Определение прочности бетона механическими методами.

Определение прочности бетона механическими методами

6.3.1. Механические методы неразрушающего контроля при обследовании конструкций применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, контролируемых по ГОСТ 18105-86.

В зависимости от применяемого метода и приборов косвенными характеристиками прочности являются:

значение отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);

параметр ударного импульса (энергия удара);

размеры отпечатка на бетоне (диаметр, глубина) или соотношение диаметров отпечатков на бетоне и стандартном образце при ударе индентора или вдавливании индентора в поверхность бетона;

значение напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;

значение усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции;

значение усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства.

В табл. 6.2 приведены рекомендуемые методы контроля прочности бетона.

При проведении испытаний механическими методами неразрушающего контроля следует руководствоваться указаниями ГОСТ 22680-80.

В табл. 6.3 приведены методы определения прочности бетона в зависимости от ожидаемой прочности испытуемых элементов.

В зависимости от метода обследования число испытаний на одном участке, расстояние между местами испытаний на участке и от края конструкции, толщина конструкции на участке испытания должны быть не меньше значений, приведенных в табл. 6.4.

6.3.2. К приборам механического принципа действия относятся: эталонный молоток Кашкарова, молоток Шмидта, молоток Физделя, пистолет ЦНИИСКа, молоток Польди и др. Эти приборы дают возможность определить прочность материала по величине внедрения бойка в поверхностный слой конструкций или по величине отскока бойка от поверхности конструкции при нанесении калиброванного удара (пистолет ЦНИИСКа).

6.3.3. Молоток Физделя (рис. 6.7) основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. При ударе молотком по поверхности конструкции образуется лунка, по диаметру которой и оценивают прочность материала. То место конструкции, на которое наносят отпечатки, предварительно очищают от штукатурного слоя, затирки или окраски. Процесс работы с молотком Физделя заключается в следующем: правой рукой берут за конец деревянной рукоятки, локоть опирают о конструкцию. Локтевым ударом средней силы наносят 10-12 ударов на каждом участке конструкции. Расстояние между отпечатками ударного молотка должно быть не менее 30 мм. Диаметр образованной лунки измеряют штангенциркулем с точностью до 0,1 мм по двум перпендикулярным направлениям и принимают среднее значение. Из общего числа измерений, произведенных на данном участке, исключают наибольший и наименьший результаты, а по остальным вычисляют среднее значение. Прочность бетона определяют по среднему измеренному диаметру отпечатка и тарировочной кривой, предварительно построенной на основании сравнения диаметров отпечатков шарика молотка и результатов лабораторных испытаний на прочность образцов бетона, взятых из конструкции по указаниям ГОСТ 28570-90 или специально изготовленных из тех же компонентов и по той же технологии, что материалы обследуемой конструкции.

Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 503 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Неразрушающий контроль прочности бетона: методы измерения, проверки

Неразрушающий контроль бетона – это группа методов испытаний материала, благодаря которым можно определить его технические характеристики без нарушения целостности и явных деформаций. Определение прочности бетонного монолита является обязательным условием контроля качества бетонных и ЖБ изделий/конструкций в процессе производства.

Неразрушающий контроль прочности бетона дает возможность выявить все самые важные значения, напрямую влияющие на эксплуатационные характеристики монолита и безопасность, длительность службы изделий. На прочность бетонного монолита влияет множество факторов – таких, как качество и пропорции компонентов, соблюдение технологии производства смеси, условия заливки, правильность сушки и т.д.

По прочности бетона устанавливается его марка – к примеру, марка М400 может выдержать максимальную нагрузку в районе 400 кг/см2, марка М500 – 500 кг/см2 и т.д.

Обычно испытание бетона на прочность предполагает приложение к застывшему материалу контрольной нагрузки, которая направлена на разрушение целостности структуры. Таким образом определяют, какие максимальные значения нагрузок способен выдержать бетон, для каких условий подходит, в каких конструкциях может использоваться.

Разрушающие методы предполагают отбор проб бетона с обследуемого монолита или приготовление из жидкой смеси контрольных образцов, а потом их разрушение. Кроме того, существуют неразрушающие методы, которые не предусматривают деформации и явной порчи структуры материала.

Основные методы испытания бетона на прочность:

Разрушающие методы – используют контрольные образцы, которые готовятся и твердеют так же, как и конструкция (либо изымаются из монолита), воздействуют на них разными силами. Это самая точная проверка.
Неразрушающие косвенные методы – ультразвуковые исследования, методы ударного импульса и упругого отскока. Прочность оценивается косвенно через иные параметры (скорость ультразвука, к примеру), погрешность в полученных данных может составлять 30-50%.
Неразрушающие прямые методы – это могут быть отрыв металлического анкера (заделанного предварительно в бетон), использование специального оборудования (измерение скалыванием ребра и другие).

Неразрушающие технологии контроля прочности бетона

Испытание бетона неразрушающим методом предполагает оценку состояния бетонных конструкций через анализ различных факторов, что влияют на прочность, диаметр арматуры, толщину защитного слоя, влажность, теплопроводность, адгезию и т.д. Особенно актуален данный тип исследований в случаях, когда не известны характеристики бетонного монолита и арматуры, а вот объемы контроля большие.

Указанная группа методов позволяет выполнять исследования как в условиях лаборатории, так и непосредственно на строительной площадке и даже в процессе эксплуатации.

Главные преимущества неразрушающего контроля:

Сохранение целостности конструкции, которая проверяется.
Возможность избежать необходимости организовывать лабораторную оценку непосредственно на строительном объекте.
Полное сохранение эксплуатационных свойств зданий и сооружений.
Достаточно широкая сфера применения.

Несмотря на то, что методов и способов исследования жидкого и застывшего бетона очень много, характеристик также немало, основным свойством и показателем является прочность. Именно от прочности зависят сфера применения и условия эксплуатации, надежность и долговечность конструкции. Так, например, если бетон будет морозостойким и пластичным при заливке, с лучшими разноплановыми характеристиками, но недостаточно прочным для выдерживания проектных нагрузок, здание просто обрушится.

Прочность – определяющий фактор бетона и проверять ее нужно очень тщательно. Все испытания проводят на базе ГОСТов: 22690-2015, 17624-2012 (процедура обследований), 18105-2010 (описаны общие правила проверки). Использование неразрушающих методов предполагает применение механических способов (вдавливание, скол, отрыв, удар) и ультразвукового исследования.

Исследование неразрушающего контроля бетона осуществляется по графику, обязательно в установленном проектом возрасте или же по необходимости. Благодаря исследованиям удается оценить отпускную/распалубочную прочность, сравнить полученные реальные показатели свойств материала с паспортными.

Используемые методы неразрушающего контроля:

Прямые (местные разрушения) – скалывание ребра, выполнение отрыва со скалыванием, отрыв диска из металла.
Косвенные – упругий отскок, ударный импульс, использование пластической деформации, а также метод ультразвукового исследования.

Прямые неразрушающие методы контроля прочности бетона:

Отрыв со скалыванием – оценивается усилие, нужное для разрушения бетона в процессе вырывания из него анкера. Из преимуществ стоит отметить высокий уровень точности, наличие градуировочных зависимостей по ГОСТу, из недостатков – невозможность применять для оценки густоармированных и тонкостенных сооружений, трудоемкость.
Скалывание ребра – измеряется усилие, нужное для скалывания бетона в углу конструкции. Обычно способ используют для выявления прочности линейных сооружений (колонны квадратного сечения, сваи, опорные балки). Главные плюсы метода – простота реализации, отсутствие необходимости в предварительной подготовке, минусы – не применяется для бетона слоем больше 2 сантиметров и поврежденного монолита.
Отрыв металлического диска – фиксируют усилие, разрушающее бетон в момент отрыва от него диска из металла. Метод использовали часто в советское время, сегодня практически не применяют из-за наличия ограничений в плане температурного режима. Достоинства: можно проверять густоармированные конструкции, низкий уровень трудоемкости, недостатки – необходимость в предварительной подготовке (диски клеят на поверхность бетонного монолита за 3-24 часа до начала проверки).

Главные недостатки местных разрушений для измерения прочности бетона – необходимость рассчитывать глубину пролегания арматуры, высокая трудоемкость, частичное повреждение поверхности монолита, что может (пусть и несущественно) влиять на эксплуатационные свойства.

Методы ударно-импульсного воздействия более производительны, но проверяют лишь верхний слой бетона толщиной в 25-30 миллиметров, поэтому их применение ограничено. Поверхность нужно зачистить, удалить поврежденный слой, привести градуированные зависимости приборов в полное соответствие с фактической прочностью монолита по результатам испытаний в прессе контрольных партий.

Для измерения прочности бетона часто используют метод ударного импульса – наиболее распространенный вариант, который дает возможность выявить класс бетона, выполняя исследования под различными углами к поверхности, с учетом упругости и пластичности материала.

Боек со сферическим ударником благодаря пружине ударяется о поверхность бетона, при этом энергия удара тратится на его деформацию, появляется лунка (пластические деформации) и реактивная сила (упругие деформации).

Электромеханический преобразователь механическую энергию выполненного удара превращает в электрический импульс, реальные результаты получают в единицах определения прочности на сжатие. Для исследований используют молоток Шмидта.

Особенности метода упругого отскока:

В испытаниях используют склерометры – специальные пружинные молотки со сферическими штампами. За счет системы пружин реализуется свободный отскок после удара. Фиксация пути ударника при отскоке осуществляется по шкале со стрелкой.
Прочность материала определяют по градуированным кривым, учитывающим положение молотка, ведь величина отскока напрямую зависит от направления.
Средний показатель исследований считают по данным 5-10 выполненных измерений, между местами ударов расстояние должно быть равно минимум 3 сантиметрам.
Диапазон измерений методов – 5-50 МПа, используются специальные приборы.
Главные преимущества: простота/скорость исследований, возможность оценить прочность густоармированных изделий. Недостатки: определение прочности бетона реализуется в поверхностном слое глубиной 2-3 сантиметра, проверки нужно делать часто и много.

Проверка прочности бетона методом пластической деформации – самый дешевый способ, определяющий твердость поверхности бетона измерением следа, оставленного стальным стержнем/шариком, что встроен в молоток. Молоток располагают в перпендикулярной плоскости поверхности монолита, делают пару ударов. Отпечатки на бетоне и бойке измеряют. Полученные данные фиксируют, ищут среднее значение, по полученному соотношению размеров отпечатков определяют характеристики бетонной поверхности.

Прибор для исследований способом пластических деформаций работает на вдавливании штампа ударом или статическим давлением. Редко применяют устройства статических давлений, чаще используются приборы ударного действия (пружинные/ручные молотки, маятниковые устройства с дисковым/шариковым штампом).

Выдвигаются такие требования: диаметр шарика минимум 1 сантиметр, твердость стали штампов хотя бы HRC60, диск толщиной минимум 1 миллиметр, энергия удара 125 Н и более. Метод простой, подходит для густоармированных конструкций, быстрый, но используется для определения прочности бетона марки максимум М500.

Самым сложным считается контроль конструкций, на которые воздействуют агрессивные среды (химические в виде кислот, солей, масел, термические в формате высоких/низких температур, атмосферные – карбонизация верхнего слоя).

При проведении обследования простукиванием и визуально, смачиванием раствором фенолфталеина ищут слой с нарушенной структурой, удаляют его на участке для контроля, зачищают наждачной бумагой. Потом определяют прочность способами отбора образцов или местных разрушений. В случае использования ультразвуковых и ударно-импульсных приборов шероховатость поверхности монолита должна быть максимум Ra 25.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

Ультразвуковой метод проверки прочности бетона заключается в регистрации скорости прохождения волн сквозь монолит. Есть сквозное ультразвуковое прозвучивание с установкой датчиков с разных сторон касательно тестируемого образца, а также поверхностное с креплением датчиков по одной стороне. Метод сквозной дает возможность контролировать прочность не только поверхностных, но и глубоких слоев конструкции.

Ультразвуковые приборы контроля используют для дефектоскопии, проверки качества бетонирования, выявления глубины залегания арматуры в бетоне и самого монолита. Устройства дают возможность многократно исследовать разные формы, осуществлять непрерывный контроль снижения/нарастания прочности.

С учетом высокой скорости прохождения ультразвука в монолите материала (около 4500 м/с), градуировочная зависимость скорости волны и прочности бетона считается для каждого испытуемого состава предварительно. Использование двух градуированных зависимостей в отношении конкретного бетона и непонятного состава может дать большую ошибку.

Основной особенностью проверки прочности бетона неразрушающим ультразвуковым методом является возможность осуществлять массовые исследования изделий любой формы многократно, эффективно вести непрерывный контроль нарастания/снижения прочности конструкции в онлайн-режиме.

Виды испытаний: таблица значений

Каждая технология неразрушающего контроля прочности бетона предполагает свои диапазоны значений и рекомендованные значения прочности на сжатие. Максимальные значения измерений регламентируют полученными производителями приборов и эмпирическими результатами. Для более удобной интерпретации данных исследований диапазоны и погрешности сводятся в таблицах.

Прочность бетона обычно определяют на участках поверхности монолита нужной площади, на которых отсутствуют видимые повреждения и аморфные отслоения, температура окружающего воздуха должна быть плюсовой.

Заключение

Для определения прочности бетона актуально использование разнообразных неразрушающих методов, которые дают возможность быстро и без серьезных финансовых затрат проверить все нужные значения и не разрушать изделие/конструкцию. Наиболее актуальными методиками сегодня считаются упругий отскок и пластическая деформация.

Все затраты на проверку составляют стоимость покупки прибора. Для проведения вышеуказанных исследований применяют склерометр Шмидта или молоток Кашкарова. Стоимость данных приборов не очень высока, а аренда обходится и того меньше.

При выборе того или иного метода проверки прочности бетона нужно тщательно изучить особенности анализа и интерпретации результата, свести все значения в таблицы и определить искомые значения.

Механические испытания бетона

Несмотря на существующие требования к компонентам и технологическому процессу приготовления бетонной смеси, механические испытания бетона необходимо проводить для проверки его качества. Это связано с чрезвычайной важностью соответствия материала требуемым проектным характеристикам. В процессе приготовления раствора могут быть допущены ошибки, нарушена технология производства. Лабораторные испытания бетона, поставляемого на строительную площадку, необходимы для:

своевременной реакции на нарушение проектных условий; снятие ответственности со строительной организации в случае разрушения конструкций; обоснования претензий к производителю бетонной смеси.

Для определения качества используемого материала наша исследовательская лаборатория применяет различные схемы испытания бетонных конструкций и самого материала, которые помогают установить:

класс (марку) прочности на сжатие; прочность на изгиб; морозостойкость; водонепроницаемость.

Прочность на сжатие – основная характеристика. В проекте здания или сооружения, который предусматривает бетонирование, в обязательном порядке указывают требуемый класс (B) или марку (М) бетона.

Физико-механические методы испытания

В зависимости от обстоятельств физико-механические испытания бетона проводят с применением двух методов – по контрольным образцам и посредством неразрушающего контроля. В первом случае тестированию подвергаются специально подготовленные пробы, которые получают в результате заливки поставленной на стройплощадку бетонной смеси в формы (кубические, призматически, цилиндрические) или выбуренные из готовых конструкций керны. Испытание механическим способом контрольных образцов помогает установить фактическую прочность бетона на:

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

Неразрушающий контроль требует минимальной предварительной подготовки. Ему подвергают готовые конструкции без нарушения целостности. Физико-механический тест предусматривает использование следующих методов:

упругий отскок; ударный импульс; пластическая деформация; отрыв; отрыв со скалыванием; скалывание ребра.

Особенность некоторых неразрушающих физико-механических воздействий заключается в получении косвенных характеристик прочности, которыми обладает бетон, и необходимости выведения графических или аналитических градуировочных зависимостей.

Разрушающие физико-механические схемы исследования бетона

Испытание образцов на прочность разрушающим методом требует подготовки тестовых экземпляров. Для этого бетонный раствор заливают в стальную форму размером 100×100×100 мм. Необходимо контролировать заполнение емкости, обеспечить высокую плотность без пустот. Для уплотнения схема подготовки к тестированию предусматривает применение вибростола, пневматических или электрических молотов.

Залитые бетонной смесью формы оставляют на 24 часа в условиях 90% влажности, при температуре от 14 до 19° C. Дальнейшее затвердевание происходит в обычных условиях. Испытания начинают спустя 28 суток после заливки форм. Образец подвергается воздействию давления под прессом. Вектор приложения усилий должен быть строго перпендикулярен грани куба. После разрушения образца на табло прибора высвечивается максимальное значение давления. Погрешность метода составляет 3,5 кг/см 2 .

Физико-механическое испытание на растяжение при изгибе необходимо для определения значения, при котором бетон начинает растрескиваться. Это важный параметр для железобетонных конструкций. Он также характеризует надежность, как и прочность на сжатие, его соответствие требуемым значениям гарантирует защиту арматуры от коррозии.

Создать прямое растягивающее усилие достаточно сложно, поэтому схема испытаний в лабораторных условиях предусматривает изгиб образца под прессом. С учетом особенности деформации максимальный показатель напряжения наблюдается на нижней грани тестовой балки. Таким образом удается относительно просто получить пороговое значение прочности.

Неразрушающие прямые и косвенные методы исследования

Для физико-механического испытания методами неразрушающего контроля применяют различные приборы и приспособления. Схема исследования пластичной деформации предполагает изучение параметров отпечатка на поверхности после нанесения удара специальным приспособлением (молотки Физделя и Кашкарова, приборы ПМ-12 и НИИЖБ).

Читать еще: Рассчитываем цемент для стяжки пола самостоятельно

Для определения прочности методом упругого отскока также существует ряд приспособлений – молоток Шмидта, прибор КМ. После нанесения удара бойком, его отскок фиксируется указателем не шкале. Это достаточно простая и точная схема определения прочности, которой обладает бетон.

Склерометр – прибор для регистрации энергии в момент удара бойка о бетонную поверхность. Его применение предусматривает метод ударного импульса, который находит широкое применение при физико-механических испытаниях бетона без разрушения тестируемого образца.

Лаборатория «СтройЛаб-ЦЕНТР» – объективно, недорого, оперативно

Строительная лаборатория «СтройЛаб-ЦЕНТР» в Москве применяет наиболее точные физико-механические схемы испытания. Необходимые исследования мы выполним:

недорого; максимально оперативно; на экспертном уровне; объективно.

Результаты наших проверок не подлежат сомнению, не могут быть оспорены. Мы гарантируем экспертную точность физико-механических испытаний бетона, независимость и объективность. Мы предоставляем наиболее качественные исследовательские лабораторные услуги, которые может предложить Москва.

Определение прочности бетона: методы и их особенности

Прочность бетона является важнейшей характеристикой, от которой зависят эксплуатационные параметры материала. Под прочностью подразумевают способность бетона противостоять внешним механическим силам и агрессивным средам. Особенно актуальны способы определения этой величины методами неразрушающего контроля: механическими или ультразвуковым.

Правила испытания прочности бетона на сжатие, растяжение и изгиб определяются ГОСТ 18105-86. Одной из характеристик прочности бетона является коэффициент вариации (Vm), который характеризует однородность смеси.

По ГОСТ 10180—67 предел прочности бетона при сжатии определяется при сжатии контрольных кубов с размерами ребер 20 см в 28-суточном возрасте — это так называемая кубиковая прочность. Призменная прочность определяется как 0,75 кубиковой прочности для класса бетона В25 и выше и 0,8 для класса бетона ниже В25

Помимо ГОСТов, требования к расчётной прочности бетона задаются в СНиПах. Так, например, минимальная распалубочная прочность бетона незагруженных горизонтальных конструкций при пролете до 6 метров должна составлять не менее 70% проектной прочности, а свыше 6 метров – 80% проектной прочности бетона.

Механические неразрушающие методы определения прочности бетона

Неразрушающие способы бетона на сжатие основываются на косвенных характеристиках показаний приборов. Испытания прочности бетона проводятся с помощью основных методов: упругого отскока, ударного импульса, отрыва, скалывания, пластической деформации, отрыва со скалыванием.

О том, какие существуют марки бетона по прочности, в этой статье рассказывают специалисты.

Закажите лучший бетон М200 для строительства и изготовления стяжек полов, дорожек, бетонных лестниц.

Рассмотрим виды испытательных приборов механического принципа действия. Таким способом прочность бетона определяется глубиной внедрения рабочего органа прибора в поверхностный слой материала.

Принцип действия молотка Физделя основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. Удар молотка по поверхности бетона образует лунку, диаметр которой и характеризует прочность материала. Место, на которое наносятся опечатки, должно быть очищено от штукатурки, шпатлевки, окрасочного слоя. Испытания проводятся локтевыми ударами средней силы по 10-12 раз на каждом участке конструкции с расстоянием между отпечатками не менее 3 см. Диаметр полученных лунок измеряется с помощью штангенциркуля по двум перпендикулярным направлениям с точностью до десятой миллиметра. Прочность бетона определяется с помощью среднего диаметра отпечатка и тарировочной кривой. Тарировочная кривая строится на сравнении полученных диаметров отпечатков и результатов лабораторных исследований на образцах, взятых из конструкции или изготовленных по технологиям, аналогичных примененным.

На свойствах пластической деформации основан и принцип действия молотка Кашкарова. Различие между этими приборами заключается в наличии между молотком и завальцованным шариком отверстия, в которое введен контрольный стержень. Удар молотка Кашкарова приводит к образованию двух отпечатков. Одного — на поверхности обследуемой конструкции, второго — на эталонном стержне. Соотношение диаметров получаемых отпечатков зависит от прочности исследуемого материала и контрольного стержня и не зависит от скорости и силы удара молотка. По среднему соотношению диаметров двух отпечатков с помощью тарировочного графика устанавливают прочность бетона.

Пистолеты ЦНИИСКа, Борового, молоток Шмидта, склерометр КМ, оснащенный стержневым ударником, работают, основываясь на принципе упругого отскока. Измерения величины отскока бойка проводятся при постоянной величине кинетической энергии металлической пружины и фиксируются указателем на шкале прибора. Взвод и спуск бойка происходят автоматически при соприкосновении ударника и испытуемой поверхности. Склерометр КМ имеет специальный боек определенной массы, который с помощью предварительно напряженной пружины с заданной жесткостью ударяет по металлическому ударнику, прижатому другим концом к обследуемой поверхности.

Метод испытания на отрыв со скалыванием позволяет определить прочность бетона в теле бетонного элемента. Участки для испытания подбираются таким образом, чтобы в этой зоне не было арматуры. Для проведения исследований используют анкерные устройства трех типов. Анкерные устройства первого типа устанавливаются в конструкцию при бетонировании. Для установки второго и третьего типов анкерных устройств предварительно подготавливают шпуры, высверливая их в бетоне.

Ультразвуковой метод измерения прочности бетона

Принцип действия приборов ультразвукового контроля основывается на связи, которая существует между скоростью распространения ультразвуковых волн в материале и его прочностью.

В зависимости от способа прозвучивания разделяют две градуировочные зависимости: «скорость распространения волн — прочность бетона», «время распространения ультразвуковых волн — прочность бетона».

Метод сквозного прозвучивания в поперечном направлении применяется для сборных линейных конструкций — балок, ригелей, колонн. Ультразвуковые преобразователи при таких испытаниях устанавливаются с двух противоположных сторон контролируемой конструкции.

Поверхностным прозвучиванием испытывают плоские, ребристые, многопустотные плиты перекрытия, стеновые панели. Волновой преобразователь устанавливается с одной стороны конструкции.

Для получения надежного акустического контакта между испытуемой конструкцией и рабочей поверхностью ультразвукового преобразователя используют вязкие контактные материалы типа солидола. Возможна установка «сухого контакта» с использованием конусных насадок и протекторов. Ультразвуковые преобразователи устанавливают на расстоянии не менее 3 см от края конструкции.

Способы уплотнения бетонной смеси — здесь описано, какие они бывают и какой выбрать.

Цена бетона М400 по этой ссылке, в нашем каталоге.

Приборы для ультразвукового контроля прочности состоят из электронного блока и датчиков. Датчики могут быть раздельными или объединенными для поверхностного прозвучивания.

Скорость распространения ультразвуковой волны в бетоне зависит от плотности и упругости материала, наличия в нем пустот и трещин, отрицательно влияющих на прочность и другие качественные характеристики. Следовательно, ультразвуковое прозвучивание предоставляет информацию о следующих параметрах:

однородности, прочности, модуле упругости и плотности;
наличии дефектов и особенностях их локализаций;
форме А-сигнала.

Прибор записывает и преобразует в визуальный сигнал принимаемые ультразвуковые волны. Оснащенность контрольного оборудования цифровыми и аналоговыми фильтрами позволяет оптимизировать соотношение сигнала и помех.

Методы разрушающего контроля прочности бетона

Каждый застройщик может выбирать самостоятельно методы неразрушающего контроля, но согласно существующим СНиПам разрушающий контроль является обязательным. Способов организации выполнения требований СНиПов существует несколько.

Контроль прочности бетона может проводиться на специально изготовленных образцах. Применяется этот метод при производстве сборных железобетонных конструкций и для выходного контроля БСГ (бетонной смеси готовой) на стройплощадке.
Прочность бетонов может контролироваться на образцах, которые были получены способами выпиливания и вырубывания из самой конструкции. Места взятия проб определяются с учетом снижения несущей способности в зависимости от напряженного состояния. Целесообразно, чтобы эти места указывались самими проектировщиками в проектной документации.
Испытания образцов, изготовленных на месте проведения работ в условиях, определенных конкретным технологическим регламентом. Однако укладка бетона в кубы для проведения последующих испытаний, его твердение и хранение значительно отличаются от реальных условий укладки, уплотнения и твердения рабочих бетонных смесей. Эти различия существенно снижают достоверность получаемых таким способом результатов.

Самостоятельное измерение прочности бетона

Профессиональные методы определения прочности бетона дороги и не всегда доступны. Существует способ самостоятельного проведения обследования на прочность бетонных конструкций.

Для испытаний потребуется молоток весом 400-800 г и зубило. По приставленному к поверхности бетона зубилу наносится удар средней силы. Далее определяется степень повреждения, нанесенного поверхностному слою. Если зубило оставило лишь небольшую отметину, то бетон можно отнести к классу прочности В25. При наличии более значительной зазубрины бетон можно отнести к классам В15-В25. Если зубило проникнет в тело конструкции на глубину менее 0,5 см, то образец можно отнести к классу В10, если более 1 см — к классу В5. Класс или марка бетона по прочности — это основной показатель качества бетонной смеси, которые определяют среднюю прочность бетона. Например, средняя прочность бетона В30 (М400) составляет 393 кгс / см2.

Ориентировочно определить прочность бетона Rб в на 28 сутки в МПа можно по формуле Боломея-Скрамтаева, которая является основным законом прочности бетона. Для этого необходимо знать марку примененного цемента — Rц и цементно-водное соотношение — Ц/В. Коэффициент А при нормальном качестве заполнителей равен примерно 0,6.

При этом набор прочности бетона во времени подчиняется формуле

n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней,

на 3 сутки бетон набирает около 30% марочной прочности, на 7 сутки — 60-80%, а 100% предел прочности достигается на 28-е сутки. Дальнейшее повышение прочности бетона происходит, но очень медленно. Согласно СНиП 3.03.01-87, уход за свежим бетоном продолжается до набора 70% прочности или до другого срока распалубливания.

Методы самостоятельного определения прочности бетонных конструкций просты и экономичны. Однако в случае строительства важных объектов целесообразно обратиться к услугам специализированных лабораторий.

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.

Определение прочности бетона молотком Кашкарова

Это отдельная часть метода пластической деформации, эталонный молоток Кашкарова пользуется популярностью из за удобства его использования, ведь полученные данные можно быстро сопоставить в таблице с эталонным образцом бетона

Испытание бетона молотком Кашкарова приобрело наибольшую популярность среди инженеров, т.к. он весьма прост в использовании, удобен и дает не меньшую точность при испытаниях, чем более сложные и громоздкие приборы. Полученные же данные по результатам испытаний легко соотнести с данными таблицы по испытаниям эталонных образцов бетона.

Молоток Кашкарова принцип действия

Проводя исследования прочностных характеристик бетона, нам следует не только понимать процесс испытания, но и подготовить все необходимые инструменты для замера образца и помещения его в испытательные условия. Итак, для того, чтобы произвести испытания нам понадобятся:

1) Непосредственно сам эталонный молоток Кашкарова

2) Штангенциркуль для измерения отверстий

3) Эталонный стальной стержень, d=1 см

4) Специально подготовленные для испытания кубы из бетона со стороной 10см

Но, прежде чем перейти к испытаниям, предлагаем рассмотреть преимущества определения прочности бетона молотком Кашкарова перед методами неразрушающей проверки.

Итак, давайте рассмотрим, к примеру, работу гидравлического пресса.

Как мы знаем, основным критерием прочности бетона является максимальный прочностной предел при сжатии. И самым наглядным способом определить эту прочность является как раз гидравлический пресс, способный в точности воссоздать давление на бетон, которое будет присутствовать в реальных условиях эксплуатации. Но и тут присутствует множество недостатков, среди которых особенно выделяются три:

1) Мы не можем точно воссоздать окружающую среду, присутствующую при строительстве, поэтому мы не знаем, как будут зависеть от этих изменений прочностные характеристики бетона.

2) Зависимость прочностных характеристик бетона от расположения непосредственно в самой конструкции, проводя испытания на гидравлическом прессе, мы не можем дать точной нагрузки по зонам.

3) Возможности нагрузки на монолит в действующих конструкциях — мы не сможем пересчитать несущую способность сооружений на реконструкции, уже введенных в эксплуатацию и прочих.

Читать еще: Устройство котлована под фундамент своими руками

Все эти минусы способен нивелировать только динамический метод испытаний бетона, и один из самых востребованных, как мы уже говорили ранее – молоток Кашкарова.

И тут на лицо у нас ряд преимуществ этого метода перед всеми прочими.

· Испытание не требует лабораторных условий

· Погружение штампа в бетон происходит за счет удара

· Наличие таблиц для установки точных прочностных характеристик.

· Устройство молотка позволяет получать точные данные вне зависимости от приложенной силы.

И тут действительно просыпается наш интерес к молотку Кашкарова, ведь зная принципы работы любого другого механического молотка, мы помним, что верных показаний в испытании можно достичь только при одинаковой силе удара, и для этого нам регулярно нужно проводить пружинные поверки на их состояние. И как же нам провести точное испытание с одинаковой силой удара?

Все просто – нам и не нужно применять одинаковую силу удара. Отпечаток, который мы измеряем остается не только на бетоне, но и на эталонном стержне, прочностные характеристики которого нам известны, тем самым легко устанавливать соотношение и получать точные данные по измерению. И это нам дает полную независимость в применении силы при взаимодействии с молотком Кашкарова.

А провести необходимые испытания достаточно просто – по конструкции, которую нам необходимо исследовать, мы наносим несколько ударов. Сила удара должна быть такой величины, чтобы мы смогли получить удобно измеримые отпечатки. Это позволит нам провести эксперимент с достаточной точностью. Расстояние до каждого следующего отпечатка не должно быть меньше 3 см, а расстояние до края конструкции не должно быть меньше 5 см. Эталонный стержень также необходимо передвигать на 1 см после каждого удара.

Диаметр измеряем при помощи штангенциркуля или подобных приспособлений, дающих точность до 0,1 мм.

Строительные вакансии

ГОСТ 22690-88: Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля (заменен на ГОСТ 22690-2015)

Дата введения 01.01.1991

ГОСТ 22690-88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Определение прочности механическимиГОСТ

методами неразрушающего контроля

Concretes. Determination of strength by mechanical

methods of nondestructive testing

Дата введения 01.01.91

Несоблюдение стандарта преследуется о закону

Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и легкие бетоны и устанавливает методы определения прочности на сжатие в конструкциях по упругому отскоку, пластической деформации, ударному импульсу, отрыву, отрыву со скалыванием и скалыванию ребра.

В стандарте учтены требования СТ СЭВ 1406.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Прочность бетона определяют по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетонных образцов по ГОСТ 10180 и косвенным характеристикам прочности.

1.2. В зависимости от применяемого метода косвенными характеристиками прочности являются:

значение отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);

параметр ударного импульса (энергия удара);

размеры отпечатков на бетоне (диаметр, глубина и т.п.) или соотношение диаметров отпечатков на бетоне и стандартном образце при ударе индентора или его вдавливании в поверхность бетона;

значение усилия местного разрыва, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции;

значение усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства.

1.3. Механические методы неразрушающего контроля применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, контролируемых по ГОСТ 18105, а также для определения прочности бетона при обследовании и отбраковки конструкций.

Метод определения прочности бетона следует выбирать по табл. 1.

Предельные значения прочности бетона, МПа

Упругого отскока и пластической деформации

Отрыва со скалыванием

1.4. Испытания проводят при положительной температуре бетона. Допускается при обследовании конструкций определять прочность при отрицательной температуре, но не ниже минус 10 О С при условии, что к моменту замораживания конструкция находилась не менее одной недели при положительной температуре и относительной влажности воздуха не более 75 %.

1.5. Оценку соответствия значений фактической прочности бетона, полученных с применением приведенных в настоящем стандарте методов установленным требованиям, производят по ГОСТ 18105.

2. АППАРАТУРА И ИНСТРУМЕНТ

2.1. Прочность бетона определяют приборами, предназначенными для определения косвенных характеристик, прошедших метрологическую аттестацию по ГОСТ 8.326 и отвечающих требованиям, приведенным в табл. 2.

Типы приборов и их технические характеристики приведены в приложении 1.

Характеристика приборов для испытания методами

отрыва со скалыванием

Твердость ударника, бойка или индентора HRC_э, не менее

Шероховатость контактной части ударника или индентора, мкм, не более

Диаметр ударника или индентора, мм, не менее

Толщина кромок дискового индентора, мм, не менее

Угол конического индентора, град

Диаметр отпечатка, % от диаметра индентора

Допуск перпендикулярности при приложении нагрузки на высоте 100 мм, мм

Энергия удара, Дж, не менее

Скорость увеличения нагрузки, кН/с

Погрешность измерения нагрузки от изменяемой нагрузки, % не более

* При вдавливании индентора в поверхность бетона.

2.2. Инструмент для изменения диаметра или глубины отпечатков (угловой масштаб по ГОСТ 427, штангенциркуль по ГОСТ 166 и др.), используемый для испытания методом пластических деформаций, должен обеспечивать изменение с погрешностью не более ±0,1 мм, а инструмент для измерения глубины отпечатков (индикатор часового типа по ГОСТ 577 и др.) — с погрешностью не более ±0,01 мм.

2.3. Для испытания методом отрыва со скалыванием следует применять анкерные устройства по приложению 2.

Допускается применять также другие анкерные устройства, глубина заделки которых должна быть не менее максимального размера крупного заполнителя бетона испытываемой конструкции.

2.4. Для испытания методом скалывания ребра следует использовать прибор по приложению 3.

2.5. Для испытания методом отрыва следует использовать стальные диски диаметром не менее 40 мм, толщиной не менее 6 мм и не менее 0,1 диаметра, с параметром шероховатости приклеиваемой поверхности не менее Ra 20 мкм по ГОСТ 2789. Клей для приклейки диска должен обеспечить прочность, при которой происходит разрушение по бетону. Допускается использовать клеи, приведенные в приложении 4.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Для определения прочности бетона в конструкциях предварительно устанавливают градуировочную зависимость между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы).

Для испытания методом отрыва со скалыванием, в случае применения анкерных устройств в соответствии с приложением 2, и для испытания методом скалывания ребра, в случае применения приборов в соответствии с приложением 3, допускается использовать градуировочные зависимости, приведенные соответственно в приложениях 5 и 6.

3.2. Для использования методами упругого отскока, пластической деформации, ударного импульса и отрыва градуировочные зависимости устанавливают конкретно для каждого вида прочности из указанных в табл. 1, для испытания методами отрыва со скалыванием и скалывания ребра допускается устанавливать единую градуировочную зависимость независимо от вида прочности.

3.3. Градуировочную зависимость устанавливают заново при изменении вида крупного заполнителя, технологии производства бетона, при введении добавок, а для испытания методами упругого отскока, ударного импульса и пластической деформации — также при изменении вида цемента, внесении количественных изменений в номинальный состав бетона, превышающих по расходу цемента ±20 %, крупного заполнителя ±10 %.

3.4. Для установления градуировочных зависимостей используют не менее 15 серий образцов-кубов по ГОСТ 10180 или не менее 30 образцов-кубов. При установлении градуировочной зависимости для испытания методом отрыва со скалыванием в каждую серию дополнительно включают не менее 3 образцов-кубов.

Образцы изготавливают в соответствии с ГОСТ 10180 в разные смены в течении 5 сут. из бетона одного состава, одной и той же технологии и при том же режиме тепловлажностной обработки или тех же условиях твердения, что и конструкции, подлежащие контролю. Рекомендуется изготовлять из бетонной смеси, отличающейся по составу от проектного по цементно-водному отношению в пределах ±0,4 соответственно по 5 серий образцов.

3.5. Размеры образцов для градуировочной зависимости следует выбирать в соответствии с наибольшей крупностью заполнителя в бетонной смеси по ГОСТ 10180, но не менее:

100х100х100 мм — для неразрушающих методов отскока, ударного импульса, пластической деформации и по ГОСТ 10180; для метода обрыва со скалыванием — по ГОСТ 10180;

200х200х200 мм — для методов отрыва и скалывания ребра конструкции.

Размеры ребер дополнительных образцов-кубов, испытываемых методом отрыва со скалыванием, должны быть не меньше шести глубин установки анкерного устройства.

В случае применения в производстве способов и режимов уплотнения, приводящих к изменению структуры бетона, размер и способ изготовления образцов для установления градуировочных зависимостей указывают в стандартны или технических условиях на сборные конструкции , в рабочих чертежах на монолитные конструкции или же в методиках, утвержденных в установленном порядке.

3.6. Возраст образцов, используемых при установлении градуировочной зависимости, для метода отскока, ударного импульса и пластической деформации не должен отличаться от установленного срока испытаний конструкций:

более чем на 40 % — при контроле прочности бетона естественного твердения;

более чем в два раза — при контроле прочности бетона после тепловой обработки.

Температура бетона отдельных образцов при определении косвенной характеристики не должна отличаться от средней температуры образцов долее чем на ±10 О С, а от температуры конструкции — более чем на ±10°С.

При построении градуировочных зависимостей, предназначенных для контроля отпускной, передаточной и распалубочной прочностей бетона, допускается устанавливать градуировочную зависимость по данным неразрушающих испытаний горячих образцов и при испытании тех же образцов на сжатие по ГОСТ 10180 при нормальной температуре.

Относительная влажность образцов, используемых для установления градуировочной зависимости, не должна отличаться от влажности испытываемой конструкции более чем на ±2 %.

3.7. Градуировочную зависимость для методов упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации, отрыва и скалывания ребра устанавливают на основе результатов испытаний образцов-кубов сначала неразрушающим методом, а затем по ГОСТ 10180.

При установлении градуировочной зависимости для отрыва со скалыванием косвенную характеристику определяют на дополнительно изготавливаемых образцах-кубах, а по ГОСТ 10180 испытывают образцы основных серий.

3.8. Для определения косвенных характеристик испытания на боковых поверхностях образцов (по направлению бетонирования).

Для методов отскока и пластической деформации при ударе число измерений на каждом образе должно быть не менее пять, а расстояние между местами ударов не менее 30 мм. Для метода ударного импульса число измерений — не менее десяти, а расстояние между местами ударов — не менее 15 мм. Для метода пластической деформации при число испытаний на одной грани — не менее двух, а расстояние между местами испытаний — не менее двух диаметров отпечатков.

При установлении градуировочной зависимости методом скалывания проводят по одному испытанию на каждом боковом ребре.

При установлении градуировочной зависимости для метода отрыва со скалыванием проводят по одному испытанию на каждой боковой грани.

3.9 При испытании методами упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации при ударе образцы должны быть зажаты в прессе усилием (30±5) кН.

3.10. За единичное значение прочности бетона принимают значение прочности бетона в серии по ГОСТ 10180 или прочность бетона одного образца (если градуировочную зависимость устанавливают по данным испытаний отдельных образцов).

Образцы, испытанные методом отрыва, устанавливают на прессе так, чтобы к опорным плитам не прилегали поверхности, на которых проводили вырыв; результаты испытаний по ГОСТ 10180 увеличивают на 5%.

3.11. За единичное значение косвенного показателя прочности при установлении градуировочной зависимости принимают среднее арифметическое значение этой величины в серии образцов (или образце), используемых для определения единичного значения прочности.

3.12. Градуировочная зависимость должна иметь среднее квадратическое (остаточное) отклонение S_т, не превышающее 12 % при использовании серии образцов, и 15 % — отдельных образцов от среднего значения прочности .

Методика и пример установления градуировочных зависимостей приведены в приложении 7.

3.13. Данные градуировочной зависимости оформляют в соответствии с приложением 8.

3.14. При отсутствии возможности установления градуировочных зависимостей в соответствии с требованиями пп. 3.2-3.12 следует применять метод отрыва со скалыванием или метод скалывания ребра, используя градуировочные зависимости, приведенные в приложениях 5 и 6.

Для обследования конструкций допускается применять методы упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации, используя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличающегося от испытываемого (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности), с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в приложении 9.

3.15. При проведении обследований конструкций допускается применение методов упругого отскока, пластических деформаций и ударного импульса бетона в пробах, отобранных из конструкций в соответствии с приложением 10.

4. ИСПЫТАНИЯ

4.1. Испытания проводят на участке конструкции площадью от 100 до 600 см 2 .

4.2. Прочность бетона в контролируемом участке конструкции определяют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с требованиями разд. 3, при условии, что полученные значения косвенного показателя при измерении находятся в пределах между наименьшим и наибольшем значениями косвенного показателя в образцах, испытанных при построении градуировочной зависимости.

4.3. Число и расположение контролируемых участках при испытании конструкций должно соответствовать требованиям ГОСТ 18105 или указываться в стандартах и (или) технических условиях на сборные конструкции или в рабочих чертежах на монолитные конструкции и (или) в технологических картах на контроль.

При определении прочности обследуемых конструкций число и расположение участков принимают по программе проведения обследований.

4.4. Число испытаний на одном участке, расстояние между местами испытаний на участке и от края конструкции, толщина конструкции на участке испытания должны быть не меньше значений, приведенных в табл. 3.

ГОСТ 22690-88
Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

Concretes. Determination of strength by mechanical methods of nondestructive testing

МКС 91.100.30
ОКП 58 0900

Дата введения 1991-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Научно-исследовательским институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 23.09.88 N 192

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения

1.1, 3.4-3.7, 3.10, приложения 7, 9, 10

5. ИЗДАНИЕ (ноябрь 2009 г.) с Поправкой (ИУС 9-2009)

Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и легкий бетоны и устанавливает методы определения прочности на сжатие в конструкциях по упругому отскоку, ударному импульсу, пластической деформации, отрыву, скалыванию ребра и отрыву со скалыванием.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. В зависимости от применяемого метода косвенными характеристиками прочности являются:

— значение отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);

— параметр ударного импульса (энергия удара);

— размеры отпечатка на бетоне (диаметр, глубина и т.п.) или соотношение диаметров отпечатков на бетоне и стандартном образце при ударе индентора или вдавливании индентора в поверхность бетона;

— значение напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;

— значение усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции;

— значение усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства.

1.3. Механические методы неразрушающего контроля применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, контролируемых по ГОСТ 18105*, а также для определения прочности бетона при обследовании и отбраковке конструкций.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53231-2008 (здесь и далее).

Метод испытания следует выбирать с учетом предельных значений прочности, рекомендуемых руководствами к конкретным приборам неразрушающего контроля, в соответствии с требованиями разд.3 настоящего стандарта.

1.4. Испытания проводят при положительной температуре бетона. Допускается при обследовании конструкций определять прочность при отрицательной температуре, но не ниже минус 10 °С при условии, что к моменту замораживания конструкция находилась не менее одной недели при положительной температуре и относительной влажности воздуха не более 75%.

2. АППАРАТУРА И ИНСТРУМЕНТ

2.1. Прочность бетона определяют при помощи приборов, предназначенных для определения косвенных характеристик, прошедших метрологическую аттестацию по ГОСТ 8.326* и отвечающих требованиям, приведенным в табл.2.
_________________
* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94**.
** * На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют Порядок проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа, Административный регламент по предоставлению Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии государственной услуги по утверждению типа стандартных образцов или типа средств измерений, Требования к знакам утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений и порядка их нанесения. — Примечание изготовителя базы данных.

Читать еще: Речной песок для бетона, а карьерный лучше для кладки

Таблица 2*
_____________________________
* Табл.1. (Исключена, поправка).

Наименование характеристик приборов

Характеристика приборов для метода

отрыва со скалыванием

Твердость ударника, бойка или индентора HRCэ, не менее

Шероховатость контактной части ударника или индентора, мкм, не более

Диаметр ударника или индентора, мм, не менее

Толщина кромок дискового индентора, мм, не менее

Угол конического индентора

Диаметр отпечатка, % от диаметра индентора

Допуск перпендикулярности
при приложении нагрузки на высоте 100 мм, мм

Энергия удара, Дж, не менее

Скорость увеличения нагрузки, кН/с

Погрешность измерения нагрузки от измеряемой нагрузки, %, не более

________________
* При вдавливании индентора в поверхность бетона.

Типы приборов и их технические характеристики приведены в приложении 1.

2.2. Инструмент для измерения диаметра или глубины отпечатков (угловой масштаб по ГОСТ 427, штангенциркуль по ГОСТ 166 и др.), используемый для метода пластических деформаций, должен обеспечивать измерения с погрешностью не более ±0,1 мм, а инструмент для измерения глубины отпечатка (индикатор часового типа по ГОСТ 577 и др.) — с погрешностью не более ±0,01 мм.

2.3. Для метода отрыва со скалыванием следует применять анкерные устройства по приложению 2.

Допускается применять также другие анкерные устройства, глубина заделки которых должна быть не менее максимального размера крупного заполнителя бетона испытуемой конструкции.

2.4. Для метода скалывания ребра следует использовать приборы по приложению 3.

2.5. Для метода отрыва следует использовать стальные диски диаметром не менее 40 мм, толщиной не менее 6 мм и не менее 0,1 диаметра, с параметром шероховатости приклеиваемой поверхности не менее 20 мкм по ГОСТ 2789. Клей для приклейки диска должен обеспечивать прочность, при которой разрушение происходит по бетону. Допускается использовать клеи, приведенные в приложении 4.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

Для метода отрыва со скалыванием, в случае применения анкерных устройств в соответствии с приложением 2, и для метода скалывания ребра, в случае применения приборов в соответствии с приложением 3, допускается использовать градуировочные зависимости, приведенные в приложениях 5 и 6 соответственно.

3.2. Для методов упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации и отрыва градуировочные зависимости устанавливают конкретно для каждого вида прочности из указанных в п.1.3; для методов отрыва со скалыванием и скола ребра допускается устанавливать единую градуировочную зависимость независимо от вида прочности.

3.3. Градуировочную зависимость устанавливают заново при изменении вида крупного заполнителя, технологии производства бетона, при введении добавок, а для методов отскока, ударного импульса и пластической деформации — также при изменении вида цемента, внесении количественных изменений в номинальный состав бетона, превышающих по расходу цемента ±20%, крупного заполнителя ±10%.

3.4. Для установления градуировочных зависимостей используют не менее 15 серий образцов-кубов по ГОСТ 10180 или не менее 30 отдельных образцов-кубов. При установлении градуировочной зависимости для метода отрыва со скалыванием в каждую серию дополнительно включают не менее трех образцов-кубов.

Образцы изготавливают в соответствии с ГОСТ 10180 в разные смены в течение не менее 5 сут из бетона одного состава, одной и той же технологии и при том же режиме тепловлажностной обработки или тех же условиях твердения, что и конструкции, подлежащие контролю. При изготовлении образцов пять серий рекомендуется изготавливать из бетонной смеси, отличающейся по составу от проектного по цементно-водному отношению в пределах плюс 0,4, и пять серий в пределах минус 0,4.

200х200х200 мм — для методов отрыва и скалывания ребра конструкции.

Размеры ребра дополнительных образцов-кубов, испытываемых методом отрыва со скалыванием, должны быть не менее шести глубин установки анкерного устройства.

В случае применения на производстве способов и режимов уплотнения, приводящих к изменению структуры бетона, размер и способ изготовления образцов для установления градуировочных зависимостей должен указываться в стандартах или технических условиях на сборные конструкции, в рабочих чертежах на монолитные конструкции или же в методиках, утвержденных в установленном порядке.

3.6. Возраст образцов, используемых при установлении градуировочной зависимости, для методов отскока, ударного импульса и пластической деформации не должен отличаться от установленного срока испытаний конструкций:

— более чем на 40% — при контроле прочности бетона естественного твердения;

— более чем в два раза — при контроле прочности бетона после тепловой обработки.

Температура бетона отдельных образцов при определении косвенной характеристики не должна отличаться от средней температуры образцов более чем на ±10 °С, а от температуры конструкции — более чем на ±10 °С.

Относительная влажность образцов, используемых при установлении градуировочной зависимости, не должна отличаться от влажности испытуемой конструкции более чем на ±2%.

3.8. Для определения косвенных характеристик испытания проводят на боковых поверхностях образцов (по направлению бетонирования).

Число измерений на каждом образце для методов отскока и пластической деформации при ударе должно быть не менее пяти, а расстояние между местами ударов — не менее 30 мм. Для метода ударного импульса — не менее десяти, а расстояние между местами ударов — не менее 15 мм. Для метода пластической деформации при вдавливании количество испытаний на одной грани — не менее двух, а расстояние между местами испытаний — не менее двух диаметров отпечатков.

3.9. При испытании методом отскока, ударного импульса, пластической деформации при ударе образцы должны быть зажаты в прессе усилием (30±5) кН.

3.11. За единичное значение косвенного показателя прочности при установлении градуировочной зависимости принимают среднее арифметическое значение этой величины в серии образцов (или образце), используемых при определении единичного значения прочности.

3.12. Градуировочная зависимость должна иметь среднее квадратическое (остаточное) отклонение , не превышающее 12% при использовании серии образцов и 15% при использовании отдельных образцов от среднего значения прочности .

Методика и пример установления градуировочной зависимости приведены в приложении 7.

3.13. Градуировочную зависимость следует оформлять в соответствии с приложением 8.

3.14. При отсутствии возможности установления градуировочных зависимостей в соответствии с требованиями пп.3.2-3.12 следует применять метод отрыва со скалыванием или метод скалывания ребра, используя градуировочные зависимости, приведенные в приложениях 5 и 6.

Для обследования конструкций допускается применять методы упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации, используя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличающегося от испытуемого (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности), с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в приложении 9.

3.15. При проведении обследований допускается испытание методами упругого отскока, ударного импульса и пластических деформаций бетона в пробах, отобранных от конструкции в соответствии с приложением 10.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.2. Прочность бетона в контролируемом участке конструкции определяют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с требованиями разд.3, при условии, что измеренные значения косвенного показателя находятся в пределах между наименьшим и наибольшим значениями косвенного показателя в образцах, испытанных при построении градуировочной зависимости.

4.3. Число и расположение контролируемых участков при испытании конструкций должно соответствовать требованиям ГОСТ 18105 или указываться в стандартах и (или) технических условиях на сборные или в рабочих чертежах на монолитные конструкции и (или) технологических картах на контроль.

При определении прочности обследуемых конструкций число и расположение участков должно приниматься по программе проведения обследования.

Число испытаний на участке

Расстояние между местами испытаний, мм

Расстояние от края конструкции до места испытаний, мм

Определение прочности бетона: методы, аппаратура, ГОСТ. Контроль и оценка прочности бетона

При проверке строительных конструкций определение прочности бетона осуществляется для выяснения их состояния на текущий момент времени. Фактические показатели после начала эксплуатации обычно не совпадают с проектными параметрами. На них непосредственное влияние оказывают деформационные нагрузки и внешние факторы. В процессе диагностики могут использоваться разные методы.

Базовые термины и определения

Прежде чем рассмотреть основные способы контроля и оценки прочности бетона, рекомендуется ознакомиться с некоторыми понятиями, чтобы в дальнейшем не возникало вопросов. Все термины и определения, необходимые для более четкого понимания темы, представлены ниже.

Бетон – строительный материал, полученный искусственным путем в результате твердения раствора с вяжущим веществом и наполнителями. В состав смеси для достижения наилучших эксплуатационных качеств могут вводиться дополнительные добавки.
Прочность – свойство затвердевшего материала воспринимать нагрузки механического характера, не разрушаясь при этом. При эксплуатации конструкции подвергаются сжатию и растяжению, а также другим воздействиям.
Предел прочности – самое высокое значение оказываемой механической нагрузки, приведенное непосредственно к определенной площади сечения, после достижения которой происходит частичное или полное разрушение материала.
Разрушающие методы определения прочности бетона – контроль перечисленных параметров путем взятия контрольных образцов, отобранных из тестируемой конструкции по пунктам ГОСТ 28570.

Неразрушающий контроль – проверка надежности базовых свойств отдельных элементов конструкции без проведения демонтажных работ. При этом способе нет необходимости выводить объект из эксплуатации.
Участок испытания конструкции – определенная доля объема, длины или площади ограниченных размеров, для которой проводятся испытания на прочностные характеристики.

Для чего производится контроль?

При строительстве жилых зданий, промышленных или коммерческих объектов определение прочности бетона позволяет избежать многих негативных последствий. Материал используется на различных этапах возведения строений в различных целях. В зависимости от типа конструкций, требования к смесям могут существенно меняться. К примеру, для заливки фундаментов и стен применяются разные марки бетона, определяющиеся прочностными характеристиками.

Использование смесей, не отвечающих предъявляющимся требованиям, может приводить к образованию трещин, ухудшению эксплуатационных качеств и преждевременному разрушению конструкции. Исследования часто необходимы для определения возможности дальнейшего использования здания в каких-либо целях.

Таблица прочности бетона: соответствие классов и марок

Строительные растворы подразделяются на категории, при которых учитываются различные параметры. Обычно разбивается прочность бетона в МПа по классам, обозначающимся большой буквой с цифрой. Такая маркировка в профессиональной среде считается наиболее удобной. К примеру, раствор B25 будет иметь прочность 25 МПа.

Что касается марки бетона, то она выражает приблизительное значение в килограммах на квадратный сантиметр. Обозначение производится по тому же принципу. Однако при соотношении показателей нормативный коэффициент вариации может составлять 13,5 процентов.

Для примера предлагается ознакомиться со специальной таблицей прочности бетона, в которой приводятся соответствия между классами и марками смесей.

Прочность, кгс/кв. м

Что оказывает влияние на прочность?

При протекании химических процессов происходит застывание бетонной смеси. Вода вступает во взаимодействие с вяжущим веществом. Под влиянием некоторых факторов скорость протекания химической реакции может ускоряться или затормаживаться. От них же в некоторой степени будет зависеть конечная прочность бетона.

К важным факторам следует отнести:

изначальную активность вяжущего вещества;
количество воды в составе;
уровень уплотнения;
температурный режим и влажность;
качество смешивания компонентов.

Немаловажную роль играет качество используемых наполнителей. Компоненты с мелкой фракцией и глинистыми веществами приводят к снижению прочности. Крупные частицы имеют лучшую адгезию с вяжущим веществом. Их применение положительно сказывается на показателях прочности.

Классификация методов исследования

При определении прочности бетона в строительных конструкциях приходится решать непростые технические задачи. Развитие теоретических и практических исследований в сфере контроля качества строительных составов привело к появлению многочисленных методов. Каждый из них имеет конкретную сферу применения, а также свои плюсы и минусы.

Если брать способ воздействия непосредственно на испытываемую конструкцию, то можно выделить три основных метода.

Разрушающий. После проведения контрольных операций образец использовать по назначению невозможно.
Неразрушающий. Осуществление испытаний не сказывается на эксплуатационных способностях конструкции.
Локально разрушающий. После проведения специальных мероприятий требуется ремонт сооружения.

Обследование должно производиться только после детального ознакомления с проектно-технической документацией. Получив определенные сведения об используемом составе и технологии изготовления конструкции, можно приступать к работам по определению прочностных качеств.

От каких факторов зависит выбор метода?

Чтобы узнать предел прочности бетона, необходимо сначала определиться с методикой исследования. На ее выбор влияние оказываются следующие факторы:

состояние строительной смеси;
доступность тестируемых участков;
количество собранной информации;
наличие или отсутствие разнородных слоев в конструкции.

Несмотря на многообразие методик, результаты, полученные разрушающими способами, являются наиболее достоверными, так как при испытаниях измеряется искомый показатель – усилие, прилагаемое при сжатии. Кроме того, тщательно изучается образец, взятый непосредственно из тела конструкции, а не верхняя часть.

Разрушающие методы контроля

Сущность способов заключается в исследовании образцов, полученных выбуриванием или выпиливанием из готовой конструкции. На них оказывается статическая нагрузка с постепенным увеличением скорости роста. В результате удается рассчитать напряжения при приложенных усилиях.

Габариты и форма взятых образцов зависят от типа проводимых испытаний. Они должны отвечать требованиям ГОСТ 10180.

Форма испытываемых образцов

Размеры элементов в миллиметрах

Определение показателей прочности бетона на растяжение и сжатие

Длина ребер фигуры может составлять 100, 150, 200 или 300 мм

Для исследования берется образец высотой в два диаметра, один из которых может иметь те же размеры, что и ребра куба.

Проверка прочностных показателей на осевое растяжение

Призма, имеющая квадратное сечение

Размеры испытываемого элемента могут быть следующими: 200 х 200 х 800, 100 х 100 х 400 или 200 х 200 х 800 мм.

При проведении исследований берутся образцы тех же размеров, что и в случае, указанном выше.

Определение прочностных качеств на растяжение при изгибе и осуществлении раскалывания

Призма, имеющая квадратное сечение

В ходе работ берутся образцы следующих размеров: 200 х 200 х 800, 100 х 100 х 400 и 150 х 150 х 600 мм.

Для определения прочности бетона собираются его пробы посредством выбуривания или выпиливания отдельных частей.

Места назначаются после предварительного осмотра. Участок испытания конструкции должен находиться на некотором удалении от стыков и краев.
Оставшиеся канавки после взятия образцов замуровываются мелкозернистым бетоном.
В процессе выбуривания или выпиливания применяются пилы с алмазными дисками, специальные коронки или подходящий твердосплавный инструмент.
На участках взятия проб не должно быть арматуры. Если такой вариант не может быть осуществлен, то берется часть бетона с металлическими прутьями сечением до 16 мм для образцов с размерами более 10 см.
Наличие арматуры недопустимо при исследованиях на осевое растяжение и сжатие. Это негативно сказывается на конечных показателях. Кроме того, прутьев не должно быть в пробах, имеющих форму призмы, при испытаниях на растяжение при изгибе.
Места извлечения образцов, их количество, а также размеры определяются правилами контроля прочности бетона с учетом пунктов ГОСТ 18105.

Каждая взятая заготовка маркируется и описывается в протоколе. После этого она подвергается тщательной подготовке для дальнейших испытаний. Все образцы должны иметь специальную схему, в которой четко отражена ориентация частей непосредственно в конструкции.

Неразрушающий контроль механическим способом

В основе данного метода лежат градуировочные зависимости. Они базируются на косвенных характеристиках. К таковым относятся:

показатели отскока бойка непосредственно от бетонной поверхности;
параметры энергии ударного импульса;
размеры отпечатков, оставшихся в результате механического воздействия;
напряжение, приводящее к местному разрушению при отрыве;
усилие при осуществлении разрыва на ребре конструкции.

В правилах контроля прочности бетона предлагается применять определенный набор измерительных приспособлений при проведении испытаний: штангенциркуль, угловой масштаб, часовой индикатор и некоторые другие инструменты. Количество проводимых испытаний и расстояния между рабочими участками приводятся в таблице.

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Определение прочности бетона механическими методами.