Испытание бетона на прочность: методы, ГОСТ, результаты

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 – В_t;
• 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.