Определение прочности бетона — методы испытаний и приборы

Что влияет на прочность?

Бетонная смесь, затвердевшая в условиях строительной площадки, может давать результаты, отличные от лабораторных. Помимо качества цемента и заполнителей, на характеристики влияют:

• транспортные условия;
• способ укладки в опалубку;
• размер и форма конструкции;
• тип стрессового состояния;
• влажность, температура воздуха в период твердения смеси;
• уход за монолитом после заливки.

Качество смеси и ее прочностные свойства ухудшаются, если при производстве работ были допущены грубые нарушения технологии:

• подача не производилась в смесителе;
• время в пути превысило допустимое время;
• 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 для созревания.

Неправильная транспортировка приводит к заклиниванию, расслаиванию и потере подвижности смеси. Без герметизации в толще конструкции остаются пузырьки воздуха, которые ухудшают качество монолита.

При температуре 15°-25°С и высокой влажности бетон достигает 70% прочности в первые 7-15 дней. Если условия не выполняются, сроки переносятся. Опасно как охлаждать смесь, так и сушить ее. Зимой опалубку утепляют или утепляют, летом поверхность монолита увлажняют и закрывают пленкой.

Бетонные заводы по производству сборных железобетонных изделий парят или автоклавируют конструкции, чтобы сократить время отверждения. Процесс занимает от 8 до 12 часов.

Для определения того, насколько особенности конструкции соответствуют проекту, а также при испытаниях и контроле за техническим состоянием зданий проводят испытание бетона на прочность. Он включает лабораторные испытания образцов, неразрушающие прямые и косвенные методы контроля объектов.

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

• неравномерный состав;
• дефекты поверхности;
• влажность материала;
• армирование;
• коррозия, замасливание, обугливание наружного слоя;
• неисправности устройства – износ пружины, плохая зарядка аккумулятора.

Наиболее информативным способом проверки бетонных конструкций является взятие образцов из тела монолита и их последующее испытание. Этот метод минимизирует ошибки, но является достаточно дорогостоящим и трудоемким. Поэтому чаще применяют более доступные испытания приборами, измеряющими прочностные характеристики — твердость, прочность на разрыв или скалывание, длину волны. Зная их, можно использовать формулы перехода для расчета нужного значения.

Испытание бетона на прочность, минимальные размеры образцов

Проверка смеси позволяет определить соответствие возводимой конструкции техническим характеристикам в соответствии с положениями СНиП и ГОСТ. Проводится в лаборатории.

Погрешность измерения приводит к:

• влажность испытуемого материала;
• неравномерный состав раствора;
• промасливание внешнего слоя;
• армирование металлическими стержнями;
• сколы, трещины и другие дефекты поверхности основания;
• проведение исследований с неисправным прибором.

После завершения испытаний составляется «Документ качества бетонной смеси». Он используется подрядчиком при строительстве зданий.

Класс бетона определяют на образцах размерами 150х150 мм, которые отливают в лабораторных условиях и твердеют в течение 28 суток. Они подвергаются возрастающим воздействиям вплоть до разрушения (ГОСТ 10180-90). Окончательное сжатие фиксировано.

На основании чего устанавливается класс

По принятой в Советском Союзе классификации бетон, как и цемент, делился на марки по показателю прочности. Он отражает максимальную степень сжатия, которую может выдержать основание без деформации. Это средний (лабораторный) показатель, измеряемый в кгс/см2. Он показывает технические свойства раствора и количество цемента в его составе. В настоящее время используются европейские стандарты.

Класс – это нагрузка, которую может выдержать бетон до того, как он разрушится. Этот параметр определяет реальную прочность материала, он показывает точность 95%. Это зависит от технологии, используемой в производстве. Это указано в проектной документации. Он обозначен буквой «B» и имеет индекс от 5 до 60. Он измеряется в мегапаскалях (МПа).

Таблица соответствия по прочности (ГОСТ 26633-91).

Учебный класс	Отметка	Приложение
В 3,5	М 50	Подготовительные работы
В 5	М 75
В 7,5	М 100
В 10 часов	М 150	Стяжки, дорожки
В 12.5	М 150
В 15	М 200	Двухэтажные дома, лестницы, монолитные стены
В 20	М 250
22,5	М 300
В 25	М 350	ЖБИ, бассейны, многоэтажные дома
Около 27,5	М 350
В 30	М 400	Мосты, плотины
В 35	М 450
В 40	М 550	Гидротехнические сооружения, подземные переходы, мосты, дамбы, хранилища
В 45	М 600
В 50	М 700
В 55	М 750	Подземные бункеры, бомбоубежища, в том числе от радиационных поражений
В 60	М 800
В 65	М 900
В 70	М 900
В 75	М 1000
В 80	М 1000

Примечание! Наиболее эффективная методика – испытание бетонных кубиков на прочность с помощью пресса.

Меры предосторожности при испытание прочности бетона

Вода для лечения должна проверяться каждые 7 дней, а температура воды должна быть 27 +/- 2 по Цельсию.

Виды неразрушающих способов определения прочности бетона

Неразрушающие испытания прочности бетонных и железобетонных конструкций проводятся непосредственно на объекте и проводятся без повреждения строительных конструкций. Эти тесты делятся на прямые и косвенные.

При проведении таких испытаний бетона на месте точность измерений ухудшается из-за нескольких факторов, в том числе:

• дефекты на бетонной поверхности;
• неравномерный состав бетонной смеси;
• выход арматурных стержней на поверхность;
• масляные пятна;
• карбонизация поверхности;
• неисправные, неоткалиброванные измерительные приборы.

Как составляется отчеты о тестировании куба и испытание прочности бетона

1. Идентификационный знак (изготовитель, серия, марка)
2. Дата испытания
3. Образец возраста
4. Условия отверждения, включая дату изготовления образца
5. Внешний вид растрескавшихся бетонных поверхностей и характер трещин, если они есть и нетипичны.

Результаты испытания бетонного куба

средняя прочность бетона на сжатие = ………….Н/мм2 (через 7 дней)

средняя прочность бетона на сжатие = ………. Н/мм2 (через 28 дней)

Лабораторные испытания контрольных образцов бетона на сжатие

Определение прочностных свойств бетона по контрольным образцам в лаборатории регламентируется ГОСТ 10180-2012. Для испытаний на сжатие используют образцы в форме куба или цилиндра. Минимальный размер стороны куба и диаметр цилиндра зависят от фракции заполнителя.

Таблица зависимости минимально допустимого размера стороны образца от максимальной доли заполнителя

Наибольший размер наполнителя, мм	Минимальный размер стороны куба, диаметр и высота цилиндра, мм
20	100
40	150
70	200
100	300

При испытании теплоизоляционных и конструкционно-изоляционных бетонных конструкций на легких заполнителях класса прочности В5 и ниже допускается использование образцов с минимально допустимым размером 150 мм.

Подготовленные образцы, предназначенные для закалки в нормальных условиях, хранят в формах, накрытых влажной тканью, при температуре +25°С. Распалубка производится не ранее чем через 24 часа и не позднее чем через 72 часа. Образцы помещают в камеру, в которой соблюдается следующий режим:

• температура — +18…+22°С;
• относительная влажность — 90…100%.

Температуру в помещении для испытаний следует поддерживать на уровне +15…+25°С, относительную влажность — 55% и более.

Перед испытанием образцы проверяют и выявляют дефекты – трещины, сколы, посторонние включения, раковины. Опорные поверхности выбираются таким образом, чтобы направление нагрузки было параллельно слоям заливаемой бетонной смеси. После помещения образца на опорные плиты и совмещения верхней плиты пресса с верхней поверхностью куба или цилиндра начинается нагружение с постоянной скоростью нарастания силы. Результаты фиксируются в журнале.

Прочность тяжелого бетона определяется как среднее арифметическое:

• из двух образцов — для обоих образцов;
• из трех образцов — по двум наиболее прочным;
• из четырех три самые прочные;
• из шести четыре самые прочные.

Прочность газобетона рассчитывается как среднее арифметическое всех образцов.

Требования к проверке

С точки зрения заказчика наиболее выгодно проводить неразрушающие испытания для контроля фактической прочности бетона. Сегодня созданы приборы, позволяющие быстро получать результаты, не сверля, не сверля и не пробивая образец, нарушая целостность конструкции.

Для контроля и оценки прочности бетона учитывают три показателя:

• точность измерений;
• стоимость оборудования;
• усердие.

Самые дорогие испытания стержней на лабораторном прессе и сепарация с нарезкой. Исследования по величине ударного импульса, упругого отскока, пластической деформации или ультразвуком имеют меньшую стоимость. Однако их рекомендуется использовать после установления градуировочного соотношения между промежуточными характеристиками и фактической прочностью.

Параметры смеси могут существенно отличаться от тех, для которых построена градуировочная зависимость. Для определения надежной прочности бетона на сжатие в обязательном порядке проводят испытания кубиков на прессе или определяют прочность на сдвиг при растяжении.

При пренебрежении этой операцией неизбежны большие ошибки в контроле и оценке прочности бетона. Ошибки могут достигать 15-75 %.

Косвенные методы целесообразно использовать при оценке технического состояния конструкции, когда необходимо определить зоны неоднородности материала. Тогда правила контроля позволяют использовать неточный относительный показатель.

Порядок проведения проверки на удобоукладываемость

Для проверки этого свойства бетона в лаборатории используется специальный прибор – вискозиметр. Он позволяет измерять время укладки смеси в несколько секунд. Начинают укладку и одновременно запускают вискозиметр, а затем фиксируют полученные показатели. Чем меньше времени уходит на выполнение работы, тем качественнее материал.

Испытание бетона ГОСТ 10181.1-81

Показатели бетона проверяются в соответствии с требованиями настоящего нормативного документа лабораториями бетонного завода сразу после приготовления товарного раствора.

• Конусная конструкция. С помощью этого метода определяют неоднородность и консистенцию материала. Эти показатели влияют на удобоукладываемость бетона. Суть метода заключается в заполнении металлического конуса испытуемым бетоном, измерении линейных показателей после снятия оболочки (конуса) и сравнении размерных изменений полученного «бетонного раствора» с табличными значениями.
• Испытание на герметичность. Этот метод позволяет установить коэффициент уплотнения для конкретной партии строительного материала. Для определения этого признака используется следующее технологическое оборудование для испытания бетона — аппарат, состоящий из двух мерных емкостей с воронками. В первую воронку заливают исследуемое вещество. Воронка имеет клапан, через который раствор перетекает во вторую воронку в емкость меньшего объема. Затем испытуемый материал принимает специальную цилиндрическую форму. Плотность и коэффициент концентрации раствора в цилиндрической форме рассчитываются математически.
• Испытание на пластичность и изменение формы. В этом случае испытуемый материал засыпается в тестовый конус определенных размеров, который устанавливается на специальный опорный стол. После встряхивания стола он может упасть на несколько сантиметров. Затем форму осторожно снимают, а стол опускают. Бетон растекается по его поверхности. После проведения линейных замеров среднего диаметра «развернутой» формы бетона определяют показатели пластичности испытуемого материала.
• Проверьте наличие воздушных зазоров в бетоне. Используются два метода. Первый метод заключается в измерении веса образца бетона до и после встряхивания с перемешиванием в пикнометре. Поэтому для того, чтобы таким образом оценить наличие воздуха, применяют очень точные приборы, способные определить небольшое отклонение в массе. Второй метод – метод давления. В этом случае используются специальные воздухомеры, показывающие содержание воздушных пустот в монолитном бетонном блоке.

Для частных застройщиков, имеющих дело с бетоном впервые, часто в последний раз, можно рекомендовать следующий контроль качества (испытания) бетона «эмпирическим» методом:

• Цвет. Качественный бетон должен иметь серовато-зеленоватый цвет. Чем экологичнее поставляемый бетон, тем выше его качество. Желтый оттенок бетона свидетельствует о его недостойном качестве.
• На поверхности уложенного бетона должно появиться так называемое «цементное молочко». Чем толще этот материал, тем выше качество бетона.
• Не должно быть фракций наполнителя, обнаженных цементно-песчаным растром.
• После того, как бетон полностью затвердеет, стальной молоток должен со звонким звуком отскочить от поверхности, оставив неглубокую вмятину.

От чего зависит получение заданного класса бетона

Что проверяется на первом этапе? Перед запуском производства и подачей компонентов бетонной смеси в бетономешалку технолог подбирает состав и таким образом определяет характеристики будущей смеси, а затем вводит параметры партии на пульте управления смесителя.

Автоматизация современных бетонных заводов позволяет дозировать ингредиенты в необходимых пропорциях с учетом естественной влажности, температуры и используемых добавок. Каждая партия бетонной смеси должна быть испытана на производстве, а также иметь документ о качестве по ГОСТ 7473-2010 (приложение Б), в котором должны быть отражены следующие основные параметры:

• наименование, адрес и телефон производителя и поставщика бетонной смеси;
• дата и время отгрузки бетонной смеси;
• тип бетонной смеси и ее условное обозначение;
• расчетный класс бетона по прочности;
• используемые добавки:
  • пластификаторы;
  • ускорители;
  • гидрофобные агенты;
  • незамерзающие жидкости;
• номер номинального состава бетонной смеси;
• жизнеспособность (сохранение работоспособности);
• самый большой размер чиллера.

Примечание: На самом деле, зачастую производитель может попытаться скрыть некоторые пункты документа о качестве по своему усмотрению или по требованию исполнителя, поэтому необходимо соблюдать и требовать надлежащего оформления этого документа.

После смешивания компонентов испытатели берут из бетономешалки смесь одного номинального состава. Из него отливают стандартные образцы для испытаний.

Лаборанты учитывают разницу в физико-химическом воздействии на бетонную смесь, которая отправляется на объект, и ту, что поступила к ним на испытания в лабораторию. Причиной является зависимость прироста прочности бетона от дополнительных факторов:

• время от замешивания смеси до помещения ее в опалубку;
• воздействие вибрации на смесь;
• равномерное заполнение формы или опалубки;
• температура окружающей среды;
• изменение водоцементного отношения работниками завода.

Эти факторы будут варьироваться в зависимости от лабораторных и полевых условий. Для получения точных данных пробы также берутся непосредственно на строительной площадке. Образцы представляют собой кубики с длиной ребра 10 см, которые маркируются и затем доставляются на испытания. Иногда осмотр проводят прямо на месте. Все работы выполняются в соответствии с отраслевыми НТД (нормативно-технической документацией).

Прочность бетона на сжатие в разном возрасте, при испытание прочности бетона

Прочность бетона увеличивается с возрастом.

В таблице приведена прочность бетона в разном возрасте по сравнению с прочностью через 28 суток после заливки непроходимого для испытания бетона на прочность.

Возраст	Процент силы
1 день	16%
три дня	40%
7 дней	65%
14 дней	90%
28 дней	99%

Методы испытания бетона на прочность — выбор

Такие тесты, как молоток Шмидта и метод сопротивления проколу, хотя и просты, считаются менее точными, чем другие методы тестирования. Это объясняется отсутствием обследования центральной области бетонного элемента. Фактически тестируются только условия отверждения непосредственно под поверхностью бетонной плиты.

Ультразвуковой импульсный метод, а также тест на растяжение более сложны в исполнении, поскольку процесс калибровки прибора является длительным и требует большого количества образцов для получения точных данных.

Решение о выборе метода тестирования логично принимать исходя из наличия знаний и привычек. Однако важными факторами являются точность испытаний и время, необходимое для получения данных о прочности. Эти факторы необходимо учитывать.

Точность выбранной техники может привести к проблемам с долговечностью и работоспособностью бетонной конструкции в будущем. Кроме того, выбор метода, требующего дополнительного времени для получения данных о прочности, может негативно сказаться на сроках реализации строительного проекта.

И наоборот, выбор правильного инструмента может оказать положительное влияние на график строительного проекта, позволяя завершить проект с экономией бюджета или затрат.

Порядок проведения испытаний на растяжение

Сначала подготавливают бетонный конус, помещают его горизонтально в специальное приспособление, а к центру образца прикладывают возрастающую нагрузку. Скорость удара 0,5 МПа/с. Результат записывается после разрушения бетонной конструкции в центре образца.

Марки прочности бетона и сфера их применения

По результатам испытаний бетону присваивается класс по ГОСТу — буква М и цифра, обозначающая прочность на сжатие в кг/см2, и класс прочности — буква В и значение разрушающего усилия при сжатии в МПа. Наиболее популярны бетоны класса от М100 до М500 с шагом изменения прочности 50 кг/см2. Материалы марок до М1000 могут применяться для специальных целей.

Область применения бетона зависит от его прочностных характеристик:

1. Бетон от М100 до М250 можно отнести к легким, с преобладанием ячеистой структуры. Они не предназначены для заливки несущих конструкций, так как их прочность не способна выдерживать значительных нагрузок. Такие бетоны подходят для дорожек, бордюров, фундаментов под мелкие неважные объекты.
2. Бетон М300 и М350 относится к средней категории. Обладает достаточной прочностью для возведения фундаментов многоэтажных домов и монолитных бетонных стен, изготовления плит перекрытий.
3. Бетон от М400 до М500 широко применяется в многоэтажном строительстве. Изготавливается из железобетонных конструкций для тяжелых условий эксплуатации. Бетон М500 можно использовать в гидротехнических сооружениях.

Важно! Стоимость бетона также зависит от прочностных свойств. При планировании строительства необходим альтернативный подход. В особо ответственных конструкциях, где возможны высокие нагрузки, экономить на материале нельзя.

Маркировка смесей и готового бетона

Маркировка бетона регламентируется ГОСТ 7473. Она отражает характеристики, указанные производителем. Разберем принятые обозначения на одном примере:

БСТ W15 P4 F150 W6

Аббревиатуры БСТ, БСМ, БСЛ означают тип бетонной смеси: тяжелый, мелкозернистый или легкий. Эти сокращения приняты в промышленности и указаны в ГОСТ.

Буква В обозначает класс прочности в МПа.

Буквы П, Ж, Р означают, что смеси по подвижности относятся к группам: подвижные, жесткие, разлагающиеся.

Латинская буква F обозначает параметр морозостойкости. Указывает, сколько циклов замораживания-оттаивания может выдержать водонасыщенный бетон без потери прочности или веса.

латинская буква W в обозначении означает водонепроницаемость. Он связан с четными числами от 2 до 20. Единицей измерения этого параметра является давление в МПа × 10⁻¹. Этот показатель характеризует максимальное давление воды, при котором бетон становится водонепроницаемым.

Прочность бетона на сжатие при 7 и 28 днях

Класс бетона	Минимальная прочность на сжатие Н/мм2 через 7 дней	Заданные прочностные характеристики при сжатии (Н/мм 2) на 28 сутки
М150	10	15
М200	13,5	20
М250	17	25
М300	20	30
М350	+23,5	35
М400	27	40
М450	30	45

 

Процедура тестирования прочности бетонных кубов

Образчик для изготовления кубов бетона

Вам понадобится 6 образцов кубиков 15*15 см

Замес бетона для испытаний кубов

Смешайте бетон вручную или в лабораторном миксере

Ручное смешивание

1. Смешайте цемент и мелкий заполнитель на водонепроницаемой, невпитывающей платформе, пока смесь не станет полностью однородной по цвету.
2. Добавьте крупный заполнитель и перемешайте с цементом и мелким заполнителем, пока крупный заполнитель не будет равномерно распределен по всей партии.
3. Добавьте воду и перемешайте, пока бетон не станет однородным и не приобретет желаемую консистенцию.

Подготовка кубов для теста

1. Очистите неровности и нанесите масло
2. Бетон следует заливать в формы слоями толщиной около 5 см.
3. Уплотняйте каждый слой, делая не менее 35 ударов трамбовкой по каждому слою
4. Выровняйте верхнюю поверхность, разровняйте шпателем

Образцы для испытаний выдерживают во влажном воздухе в течение 24 часов, после чего образцы маркируют, извлекают из форм и хранят в чистой пресной воде до извлечения перед испытанием.

Методы испытания бетона ГОСТ и ASTM – семь вариантов

Старый метод испытания бетона на прочность не самый быстрый и точный. На самом деле, помимо испытаний с заполненными баллонами, существует множество других вариантов испытаний. Рассмотрим семь современных подходов, которые претендуют на звание лучшего метода проверки прочности бетона.

Метод #1: молоток Шмидта (ASTM C805)

Инструмент молоток Шмидта включает в себя стальной пружинный молоток и удерживающий механизм как часть конструкции. Активация механизма выбрасывает стальной амортизатор, соприкасающийся с бетонной поверхностью. Скорость движения в результате силы пружины постоянна и повторяема. Уровень отскока головки относительно стального ударного стержня (или другие значения отскока) измеряется по линейной шкале, встроенной в корпус инструмента.

Конструкция молота Шмидта: 1 — стальной ударник; 2 — пружина; 3 — американский замок; 4 — корпус; 5 — шкала; 6 — молоток. А — готов к испытанию; Б — давление тела на предмет; С — молотком; D — молотковое отражение

Плюсы: методика относительно проста в использовании, позволяет проводить испытания непосредственно на строительной площадке.

Недостатки: Точность измерения обусловлена ​​начальной калибровкой образцов. Результаты испытаний напрямую определяются состоянием поверхности, наличием наполнителя, наличием армирования в зоне испытания.

Читайте также: Отапливаемая площадь квартиры составляет

Метод #2: Тест на сопротивление внедрению (ASTM C803)

Для проведения испытаний на сопротивление проникновению в бетон в бетонную конструкцию с помощью специального механизма вбивается штифт (зонд). Величина силы, полученной в момент проникновения в конструкцию, плюс величина проникновения являются параметрами, связанными с прочностью тестируемого участка бетона.

Плюсы: этот метод относительно прост в применении и может выполняться непосредственно на месте.

Недостатки: полученные данные во многом связаны с состоянием поверхности бетона. Кроме того, важную роль играют тип используемой формы и заполнителя. Для получения точных замеров прочности необходимо предварительно калибровать механизм с упором на несколько образцов.

Метод #3: ультразвуковой импульсный метод (ASTM C597)

Этот метод испытания бетона основан на скорости, с которой ультразвуковой импульс проходит через структуру бетонной плиты. По результату прохождения импульса измеряются следующие параметры:

• гибкость конструкции,
• сопротивление деформации,
• плотность конструкции.

Затем измеренные данные характеризуют бетонную конструкцию с точки зрения прочности.

Достоинства: метод является одним из вариантов неразрушающего контроля, также позволяет выявлять дефекты, в частности трещины и наличие сот в структуре бетона.

Недостатки: на результат сильно влияет наличие арматуры, заполнителя и уровень влажности бетонной конструкции. Точное тестирование также требует калибровки нескольких образцов.

Метод #4: испытание бетона на отрыв (ASTM C900)

Основной принцип испытания на адгезию заключается в вытягивании бетона с помощью залитого на месте металлического стержня или заделанного в бетон. Сила, приложенная для выдавливания конической формы инструмента, является параметром, определяющим прочность бетонной конструкции на сжатие.

Это один из вариантов конструкции прибора для контроля сепарации (или адгезии). Как видно на фото, он также успешно используется на стенах

Преимущества: замечено простое нанесение, а также нанесение как на новые, так и на старые бетонные конструкции.

Минусы: испытания сопровождаются дроблением или повреждением бетонной конструкции. Необходимо несколько образцов для испытаний в разных зонах бетонной плиты, чтобы получить точность результата.

Метод #5: колонковое бурение керном (ASTM C42)

Для взятия образца из бетонной конструкции используется специальное корончатое сверло. Затем полученные образцы обжимают машиной для испытания монолитного бетона на прочность.

Плюсы: Лучшая точность, чем у образцов, отвержденных в полевых условиях. Бетон, который испытывается на прочность, подвергается фактической термической истории и условиям отверждения плиты на месте.

Недостатки: относится к способу разрушения целостности структуры бетонного материала. После выполнения необходимо исправить расположение жилок. Для получения данных о прочности обращайтесь в лабораторию.

Метод #6: сборно-монолитные цилиндры (ASTM C873)

Принцип испытания заключается в размещении цилиндрических форм в месте заливки. В формы, оставшиеся внутри плиты, заливается свежий бетон. После отверждения образцы извлекаются и сжимаются для определения прочности.

Плюсы: считается более точным, чем образцы, выдержанные в полевых условиях. Бетон подвергается тем же условиям отверждения, что и плита на месте, в отличие от образцов, отвержденных в полевых условиях.

Минусы: считается методом сноса, который требует нарушения структурной целостности плиты. После того, как отверстия были сделаны, требуется ремонт. Для получения данных о прочности требуется участие лаборатории.

Метод #7: использование беспроводных датчиков зрелости (ASTM C1074)

В основе этого метода лежит принцип определения прочности бетона, напрямую связанный с температурой гидратации. Перед заливкой смеси в бетонную опалубку к арматуре крепятся беспроводные датчики. Данные о температуре собираются датчиком и отправляются на любое интеллектуальное устройство через беспроводное соединение.

Самый современный метод тестирования с использованием специальных беспроводных датчиков, обменивающихся данными с устройством из внешнего мира (например, смартфоном с программным обеспечением)

Информация, полученная из приложения, используется для расчета прочности на сжатие монолитного бетона на основе уравнения зрелости, используемого приложением.

Преимущества: Данные по прочности на сжатие получаются в режиме реального времени с возможностью периодического обновления (обычно 15 минут). Полученные таким образом данные считаются более точными и надежными, так как датчики встраиваются непосредственно в бетон. Это означает, что датчики подвергаются тем же условиям отверждения, что и монолитный бетонный элемент. Значительно сокращает время получения результатов. Участие лаборатории исключено.

Минусы: требуется однократная калибровка для проверки каждого образца на кривую с использованием испытаний на разрыв цилиндра.

Методы прямых неразрушающих испытаний бетона

Непосредственный контроль прочности бетона включает испытания:

• Побег. Они созданы путем склеивания металлического диска эпоксидным клеем. При использовании устройств ПОС-50МГ4, ГПНВ-5, ПИВ диск отрывается вместе с бетонным элементом. Полученное значение силы преобразуется с использованием формул силы.
• Чип побег. В этом случае анкерные анкеры устанавливаются в просверленное отверстие. Анкер вытягивается вместе с материалом, определяется усилие и по формулам переводится в прочностную характеристику.

• Откалывание ребер. Этот способ хорошо подходит для конструкций с внешними углами – колонн, балок, перекрытий. Устройство крепится к выступающей части конструкции с помощью анкера со штифтом.

Классификация методов испытаний, этапы проведения

При строительстве бетонное основание проверяется в состоянии незатвердевшей массы и застывшего. Выбор методов испытаний бетона зависит от года постройки и эксплуатации сооружения, используемого оборудования и выходных данных.

В жидком виде смесь испытывается после замешивания раствора. Это необходимо для определения технологических показателей.

Реализованы следующие алгоритмы:

• проверка коэффициента уплотнения;
• конический осадок. Определяет показатель однородности структуры и ее консистенции;
• изменение пластичности материала;
• наличие или отсутствие пустот.

Поверхностный контроль используется в частных домах. Это позволяет опытным путем оценить качество работы.

Признаки хорошего бетона:

• густое «молочко» над основанием;
• цвет: серый с зеленоватым оттенком. Желтый – плохой знак;
• в раствор входят все фракции наполнителя;
• стальной молоток после удара по конструкции со звонким звуком подпрыгивает вверх.

На затвердевшую бетонную смесь воздействуют другими методами.

Разрушающие методы

Отбор проб бетона на строительной площадке (ГОСТ 28570-90) осуществляется путем вырезания образца алмазными сверлами из застывшего монолита. Во втором варианте смесь заливается в лаборатории в виде конуса, куба, цилиндра. Материал подвергается возрастающему давлению (выдавливанию), закрепляющему момент начала разрушения.

Дополнительная информация! Технология используется при строительстве важных зданий. Составляется протокол с указанием даты происшествия.

Неразрушающие прямые методы

При исследовании основания помогут инструменты или приспособления, способные определить свойства того или иного раствора, не повреждая структуру или отдельный образец. Взаимодействие происходит механически через:

• разделение. К монолитной конструкции на эпоксидный клей крепится кусок стали, который прибором ГПНИ-5 внезапно отламывается вместе с фрагментом бетонного основания. Приложенная сила преобразуется в коэффициент по формуле;
• разделение с прической. Устройство следует монтировать в бетонную выемку с помощью специальных анкеров, а затем удаляют часть затвердевшего цемента;
• откалывание ребер. Используется на поверхностях с выступающими углами. ГПНС-4 крепится к полке и постепенно загружается.

Важно! Этот прием не применяется на основаниях, толщина защитного слоя которых не превышает 2 см.

Неразрушающие косвенные методы

Определение прочности бетона позволяет обойтись без кропотливого процесса сверления, установив прибор в основание конструкции. Например, акустические устройства. Их ошибка составляет около 5%.

Существуют различные эффекты, определяющие класс материала:

• ударный пульс. Пьезоэлектрическое устройство преобразует энергию ползуна на базовой поверхности в электрический ток;
• уЗИ. Прибор УГВ-1 сравнивает скорость распространения волн в стандартной модели и в застывшем монолите;
• пластическая деформация. Молот Кашкарова наносит серию ударов по застывшей конструкции. Затем измеряются отметки на бетоне и сравниваются с эталонными образцами;
• гибкий отскок. Склерометр измеряет величину движения назад атакующего при ударе о стену. Таким образом проверяется твердость материала.

Эта тактика более доступна для использования. Однако, насколько это возможно, следует устранить факторы, приводящие к искажению данных.

Как определить прочность бетона?

При производстве материалов и конструкций применяют методы испытаний бетона на прочность:

• деструктивный;
• неразрушающие линии;
• неразрушающий косвенный.

Они позволяют контролировать и оценивать фактическую прочность бетона в лабораториях, на строительных площадках или в уже построенных конструкциях с разной степенью точности.

Разрушающие методы

Из готовой конструкции вырезаются или высверливаются образцы, которые затем разрушаются на прессе. После каждого испытания фиксируются значения максимальных сжимающих усилий и проводится статистическая обработка.

Этот метод, хотя и дает объективную информацию, часто неприемлем из-за своей дороговизны, трудоемкости и локальных недостатков.

В производстве испытания проводят на серии образцов, приготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-2012 из рабочей бетонной смеси. Кубики или цилиндры максимально приближены к заводским условиям, затем проходят испытания на прессе.

Неразрушающие прямые

Неразрушающие методы испытания бетона на прочность заключаются в испытании материала без повреждения конструкции. Механическое взаимодействие устройства с поверхностью происходит:

• в разлуке;
• разделение с выкрашиванием;
• скол ребра.

Во время испытания на отслаивание стальной диск приклеивается к поверхности монолита эпоксидным составом. Затем с помощью специального приспособления (ПОС-50МГ4, ГПНВ-5, ПИВ и др.) отрывают его вместе с фрагментом конструкции. Полученное значение усилия переводится в желаемый показатель с помощью формул.

После отсоединения сдвигом устройство крепится не к диску, а к бетонной полости. В просверленные отверстия вставляют лепестковые анкеры, затем удаляют часть материала и определяют разрывное усилие. Коэффициенты преобразования используются для определения характеристик бренда.

Метод реберной резки применим к конструкциям с внешними углами — балкам, перекрытиям, колоннам. Устройство (ГПНС-4) крепится к выступающему сегменту с помощью анкера со штифтом и плавно нагружает его. В момент разрушения фиксируют силу и глубину сколов. Прочность находится в формуле, учитывающей дробление заполнителя.

Внимание! Метод неприменим при толщине защитного слоя менее 20 мм.

Разрушающий контроль прочностных характеристик непосредственно на объекте

Определение прочности бетона разрушающим методом можно производить на образцах, взятых непосредственно из самой строительной конструкции путем распила или резки. Конструкторам предстоит определить места контрольного отбора проб. Оптимальный вариант – указать эти места в проектной документации. Этот способ является наиболее точным, но дорогостоящим, трудоемким и нарушает целостность строительной конструкции.

Виды исследований бетона

Кроме основных методов испытаний применяют и дополнительные виды испытаний бетона:

1. Конусная конструкция. Эта методика позволяет изучить свойства приготовленного раствора. Его заливают в металлический конус. После формирования конуса его вынимают наружу и исследуют консистенцию, однородность, текучесть и другие показатели, влияющие на структуру и прочность бетона.
2. Испытание на уплотнение. Определяют коэффициент уплотнения готового раствора. Испытание проводят в аппарате с двумя емкостями, снабженными воронками. Через клапан раствор из заполненной им емкости вводится во второй сосуд, откуда поступает в мерный цилиндр.
3. Определение пластичности и изменения формы. Для изучения этих параметров раствора его сначала заливают в специальный конус, из которого подают на стол, переворачивая форму. Так определяются параметры растекания материала.
4. Обнаружение воздушных включений (пор). Тест можно провести двумя способами. Первый вариант заключается в измерении массы образца из раствора до и после энергичного встряхивания в специальной конфигурации. Другой метод заключается в прессовании образца на прессе.

При приготовлении раствора и заливке бетонной конструкции своими силами часто используют простые косвенные методы. О прочности бетона можно судить по его цвету, ведь качественный бетон имеет зеленовато-серый цвет, чем зеленее, тем лучше.

Желтоватый оттенок указывает на пониженное качество. Появление цементного молока на поверхности стяжки свидетельствует о соответствующем качестве, но оно должно быть максимально плотным. Отдельные фракции наполнителя не должны прилипать к поверхности заливаемой массы. Наконец, затвердевший монолит можно слегка ударить молотком. От хорошего бетона он отскочит раструбом, и на поверхности останется лишь небольшая вмятина.