Прежде чем начать строительство здания или сооружения из бетонных конструкций, проводится испытание бетона на прочность. Эта характеристика влияет на целостность как отдельной бетонной конструкции, так и здания или сооружения.

Испытания бетона на прочность, например определение прочности бетона на сжатие, осуществляются при проведении контроля во время строительства.

  Цемент проходит проверку на активность – вступает в реакцию с влагой, которая находится в воздухе, при этом образуется твердый цементный камень. Проверяют прочность цемента после 28 суток для продолжения строительства.

Обычно, если завод далеко, и машина долго едет, цемент разбавляют водой, от этого прочность не набирается до указанной предприятием.

Технадзор или прораб во время заливки бетона обязан следить за вибрированием. Оно помогает выйти из смеси воздуху, что положительно скажется на прочности, но слишком чрезмерное вибрирование приводит к расслаиванию смеси. Нужно постоянно проверять как идет процесс.

При первичной приемке контролируют соотношение цемента и воды: отливают конус и смотрят, за сколько конус расползется. Прочность бетона выше тогда, когда меньше воды в смеси. Как правило, в смеси 40-70% воды.

За бетоном после заливки ухаживают: поливают водой при жаре, греют зимой, чтобы бетон набрал необходимую прочность. Если этого не делать, материал не наберет прочность. Движение людей по забетонированным конструкциям, установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа.

Прочность бетона определяется, когда нет документации на материал – здание нельзя проектировать и ремонтировать без характеристики бетона; когда у бетона появились дефекты в виде трещин, сколов, отслоения, шелушения, здание не эксплуатировалось или было заброшенным, подвергалось замачиванию, замасливанию, воздействию огня.

Что такое класс бетона

В проекте на строительную конструкцию пользуются понятием класса прочности. Класс бетона на прочность – показатель характеристики материала.

Помимо водонепроницаемости и морозостойкости, бетон лучше сопротивляется усилиям на сжатие. Поэтому здание или сооружение проектируют таким образом, чтобы на конструкцию действовали силы сжатия.

При испытании строительных материалов также проводят определение прочности бетона на сжатие.  

В СССР бетоны подразделялись по прочности на сжатие на марки так же, как и цементы. Марка бетона обозначалась буквой «М» и числовым показателем, соответствующим среднему давлению, которое выдерживает бетон в кг/см2.

Позже Россия перешла на европейские стандарты, и бетон стал подразделяться на классы. Марочная прочность бетона допускает отклонения. У бетона М350 устойчивость давлению в МПа В25 и В27,5, поэтому характеристика класса бетона на прочность точнее.

Марки указываются только для стяжек.

Класс бетона обозначается латинской буквой «В», а цифра, которая стоит за буквой «B», – это нагрузка в МПа, которую бетон должен выдержать в 95 % случаев. Класс бетона выражает максимальное давление сжатия, которое выдерживает материал без разрушения. Строительство ведется с использованием смесей в диапазоне В7,5 – В40.

Если речь идет о бетоне B10, то это означает, что этот класс бетона прочностью 131,0 кгс/см? и выдерживает давление на сжатие 10 МПа в 95 случаях из 100. Давление 10 Мпа на сжатие сравнимо с давлением 1000 тонн конструкции на квадратный метр бетона.

Класс бетона по прочности	Прочность бетона на сжатие, МПа	Средняя прочность бетона, R (кгс/см2 )	Марка бетона по прочности	Область применения
В7,5	7,5	98,2	М100	Работы по подготовке к строительству.
В10	10	131,0	М150	Устанавливают подбетонный слой, тонкослойные стяжки, фундаменты легких строительных конструкций.
В12,5	12,5	163,7	М150
В15	15	196,5	М200	Возводят небольшие строения в малоэтажном строительстве, для устройства внутренних перегородок, лестничных маршей.
В20	20	261,9	М250
В22,5	22,5	294,7	М300	Возводят малоэтажные жилые и промышленные здания
В25	25	327,4	М350	Сооружение высоконагружаемых строительных конструкций – несущих балок, плит, колонн в многоэтажных зданиях.
В27,5	27,5	360,2	М350
В30	30	392,9	М400	Возводят   развлекательные и торговые центры, – аквапарки, банковские хранилища, железобетонные изделия и конструкции гидротехнического типа.
В35	35	458,4	М450
В40	40	523,9	М550

Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и марками 

Как определить класс бетона на прочность

Выбор метода и способов оценки прочности бетона при испытании строительных конструкций зависит от целей выполняемого исследования. Прочность бетона определяется неразрушающим и разрушающим методами контроля.  

Разрушающий метод – отбор проб из материала путём высверливания керна. Полученные образцы разрушают с помощью пресса в лаборатории.

Неразрушающий метод разделяется на прямой и косвенный.

Прямой метод – местные разрушения конструкции, но без повреждения ее в целом. Заключается в отрыве, отрыве со скалыванием, скалывании ребра.

Косвенный метод – проводится уточнение класса бетона без внедрения приборов в тело конструкции.

Разрушающий метод

Испытания проводятся в лаборатории на гидравлическом прессе. Для них подготавливают контрольный образец – куб или цилиндр.

Разрушающий способ определения прочности бетона

Плюсы и минусы разрушающего метода

К плюсам определения прочности бетона разрушающим методом можно отнести следующие:

• Используют камеры, в которых автоматика контролирует и поддерживает температуру и влажность.
• Измеряется искомый параметр – усилие, которое соответствует разрушению при сжатии.
• Исследуется образец материала, который изымается из тела конструкции, а не исключительно из поверхностного слоя.

Минусы у определения прочности бетона разрушающим методом тоже есть:

• Для выполнения испытаний под гидравлическим прессом – заготовка образцов бетона проводится заранее.
• Повреждает целостность бетона.

Неразрушающий прямой метод

Определение прочности бетона неразрушающим методом проводится, когда речь идет о здании или сооружении в процессе эксплуатации. Неразрушающий прямой метод контроля основывается на местных разрушениях конструкции, но без ее повреждения в целом.

Определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием предполагает крепление прибора в полость бетона. С помощью лепестковых анкеров из шпуров извлекают часть материала для исследования, фиксируют разрушающее усилие. 

Определение прочности бетона на сжатие прямым неразрушающим методом отрыва со скалыванием прибором ОНИКС-ОС

Неразрушающий косвенный метод

Неразрушающими косвенными методами проводится уточнение класса бетона без внедрения приборов в тело конструкции, установки анкеров.

При определении прочности бетона ультразвуковым методом используется специальный датчик, который проводит волны сквозь толщу бетонного слоя.  Характеристики скорости прохождения волн сравниваются.

Два типа передачи ультразвука используются при неразрушающем контроле — поверхностная и сквозная. Поверхностная передача используется для стен и перекрытий, доступ к бетону при этом происходит, с одной стороны. Сквозная передача ультразвука используется для оценки свай, столбов, нешироких опорных элементов, доступ к бетону происходит с двух сторон. 

  

Определение прочности бетона на сжатие косвенным неразрушающим методом со сквозной передачей ультразвука прибором Пульсар-2.2 

Определение прочности бетона на сжатие косвенным неразрушающим методом с поверхностной передачей ультразвука прибором Пульсар-2.2

Склерометр используется при определении прочности бетона методом обратного отскока. Прибор фиксирует величину обратного движения бойка после удара о поверхность конструкции или пластины, которая к ней прижимается к конструкции.                

• 
• Определение прочности бетона на сжатие косвенным неразрушающим методом с помощью склерометра
• Принцип определения прочности бетона молотком Кашкарова предполагает измерение на бетоне размеров следа после удара металлическим шариком, сравнение с эталонным отпечатком, в корпус помещают сменный стальной стержень с постоянными характеристиками.
• Прочность материала выводится из соотношения полученных диаметров отпечатков на стержне и бетоне после серии ударов, наносимых конструкции.
•  
• Определение прочности бетона на сжатие косвенным неразрушающим методом с помощью молотка Кашкарова

 Плюсы и минусы неразрушающего метода

Неразрушающие методы контроля прочности бетона имеют ряд преимуществ:

 Сохраняется целостность конструкции, которая проверяется.

• Производят испытания непосредственно на площадке, получают данные оперативно.
• Не нужно изготавливать или отбирать образцы.

Есть в определении прочности бетона неразрушающим методом и минусы:

• Необходимо ждать «плюсовой» температуры, сухости бетона и низкой влажности в помещении для проведения испытаний.
• Нужно подготовить поверхность конструкции, очистить ее от выступов и неровностей.
• Необходимо знать о расстоянии до края конструкции и арматуры.

Косвенные методы	Трудоемкость	Стоимость испытаний	Диапазон применения, МПа
УЗК	+	++	5-40
Склерометр	++	++	5-50
Молоток Кашкарова	+++	+++	5-50

*+ – оценка параметров.

*+ – низкая; ++ – средняя; +++ – высокая. 

Преимущества компании ООО «СТРОЙ-ПРОВЕРКА»

Преимущество центра технических экспертиз ООО «СТРОЙ-ПРОВЕРКА» заключается в том, что организация имеет необходимый набор приборов как для разрушающего так и для неразрушающего контроля бетона с поверками и сертификатами на данные приборы:

• Ультразвуковой томограф низкочастотный А1040 MIRA (заводской номер № 210100);
• Измеритель времени и скорости распространения ультразвука ПУЛЬСАР-2.2 (заводской номер № 343);
• Измеритель защитного слоя бетона ИПА-МГ4, Госреестр № 29316-10 (заводской номер № 3023);

Современные методы испытания бетона

Пренебрегать методами контроля бетона означает подвергать жизнь людей опасности. Чтобы не допустить брак при строительстве любых объектов на каждом этапе создания и созревания бетона устанавливаются определенные методы контроля. В статье рассмотрены эти методы с указанием соответствующих регламентирующих документов.

Как определяется прочность бетона

Проверки начинаются ещё до создания формовочной смеси. Проверяют параметры и дозировку составляющих компонентов при замешивании смеси. Также проверке по ряду параметров подвергается сама бетонная смесь, а именно: удобоукладываемость, средняя плотность, расслаиваемость, пористость, температура, сохраняемость свойств во времени, объем вовлеченного воздуха.

Однако, зачастую, непосредственно на строительной площадке проверяются только удобоукладываемость и температура. После укладки бетонной смеси конструкция проверяется в промежуточном возрасте — 7 суток.

К этому времени бетон должен набрать не менее 70% от требуемой проектом прочности. Завершается процесс исследованиями прочностных характеристик после полного созревания. А в реальности — продолжается на всём протяжении жизни бетонной конструкции.

В документах принято, что бетон созревает, или набирает проектную прочность, на 28-й день твердения.

Формирование заданной прочности бетона зависит от совокупности физических и химических факторов на протяжении каждого этапа. Для понимания всего процесса разделим эти этапы на:

1. Подготовку компонентов для приготовления каждой партии бетонной смеси.
2. Замешивание бетонной смеси в растворном узле.
3. Заливку готовой смеси в формы или опалубку на объекте.
4. Набор прочности.
5. Эксплуатацию сооружения.

От чего зависит получение заданного класса бетона

Что проверяют на первом этапе? Перед запуском производства и подачей компонентов бетонной смеси в смеситель технолог подбирает состав и таким образом задает характеристики будущей смеси, далее вводит параметры исходного сырья на пульт управления бетоносмесительного узла.

Автоматика современных БСУ производит дозирование компонентов в необходимых пропорциях с учётом естественной влажности, температуры и применяемых добавок.

Каждая партия бетонной смеси должна быть испытана на производстве, а также иметь документ о качестве по ГОСТ 7473-2010 (Приложение Б), который должен отражать следующие основные параметры:

• наименование, адрес и телефон производителя и поставщика бетонной смеси;
• дата и время отгрузки бетонной смеси;
• вид бетонной смеси и ее условное обозначение;
• проектный класс бетона по прочности;
• применяемые добавки:
  • пластификаторы;
  • ускорители;
  • гидрофобизаторы;
  • антифризы;
• номер номинального состава бетонной смеси;
• жизнеспособность (сохраняемость удобоукладываемости);
• наибольшая крупность заполнителя.

Примечание: На деле, зачастую, производитель может пытаться умолчать о некоторых пунктах документа о качестве по собственному усмотрению или по просьбе подрядчика, поэтому приходится следить и требовать корректного составления данного документа.

После смешения компонентов испытатели берут смесь одного номинального состава из бетоносмесителя. Из нее отливают стандартные образцы для испытаний.

Лаборанты учитывают разницу в физическом и химическом воздействии на бетонную смесь, которая отправлена на объект, с той, что поступила к ним на испытания в лабораторию. Причина в том, что существует зависимость набора прочности бетона от дополнительных факторов:

• время от замешивания смеси до укладки в опалубку;
• вибрационное воздействие на смесь;
• равномерность заполнения формы или опалубки;
• температура окружающей среды;
• изменение водоцементного соотношения рабочими на объекте.

Эти факторы будут различаться между лабораторными условиями и стройкой. Чтобы получить точные показатели, также берут пробы непосредственно на стройплощадке.

Образцы представляют собой кубы с длиной ребра 10 см. Их маркируют, а после доставляют на исследование. Иногда проверку проводят прямо на объекте.

Все работы выполняют согласно принятой в отрасли НТД (нормативно-технической документации).

Классификация методов испытания бетона на прочность

В XXI веке применяют два способа тестирования: разрушающие и неразрушающие методы испытаний. Общая цель этих способов — получить показания приборов и соотнести их с характеристиками, заявленными в ГОСТ 22690, ГОСТ 17624 и 10180. Затем, на основании полученных результатов, определить класс бетона по прочности.

Разрушающие методы

Испытания механическим разрушением предварительно отформованных образцов проводят для проверки предельных параметров:

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

В лабораторных условиях проверяют прочность по кубикам или балочкам определенных размеров. Их отливают в формы для бетонной смеси (регулируется ГОСТ 10180). Образцы для испытаний также отбирают из готовых конструкций (регулируется ГОСТ 28570).

При проведении испытания кубик давят в гидравлическом прессе до разрушения. Важно, что в процессе проверки раздавливают не единичный экземпляр, а серию образцов. Полученные измерения усредняют, а результаты заносят в протокол испытаний.

Этим достигается уменьшение погрешности.

Перед испытаниями образцов бетона происходит сбор информации о материале, запрашиваются паспорта качества и исходя из этого подбирается оптимальный режим проведения испытаний. Но иногда случается так, что прочность оказывается в 1,5 — 2 раза выше расчётной. Последствия данной неожиданности мы и отразили в данном ролике.

Неразрушающие методы

ГОСТ 22690 объединяет в эту группу прямые и косвенные механические методы проверки прочности. Первые основаны на замерах механических воздействий на испытуемый материал. Вторые — на сравнении показаний приборов, т.е. косвенных характеристик с прочностными показателями разрушающих методов.

Прямые:

• Отрыв металлических дисков. Позволяет исследовать параметры местного разрушения бетона в месте отрыва приклеенного к нему металлического диска. Приложенное для отрыва усилие фиксируют прибором типа «Оникс». Полученный показатель делят на площадь диска. Затем число сверяют со справочной информацией.
  Используется для проверки армированных конструкций. Но в России этот способ встречается редко. Он не получил распространения из-за сложности с наклейкой дисков эпоксидным клеем в холодную погоду.
• Вырыв анкера со скалыванием. Измеряется сопротивление, которое оказывает бетон во время отрыва фрагмента камня с помощью анкера. Способ считают трудозатратным. Предварительно необходимо выбуривать отверстия для анкеров и затягивать их до раскрытия. Не подходит для испытаний тонких конструкций.
• Скалывание ребра конструкции. Метод применяют для проверки прочности линейных изделий: свай, ригелей, балок, перемычек.

Косвенные:

• Ультразвуковой контроль прочности бетона. Принятое сокращение — УЗК. Это метод базируется на разной скорости прохождения ультразвуковых волн через бетоны различной прочности. Проверку производят методом сквозного и поверхностного прозвучивания. Работы регламентируют ГОСТом 17624. В этом документе зафиксированы требования к технологии проведения испытаний на объектах строительства. Также указаны формы протоколов испытаний. Преимущество этого способа заключается в точности (при использовании современных приборов) и быстроте получения показателей. Но при применении УЗК необходимо произвести дополнительные вычисления и построить градуировочную зависимость, которая свяжет полученные данные с прочностью материала.

• Ударно-импульсный способ. При проведении испытания прибор считывает энергию удара и ее изменение в момент соударения бойка с поверхностью бeтона. Точность измерений при этом способе невысокая и несравнима с показателями лабораторных тестов. Зато есть преимущества в простоте процесса.
• Метод упругого отскока. Метод основан на связи прочности бетона со значением отскока бойка от поверхности бетона. Измеряют величину единицы отскока и далее, вычисляют прочность по заранее построенной градуировочной зависимости. Для работы применяют компактный прибор — молоток Шмидта, инструмент, который изобретен ещё в 1948 году. Из несущественных минусов отметим необходимость предварительной подготовки площадки, на которой проводят измерения.

• Метод пластической деформации. Это тоже способ, которым проверяют прочность бетонной поверхности. Используется ударный инструмент — молоток Кашкарова. Им ударяют по листам бумаги с копиркой, которые выкладывают на исследуемую поверхность. Затем замеряют параметры отпечатка на бумаге, который оставляет эталонный стержень на конце молотка. Показатели соотносят со справочными цифрами, взятыми из нормативных документов. Является довольно экзотическим методом, который редко применяется на практике, ввиду сложности с воспроизводимостью измерений разными испытателями.

Другие виды испытаний

Строительные нормативы при возведении зданий предписывают застройщикам проверять различные параметры бетонных конструкций. Для этого они пользуются услугами строительных лабораторий. Чаще всего определяют следующие характеристики:

• степень карбонизации;
• диаметр и расположение арматуры в готовой конструкции;
• измерение величины защитного слоя;
• влажность поверхности;
• плотность.

Также в лабораториях, для определения важных характеристик, обязательно тестируют образцы на водонепроницаемость и морозостойкость.

Испытание бетона на водонепроницаемость

От показателя водонепроницаемости бетона зависит его прочность и морозостойкость. Все исследовательские процедуры на определение марки по водонепроницаемости выполняют по регламенту ГОСТ 12730.5.

Образцы заливают в формы-цилиндры с диаметром 150 мм или формы-кубы с ребром 150 мм. После созревания их вынимают и тестируют водяным давлением на лабораторном оборудовании. Для уменьшения погрешности показателей в лабораториях исследуют не менее 6 образцов. В зависимости от требований применяют различные способы испытаний бетонных образцов на пропускание влаги:

• используют метод «мокрого пятна»;
• вычисляют коэффициент фильтрации;
• определяют глубину проникания воды под давлением;
• проводят экспресс-тест по воздухопроницаемости.

Техническое оснащение показывает уровень лаборатории и ее возможности по получению результатов проверок.

Определение параметров морозостойкости

Требования к морозостойкости бетона вызваны климатическими факторами на территории России. Проектировщики указывают этот параметр в проектах, а службы контроля включают его в список испытаний на предварительном этапе строительства. Морозостойкость зависит от плотности смеси и отсутствия пор, в которых может скапливаться вода.

Испытания на морозостойкость проводятся только в лабораториях. Работы регламентируются ГОСТ 10060-2012. Образцы замораживают в холодильных камерах до температуры от -18 С до -50 С.

Затем бетонный кубик размораживают на воздухе или в водно-солевом растворе при t=+20C. Это считается полным циклом.

После определенного количества циклов бетонный камень подвергают стандартной проверке на прочность с помощью гидравлического пресса.

Лаборанты определяют количество циклов, при котором сохраняется марочная прочность. Результаты заносят в протокол испытаний. Без подписи ответственного лица документ не действителен.

Маркировка смесей и готового бетона

Маркировка бетона регулируется ГОСТ 7473. Она отражает свойства, которые заложены производителем. Разберём принятые обозначения на одном примере:

Аббревиатуры БСТ, БСМ, БСЛ означает тип бетонной смеси: тяжёлая, мелкозернистая или лёгкая. Эти сокращения приняты в отрасли и закреплены в ГОСТе.

Буквой B обозначается класс по прочности в МПа.

Буквой П, Ж, Р обозначают принадлежность смесей к группам по удобоукладываемости: подвижные, жёсткие, растекающиеся.

Латинской буквой F маркируют параметр морозостойкости. Показывает, какое количество циклов замораживания-оттаивания выдерживает насыщенный водой бетон без потери прочности или массы.

Латинская буква W в маркировке означает водонепроницаемость. Она сочетается с четными числами от 2 до 20. Единицей измерения этого параметра принято считать давление в МПа×10⁻¹. Этим показателем характеризуют максимальный водный напор, при котором бетон не пропускает воду.

Список используемой нормативно-технической документации:

• ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости
• ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
• ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
• ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
• ГОСТ 28570-2019 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
• ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний
• ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
• ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
• ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
• ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
• ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества

Определение прочности бетона — методы проверки и приборы

Прочность бетона — важнейшая характеристика, которая применяется при проектировании и расчете конструкций для строительства различных сооружений. Она задается маркой М (в кг/см²) или классом В (в МПа) и выражает максимальное давление сжатия, которое выдерживает материал без разрушения.

При определении марочной прочности бетона строительные организации и изготовители конструкций должны руководствоваться требованиями нормативных документов — ГОСТ 22690-88, 28570, 18105-2010, 10180-2012. Они регламентируют методику проведения испытаний, обработку результатов.

Что влияет на прочность?

Затвердевшая в условиях строительной площадки бетонная смесь может давать отличные от лабораторных результаты. Помимо качества цемента и заполнителей на характеристику влияют:

• условия транспортировки;
• способ укладки в опалубку;
• размеры и форма конструкции;
• вид напряженного состояния;
• влажность, температура воздуха на всем протяжении твердения смеси;
• уход за монолитом после заливки.

Качество смеси и ее прочностные характеристики ухудшаются, если при производстве работ совершались грубые нарушения технологии:

• доставка производилась не в миксере;
• время в пути превысило допустимое;
• при заливке смесь не уплотнялась вибраторами или трамбовками;
• при монтаже была слишком низкая или высокая температура, ветер;
• после укладки в опалубку не поддерживались оптимальные условия твердения.

Неправильная транспортировка приводит к схватыванию, расслоению и потере подвижности смеси. Без уплотнения в толще конструкции остаются пузырьки воздуха, которые ухудшают качество монолита.

При температуре 15°-25°С и высокой влажности в первые 7-15 суток бетон достигает прочности 70%. Если условия не выдерживаются, то сроки затягиваются. Опасно как охлаждение смеси, так и ее пересушивание. Зимой опалубку утепляют или прогревают, летом поверхность монолита увлажняют, накрывают пленкой.

https://www.youtube.com/watch?v=E7pRAak987w\u0026pp=ygU20J7Qv9GA0LXQtNC10LvQtdC90LjQtSDQv9GA0L7Rh9C90L7RgdGC0Lgg0LHQtdGC0L7QvdCw

На заводах ЖБИ осуществляют пропаривание или автоклавную обработку конструкций, чтобы уменьшить время набора прочности. Процесс занимает от 8 до 12 часов.

Чтобы определить, насколько характеристики конструкции соответствуют проектным, а также при обследованиях и мониторинге технического состояния зданий проводят проверку прочности бетона. Она включает лабораторные испытания образцов, неразрушающие прямые и косвенные методы исследования объектов.

Факторы, влияющие на погрешность измерений при контроле и оценке прочности бетона:

• неравномерность состава;
• дефекты поверхности;
• влажность материала;
• армирование;
• коррозия, промасливание, карбонизация внешнего слоя;
• неисправности прибора — износ пружины, слабую зарядка аккумуляторной батареи.

Самый информативный способ проверки бетонных конструкций — изъятие образцов из тела монолита с последующим их испытанием. Такой метод сводит к минимуму ошибки, но достаточно дорог и трудоемок.

Поэтому чаще пользуются более доступными исследованиями с помощью приборов, измеряющих зависимые от прочности характеристики — твердость, усилие на отрыв или скол, длину волны.

Зная их, можно с помощью переходных формул вычислить искомую величину.

Требования к проверке

С точки зрения заказчика наиболее предпочтительно проводить испытания неразрушающими методами контроля фактической прочности бетона. Сегодня созданы приборы, которые позволяют быстро получить результаты без бурения, высверливания или вырубки образца, портящих целостность конструкции.

Для осуществления контроля и оценки прочности бетона рассматривают три показателя:

• точность измерений;
• стоимость оборудования;
• трудоемкость.

Наиболее дорогими являются испытания кернов на лабораторном прессе и отрыв со скалыванием. Исследования по величине ударного импульса, упругого отскока, пластических деформаций или с помощью ультразвука имеют меньшую затратную часть. Но применять их рекомендуется после установления градуировочной зависимости между косвенной характеристикой и фактической прочностью.

Параметры смеси могут существенно отличаться от тех, при которых была построена градуировочная зависимость. Чтобы определить достоверную прочность бетона на сжатие, проводят обязательные испытания кубиков на прессе или определяют усилие на отрыв со скалыванием.

Если пренебречь этой операцией, неизбежны большие погрешности при контроле и оценке прочности бетона. Ошибки могут достигать 15-75 %.

Целесообразно пользоваться косвенными методами при оценке технического состояния конструкции, когда необходимо выявить зоны неоднородности материала. Тогда правила контроля допускают применение неточного относительного показателя.

Как определить прочность бетона?

В производстве материалов и строительстве применяются методы для испытания бетона на прочность:

• разрушающие;
• неразрушающие прямые;
• неразрушающие косвенные.

Они позволяют с той или иной точностью проводить контроль и оценку фактической прочности бетона в лабораториях, на площадках или в уже построенных сооружениях.

Разрушающие методы

Из готовой смонтированной конструкции выпиливают или выбуривают образцы, которые затем разрушают на прессе. После каждого испытания фиксируют значения максимальных сжимающих усилий, выполняют статистическую обработку.

Этот метод, хотя и дает объективные сведения, часто не приемлем из-за дороговизны, трудоемкости и причинения локальных дефектов.

На производстве исследования проводят на сериях образцов, заготовленных с соблюдением требований ГОСТ 10180-2012 из рабочей бетонной смеси. Кубики или цилиндры выдерживают в условиях, максимально приближенным к заводским, затем испытывают на прессе.

Неразрушающие прямые

Неразрушающие методы контроля прочности бетона предполагают испытания материала без повреждений конструкции. Механическое взаимодействие прибора с поверхностью производится:

• при отрыве;
• отрыве со скалыванием;
• скалывании ребра.

При испытаниях методом отрыва на поверхность монолита приклеивают эпоксидным составом стальной диск. Затем специальным устройством (ПОС-50МГ4, ГПНВ-5, ПИВ и другими) отрывают его вместе с фрагментом конструкции. Полученная величина усилия переводится с помощью формул в искомый показатель.

При отрыве со скалыванием прибор крепится не к диску, а в полость бетона. В пробуренные шпуры вкладывают лепестковые анкеры, затем извлекают часть материала, фиксируют разрушающее усилие. Для определения марочной характеристики применяют переводные коэффициенты.

Метод скалывания ребра применим к конструкциям, имеющим внешние углы — балки, перекрытия, колонны. Прибор (ГПНС-4) закрепляют к выступающему сегменту при помощи анкера с дюбелем, плавно нагружают. В момент разрушения фиксируют усилие и глубину скола.

Прочность находят по формуле, где учитывается крупность заполнителя.

Внимание! Способ не применяют при толщине защитного слоя менее 20 мм.

Неразрушающие косвенные методы

Уточнение марки материала неразрушающими косвенными методами проводится без внедрения приборов в тело конструкции, установки анкеров или других трудоемких операций. Применяют:

• исследование ультразвуком;
• метод ударного импульса;
• метод упругого отскока;
• пластической деформации.

При ультразвуковом методе определения прочности бетона сравнивают скорость распространения продольных волн в готовой конструкции и эталонном образце. Прибор УГВ-1 устанавливают на ровную поверхность без повреждений. Прозванивают участки согласно программе испытаний.

Данные обрабатывают, исключая выпадающие значения. Современные приборы оснащены электронными базами, проводящими первичные расчеты. Погрешность при акустических исследованиях при соблюдении требований ГОСТ 17624-2012 не превышает 5%.

При определении прочности методом ударного импульса используют энергию удара металлического бойка сферической формы о поверхность бетона. Пьезоэлектрическое или магнитострикционное устройство преобразует ее в электрический импульс, амплитуда и время которого функционально связаны с прочностью бетона.

Прибор компактен, прост в применении, выдает результаты в удобном виде — единицах измерения нужной характеристики.

При определении марки бетона методом обратного отскока прибор — склерометр — фиксирует величину обратного движения бойка после удара о поверхность конструкции или прижатой к ней металлической пластины. Таким образом устанавливается твердость материала, связанная с прочностью функциональной зависимостью.

Метод пластических деформаций предполагает измерение на бетоне размеров следа после удара металлическим шариком и сравнение его с эталонным отпечатком. Способ разработан давно. Наиболее часто на практике используется молоток Кашкарова, в корпус которого вставляют сменный стальной стержень с известными характеристиками.

По поверхности конструкции наносят серию ударов. Прочность материала определяется из соотношения полученных диаметров отпечатков на стержне и бетоне.

Заключение

Для контроля и оценки прочности бетона целесообразно пользоваться неразрушающими методами испытаний. Они более доступны и недороги по сравнению с лабораторными исследованиями образцов. Главное условие получения точных значений — построение градуировочной зависимости приборов. Необходимо также устранить факторы, искажающие результаты измерений.