Прочностные характеристики бетона – важнейший показатель, определяющий несущую способность бетонной конструкции, а соответственно и сферу ее применения. Прочность бетона определяется по результатам испытаний, которые могут производиться разрушающими методами в лабораторных условиях, а в условиях строительной площадки – неразрушающими.
Факторы, от которых зависит прочность бетона
Прочность бетона – его способность воспринимать внешние (механические, физические, химические) воздействия характеризуется следующими показателями:
- классом бетона на сжатие – В;
- классом прочности на осевое растяжение – Вt;
- плотностью – D;
- маркой по водонепроницаемости – W;
- маркой по морозостойкости – F.
Прочностные характеристики бетона, доставленного на стройплощадку и уложенного в опалубку зависят от ряда факторов, в частности от:
- марки цемента;
- состава бетонной смеси (водоцементного отношения, количества и состава заполнителей, наличия и количества химических и минеральных добавок, влияющих на пластичность, время и температуру твердения, водонепроницаемость, морозостойкость и др.);
- качества воды, инертных материалов;
- способа приготовления смеси и затворения раствора – точность дозировки, степень перемешивания и др.;
- условий доставки и укладки – метода транспортировки бетона, его подачи к месту укладки, технология уплотнения, температура воздуха, влажность;
- условия твердения – качество ухода за бетоном, температура воздуха и влажность.
Для подтверждения класса прочности бетона, гарантированного изготовителем, производятся испытания, методика которых определена действующими техническими регламентами.
Виды испытаний прочности бетона
Прочность бетона подтверждается изготовителем в ходе приемо-сдаточного контроля продукции растворо-бетонных заводов; контролируется на строительной площадке в рамках входного контроля поступающих материалов, определяется в существующих бетонных и железобетонных элементах в ходе обследования конструкций зданий и сооружений. Оценка прочности бетона производится:
- в лабораторных условиях разрушающими методами, в ходе которых образцы стандартной формы нагружаются до разрушения, а показатели прочности рассчитываются по специальным формулам;
- прямыми неразрушающими методами в построечных условиях. В эту категорию включаются методы:
- «на отрыв», когда на бетонную поверхность, испытываемого изделия, на эпоксидном клее закреплен металлический диск стандартных размеров. При помощи специальных приборов диск отрывается вместе с приклеившимся куском бетона и на основании полученных результатов по формулам рассчитывается прочность. Используется для густоармированных конструкций;
- на «отрыв со сколом», в ходе которого в исследуемую конструкцию погружаются лепестковые анкеры. Анкеры вырываются из конструкции, а усилие, которое понадобится для этого, пересчитывается в прочность бетона. Метод используется для плоскостных конструкций – стен, диафрагм жесткости и др.;
- скалывания ребра – простой метод, применяемый для элементов строений с наружными углами – колоннами, балками. Его технология аналогична методу отрыва со сколом.
- косвенными неразрушающими методами на стройплощадке. К этим методам относятся методы:
- ударного импульса, когда импульс, возникший в результате удара специального молотка с бойком сферической конфигурации об испытуемую бетонную поверхность преобразуется в электрический сигнал, характеристики которого фиксируются прибором, определяя прочность бетона;
- упругого отскока, при котором склерометр измеряет высоту отскока бойка от бетонной поверхности и по этой величине определяется прочность бетона, которая напрямую влияет на долговечность зданий и сооружений;
- пластической деформации, который заключается в измерении отпечатка, полученного в результате удара о бетонную поверхность стандартного стального шарика;
- ультразвукового, когда прочность бетона определяется за счет измерения скорости колебания ультразвуковых волн, проходящих через испытуемый бетон.
Косвенные, ударно-импульсные методы определения прочности бетона эффективны только в поверхностном слое толщиной 25 – 30 мм, поэтому при подготовке поверхностей к проверке они должны быть очищены от поврежденного верхнего слоя бетона.
Испытания контрольных образцов бетона на сжатие
Описание и методика испытания контрольных образцов бетона на сжатие приведены в ГОСТ 10180-2012. Этот документ формулирует, что прочность бетона определяется посредством замеров величины минимальных усилий, разрушающих стандартные бетонные образцы в ходе их загружения постоянно нарастающей статической нагрузкой с определением нормальных напряжений, возникающих при восприятии таких нагрузок.
Подготовка испытаний
Для проведения испытаний изготавливаются от 2 до 6 образцов, имеющих, в зависимости от метода испытания форму куба, призмы квадратного сечения или цилиндра, размерами, регламентированными ГОСТ и зависящими от фракции заполнителя. Базовым образцом для испытаний является бетонный кубик с длиной ребра равной 150 мм.
Контрольные образцы изготавливаются из бетонной смеси, полученной из одной пробы. Ее заливают в стандартные калиброванные металлические формы, внутренние поверхности которых покрыты смазкой. Бетон уплотняют штыковкой, а на свободную поверхность после ее заглаживания наносят маркировку, указывающую на принадлежность и дату изготовления образца. Условия твердения бетонных образцов выбираются применительно к условиям твердения элемента здания, для бетонирования которой он использовался.
Проведение испытаний
Продолжительность испытания бетонных образцов расчетного возраста и одной серии, должна быть менее 60 минут. До начала испытаний опорные плиты пресса очищают от обломков бетонных образцов, оставшихся от ранее проведенных испытаний.
В ходе загружения образцов нагрузка нарастает без перерывов с постоянной скоростью до наступления момента разрушения. При этом продолжительность испытания от момента начала загружения до разрушения образца должна превышать 30 сек. Разрушающей нагрузкой считается максимальное усилие, отмеченное по результатам испытаний.
В журнале испытаний указывается информация, полученная в ходе исследования остатков разрушенного образца о размерах раковин и каверн, зерен заполнителя, о наличии следов расслоения.
Результаты испытаний
Прочность бетона на сжатие определяют расчетом, по специальной формуле, регламентированной ГОСТ 10180-2012, куда входят:
- коэффициент, зависящий от формы и размера образцов, на которых проводились испытания;
- величина разрушающей нагрузки;
- площадь рабочего сечения испытанного образца.
Итоговая прочность бетона принимается как среднеарифметическая величина, полученная по результатам испытания всех образцов серии.
Наши услуги:
Геодезические изыскания | Проект усиления конструкций | Проектирование в среде BIM
Запросить расчет стоимости
Заполните форму и получите Коммерческое предложение на email. В случае необходимости наш специалист свяжется с Вами для уточнения деталей и дальнейших расчетов.