Випробування бетону на міцність

Міцність бетону — найважливіша характеристика, від якої багато в чому залежать надійність і довговічність бетонної або залізобетонної конструкції. Ця величина дорівнює максимальному зусиллю на стиск, яке бетонний елемент здатний витримати без руйнування. Характеризується маркою або класом.

Визначення міцності може проводитися за допомогою лабораторних випробувань на стиск (для визначення якості бетонної суміші) або прямо на об’єкті способами неруйнівного і руйнівного контролю.

Фактори, що впливають на міцність бетону

При лабораторних випробуваннях основними параметрами, що впливають на характеристики міцності, є властивості цементу, піску і щебеню, технологія виробництва бетонної суміші. Випробування застиглого бетону безпосередньо на об’єкті можуть дати результати, що відрізняються від отриманих в лабораторії, оскільки на міцність додатково впливають:

• спосіб доставки пластичної бетонної суміші на будмайданчик;
• спосіб заливки в опалубку, якість ущільнення;
• геометрія конструкції;
• температурно-вологісні умови набору міцності суміші.

Які параметри можуть погіршити міцність матеріалу:

• Доставка пластичного матеріалу в транспорті, в якому не забезпечуються нормативні умови перевезення або в спеціалізованому транспорті з перевищенням допустимого часу знаходження пластичного продукту в дорозі. Некоректна перевезення провокує розшарування або втрату пластичності суміші.
• Відсутність трамбування після заливки. Без ущільнення в суміші залишаються повітряні бульбашки, які знижують характеристики застиглого бетону.
• Температурні умови, що не відповідають нормативам, сильний вітер. Небезпечними є занадто низькі і підвищені температури, пересушування.

Лабораторні випробування контрольних зразків бетону на стиск

Визначення характеристик міцності бетону по контрольним зразкам в лабораторних умовах регламентується ГОСТом 10180-2012. Для випробувань на стиск використовують зразки у формі куба або циліндра. Мінімальний розмір сторони куба і діаметр циліндра залежать від фракції щебеню.

Таблиця залежності мінімально допустимого розміру сторони зразка від максимальної фракції щебеню

При тестуванні теплоізоляційних і конструкційно-теплоізоляційних бетонних конструкцій на легких заповнювачах класу міцності В5 і менше можна використовувати зразки з мінімально допустимим розміром 150 мм.

Виготовлені зразки, призначені для затвердіння в нормальних умовах, зберігають у формах, що накриваються вологою тканиною, при температурі +25°C. Розпалубку здійснюють не раніше ніж через 24 години і не пізніше ніж через 72 години. Зразки поміщають в камеру, в якій дотримується наступний режим:

• температура- + 18 … + 22°C;
• відносна вологість-90 … 100%.

У приміщенні, запланованому для тестування, повинна підтримуватися температура +15…+25°C, відносна вологість – 55% і більше.

Перед випробуванням зразки оглядають і виявляють дефекти – тріщини, відколи, сторонні включення, раковини. Опорні грані вибирають так, щоб напрямок навантаження було паралельно верствам заливки бетонної суміші. Після укладання зразка на опорні плити і суміщення верхньої плити преса з верхньою гранню куба або циліндра починають навантаження з постійною швидкістю наростання зусилля. Результати фіксують в журналі.

Міцність важкого бетону визначають як середню арифметичну величину:

• з двох зразків — за обома зразками;
• з трьох зразків-за двома найміцнішими;
• з чотирьох-за трьома найміцнішим;
• з шести-по чотирьох найміцнішим.

Міцність ніздрюватих бетонів обчислюють як середнє арифметичне всіх зразків.

Руйнівний контроль міцності безпосередньо на об’єкті

Визначення міцності бетону руйнівним способом може проводитися на зразках, взятих безпосередньо з самої будівельної конструкції способами випилювання або вирубки. Місця взяття контрольних зразків визначаються інженерами-проектувальниками. Оптимальний варіант-вказівка цих місць в проектній документації. Цей метод є найбільш точним, але дорогим, трудомістким і порушує цілісність будівельної конструкції.

Види неруйнівних способів визначення міцності бетону

Неруйнівний контроль міцності бетонної і ЖБ конструкції здійснюється безпосередньо на об’єкті і відбувається без пошкодження будівельних конструкцій. Ці випробування діляться на прямі і непрямі.

При проведенні таких випробувань бетону на об’єкті точність вимірювань погіршується через декілька факторів, серед яких:

• дефекти на бетонній поверхні;
• нерівномірність складу бетонної суміші;
• вихід арматурних стержнів на поверхню;
• масляні плями;
• карбонізація поверхні;
• несправні, невідкалібровані вимірювальні прилади.

Методи прямих неруйнівних випробувань бетону

До прямого контролю міцності бетону відносяться випробування:

• На відрив. Їх виробляють шляхом приклеювання металевого диска епоксидним клеєм. За допомогою пристроїв ПОС-50мг4, ГПНВ-5, пів диск відривають спільно з бетонним елементом. Отримана величина зусилля перетворюється за допомогою формул в міцність.
• На відрив зі сколом. В цьому випадку в пробурене отвір закладають пелюсткові анкери. Проводять вирив анкера разом з матеріалом, фіксують зусилля, переводять його за допомогою формул в міцнісну характеристику.

• Сколювання ребра. Цей метод добре підходить для конструкцій з зовнішніми кутами – колон, балок, перекриттів. Прилад фіксують до виступаючої частини конструкції за допомогою анкера з дюбелем.

Непрямі способи тестування міцності бетонних і залізобетонних конструкцій

До таких випробувань відносяться:

• Ультразвукові дослідження. Міцність визначають методом порівняння швидкостей проходження хвиль в бетонному елементі і еталонному зразку. Пристрій встановлюють на рівну бездефектну поверхню. Після прозвонки отримані результати обробляються електронними компонентами. Випадають значення видаляють. Похибка при такому способі не більше 5%. Прозвучання може бути суцільним і поверхневим. Перша технологія контролю застосовується для лінійних конструкцій, друга – для стінових панелей, плоских і ребристих конструкцій, пустотних елементів.

• Метод ударного імпульсу. При таких випробуваннях металевий бойок вдаряється об бетонну поверхню, міцнісні властивості якої визначаються відповідно до енергії удару, що перетворюється в електроімпульс.
• Спосіб пружного відскоку. Для таких досліджень застосовуються склерометри, які фіксують значення зворотного руху бойка після його удару об бетонну поверхню і дозволяють визначити твердість бетонного елемента. Міцність і твердість матеріалу функціонально пов’язані.
• Спосіб пластичної деформації. В цьому випадку використовуються: молоток Фізделя, молоток Шмідта і молоток Кашкарова. Міцність бетонного продукту визначається по залишеному молотком відбитку, який порівнюють з еталонним або користуються тарировочными кривими.

Методи неруйнівного випробування бетону більш прості, економічні і не порушують цілісність конструкції. Але при їх здійсненні необхідно дотримуватися всіх правил проведення таких робіт і користуватися тільки справними пристроями.

Додаткові корисні статті:

Випробування бетону на міцність-лабораторні дослідження Протокол випробування бетону на міцність: зразок Властивості бетону: міцність на стиск, щільність і тепловиділення Чим зміцнити та знепилити стяжку бетонної підлоги?