Как проверить прочность бетона

Способы проверки марки бетона

Строительство достаточно трудоемкий процесс. Чтобы исключить лишние затраты и не растрачивать время, стоит хорошо позаботиться о качестве материалов. В первую очередь необходимо задуматься о том, как проверить марку бетонной смеси.

Заказанный раствор не всегда соответствует прописанным в документе характеристикам. Если добавленное сырье для изготовления бетона не отвечает должным пропорциям, автоматически меняется качество раствора. Чтобы точно узнать марку необходимо провести оценку качества.

Как определить марку бетона

Марка бетона — показатель, показывающий предел прочности на сжатие. Для строительства пригодны марки М300-400. М100-250 обладают минимальной прочностью, годятся только для вспомогательных работ. Многое зависит от выбранного поставщика. Стоит поискать проверенные фирмы с хорошей репутацией, которые могут предоставить необходимые документы на предлагаемую продукцию. Если по каким-то причинам вы сомневаетесь в честности поставщика, стоит подумать о дальнейшем исследовании раствора на соответствие указанной марки.

Определение марки бетона может производиться разными методами:

• Лабораторная экспертиза;
• Ультразвуковой метод;
• Самостоятельная проверка.

Каждый способ различается по проценту точности и имеет определенные тонкости.

Контактные способы проверки

Контактная проверка производится двумя методами. Первый — с помощью профессионального оборудования — склерометра. Прибор определяет прочность путем ударного импульса. Склерометр бывает механическим и электронным, а его цена составляет от 10 до 35 тысяч, покупка для одноразового применения просто не рациональна для рядового покупателя.

Склерометр

Второй метод предполагает отправку пробы в лабораторию. Сначала необходимо провести ряд манипуляций:

• Подготовить деревянный ящик объемом 15 см³;
• Приобретенный раствор залить в форму непосредственно с лотка бетоносмесителя, ящик предварительно смочить водой. Залитый раствор уплотнить, сделав несколько проколов арматурой;
• Поместить пробу на 28 дней в такие же условия, в каких находится основная конструкция;
• Застывший образец отвозится в лабораторию для исследования. Оценку можно производить на промежуточных этапах схватывания (3, 7 и 14 дней).

Экспертиза выдаст заключение об исследовании образца этой марки, ее соответствие установленным нормам.

Испытание образцов в лаборатории

Ультразвуковая методика

Ультразвуковые приборы, помимо исследования прочности, используются для дефектоскопии. Скорость распространения ультразвука в бетоне достигает 4500 м/с.

Градуировочную зависимость между скоростью распространения звука и прочностью бетона на сжатие фиксируют заранее для каждого состава смеси. В случае использования 2-х зависимостей для бетонов альтернативных или неизвестных составов, может возникнуть неточность при определении прочности. На соотношение «прочность — скорость ультразвука» воздействует ряд факторов, от колебания которых в данном случае нужно отталкиваться при применении ультразвуковой проверки:

• Способ изготовления бетонного раствора;
• Количество и зерновой состав;
• Изменение расхода цемента более, чем на 30%;
• Возможные полости, трещины и дефекты в готовой конструкции;
• Уровень уплотнения бетона.

Ультразвуковая проверка подходит для массовых испытаний конструкций любой формы, а также для ведения постоянного контроля набора или снижения прочности. Минусом метода является погрешность при переходе от акустических показателей к прочностным. Ультразвуковым оборудованием не стоит проводить проверку качества высокопрочных марок, допустимый диапазон ограничивается классами В7,5…В35 (10-40 МПа), в соответствии с ГОСТом 17624-87.

Способы самостоятельной проверки

Проверка в лаборатории или специальными средствами не всегда оправдывает себя. Это касается тех случаев, когда возводится небольшая постройка на частной территории. Залитый и застывший раствор можно проверить в домашних условиях несколькими способами. Если он не будет соответствовать необходимым требованиям, можно воспользоваться платной экспертизой и возместить ущерб с поставщика.

Проверка на гладкость

Внимательно рассмотрите застывшую конструкцию. Она должна быть гладкой, наличие узоров говорит о несоблюдении правил заливки. Такой раствор скорей всего промерзал, что значительно снизит его прочность. Фактически, бетон марки М300, станет по своим свойствам как М200-250.

Тест на звонкость

Можно провести проверку по звуку удара. Для этого берется молоток или кусок металлической трубы, весом не более 0,5 кг. Здесь важна звенящая тональность при нанесении удара. Глухой звук говорит о низкой прочности и плохом уплотнении. А при появлении трещин, крошек необходимо полностью или частично заменять конструкцию.

Визуальная оценка

Способ подразумевает проверку характеристик раствора при приемке. Можно выделить такие моменты, как:

• Цвет — качественная смесь серая с синеватым оттенком, если в цементном молочке отчетливо проявляется желтизна, в смеси присутствуют глинистые примеси или шлакодобавки. Коричневый или рыжий цвет характеризуется превышением песка или заполнителя в недопустимом количестве, от раствора с неравномерным оттенком разумней отказаться вообще;
• Правильная консистенция однородна, без комков и сгустков и напоминает увлажненную почву;
• Излишки воды — определяются заливкой небольшого количества смеси в котлован, должна получиться лепешка без слоев и трещин;
• Купленный раствор ненадлежащего качества начинает расслаиваться еще при транспортировке, смесь не получается извлечь лопатой или подать через рукав.

Если доставлен миксер, определить качество бетона без осмотра можно только по предоставленным документам. В данном случае все зависит от добросовестности продавца.

Проверка бетона молотком и зубилом

Молоток и зубило самый простой ответ на вопрос как проверить качество бетона заливки. Для этого проводится тест на удар с помощью молотка. К поверхности полностью засохшего фундамента приставляется зубило, и наносится удар в среднюю силу. Если полученная вмятина превышает 1 см, класс прочности В5 (М75), менее 0,5 см — В10 (М150). Небольшая вмятина остается на В15-25 (М200-250), на В25 (М350) появляется незначительная отметина.

Необходимо брать молоток весом 300-400 гр.

Все описанные способы имеют свои достоинства и недостатки, для точности результата стоит обратиться за помощью к специалистам. Лабораторное, ультразвуковое и ударно-импульсивное исследования более достоверные и исчерпывающие. Качество напрямую зависит от характеристики составных компонентов, соблюдения пропорций, условий хранения и транспортировки. Поэтому обезопасить себя можно выбором проверенного поставщика с хорошей репутацией, это значительно снизит риск возникновения проблем в будущем.

Определение прочности бетона: методы и их особенности

Прочность бетона является важнейшей характеристикой, от которой зависят эксплуатационные параметры материала. Под прочностью подразумевают способность бетона противостоять внешним механическим силам и агрессивным средам. Особенно актуальны способы определения этой величины методами неразрушающего контроля: механическими или ультразвуковым.

Правила испытания прочности бетона на сжатие, растяжение и изгиб определяются ГОСТ 18105-86. Одной из характеристик прочности бетона является коэффициент вариации (Vm), который характеризует однородность смеси.

По ГОСТ 10180—67 предел прочности бетона при сжатии определяется при сжатии контрольных кубов с размерами ребер 20 см в 28-суточном возрасте — это так называемая кубиковая прочность. Призменная прочность определяется как 0,75 кубиковой прочности для класса бетона В25 и выше и 0,8 для класса бетона ниже В25

Помимо ГОСТов, требования к расчётной прочности бетона задаются в СНиПах. Так, например, минимальная распалубочная прочность бетона незагруженных горизонтальных конструкций при пролете до 6 метров должна составлять не менее 70% проектной прочности, а свыше 6 метров – 80% проектной прочности бетона.

Механические неразрушающие методы определения прочности бетона

Неразрушающие способы бетона на сжатие основываются на косвенных характеристиках показаний приборов. Испытания прочности бетона проводятся с помощью основных методов: упругого отскока, ударного импульса, отрыва, скалывания, пластической деформации, отрыва со скалыванием.

О том, какие существуют марки бетона по прочности, в этой статье рассказывают специалисты.

Закажите лучший бетон М200 для строительства и изготовления стяжек полов, дорожек, бетонных лестниц.

Рассмотрим виды испытательных приборов механического принципа действия. Таким способом прочность бетона определяется глубиной внедрения рабочего органа прибора в поверхностный слой материала.

Принцип действия молотка Физделя основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. Удар молотка по поверхности бетона образует лунку, диаметр которой и характеризует прочность материала. Место, на которое наносятся опечатки, должно быть очищено от штукатурки, шпатлевки, окрасочного слоя. Испытания проводятся локтевыми ударами средней силы по 10-12 раз на каждом участке конструкции с расстоянием между отпечатками не менее 3 см. Диаметр полученных лунок измеряется с помощью штангенциркуля по двум перпендикулярным направлениям с точностью до десятой миллиметра. Прочность бетона определяется с помощью среднего диаметра отпечатка и тарировочной кривой. Тарировочная кривая строится на сравнении полученных диаметров отпечатков и результатов лабораторных исследований на образцах, взятых из конструкции или изготовленных по технологиям, аналогичных примененным.

На свойствах пластической деформации основан и принцип действия молотка Кашкарова. Различие между этими приборами заключается в наличии между молотком и завальцованным шариком отверстия, в которое введен контрольный стержень. Удар молотка Кашкарова приводит к образованию двух отпечатков. Одного — на поверхности обследуемой конструкции, второго — на эталонном стержне. Соотношение диаметров получаемых отпечатков зависит от прочности исследуемого материала и контрольного стержня и не зависит от скорости и силы удара молотка. По среднему соотношению диаметров двух отпечатков с помощью тарировочного графика устанавливают прочность бетона.

Пистолеты ЦНИИСКа, Борового, молоток Шмидта, склерометр КМ, оснащенный стержневым ударником, работают, основываясь на принципе упругого отскока. Измерения величины отскока бойка проводятся при постоянной величине кинетической энергии металлической пружины и фиксируются указателем на шкале прибора. Взвод и спуск бойка происходят автоматически при соприкосновении ударника и испытуемой поверхности. Склерометр КМ имеет специальный боек определенной массы, который с помощью предварительно напряженной пружины с заданной жесткостью ударяет по металлическому ударнику, прижатому другим концом к обследуемой поверхности.

Метод испытания на отрыв со скалыванием позволяет определить прочность бетона в теле бетонного элемента. Участки для испытания подбираются таким образом, чтобы в этой зоне не было арматуры. Для проведения исследований используют анкерные устройства трех типов. Анкерные устройства первого типа устанавливаются в конструкцию при бетонировании. Для установки второго и третьего типов анкерных устройств предварительно подготавливают шпуры, высверливая их в бетоне.

Ультразвуковой метод измерения прочности бетона

Принцип действия приборов ультразвукового контроля основывается на связи, которая существует между скоростью распространения ультразвуковых волн в материале и его прочностью.

В зависимости от способа прозвучивания разделяют две градуировочные зависимости: «скорость распространения волн — прочность бетона», «время распространения ультразвуковых волн — прочность бетона».

Метод сквозного прозвучивания в поперечном направлении применяется для сборных линейных конструкций — балок, ригелей, колонн. Ультразвуковые преобразователи при таких испытаниях устанавливаются с двух противоположных сторон контролируемой конструкции.

Поверхностным прозвучиванием испытывают плоские, ребристые, многопустотные плиты перекрытия, стеновые панели. Волновой преобразователь устанавливается с одной стороны конструкции.

Для получения надежного акустического контакта между испытуемой конструкцией и рабочей поверхностью ультразвукового преобразователя используют вязкие контактные материалы типа солидола. Возможна установка «сухого контакта» с использованием конусных насадок и протекторов. Ультразвуковые преобразователи устанавливают на расстоянии не менее 3 см от края конструкции.

Способы уплотнения бетонной смеси — здесь описано, какие они бывают и какой выбрать.

Цена бетона М400 по этой ссылке, в нашем каталоге.

Приборы для ультразвукового контроля прочности состоят из электронного блока и датчиков. Датчики могут быть раздельными или объединенными для поверхностного прозвучивания.

Скорость распространения ультразвуковой волны в бетоне зависит от плотности и упругости материала, наличия в нем пустот и трещин, отрицательно влияющих на прочность и другие качественные характеристики. Следовательно, ультразвуковое прозвучивание предоставляет информацию о следующих параметрах:

• однородности, прочности, модуле упругости и плотности;
• наличии дефектов и особенностях их локализаций;
• форме А-сигнала.

Прибор записывает и преобразует в визуальный сигнал принимаемые ультразвуковые волны. Оснащенность контрольного оборудования цифровыми и аналоговыми фильтрами позволяет оптимизировать соотношение сигнала и помех.

Методы разрушающего контроля прочности бетона

Каждый застройщик может выбирать самостоятельно методы неразрушающего контроля, но согласно существующим СНиПам разрушающий контроль является обязательным. Способов организации выполнения требований СНиПов существует несколько.

• Контроль прочности бетона может проводиться на специально изготовленных образцах. Применяется этот метод при производстве сборных железобетонных конструкций и для выходного контроля БСГ (бетонной смеси готовой) на стройплощадке.
• Прочность бетонов может контролироваться на образцах, которые были получены способами выпиливания и вырубывания из самой конструкции. Места взятия проб определяются с учетом снижения несущей способности в зависимости от напряженного состояния. Целесообразно, чтобы эти места указывались самими проектировщиками в проектной документации.
• Испытания образцов, изготовленных на месте проведения работ в условиях, определенных конкретным технологическим регламентом. Однако укладка бетона в кубы для проведения последующих испытаний, его твердение и хранение значительно отличаются от реальных условий укладки, уплотнения и твердения рабочих бетонных смесей. Эти различия существенно снижают достоверность получаемых таким способом результатов.

Самостоятельное измерение прочности бетона

Профессиональные методы определения прочности бетона дороги и не всегда доступны. Существует способ самостоятельного проведения обследования на прочность бетонных конструкций.

Для испытаний потребуется молоток весом 400-800 г и зубило. По приставленному к поверхности бетона зубилу наносится удар средней силы. Далее определяется степень повреждения, нанесенного поверхностному слою. Если зубило оставило лишь небольшую отметину, то бетон можно отнести к классу прочности В25. При наличии более значительной зазубрины бетон можно отнести к классам В15-В25. Если зубило проникнет в тело конструкции на глубину менее 0,5 см, то образец можно отнести к классу В10, если более 1 см — к классу В5. Класс или марка бетона по прочности — это основной показатель качества бетонной смеси, которые определяют среднюю прочность бетона. Например, средняя прочность бетона В30 (М400) составляет 393 кгс / см2.

Ориентировочно определить прочность бетона Rб в на 28 сутки в МПа можно по формуле Боломея-Скрамтаева, которая является основным законом прочности бетона. Для этого необходимо знать марку примененного цемента — Rц и цементно-водное соотношение — Ц/В. Коэффициент А при нормальном качестве заполнителей равен примерно 0,6.

При этом набор прочности бетона во времени подчиняется формуле

n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней,

на 3 сутки бетон набирает около 30% марочной прочности, на 7 сутки — 60-80%, а 100% предел прочности достигается на 28-е сутки. Дальнейшее повышение прочности бетона происходит, но очень медленно. Согласно СНиП 3.03.01-87, уход за свежим бетоном продолжается до набора 70% прочности или до другого срока распалубливания.

Методы самостоятельного определения прочности бетонных конструкций просты и экономичны. Однако в случае строительства важных объектов целесообразно обратиться к услугам специализированных лабораторий.

Проверка прочности бетона: основные методы определения и измерения

Проверка прочности бетона – очень важный комплекс мероприятий, благодаря которым удается установить и проконтролировать самый важный показатель материала, от которого зависят надежность и долговечность конструкции, здания. Прочность – основная техническая характеристика бетона, учитываемая в проектировании, расчетах в создании изделий, строительстве сооружений разного типа.

Прочность бетона обозначается маркой – буквой М и цифрой, которая отображает максимальный вес в килограммах на квадратный сантиметр, который может выдержать проверяемая смесь после полного затвердевания. Также прочность может выражаться в классе – буква В и цифры, отображающие максимальное давление сжатия, выдерживаемое материалом без каких-либо разрушений.

Определение прочности бетона по марке и классу осуществляется в четком соответствии с нормативными документами – ГОСТами 22690-88, 28570, а также 18105-2010 и 10180-2010. Эти нормы регламентируют порядок и методику проведения испытаний и исследований, правила обработки результатов. Выполнять проверки могут лишь сертифицированные организации с выдачей соответствующих документов.

Что влияет на прочность

Прежде, чем изучать методы определения прочности бетона, необходимо разобраться с тем, что влияет на данный показатель и какие факторы могут негативно сказаться на характеристиках застывшего камня. Также следует помнить о том, что затвердевшая на строительном объекте бетонная смесь может демонстрировать совершенные иные свойства в лабораторных условиях.

При условии использования цемента идентичного качества, наполнителей с теми же техническими характеристиками, на прочность бетона могут влиять факторы, не имеющие отношения к самому материалу.

Что влияет на прочность бетона:

• Условия и длительность транспортировки смеси (если раствор готовится не на строительной площадке, а на заводе).
• Метод укладки бетона в опалубку.
• Форма и размеры конструкции.
• Окружающая среда – уровень влажности, температура воздуха на протяжении всего времени твердения раствора.
• Вид напряженного состояния.
• Правильность ухода за застывающим монолитом после заливки.

Как правило, качество смеси значительно ухудшается и характеристики понижаются в случаях невыполнения норм и правил работы с бетоном.

Основные нарушения технологии, понижающие прочность:

• Осуществление доставки замешанной смеси не в миксере.
• Превышение допустимого значения времени в пути.
• Отсутствие уплотнения трамбовками/вибраторами при заливке раствора.
• Очень низкая/высокая температура воздуха при выполнении работ, ветер или дождь.
• Отсутствие оптимальных условий твердения после заливки в опалубку.

В результате неправильной транспортировки, несоблюдения условий выполнения работ бетонная смесь может схватываться и расслаиваться, терять подвижность. При отсутствии уплотнения в толще камня остаются воздушные пузыри, понижающие качество. При окружающей температуре +10-25 градусов и высокой влажности в течение 7-15 суток после заливки бетон набирает 70% проектной прочности. В противном случае сроки затягиваются, монолит может деформироваться, демонстрировать более низкую прочность.

Для проверки бетона на прочность и соответствие проектным характеристикам используют самые разные методы и способы. В их число входят лабораторные испытания образцов, косвенные и неразрушающие прямые методы и т.д.

Какие факторы могут влиять на погрешность исследований:

• Дефекты поверхности камня.
• Неравномерность состава раствора.
• Влажность материала.
• Армирование бетонного монолита.
• Промасливание, коррозия, карбонизация слоя внешнего.
• Неисправности в работе приборов для исследования – слабый заряд аккумулятора, выход из строя деталей и т.д.

Наиболее информативной считается проверка бетона методом изъятия образцов из толщи монолита и последующее их исследование. В таком случае удается исключить ошибки, но вот трудоемкость и дороговизна метода не способствуют его популярности.

Чаще всего бетон на прочность проверяют с применением приборов для измерения характеристик, находящихся в прямой зависимости с прочностью – усилие на скол/отрыв, твердость, длина волны и т.д. Далее для вычислений используют специальные формулы.

Требования к проверке

Большинство заказчиков предпочитают выполнять проверку с применением неразрушающих методов контроля прочности бетона. Есть специальные приборы, позволяющие быстро и эффективно определить нужные показатели без сверления, вырубки образцов, бурения и т.д.

Любое измерение прочности бетона предполагает три основных показателя: стоимость оборудования, точность полученных результатов, трудоемкость реализации. Самыми дорогими считаются испытания кернов с использованием лабораторного пресса, а также отрыв со сколом. Менее затратные методы ультразвука, упругого отскока, пластических деформаций, ударного импульса. Их советуют применять лишь после определения градуировочной зависимости выбранной косвенной характеристики с фактической прочностью.

Нужно помнить, что параметры раствора могут сильно отличаться от тех, на которых основывается градуировочная зависимость. Для определения достоверной прочности бетонного камня на сжатие осуществляют обязательную проверку кубиков на прессе либо определяют усилие на отрыв со сколом. При отказе от данной операции могут быть выявлены существенные погрешности в контроле и оценке уровня прочности (от 15% до 75%).

Как определить прочность бетона

Определение прочности бетона осуществляется с применением трех основных методов испытаний: разрушающие, а также неразрушающие косвенные и прямые. Все они дают возможность с разной долей точности осуществлять контроль и оценивать фактическую прочность бетонного камня в условиях лаборатории, на строительных площадках либо в уже готовых конструкциях.

Разрушающие методы

Этот метод достаточно трудоемок: из готовой (уже залитой и полностью набравшей прочность) конструкции вырубывают/выпиливают образцы, которые потом подвергают разрушению на прессе. После завершения каждого испытания фиксируют полученные значения максимальных усилий на сжатие, реализуют статистическую обработку.

Метод гарантирует объективность полученных результатов, но часто не подходит для конкретных условий из-за трудоемкости, дороговизны, локальных дефектов в конструкции/здании. В условиях производства бетон исследуют на сериях образцов, которые были приготовлены из рабочей бетонной смеси по ГОСТу 10180-2012. Цилиндры или кубики выдерживают в максимально приближенных к реальным условиях, потом подвергают испытаниям на прессе.

Неразрушающие прямые

Эта группа методов предполагает проведение испытаний материала без необходимости повреждать конструкцию. Механическое взаимодействие прибора и поверхности проходят при простом отрыве, при отрыве со сколом, в процессе скалывания ребра.

В процессе испытаний отрывом на поверхность камня клеят стальной диск на эпоксидный состав. Потом специальным инструментом его отрывают вместе с куском конструкции (для этого используют приборы ПИВ, ГПНВ-5, ПОС-50МГ4). Полученное усилие переводят в искомый показатель по специальным формулам.

При отрыве со сколом сам прибор прикрепляют не к диску, а непосредственно в полость бетона. Бурят шпуры, в них монтируют лепестковые анкеры, потом часть материала извлекают с фиксацией разрушающего усилия. Чтобы определить марочный показатель, используют специальные переводные коэффициенты.

Скалывание ребра используют в работе с конструкциями, обладающими внешними углами – перекрытия, балки, колонны и другие. Прибор (чаще всего это ГПНС-4) крепят к одному из выступающих сегментов анкером и дюбелем, потом плавно нагружают. Когда происходит разрушение, усилие и глубину скола фиксируют. Потом прочность определяют в соответствии со значениями формулы (в ней обязательно учитывается величина наполнителя в растворе).

Неразрушающие косвенные методы

Данные способы не предполагают внедрение каких-либо приборов в само тело бетонного камня, монтажа анкеров либо других трудоемких операций. К данной группе методов относят: методы упругого отскока и ударного импульса, а также исследование ультразвуком и способ пластической деформации.

Ультразвуковой метод измерения прочности бетона предполагает сравнение скорости прохождения продольных волн в готовом монолите с эталонным образцом. Прибор для измерений УГВ-1 кладут на ровную поверхность без деформаций и прозванивают участки в четком соответствии с программой испытаний. Все полученные данные обрабатывают, не принимая во внимание выпадающие значения.

Определение прочности бетона способом ударного импульса предполагает применение энергии удара бойка из металла в виде сферы о поверхность бетонного монолита. Магнитострикционное или пьезоэлектрическое устройство энергию удара преобразует в электрический импульс, время и амплитуда которого имеют функциональную связь с уровнем прочности бетона.

До того, как проверить класс и марку бетона данным методом, необходимо приобрести прибор для испытаний. Он достаточно прост в применении, компактный, результаты выдает уже в готовом виде – используются единицы измерений нужного показателя.

Для определения прочности бетона с использованием обратного отскока понадобится склерометр – специальный прибор для фиксации обратного движения бойка после совершения удара о поверхность бетона или прижатой к ней пластины из металла. Так определяют твердость материала, которая напрямую связана с его прочностью.

Метод пластических деформаций измеряет размеры следа на бетоне после удара металлическим шариком. Полученные значения сравнивают с эталонным образцом. Метод существует достаточно давно, чаще всего для его реализации применяют молоток Кашкарова: в его корпус вставляют сменный стержень из стали с известными и зафиксированными характеристиками.

На поверхность монолита наносят целую серию ударов. Потом прочность определяют в соответствии с соотношением диаметров полученных отпечатков на бетоне и стержне.

Заключение

С целью контроля и оценки уровня прочности бетона лучше всего использовать неразрушающие методы исследований. Они являются более доступными в плане цены и трудоемкости в сравнении с испытанием образцов в условиях лаборатории.

Чтобы показатели были достоверными, важно строить градуировочные зависимости приборов, использовать правильные таблицы и устранять все факторы, которые могут в той или иной мере исказить результаты выполненных измерений.

Методы проверки бетона на прочность

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.

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.

Порядок проведения проверки на удобоукладываемость

Для определения этой характеристики, специалисты лаборатории применяют вискозиметр. Этот прибор позволяет измерить время в секундах, которое требуется для укладки материала.

Используя вискозиметр, начинают укладку, одновременно запуская отсчет времени. По окончании процесса фактическое время фиксируют. Качество бетона определяется временем, потраченным на укладку данным методом. Чем меньше времени проходит, тем выше качество материала.

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/м 2 с шагом в 3,5 кгс/м 2 . Вектор силы строго перпендикулярен основанию образца. По показаниям определяется возможность сопротивления материала сжатию, и в протокол испытания записывается марка бетона.

Образец протокола испытаний.

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).

Проверка прочности бетона

Бетон – один из самых популярных материалов в строительстве, его качество и прочностные характеристики влияют на целостность всей конструкции. Под влиянием внешних факторов и деформационных нагрузок проектная прочность обычно не совпадает с фактическими результатами. Существует несколько методов диагностики качества бетона. Большое распространение на практике получил метод отрыва со скалыванием, но специалисты используют и другие способы проверки.

Предел прочности

Каждому классу бетона соответствуют свои показатели, требуемая прочность по нормам СНиП занесена в таблицу:

Сопротивления бетона по нормативам, МПа

Класс бетона	Призменная прочность (сжатие осевое), Rbn	Растяжение осевое, Rbtn
В5	3,5	0,55
В7,5	5,5	0,7
В10	7,5	0,85
В12,5	9,5	1,00
В15	11,0	1,15
В20	15,0	1,40
В25	18,5	1,60
В30	22,0	1,80
В35	25,5	1,95
В40	29,0	2,10

Существует такое понятие как передаточная прочность бетона – по факту, это кубиковая прочность в период обжатия, она изначально имеет меньшую величину, чем проектная (марочная прочность). В масштабах завода ждать пока бетон наберёт 100% результат проектной прочности достаточно нерационально, поэтому применяют эту минимальную величину, предполагая, что бетон впоследствии наберёт проектную прочность.

Проявление проектной прочности наступает лишь на 28 день, если соблюдены все технологии и температурный режим (от 30° С и выше), очень важный показатель для бетонного раствора – критическая прочность. Опытным путём специалисты сделали вывод, что образцы бетона, набравшие критическую прочность (вызрели до определённого состояния), в условиях зимнего бетонирования не подлежат разрушению после оттаивания, а продолжают набор прочности одновременно с процессом вызревания.

Показатели критической прочности

Марки бетона	Процент критической прочности от марочной
М15 – М150	Более 50%
М200 – М300	Более 40%
М400 – М500	Более 30%
Для предварительно нагруженных конструкций	Более 70%

Неразрушающий контроль

Метод неразрушающего контроля используется при измерении в процессе эксплуатации объекта. Это очень важный показатель во время возведения конструкций. Целостность бетона при осуществлении такого контроля не нарушается, он полностью готов к использованию. У каждого метода свои плюсы и минусы, если лаборатория владеет приборами для проведения каждого из них, то получится реализовать комплексный контроль качества бетона.

Как определить среднюю прочность в уже готовых постройках после заливки бетонной смеси? Для этого применяют один из двух способов:

• Определение несущей способности по максимуму, путём передачи нагрузки на конструкции вплоть до полного её разрушения. Метод не выгоден с экономической стороны, из-за дороговизны – ведь после проверки бетон становится непригодным;
• Состояние строений определяется с помощью специальных аппаратов, не разрушая конструкции. Конечные результаты обрабатываются с помощью специализированного программного обеспечения на компьютере с высокой точностью. Эти методы получили название «неразрушающие» и рассчитываются, базируясь на косвенных признаках: энергии, затрачиваемой на осуществление удара, напряжении, которое приводит к локальным (частичным) повреждениям системы, отпечатке.

Метод локальных разрушений

Такая методика относится к самой точной из всех, поскольку подразумевает использование градуировочной зависимости, учитывающей изменение прочности двух показателей: степени масштабности заполнителя и его типа.

• Метод отрыва со скалыванием – самый распространённый и наиболее точный, основан на определении усилий, приложенных при скалывании частичной конструкции (её ребра), но трудозатратный, поскольку основной закон предусматривает бурение шпуров и размещение в конструкции анкеров, которые впоследствии выдёргиваются. Недостаток метода: нельзя применять при тонких стеновых панелях и заливке, имеющей частое армирование;
• Метод отрывания металлических дисков – рассчитан на меньшие трудозатраты, чем предыдущий способ, но на практике применяется намного реже, подходит для сооружений с густым армированием. Суть метода состоит в наклеивании на поверхность дисков из металла (за несколько часов до проведения контрольных испытаний), а затем в отрывании этих дисков от конструкции.

Ударные способы контроля прочности

Довольно популярный метод неразрушающего контроля. От чего зависит выбор строителей в пользу того или иного метода – вопрос открытый, часто на это влияют особенность конструкций, толщина, степень армированности и другие параметры.

Эти способы фиксируют и регистрируют ударную энергию в момент соприкосновения оборудования с поверхностью. Определяется прочность бетона данными методами просто, с использованием тех же единиц измерения, что и при определении прочности бетона на сжатие.

Алгоритм проведения контроля:

1. определение класса бетона путём проведения замеров;
2. проведение манипуляций измерения характеристик прочности под разным наклоном к поверхности конструкции;
3. обработка полученных результатов на компьютере.

Метод упругого отскока. Определяются параметры величины обратного отскока, который возникает при ударе оборудования о бетонную плоскость. Широко распространён при определении прочности склерометр Шмидта. Каждый удар в процессе контроля измеряется по специальной шкале, показания фиксируются в журнале.

Метод пластической деформации. Особенность этого способа: сначала осуществляют удар шариком по бетону, далее измеряют отпечаток, оставшийся на поверхности. Способ довольно древний, но он пользуется популярностью по сей день, поскольку не требует наличия специального оборудования и является не слишком дорогостоящим. Для контроля применяют молоток Кашкарова.

Определений прочности ультразвуковым методом

Ультразвуковое исследование бетона на прочность – самый удобный и современный способ. Для реализации используется специальный датчик, проводящий волны сквозь толщу бетонного слоя. Сравниваются характеристики скорости прохождения волн. Недостаток: для высокопрочных классов бетона такой метод не подходит.

Разрушающие методы

СНиП обязывает строительные организации проводить контроль разрушающими методами.

Способы разрушающего контроля:

• проведение испытаний на специальных образцах;
• выпиливание образцов из самой конструкции в разных местах (где брать пробы прописывает проектная документация или проектировщик на месте проведения работ);
• • использование кубиков, изготовленных на строительном объекте по специальному регламенту с учётом всех технологических характеристик.

Проведение лабораторных исследований – дорогостоящий процесс, не всегда есть возможность его осуществления. Можно произвести контроль самостоятельно. Следует запастись простыми инструментами: молотком, весом около 800 грамм, и зубилом.