Испытания бетона на прочность

Бетон – один из основных строительных материалов, с его помощью можно изготавливать конструкции любой конфигурации и различной прочности, бетон можно использовать на заводах стройиндустрии для изготовления сборных изделий, а можно – на стройплощадке для заливки монолитных конструкций. Однако для того, чтобы бетон обрел проектные показатели необходимо строго соблюдать его состав, а также правила транспортировки, заливки, уплотнения и выдержки бетонной смеси. Оценка прочности бетона дается по результатам испытаний, правила проведения которых и методика выполнения, регламентирована соответствующими техническим нормативами.

Правила оценки прочности

Правила проверки и оценки прочностных характеристик бетонной смеси, изделий из бетона, монолитных и сборно-монолитных конструкций регламентируются ГОСТ 18105-2018. Этот документ выделяет 4 вида нормируемой прочности бетона:

• передаточную, которая нормируется для предварительно напряженных конструкций и фиксируется на момент передачи на бетон усилия предварительного напряжения;
• в промежуточном возрасте, которая определяется по технологическим требованиям для монолитных и сборно-монолитных конструкций с предварительно напряженной и ненапрягаемой арматурой на момент распалубливания, нагружения конструктивного элемента и др.;
• отпускную, определяемую для конструкций заводского изготовления. Ее величина позволяет отгрузить конструкцию потребителю;
• в проектном возрасте, необходимая для всех видов изделий. Ее величина позволяет конструкции воспринимать проектную нагрузку.

Поскольку каждая партия бетонной смеси, даже приготовленная одним РБУ по единому рецепту, может незначительно отличаться от другой, для определения прочности бетона на сжатие важной значение имеет его однородность. ГОСТом предусмотрено 4 варианта схем определения однородности:

• А – когда используется более 30 результатов определения прочности по предыдущим партиям или изделиям. Схема применяется при массовом производстве;
• Б- по результатам более 15 проверок, включая контролируемую партию или изделие. Схемы реализуется в случае невозможности использования схемы А;
• В – по результатам экспертизы прочности бетона контролируемой партии или конструкции. Схема применяется при контроле качества готовых изделий;
• Г — без определения показателей однородности бетона, которая применяется в начальный производственный период.

Правила контроля и оценки прочности бетона несколько различаются для заводских изделий и монолитных конструкций.

Бетон заводских изделий контролируется партиями, куда входят изделия, изготовленные из бетона одного состава и по одной технологии в период от 1 смены до 1 недели. Прочность определяется по итогам испытания образцов бетона согласно соответствующего регламента. Кроме этого, по одной из 4 схем определяются характеристики однородности бетона и его требуемая прочность. Приемка готовой продукции производится по передаточной и отпускной прочности, которые фиксируются в документе о качестве изделия.

Приемка бетона в конструкции в монолитном и сборно-монолитном исполнении ведется либо по отдельным элементам, либо по захваткам. Степень однородности определяется по схемам В или Г. Для оценки прочности используются методы неразрушающего контроля качества бетона или разрушающие методы, но не оказывающие влияние на прочностные показатели конструкций. Приемку бетона монолитных или сборно-монолитных конструкция производят в промежуточном и проектном возрасте.

Способы определения прочности бетона

Методы определения нормируемой прочности бетона и порядок проведения испытаний описаны в ГОСТ 10180-2012, где приводится методика определения усилий, необходимых для разрушения контрольных бетонных образцов с последующим вычислением разрушающих напряжений при таких усилиях.

Перед началом испытаний, целью которых является определение прочностных показателей бетона, специалисты строительной лаборатории выполняют комплекс подготовительных работ:

• сначала изготавливаются контрольные образцы. Нормы допускают образцы имеющие формы куба, цилиндра, призмы разных размеров, однако базовым образцом является куб с гранью 150 мм или призма с рабочим сечением 150×150 мм;
• подготовленные формы заполняются бетоном, твердеющим в условиях, аналогичных тем, в которых будет набирать прочность конструкция, изготовленная из бетона этой партии. При нормальных условиях твердение происходит при температуре 20±5⁰С, причем формы закрываются материалом, предупреждающим высушивание образца;
• распалубливание образцов производится в период от 24 до 72 час при определении предела прочности на сжатие, или от 72 до 96 час в ходе испытаний на растяжение;
• образцы осматриваются, производится выбраковка дефектных образцов, а пригодные измеряются, а данные фиксируются в журнале испытаний;
• определяется средняя плотность бетона.

По завершении подготовительных работ производятся испытания на прочность с получением следующих характеристик:

• прочности на сжатие, для чего выполняются испытания кубиков бетона, которые устанавливаются по центру нижней плиты испытательной машины. Далее верхнюю плиту опускают до момента ее совмещения с верхней плоскостью образца, после чего кубики нагружают до разрушения при неизменной скорости увеличения нагрузки равной 0,6±0,2 МПа/сек;
• прочности бетона на растяжение при изгибе, когда в испытательную машину устанавливаются бетонные призмы, которые нагружаются до момента разрушения при неизменной скорости увеличения нагрузки равной 0,05±0,1 МПа/сек;
• прочности бетона в МПа на растяжение при раскалывании. Образец выставляют по центру нижней плиты пресса, а верхнюю плиту со стальной колющей прокладкой подводят к верхней грани бетонного кубика. Нагружение образца ведется до его разрушения при низменной скорости повышения нагрузки равной 0,05±0,1 МПа/сек;
• прочности на осевое растяжение, когда образец закрепляется в разрывной машине и нагружается до разрушения со скоростью повышения нагрузки равной 0,05±0,1 МПа/сек.

По итогам испытания вычисляется прочность бетона на сжатие, осевое растяжение, растяжение при раскалывании, растяжение при изгибе по формулам, учитывающим значение разрушающей нагрузки, геометрические параметры образцов и вид бетона. Вся полученная информация заносится протокол испытания бетона, служащий основанием для выдачи заключения о прочностных характеристиках образцов.

Определение влажности бетона

Фактическая влажность бетона крайне важна для определения состояния строительных конструкций, поскольку влияет на теплозащитные показатели стеновых панелей, а влажность бетона перед гидроизоляцией сказывается на степени адгезии изоляционных материалов к защищаемой поверхности.

Методика подготовки образцов – кусков бетона, раздробленных после отбора проб, к проведению испытаний зависит от степени их влажности:

• образцы естественной влажности подлежат испытанию сразу после отбора проб, в противном случае образцы хранятся в герметичной или паронепроницаемой;
• образцы в воздушно-сухом состоянии подлежат упаковке выдержке в течение 28 суток при температуре 20±5⁰С и влажности 50±10%;
• образцы нормальной влажности выдерживаются в камере при влажности более 95% и температуре 20±2⁰С.

Согласно ГОСТ 12730.2-2020 величина бетонных обломков не должна быть больше максимального размера зерна крупного заполнителя для тяжелых и ячеистых бетонов и не более 5 мм – для мелкозернистых. Для испытаний отбираются пробы массой 1 кг для тяжелых и 0,1 кг для ячеистых и мелкозернистых бетонов.

В ходе испытаний проба взвешивается, после чего помещается в сушильный шкаф и высушивается при температуре 105±5⁰С. По формулам, учитывающим разницу масс бетона до и после сушки, определяют фактическую влажность бетона.

Кто испытает бетон на прочность

Определение прочностных показателей и фактической влажности бетона крайне важно, как для качества работ при новом строительстве, так и для определения реального состояния существующего здания при его обследовании. Поведение соответствующих испытаний, а также экспертиза прочности бетона требует наличия у экспертной организации наличия соответствующего лабораторного оборудования, необходимого программного обеспечения и квалифицированного персонала, владеющего методикой испытаний и умеющим обращаться с лабораторной аппаратурой.

Компания «Инженер Эксперт» способна определить необходимые прочностные параметры и предлагает весьма демократичные цены на лабораторные испытания бетона на строящихся и реконструируемых объектах Москвы и Московской области. Качество наших услуг подтверждается позитивными отзывами заказчиков и отсутствием обоснованных рекламаций за период существования.