержками, вам это совершенно не нужно. При отсутствии технологического оборудования класс бетона прочности на сжатие может быть определен в домашних условиях. Обычно это делается для того, чтобы удостовериться в том, что поставщик привез нужную продукцию.

Итак, как определить прочность бетона самостоятельно? Необходимо взять часть стройматериала и сделать из него несколько небольших кубиков размерами по 150×150х150 мм. Заранее нужно подготовить формы, при необходимости их можно сделать из дерева.

Перед тем, как проверить прочность своего бетона и залить стройматериал в формы, их необходимо немного увлажнить, в противном случае дерево впитает часть влаги самого бетона.

Когда вы зальете весь состав в формы, смесь необходимо будет проштыковать арматурой таким образом, чтобы из формочки вышел весь воздух, и в ней не осталось незаполненных мест.

Как вариант, уплотнить состав можно при помощи ударов молотком. Получившиеся бетонные кубики следует хранить во влажном месте, при этом желательно, чтобы показатель влажности был около 90%. Время, на протяжении которого хранятся кубики, составляет 28 дней.

Проверка на прочность отобранных образцов залитого бетона

Что касается температуры, то она должна составлять около 20 градусов. Получившиеся кубики необходимо отнести в любую лабораторию – там их раздавят при помощи пресса, специалисты зафиксируют показатель разрушающей нагрузки, после чего будут произведены расчеты и вынесен окончательный вердикт.

Этот способ является одним из самых универсальных и часто применяемых. Но есть и другие методы определения прочности бетона, расскажем о них вкратце:

1. Из бетонной конструкции необходимо вырезать несколько образцов, которые впоследствии проверяются аналогичным образом – под прессом. Характеристики образцов, вырезанных из застывшего бетона, будут полностью соответствовать реальным параметрам. Но этот метод применяет редко из-за того, что вырезать образцы из бетона – это не только трудоемкая, но и недешевая задача, а также достаточно опасная. Ведь есть большая вероятность повреждения конструкции, а образец и сам может быть испорчен в ходе выбуривания и обработки торцов. В зависимости от этих факторов данный способ является не особо востребованным.
2. Способ неразрушающего контроля принципиально отличается тем, что основным параметром замеряемой характеристики считается не конкретно бетонная прочность, а физическая характеристика. Суть в том, что замеряемый параметр будет непосредственно связан с замеряемой характеристикой корреляционной зависимостью.

Вне зависимости от температуры и условий, в которых будут храниться образцы, при проверке стройматериала необходимо учесть несколько аспектов:

• полученную смесь желательно не разбавлять водой в бетономешалке;
• забор образцов желательно осуществлять именно с лотка мешалки;
• не забывайте о штыковании – раствор необходимо уплотнять в формах;
• хранить образцы не солнце нельзя – лучше в подвале или просто в тени.

к меню ↑

2.1 Какие факторы влияют на прочность?

Средняя допустимая прочность залитого бетона, вне зависимости от температуры и время, которое стройматериал хранится, определяется целым рядом факторов. Это и активность цемента, и его содержание, и количество воды, и сами добавки и заполнители, и степень уплотнения.

Для упрочнения структуры бетона его следует уплотнять виброинструментом

Даже качество смешивания смеси напрямую влияет на показатель прочности:

1. Активность цемента определяет этот параметр даже больше, чем время, которое смесь хранится. Прочностной показатель в МПа может быть увеличен при использовании цемента повышенной активности.
2. Содержание стройматериала в бетоне также влияет на данный параметр. С увеличением содержания цемента параметр будет расти до определенного момента, после чего прочностной рост будет незначительным, к тому же, другие характеристики бетона в целом могут снизиться. По словам специалистов, на один кубический метр бетона не рекомендуется использовать более 600 кг цемента.
3. Отношение воды к цементу. Показатель прочности в МПа напрямую зависит от соотношения воды к цементу в составе. Если количество воды будет меньшим, то прочностной показатель увеличится, если больше, то соответственно – уменьшится.
4. От чего еще зависит эта характеристика, так это от качества заполнителей. К примеру, уменьшению прочностных свойств в МПа способствует использование зернового состава, мелких заполнителей, присутствие глины или пыли в нем, а также органических элементов в составе. Использование более крупных заполнителей способствует увеличению прочностных свойств.
5. Время застывания даже не так критично влияет на показатель, как плохое перемешивание состава. К примеру, если вы изготовляете строительный материал при использовании бетономешалки принудительного смешивания или с использование турбо оборудования, его качество будет выше, чем при эксплуатации гравитационных смесителей. Не менее важным фактором является и уплотнение смеси.
6. Увеличению показателя способствует повторное вибрирование. Необходимо, чтобы оно осуществлялось до конца схватывания цемента, в данном случае прочностные характеристики можно увеличить на 20%.

к меню ↑

2.2 Добавки для повышения прочности

Средняя допустимая прочность бетона, измеряемая в МПа, в любом случае зависит не только от состава, но и того, какие используются добавки. Добавки – один из основных элементов состава, применяющийся при производстве стройматериала.

Определение качества цемента в домашних условиях

Все добавки рассматривать не будем, поскольку они влияют на различные характеристики бетона. Рассмотрим только добавки, влияющие непосредственно на прочность, измеряемую в МПа.

В данном случае производителями используются пластификатор или более модернизированный вариант добавки – суперпластификатор. Такие добавки способствуют экономии цемента, увеличению показателя плотности. Также данные добавки увеличивают подвижность и морозостойкость.

Определение прочности бетона в конструкциях

К методам испытания прочности бетонных элементов и конструкций без разрушения относят такие, при которых прочность бетона определяется без повреждения конструкций, либо с незначительными местными повреждениями, которые могут быть легко устранимы и не вредят несущей способности конструкции. Испытания на прочность бетона при этом могут производиться определением прочности в образцах бетона, изготовляемых как составной элемент конструкции, или определением прочности бетона непосредственно в самой конструкции. В последнем случае измеряют различные характеристики бетона (твердость, упругий отскок, скорость ультразвуковых волн), по которым с помощью зависимостей определяют прочность при сжатии.

Для измерения контроля прочности бетона на заводах сборного железобетона и стройках могут быть рекомендованы следующие методы и приборы. Пружинные приборы, основанные на вдавливании штампа в виде шарика в поверхность растворенной составляющей бетона. Прочность бетона вычисляется по зависимости как функция диаметра отпечатка шарика. Прочность бетона вычисляют в зависимости от длины отпечатка на поверхности бетона. Отсутствие пружины обеспечивает неизменность определений характеристик бетона во времени. Сфера применения та же, что и для пружинных приборов. Прочность бетона вычисляют по кривой как функцию отношения диаметров отпечатков на бетонной поверхности к эталонному стержню. При его применении достаточно полно учитываются также прочность заполнителей и их сцепление с цементным раствором.

Приборы упругого отскока, определяющие прочность бетона величиной упругого отскока молотка. Сфера применения этих приборов та же, что и пружинных молотков со штампом, однако первые удобнее в работе.

Ультразвуковой метод позволяет оценить однородность и внутреннюю структуру бетона. Однако он дает значительные погрешности, при изменении свойств, примененного в бетоне крупного заполнителя. Если необходимо найти прочность бетона, для которого отсутствуют достаточно надежные зависимости, то проводят комплексные испытания, состоящие из последовательного или совместного определения прочности бетона в изделии или конструкции несколькими методами, определяющими различные характеристики бетона. Методы и приборы выбирают с учетом конкретных условий испытания конструкции. Применение комплексных методов повышает надежность и точность вычисления прочности бетона и особенно рекомендуется при испытаниях ответственных конструкций.

Непосредственное испытание прочности бетона в конструкциях, применяют в тех случаях, когда необходимо:

1. определить фактическую прочность бетона в некоторых конструкциях, технология производства которых существенно отличается от технологии изготовления стандартных образцов;

2. осуществить массовый контроль прочности бетона в конструкциях, выпускаемых данным предприятием;

3. установить минимальные сроки твердения бетона с целью отпуска арматуры и передачи давления на бетон в изготовлении изначально напряженных конструкций;

4. вести контроль за ростом прочности бетона во времени;

5. дать оценить прочность бетона в конструкциях, если имеются сомнения в его качестве или отсутствуют полные и надежные данные стандартных испытаний;

6. исследовать прочность бетона после его длительной службы в конструкциях или сооружениях.

Прочность бетона – способы определения

Прочность бетона на сжатие, является важнейшей технической характеристикой, регламентируемой действующими нормативными документами: ГОСТ и СНиП. В соответствии с практическими исследованиями 80-85% марочной прочности бетон приобретает на 28 сутки после затворения водой.

• Оценка прочности бетона различными методами
• Определение прочности бетона неразрушающими методами
• Определение прочности бетона с помощью ультразвука
• Разрушающие методы определения прочности бетона
• Определения прочности бетона своими руками
• Класс прочности всех марок бетонов
• Заключение

Конечно, при этом температура окружающего воздуха должна находиться в пределах 20-25 градусов Цельсия. Максимально же возможная прочность бетонной конструкции достигается через 3-4 года после заливки.

Оценка прочности бетона различными методами

Так как прочность бетона является самой важной характеристикой, от которой зависит прочность сооружения, конструкторами и технологами разработаны и активно применяются следующие варианты испытаний бетона на прочность:

• Неразрушающие механические методы контроля. Основаны на опосредственной оценке технической характеристики, полученной методами: упругого отскока, удара, и отрыва со скалыванием.
• Определение прочности бетона ультразвуковым методом. В этом случае используется специальная ультразвуковая установка, которая «просвечивает» проверяемую конструкцию и определяет прочность бетона в зависимости от скорости распространения ультразвуковых волн.
• Метод разрушающего контроля прочности. Согласно существующим СНиПам разрушающий контроль является обязательным при приемке здания или сооружения в эксплуатацию.
• Самостоятельный метод определения прочности бетона с помощью подручных материалов и инструментов: молотка, зубила и штангенциркуля.

Перечисленные способы имеют различную степень точности, находящуюся в пределах допускаемой погрешности.

Определение прочности бетона неразрушающими методами

• Определение прочности с помощью молотка Физделя. При ударе рабочей частью молотка Физделя на поверхности бетона очищенной от посторонних материалов образуется отпечаток в виде лунки определенного диаметра. Величина диаметра, измеренная штангенциркулем, характеризует прочность бетона. Для достоверности результатов производится 12-15 ударов. Для расчета прочности принимается средний диаметр лунки.
• Определение прочности с помощью молотка Кашкарова. Удар молотком Кашкарова оставляет на поверхности бетона два отпечатка. Один отпечаток остается на исследуемом объекте, второй отпечаток остается на эталоне (бетонном стержне известной прочности). В зависимости от соотношений диаметров отпечатков определяется прочность проверяемого объекта.
• Прочность бетона неразрушающими методами определяемая с помощью: пистолета ЦНИИСКа, молотка Шмидта и склерометра. Указанные методы основаны на принципе упругого отскока рабочего органа от испытываемого объекта. Величина прочности бетона оценивается по шкале прибора, на которой фиксируются полученные данные.
• Отрыв со скалыванием. Для проведения испытаний выбирается участок поверхности в теле, которого нет арматурного пояса. Для проверки прочности используются специальные анкерные устройства, внедряемые в толщу бетона. Оценка прочности производится по шкале анкерного устройства.

Определение прочности бетона с помощью ультразвука

Технология использует связь, которая существует между скоростью распространения ультразвуковых импульсов и прочностью бетонной конструкции. Для реализации метода необходимо специальное оборудование, состоящее из генератора ультразвуковых волн, блока управления и датчиков.

Кроме прочности бетона, приборы ультразвукового исследования позволяют определять дефекты, однородность, модуль упругости и плотности толщи исследуемого объекта.

Разрушающие методы определения прочности бетона

В соответствии с требованиями действующего СП 63.13330.2012 г., проверка конструкций разрушающими методами являются обязательными, застройщикам остается выбрать приемлемый способ определения прочности бетона по контрольным образцам из следующего списка:

• Контроль прочности, осуществляемый специальными прессами, разрушающими контрольные образцы, залитые в специальные формы. Аналогичным способом осуществляется проверка отпускной прочности бетона ГОСТ 18105-2010. «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности».
• Контроль прочности бетона разрушением образцов выпиленных или высверленных из толщи проверяемой конструкции.
• Контроль прочности методом разрушения образцов изготовленных непосредственно на строительной площадке. В связи с тем, что время и условия набора прочности образцами и время и условия набора прочности залитой конструкцией существенно различаются, данный метод считается относительно достоверным.

Определения прочности бетона своими руками

Более-менее достоверные сведения о прочности залитого бетона можно получить без использования специального оборудования. Для самостоятельных испытаний потребуется следующий инструмент:

• Слесарный молоток массой ударной части 400-600 граммов.
• Штангенциркуль с глубиномером.
• Слесарное зубило средней величины.

При этом показатель прочности бетона – размер следа и глубина проникновения зубила после нанесения удара молотком средней силы.

• Если след от зубила едва виден, прочность бетона соответствует классу В25.
• Более глубокая и хорошо видная отметина идентифицирует бетон класса В15-В25.
• Проникновение зубила в тело материала более чем на 0,5 мм говорит о том, что перед нами бетон класса В10,
• Проникновение зубила в толщу бетона более чем на 10 мм идентифицирует бетон класса прочности В5.

Несмотря на то, что самостоятельный метод определения прочности бетона весьма простой и очень экономичный, прочность материала особо ответственных конструкций лучше всего определять «научными» способами привлекая соответствующих специалистов оснащенных соответствующим оборудованием.

Класс прочности всех марок бетонов

Заключение

Показатели марки и класса бетонных материалов – это самые важные показатели их сопротивления сжатию и осевой растяжке. В отличии от качеств относительно стойкости к низким температурам, влаге, именно они учитываются в первую очередь при покупке материалов.

Прочность бетона на сжатие

Когда перед человеком возникает вопрос о покупке бетонной смеси или готового изделия, то в первую очередь он задумывается о качестве продукции, ведь это напрямую связано с безопасностью строительного сооружения.

Определение понятия прочности бетона: марка и класс

Основополагающей характеристикой бетона является его показатель прочности, который выражается в виде класса и марки.

Для выполнения необходимых задач в строительстве пользуются соответствующими классами. Так, для гидросооружений нужен один класс, а при бетонировании фундамента под одноэтажный дом – другой.

Марка бетона «М» выражает усреднённые значения прочности, единицы измерения – кгс/см 2 , класс бетона обозначается литерой «В» и выражается в МПа. Разница между этими двумя понятиями выражается не только в виде буквы и единицы измерения.

Главное отличие заключается в том, что марка указывает на среднюю величину предела прочности, а класс – на точные значения, расхождение составляет меньше 5%. Для сложных расчётов используют класс бетона, т. к. с применением марки возникает риск ошибки, при котором настоящие показатели окажутся меньше расчётных. Например, в характеристиках указывается М100 и В7,5. Расшифровывается это так: точное усилие, необходимое для разрушения, составит 7,5 МПа, а обобщенная нагрузка равна 100 кгс/см 2 , т. е. фактически эта цифра может быть и 105, и 103,6, и 93, и 97,2 и пр.

Класс и марка бетона по прочности на сжатие по ГОСТ

Таблица 1 – Сравнительная характеристика бетонов разных классов и марок

Документы, которые применяются при определении прочности

Требуемая прочность жёстко регулируется. Есть в наличии несколько основных документов для вычисления этой характеристики:

• ГОСТ 10180-2012 – применяется для образцов из готовой бетонной смеси;
• ГОСТ 28570-2019 – рассчитан для бетонных образцов;
• ГОСТ 22690-2015 – для крупных сооружений без создания проб-образцов.

Способы определения прочности: испытание бетона на сжатие

Существует два метода:

• разрушающий;
• неразрушающий.

При первом способе измеряют минимальные усилия, приложенные для поломки кубов и цилиндров, которые вырезают, выпиливают или выбуривают из целых изделий. Скорость увеличения силы нагрузки при этом постоянна. После выполнения испытания вычисляется итоговое значение таких усилий.

При втором способе нахождения требуемого показателя воздействуют механически на заданное место (удар, отрыв, скол, вдавливание, отрыв со скалыванием, упругий отскок). Точка приложения прибора не должна быть на краю или напротив арматуры. Далее находят результат по выраженной градации.

Рассчитывать на полную правдивость не стоит, имеется погрешность до 10 % для каждого из видов проверок.

Как выбирают образцы при разрушающем методе

1. Пробы из бетонной смеси.

Для испытаний приготавливают образцы кубической и цилиндрической формы. Эталонным считается куб с длинной грани 150 мм.

• Все экземпляры создают в специальных формах, перед использованием конструкции смазывают маслом. Далее наполнят её бетонной смесью и уплотняют.
• Утрамбовывают при помощи штыкования стальным стержнем, виброплощадки или глубинного вибратора.
• Через сутки все затвердевшие образцы достают и размещают в боксе с нормальными условиями (влажность – 95%, температура – +20 °С). Иногда заготовки размещают в водной среде или в автоклаве.

1. Образцы из готовых бетонных изделий.

Экземпляры для проверки прочности получают методом вырубки, выпиливания или выбуривания из целых изделий. В месте отбора не должно быть арматуры в точке, где извлечение не понесёт за собой снижение несущей способности. Пробы делают вдали от стыков и края изделия. Образцы извлекают из средней части пробы как на рисунке.

Предварительная подготовка к испытаниям

Прежде чем приступить непосредственно к испытаниям, все образцы измеряют и осматривают – нет ли трещин, сколов, рытвин. Если имеются скалывания более 10 мм, рытвины диаметром 10 мм и более и глубиной от 5 мм, образцы выбраковывают.

Также производят обмеры на наличие линейной погрешности, несоответствие перпендикулярности близлежащих граней, смещения от прямолинейности и плоскостности. Если обнаружены такие недочёты, грани и плоскости подвергают шлифованию или выравнивают быстротвердеющим веществом толщиной не больше 5 мм.

Как образцы бетона проходят испытания

Все приготовленные образцы одной группы испытывают на прочность в течение одного часа. Силовое нагружение производят не прерываясь, с постоянной скоростью увеличения нагрузки до разрушения. При этом, время от начала нагружения до его окончания – не меньше 30 с.

Во время проверки пользуются специальными строительными стендами:

• образцы кладут на нижнюю плиту пресса по центру;
• после совмещают верхнюю плиту и экземпляр, чтобы они находились плотно друг к другу;
• далее подают силовую нагрузку со скоростью 0,6±0,2 МПа/с.

Расчёты испытаний: формула

Прочность бетона на сжатие (R, МПа) считают с погрешностью до 0,1 МПа по формуле:

Обозначения:

• F – максимальная сила, Н;
• A – площадь грани под нагрузкой, мм;
• α – масштабный коэффициент, который приводит прочность к эталонной;
• K_W – коэффициент, необходимый для ячеистого бетона, учитывающий влажность образцов.

Коэффициенты высчитывались экспериментально и представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Масштабный коэффициент α

K_W = 1, исключение – ячеистый бетон, его можно найти в таблице ГОСТа 10180.

Показатель прочности бетона рассчитывают как среднее арифметическое от прочности всех образцов, участвовавших в проверке: если образцов 3, то среднее арифметическое значение двух образцов с высшей прочностью.

Показатель прочности на сжатие – это такой показатель, который невозможно подделать. Проверку этой характеристики выполняют только аккредитованные лаборатории и строительные организации, которые сами подвергаются неоднократным проверкам – у них есть лицензии, подтверждающие право на выполнение тех или иных работ.

Как определить класс и марку бетона?

• Подготовка образцов
• Изменение прочности
• Классификация бетонных составов
• Методы контроля
• Неразрушающие способы
• Ультразвуковая методика
• Разрушающие методы проверки
• Способы самостоятельной проверки
• Заключение

Строительство объектов любого типа, независимо от материалов, из которых они изготавливаются, производится с применением бетона. У застройщиков возникает множество вопросов, связанных с определением характеристик смеси. Главные показатели бетонного состава – марка бетона и его класс. Это основные параметры, на которые обращают внимание заказчики, приобретая раствор.

Разбираясь в характеристиках, можно избежать проблемных ситуаций, связанных с финансовыми затратами и конфликтов с поставщиком раствора. Ведь надежной базой любой постройки является прочное основание, которое не осядет, не вызовет появления трещин.

Определение марки бетона позволяет принять решение об эффективности применения смеси. Лабораторные методы контроля обладают высокой точностью. Замеры производят специализированные лаборатории. Выполнение замеров актуально, когда смесь доставляется на стройплощадку. Тогда необходимо определить, какими характеристиками она будет обладать после того, как превратится в монолит. Рассмотрим особенности определения качественных характеристик.

Подготовка образцов

Стандарт регламентирует определение предела прочности бетонного состава на сжатие путем контроля отлитых кубических образцов.

Значение класса бетона по прочности является его основной характеристикой, которую используют при расчете конструкций

Подготовку эталонов выполняйте в следующем порядке:

• подготовьте из древесины порядка пяти специальных форм кубической формы, обеспечив размер стороны 10, 15 или 20 сантиметров в зависимости от лабораторного оборудования, на котором будет осуществляться проверка;
• увлажните внутреннюю поверхность деревянного ящика, смочив его водой или нанеся специальную смазку. Это обеспечит нормальное протекание гидратации, позволит легко извлечь образцы;
• залейте в группу форм смесь, применяя методику послойной укладки состава;
• удалите воздушные полости, тщательно проштыковав раствор, уплотнив его. Образец выдерживайте на протяжении 28 суток.

Выбирая для выполнения строительства необходимый раствор, ориентируйтесь на его класс и марку, характеризующие прочность.

Изменение прочности

Образцы, по которым определяется марка состава, предохраняйте от повреждений, храните при положительной температуре (20 градусов Цельсия), влажности порядка 90%. Прочность – характеристика, которая изменяется в процессе затвердевания. Помните, что она увеличивается с течением времени следующим образом:

• Спустя 7 дней после заливки прочность достигает 70 процентов проектного значения. Ускоренный метод контроля позволяет предварительно определить прочность образцов-эталонов через неделю после заливки. Например, предварительное значение средней прочности для бетона марки М200 составляет 140 кг/см ².
• Эксплуатационные характеристики материал приобретает после затвердевания через 4 недели.
• Процесс приобретения окончательной твердости исчисляется годами.

Марка и класс бетона характеризуют его прочность на сжатие

Классификация бетонных составов

Марка бетона характеризует предел прочности образца на сжатие, измеряется в килограммах на сантиметр квадратный. Причём эталон должен на протяжении 4 недель пройти выдержку. Цифровой индекс, указанный в марке бетонной смеси, характеризует усредненное значение параметра, зависит от объемной доли цемента в составе. Диапазон изменения марок состава расположен в интервале от М50 до М1000. Область использования бетона изменяется в зависимости от маркировки, характеризующей прочность:

• Работы, связанные с бетонированием, подготовка фундаментных лент, установка бордюров производится составом М100, соответствующим классу В7,5.
• Заливка полов, подготовка фундаментов малоответственных объектов, выполнение стяжек, бетонирование площадок производится с помощью товарного раствора класса B12,5, соответствующего марке М150.
• Подготовка фундаментов объектов, бетонирование лестниц, выполнение отмосток, опорных стенок осуществляется раствором М200 и М250 (классы В15 и В20).
• Индивидуальное жилищное строительство, постройка промышленных объектов, заливка монолитных конструкций выполняется на базе смесей М300 (В22,5)-М350 (В25), которые имеют наибольшее распространение.
• Постройка объектов гидротехнического назначения, специальных сооружений банковской сферы, конструкций, к которым предъявляются особые требования, выполняется прочным бетоном М 400.
• Возведение специальных объектов, требующих сверхпрочного состава, производится с использованием смесей маркировкой 500 и выше.

Требования к бетону в нормативных документах указываются именно в классах, но при заказе бетона строительными компаниями бетон обычно заказывается в марках

Окончательное представление о прочностных характеристиках бетонного массива позволяет получить классификация по классам. Класс смеси учитывает допустимое значение погрешности качества раствора, характеризует реальную твердость массива.

Класс бетона обозначается заглавной буквой «В» и цифровым индексом, находящимся в интервале от 3,5 до 80. Наиболее распространённым диапазоном смеси по классам является интервал от В7,5 до В40.

Прочностной показатель состава характеризуют результаты испытаний эталонного образца. Значение параметра определяется:

• объемом и маркой вяжущих компонентов в растворе;
• удельным весом смеси;
• типом применяемого наполнителя.

Таблица соотношения классов и марок бетона

Современный строительный рынок предлагает смеси различных марок. Например, состав с маркировкой М150 отличается гарантированным запасом прочности на сжатие, равным 150 кг/см².

Методы контроля

Все известные методы определения прочностных характеристик бетона делятся на следующие виды:

• Способы контроля, базирующиеся на неразрушающих методиках проверки на сжатие. Они основываются на результатах косвенных замеров приборов, регистрирующих значение погружения бойка инструмента в поверхность массива.

Разница между классом и маркой бетона по прочности проявляется на этапе обработки результатов испытаний

• Технологии проверки, включающие ультразвуковой способ контроля характеристик. Основываясь на зависимости твердости состава, интенсивности ультразвуковых колебаний в бетонном массиве, методика с высокой точностью позволяет определить прочность.
• Разрушающий контроль параметров, осуществляемый на специальных прессах, деформирующий до полного разрушения эталонные образцы.
• Самостоятельные способы ориентировочного определения прочностных характеристик, базирующиеся на глубине проникновения рабочего инструмента под воздействием ударных нагрузок.

Рассмотрим более детально наиболее распространённые способы контроля.

Неразрушающие способы

Механический контроль параметров бетона при использовании неразрушающих методик позволяет сохранить целостность образца и использовать специальное лабораторное оборудование, фиксирующее:

• значение величины отскока;
• ударную величину импульса;
• отрывание;
• откалывание;
• значение мягкой деформации;
• результат комбинированного воздействия отрыва одновременно с откалыванием.

Прочность имеет изменчивый характер (с течением времени раствор твердеет и крепчает) и набирает свою нормальную (проектную) силу только через 28 ней

В зависимости от изменения глубины погружения бойка в массив делается заключение о прочностных характеристиках. Применяются специальные лабораторные молотки, с помощью которых производится пластическая деформация бетонной поверхности. В результате ударного воздействия образуется лунка, по диаметру которой рассчитываются прочностные параметры. Производя замер по данной методике, выполняйте работы в следующей очередности:

• Очистите поверхность от краски, штукатурки, слоя шпатлевки.
• Выполните на контролируемом участке порядка 10 ударов средней силы, соблюдая интервал между отпечатками порядка 5 сантиметров.
• Проконтролируйте, используя штангенциркуль, размеры лунок, соблюдая точность до одной десятой доли миллиметра.
• Определите среднее арифметическое диаметра отпечатка.
• Используйте тарировочную кривую, построенную на результатах замеров эталонных образцов, и в соответствии с полученным средним диаметром определите параметр прочности.

Существуют другие методы неразрушающего контроля, формирующие два отпечатка, один из которых – на контролируемой поверхности, а второй – на эталоне. Метод определения прочностных параметров предусматривает сопоставление размеров отпечатков с тарировочной диаграммой.

При отсутствии проб и необходимости получить информацию о процентных характеристиках используется неразрушающий контроль с помощью специальных приборов – склерометров, которые используют принцип упругого отскакивания. Применяются, также, пистолеты, рабочим органом которых является стержневой ударник. Шкала прибора показывает цифровое значение, основанное на реакции бойка.

Чем выше культура производства у конкретного производителя, тем ближе реальные значения класса бетона приближаются к его марке

При контроле комбинированным методом, предусматривающим отрыв одновременно со скалыванием, в бетонном массиве крепится предварительно установленное специальное анкерное устройство. Прибор воздействует на контролируемый участок, показывает его прочность.

Ультразвуковая методика

Востребованы, также, ультразвуковые способы контроля, позволяющие сохранить целостность бетонного массива. Метод предполагает использование ультразвукового преобразователя, который прикладывается к контролируемой конструкции, обеспечивает надежный акустический контакт. По скорости распространения ультразвуковых колебаний в массиве определяется его прочность.

Технология предполагает следующее виды прозвучивания:

• сквозное, применяемое для колонн, балок, при котором датчики устанавливаются с противоположных сторон конструкции;
• поперечное, используемое для панелей, плит перекрытий, при которых волновой преобразователь находится со стороны зоны контроля.

Оборудование для контроля с помощью ультразвука включает в себя специальные датчики и электронный модуль.

Марка бетона по прочности – это средний показатель прочности, а класс бетона – это показатель гарантированной прочности

На скорость движение ультразвуковой волны влияют:

• Плотность массива.
• Однородность состава.
• Упругость.
• Наличие полостей, трещин, локальных дефектов.

Прибор преобразует ультразвуковые колебания в цифровые значения характеристик.

Разрушающие методы проверки

Традиционно марка бетона определяется в лабораторных условиях на специальной гидравлической машине, производящей сжатие эталонов. Значительная величина усилия, составляющего десятки тонн, позволяет испытать любые виды бетонных составов. Бетонный куб подвергается постоянно возрастающему давлению, при максимальном значении которого образец разрушается. Этот показатель давления характеризует марку бетона.

Способы самостоятельной проверки

Имеется возможность самостоятельно произвести определение марки бетона. Ведь не всегда есть возможность воспользоваться услугами независимой лаборатории. Применяя обычный молоток массой 0,3-0,4 килограмма и заточенное зубило, можно, нанося удары по зубилу, примерно оценить марку бетона.

При погружении зубила под воздействием ударов в бетонный массив на глубину 5 мм можно судить о прочности бетонного состава, соответствующей М100–М150. При большем значении погружения – материал мягкий и прочность его меньше 75 (класс В5). При наличии откалывания мелких фрагментов или не погружения зубила в массив можно сделать заключение о твердости на уровне М200-250 килограмм на сантиметр квадратный, соответствующей классу В15-В25.

Применение указанного метода не требует затрат денежных средств. Однако если необходимо получить точные значения, рекомендуем воспользоваться услугами специализированных лабораторий.

Заключение

Применение любого из указанных методов позволяет определить марку бетонного состава и принять решение о его соответствии требованиям выполняемых задач по строительству объектов.

Прочность бетона (понятие и определение по действующим нормам)

Основные термины

Согласно СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 существуют следующие виды показателей прочности бетона:

• Класс бетона по прочности на сжатие
• Класс бетона по прочности на осевое растяжение

Класс бетона по прочности на сжатие (В) — это значению кубиковой прочности бетона на сжатие, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) [п.6.1.3 СП 63.13330.2018].

Класс бетона по прочности на сжатие (В) — определяется гарантированным сопротивлением сжатию, МПа, эталонного образца-куба, испытанного согласно требованиям государственных стандартов, со статической обеспеченностью 0,95 или ее гарантированной доверительной вероятностью 95% (не менее 95% испытанных образцов имеют прочность не ниже В) [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Класс бетона по прочности на сжатие является основной характеристикой бетона и должен указываться в проектах во всех случаях [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Разница между классом и маркой бетона состоит в обеспеченности принятого сопротивления: для марки эта обеспеченность составляет 0,5 [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Класс бетона по прочности на осевое растяжение (B_t) — это значению прочности бетона на осевое растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона) [п.6.1.3 СП 63.13330.2018].

Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с нормативными документами для отдельных специальных видов сооружений.

Проектный возраст бетона — это возраст, в котором бетон должен приобрести все нормируемые для него показатели качества, назначают при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками, с учетом способа возведения конструкций и условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в проектном возрасте 28 сут [п.6.1.5 СП 63.13330.2018].

Нормируемая прочность бетона — это прочность бетона в проектном возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в нормативном или техническом документе, по которому изготавливают БСГ или конструкцию [п.3.1.1 ГОСТ 18105].

БСГ — это бетонная смесь, готоая к применению

Требуемая прочность бетона — минимально допустимое среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях БСГ или конструкций, соответствующее нормируемой прочности бетона при ее фактической однородности [п.3.1.2 ГОСТ 18105].

Фактический класс бетона по прочности -значение класса бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности в контролируемой партии [п.3.1.3 ГОСТ 18105].

Фактическая прочность бетона — среднее значение прочности бетона в партиях БСГ или конструкций, рассчитанное по результатам ее определения в контролируемой партии [п.3.1.4 ГОСТ 18105].

Разрушающие методы определения прочности бетона — это методы определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570 [п.3.1.18 ГОСТ 18105].

Прямые неразрушающие методы определения прочности бетона — это методы определения прочности бетона по «отрыву со скалыванием» и «скалыванию ребра» по ГОСТ 22690 [п.3.1.19 ГОСТ 18105].

Косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона — это методы определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками прочности, определяемыми по ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624 [п.3.1.20 ГОСТ 18105].

Определение прочности бетона

Согласно п.5.5.5 СП 70.13330.2012 контроль прочности бетона монолитных конструкций в промежуточном и проектном возрасте следует проводить статистическими методами по ГОСТ 18105, ГОСТ 31914, применяя неразрушающие методы определения прочности бетона по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690 или разрушающий метод по ГОСТ 28570 при сплошном контроле прочности (каждой конструкции).

Примечание — Применение нестатистических методов контроля, а также методов определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным у места бетонирования конструкций, допускается только в исключительных случаях, предусмотренных в ГОСТ 18105 и ГОСТ 31914.