Проверка качества применяемого материала производится в обязательном порядке при монтаже зданий и сооружений. Для подтверждения соответствия заявленных характеристик проектным нормам, проводят испытание бетона на прочность, сопротивление на изгиб и растяжение. Данная мера позволяет подрядчику отчитаться перед заказчиком о проведении работ в соответствии с проектом, а производителю — подтвердить качество выпускаемой продукции. Своевременно выполненные испытания позволят внести изменения в ход работ и избежать ошибок.
Испытания проводят в сертифицированных лабораториях на основании ГОСТ 22690-2015, для чего специалисты используют различные способы измерения и воздействия на отобранные образцы материала. В качестве них обычно используют бетонные кубики, которые испытывают на сжатие, но существуют и другие методики исследования.
В ходе проверки получают следующие результаты:
- Определяют соответствие качества материала проектным документам. Испытания проводят не менее трех раз за весь период строительства.
- При отклонении характеристик, производится замена конструкций из забракованного материала, что позволяет удержать общие показатели сооружения в рамках проекта.
- Предварительные испытания обязательны при производстве ремонтных работ в технических помещениях и подвалах.
- Испытания конструкций из железобетона позволяет принять решение о судьбе старых зданий и сооружений.
От чего зависит и на что влияет прочность бетона
Способность бетона сопротивляться внешнему воздействию за счет внутреннего напряжения зависит от состава раствора и марки цемента. При подтверждении прочности материала, соответствующего определенной марке, на образце не должны выявляться признаки разрушения в виде сколов, трещин, расслоения структуры.
Порой строители при выполнении работ стараются сэкономить на материалах, используя более дешевый бетон низких марок, но нарушение проектных значений может привести к серьезным последствиям, поэтому такое средство экономии неприемлемо.
Помимо соотношения наполнителя и цемента, на прочность состава влияют присадки и пластификаторы, используемые для придания изделию особых свойств (кислотоустойчивость, водонепроницаемость, скорость вставания, пластичность). Для получения конструкций, способных выдерживать высокие нагрузки, в обязательном порядке производится армирование элементов металлической проволокой различного сечения.
Кроме состава раствора, на прочность бетона влияют внешние условия, при которых осуществляется заливка. При качественном удалении пузырьков воздуха из бетонной массы путем уплотнения смеси, прочность изделий заметно повышается.
Также надо учитывать, что при использовании раствора при отрицательных температурах, следует принимать меры по подогреву материала путем установки электродов в заливку и подключению к ним электричества. В такой ситуации еще применяется укрытие основания опилками.
При работе с бетоном важно поддерживать необходимую влажность для недопущения растрескивания поверхности заливки при быстром испарении влаги, что также влияет на качество материала и его прочность. Чтобы избежать этого процесса, необходимо укрывать бетон пленкой или другими подручными средствами, а также периодически увлажнять поверхность.
В итоге можно утверждать, что прочность бетона зависит от множества факторов, а поэтому контроль качества особенно важен при установке несущих конструкций, так как даже если технологические процессы соблюдаются в полной мере, всегда могут найтись факторы, которые повлияют на бетон и станут причиной проблем в будущем.
Виды экспертизы бетона
В лаборатории проводится несколько видов независимых экспертиз бетона:
- Определение удобоукладываемости. Это способность бетона заполнять подготовленную для него форму под собственным весом или под влиянием внешних факторов.
- Определение плотности. Этот показатель необходим для расчетов нагрузки на строительные сооружения.
- Определение истираемости. Этот показатель отображает возможность материала менять объем и массу под воздействием истирающих усилий. Чем более твердым является материал, тем ниже его истираемость.
- Определение прочности. Прочность бетона напрямую влияет на способность изделий и сооружений выдерживать нагрузки в процессе эксплуатации.
- Определение усадки. Эта характеристика отображает, насколько уменьшается объем бетонной смеси за период, отведенный на набор прочностных характеристик.
- Определение морозостойкости. Морозостойкость бетона отвечает за способность материала сохранять заданную прочность после заморозки и последующего оттаивания.
Классификация методов испытаний
Для проверки бетона применяют несколько методов:
- Проверка образцов, отливаемых в лабораторных условиях. Данный метод предусматривает изготовление кубиков или цилиндров из испытуемой смеси с последующей проверкой прочности материала на прессе;
- Проверка образцов, выпиленных или вырубленных из уже готовой конструкции. Получают такие образцы с помощью бурения алмазными коронками. Далее полученные керны направляют в лабораторию для определения прочностных характеристик, как и в первом случае, с применением пресса. Данный метод связан с существенными затратами по получению образца и с угрозой ослабления целостности элемента, из которого был получен керн;
- Способ проверки бетона на прочность неразрушающим методом. В данном случае используются инструменты и приборы, с помощью которых можно изучать характеристики бетона без размещения образцов в специальных устройствах. Для данных исследований могут задействовать ультразвук, проверять качество основания с помощью ударно-импульсного метода испытания бетона и т.д.
Наиболее популярным методом, позволяющим получить самые точные показатели свойств бетона, является проверка образцов на сжатие под прессом.
Допустимые варианты контрольных проб.
Этапы проведения испытаний
Проверка бетона производится путем исследования образцов на прочность неразрушающими и разрушающими методами.
Разрушающие методы
Данный способ подразумевает проведения испытаний с помощью пресса, когда на образец, полученный в ходе лабораторной отливки или выпиленный из основания уже готовой конструкции, оказывают постепенно возрастающее давление. Оказание воздействия продолжается до фиксации разрушения образца.
Данный метод является самым точным и обязательным при производстве работ по возведению ответственных сооружений.
Неразрушающие методы
Для получения результатов при использовании неразрушающих методов контроля, используют специальные приборы и устройства. Частичное разрушение производят с помощью фиксации на бетонной поверхности специального инструмента, который позволяет исследовать бетон на отрыв, фиксируя необходимое усилие.
Также изучается реакция материала на скалывание, когда прибор устанавливается на угол бетонного основания и под нагрузкой производится разрушение материала.
Отрыв со скалыванием.
При ударных нагрузках изучают поведение бетона при осуществлении удара специальным устройством и фиксируют реакцию на упругий отскок — замеряется значение отскока металлического шарика, выпущенного с определенным усилием.
При ультразвуковом контроле качества бетона, применяется специальное устройство, которое дает возможность фиксировать прохождение волн внутри конструкции. По реакции на отражение делают вывод о качестве материала.
Склерометр.
Как проверить прочность бетона самостоятельно? Получить полноценное исследование материала в домашних условиях невозможно. Контроль качества материала можно производить исключительно визуальными методами. Качественная смесь обычно имеет серый или серо-зеленый цвет, структура раствора должна быть однородной, с нормальной вязкостью.
Если материал имеет желтоватый оттенок, то это означает, что качество такого раствора невысокое и в его составе присутствуют примеси, снижающие прочностные характеристики. Хорошим признаком является обнаружение на поверхности раствора цементного молочка густой консистенции.
При ударных нагрузках (ударе молотком по набравшему полную прочность материалу), инструмент должен отскакивать от основания без существенных изменений на поверхности, оставляя почти невидимые вмятины.
Лабораторные испытания рабочего раствора
Лаборатория
Контроль начинается с момента его приготовления.
Обратите внимание! Частота и объем забора проб для дальнейшего тестирования, зависят от типа изготавливаемой конструкции, уплотнения, выдержки, метода забивки, и многих других факторов. Но не реже одного раза при изготовлении одной партии изделий. Технологом и начальником лаборатории устанавливается внутренний регламент и распорядок, в соответствии с которым ведутся заборы.
При производстве преднапряженных ЖБ изделий, обязательно изготовление проб на каждую заливку, чтобы с помощью лабораторного контроля установить время снятия изделия с напряжения.
В зависимости от типа производства и выпускаемых изделий, существуют различные правила отбора:
- При изготовлении товарного бетона заборы делаются прямо из БСУ во время отгрузки раствора.
- На заводах при изготовлении сборного ЖБ допускается забор рабочей смеси прямо из смесителя, во время выдачи, или из бадьи.
На заметку: В идеале нужно брать пробы с трех этапов производства . Но иногда, на больших предприятиях, где все рабочие процессы автоматизированы, подобраться к БСУ для забора проб не так−то просто. Поэтому берут пробы из трех средних замесов при раздаче или формовке.
- При изготовлении монолитного железобетона отбор ведется при укладке смеси. Уже уплотненный материал не даст достоверных результатов, поэтому лучше всего взять раствор со следующего замеса.
Забор проб
Объем отбираемого материала для изготовления контрольных образцов, должен производиться в официально установленных рамках:
- при изготовлении изделий объемом более чем 2м3, необходимо более трех серий образцов;
- одна серия образцов для объема, отпускаемого потребителю — при этом не должно быть более 50м3 образцов от одной марки;
- при изготовлении монолитных конструкций, в зависимости от объема выпускаемых изделий, должно быть не менее одной серии образцов на одно изделие.
Если же материал изготавливается на стройке, производится его отбор в обычное жестяное ведро (или ведра), и везется в лабораторию в срочном порядке — до того момента, как выступит цементное молочко на поверхности. По правилам, конечно, нужно чтобы на объект приезжала мобильная лаборатория — но чего нет, того нет. Особенно в небольших городках.
Когда отборы проб были произведены, можно приступить к первым контрольным мероприятиям.
Определение удобоукладываемости
Подача смеси в опалубку
Не только в лабораториях, но и на строительных площадках проводят контроль на удобоукладываемость и жесткость. Полученные данные дают цифровые значения в сантиметрах, которые можно классифицировать и присвоить приготовленному материалу марку по подвижности.
Процесс проведения не сложен и не требуется обучение на лаборанта. Нужно только иметь определенные знания, которыми мы и поделимся.
Конус для определения
Чтобы это произвести, согласно ГОСТ 10181−2014, потребуется:
- Специальная конусная форма с упорами. Можно изготовить ее самостоятельно, руководствуясь точными рекомендациями стандарта. Но можно пойти и более простым путем, и приобрести ее в специализированных магазинах. Цена на нее не так уж и высока.
- Две стальные, желательно поверенные линейки.
- Кельма.
- Воронка строительная.
- Металлический стержень.
Этапы проведения работ:
Этапы проведения мероприятий
- Этап 1. В конус накладывают с помощью воронки смесь до полного его заполнения, и хорошенько штыкуют 25 раз по всей длине и площади нижнего слоя.
- Этап 2. Убирают воронку и аккуратно линейкой снимают избыток смеси.
- Этап 3. Аккуратным движением поднимают конус строго по горизонтали, и ставят рядом с материалом.
- Этап 4. Бетон под весом собственной тяжести начинает оседать. Этому процессу не нужно препятствовать. И как только он закончится, продолжить мероприятие.
- Этап 5. На верхнюю конуса укладывают линейку так, чтобы можно было измерить разницу в высоте между образцом и конусом. Измерения проводят с точностью до миллиметров.
Измерение ОК с помощью линейки
- Этап 6. Подобный процесс повторяется дважды, и последнее значение берется, как среднее арифметическое между двух. Если же результаты имеют слишком большое расхождение – более 2 см, то мероприятие повторяют с новой пробы.
- Этап 7. Получившееся значение в сантиметрах – это и есть подвижность смеси.
В зависимости от него, смеси бывают:
- текучие (литые) – ОК от 21 см;
- подвижные − ОК 10–16 см;
- умеренно подвижные − ОК 6–9 см;
- малоподвижные − ОК 1–5 см;
- умеренно жесткие, жесткие, повышено жесткие и особо жесткие смеси − ОК 0 см.
Но подвижность имеет свое буквенно−цифровое обозначение П:
- П1 – 1-4 см;
- П2 – 5-9 см;
- П3 –10-15 см;
- П4 –16-20 см;
- П5 – 21 см и больше.
Зная эти значения, можно подкорректировать состав, если они не соответствуют проектным — например, увеличить пластичность, добавляя пластификатор.
Формовка образцов
Когда контроль смеси завершен, можно приступать к формовке в стандартные металлические формы размером 10*10 см для того чтобы, провести дальнейшие мероприятия. При этом использование материала, который проходил контроль на удобоукладываемость, для формовки кубиков не берется. Нужна свежая проба.
Порядок проведения испытаний на растяжение
Для производства испытаний на растяжение потребуется приготовить образец вытянутой формы типа призмы. Этот образец помещают в специальный прибор в горизонтальном положении, далее на середину образца оказывается силовое воздействие с нарастанием нагрузки. Шаг оказываемого воздействия на образец – 0,5 МПа/с.
Фиксация результата происходит после разрушения структуры бетона в центральной части образца.
Порядок проведения испытаний на сжатие
Данный способ испытания позволяет определить марку материала. Для проведения испытания отливают кубики из бетона, применяемого в строительстве, или вырезают образцы из уже отлитого изделия. Размер кубиков для испытания бетона варьируется от 100 до 300 мм по грани. Помимо кубической формы, образцы можно изготавливать в виде цилиндров или призм.
При отливке образцов в лабораторных условиях, используют вибростол, чтобы смесь получила максимальную плотность. Испытания проводятся на 3, 7 и 28 сутки после приобретения образцом прочности. Основные испытания проводят на 28 день после полного набора прочности материала.
Образец помещают под пресс, который давит на кубик с мощностью в 140 кгс/м2 с шагом в 3,5 кгс/м2. Вектор силы строго перпендикулярен основанию образца. По показаниям определяется возможность сопротивления материала сжатию, и в протокол испытания записывается марка бетона.
Образец протокола испытаний.
Гостовские испытания бетонных образцов
Заформованные образцы
Согласно ГОСТ 10180−2012, после выдержки бетонных образцов в формах около суток с момента формовки, можно производить разопалубку, и убирать в комнату для дальнейшей выдержки в специальных влажных условиях.
Но это не относится к образцам, отбираемым при формовке преднапряженных изделий. Они выдерживаются в аналогичных условиях, что и продукт – тепловлажностная обработка или естественное твердение.
Чтобы узнать, достиг ли материал нужного процента прочности для снятия с напряжения – это примерно 75% от проектной, нужно по истечении намеченного периода обработки разопалубить три образца и отправить для контроля. Оставшиеся убрать для выдержки на 7 и 28 суток.
Испытание на сжатие
Пресс
Контроль на прочность – основное для определения его качества. По нему решается: можно ли отпускать изделия потребителю, или дать ему еще выстояться. Тестируются образцы с одного забора дважды — в семисуточном и двадцати восьми суточном возрасте.
Внимание! При первом контроле материал должен набрать не менее 70% от проектной прочности. В противном случае, его не отпускают с завода для проведения дальнейших мероприятий.
Оборудование — просто:
- пресс;
- поверенные весы;
- поверенная металлическая линейка.
На сжатие проводятся контрольные мероприятия по ГОСТ 10180−2012 следующим образом:
- Этап 1. Подготавливаются кубики.
- Этап 2. Каждый образец взвешивается и измеряется. При большом отклонении в параметрах кубик признается непригодным для контроля.
- Этап 3. На подготовленный пресс устанавливается образец таким образом, чтобы грани, соприкасаемые с прессом, были ровные и не представляли формовочную сторону. Она начинает разрушаться первой.
Проведение испытания на сжатие
- Этап 4. Предельной считается нагрузка, при которой происходит полное разрушение образца. Современные прессы показывают это предельное значение, и сохраняют его в своей памяти.
Протокол
- Этап 5. После контроля всех образов берется среднее арифметическое значение, и принимается за конечный результат, который вносится в акт. После проведения всех действий, на их основании выдается, который показывает истинное качество выпускаемых изделий и конструкций.
Испытание на растяжение
Проверка растяжения
Реже проводят контроль на подверженность растяжению. Получаемые значения помогают узнать предельную нагрузку на осевое растяжение, которое может выдержать то или иное изделие.
При этом проводится не испытание кубиков, а нагрузке подвергают образцы, изготовленные в виде балочек.
Выглядит это так:
- Этап 1. Установка шарнирных опор на плите пресса.
- Этап 2. Образец устанавливается на опоры на расстоянии испытательного пролета от верхней плиты пресса, которая равна трехкратному размеру сечения образца.
- Этап 3. На призму устанавливают шарнирные опоры, а на них — специальную траверсу, и запускают пресс.
Процесс работ
- Этап 4. Значение берется среднее от всех образцов, в которых произошло разрушение в средней трети призмы. При испытании образцов размером 200х200х800 мм и 150х150х600 мм, полученную прочность умножают на коэффициент 0,1, а для образцов 100х100х400 мм на 0,95. Получившиеся значения заносят в протокол.
Марки прочности бетона и сфера их применения
Для определения характеристик бетона ему присваивают маркировку согласно ГОСТ: букву М и цифру, обозначающую сопротивление материала на сжатие. Чем выше значение, тем более прочным является изделие из данного материала — прочность зависит от количества цемента в составе смеси.
По прочностным характеристикам бетон делят на марки от М100 до М500 с шагом значения 50. Еще одна характеристика — класс бетона —, определяет способность материала работать в агрессивных средах.
Бетоны марки М100, М150, М200 и М250 относят к категории легких и ячеистых. Их используют для заливки конструкций, которые не несут значительной нагрузки. Применяют при устройстве бордюров, фундаментов для малых строений, пешеходных дорожек.
Бетон М300 и М350 можно использовать для отливки плит перекрытия, устройства фундамента в многоэтажном строительстве, отливке монолитных стен.
Самые прочные бетоны марок, М400, М450 и М500, находят применение в производстве железобетонных конструкций, работающих в сложных условиях с повышенной нагрузкой (например, для возведения гидротехнических сооружений).
