Методы испытания бетона | Проведение испытаний бетона на прочность механическими методами
Проведение испытаний бетона – обязательная процедура, которую организуют перед началом строительства и при осмотре готовых зданий. Проверка материала позволяет определить, достаточно ли он прочен и подходит ли для возведения конструкции, оптимален ли его состав и характеристики. Также благодаря испытаниям можно выявить причины деформации готовой постройки и предотвратить ее полное разрушение. Дело в том, что со временем характеристики материала могут меняться под влиянием десятков факторов, включая преждевременное снятие опалубки, сильное увлажнение и чрезмерную нагрузку на конструкцию. Проверка позволяет выявить подобные изменения.
Существует два типа методов испытания бетона – разрушающие и неразрушающие. Выбор варианта во многом зависит от обстоятельств, при которых проводится проверка.
Разрушающий метод
Проводится двумя способами: с применением гидравлического пресса в лабораторных условиях или с использованием приборов разрушающего контроля – таких, как Скол.
Преимущество механических испытаний бетона этого вида – максимальная точность и достоверность. Недостаток – сложность в реализации. В большинстве случаев невозможно изъять из готовой конструкции образцы оптимального размера (куб с гранями 15 см, призма 15х15х60 см), не нарушив целостность постройки и не оставив микротрещины. Дополнительной проблемой может стать неровная поверхность образца, из-за которой могут появиться погрешности в расчетах.
По этим причинам разрушающий метод чаще всего применяют в случаях, когда у застройщика есть готовые образцы бетона из каждой партии, использованной при строительстве, либо когда материал проверяют перед началом постройки и из него можно изготовить керн.
Сделать заказ
Испытание бетона неразрушающим методом не влияет на пригодность постройки к использованию, не меняет ключевые характеристики. Оно значительно легче в реализации, чем проверка на гидравлическом прессе, но имеет и недостаток – меньшая точность данных. Именно поэтому испытания прочности бетона неразрушающим методом чаще всего проводят в несколько этапов, комбинируя разные варианты:
- Отрыв со скалыванием. Регистрируется усилие, которое требуется для вырывания анкерного устройства из бетона или для скалывания участка на ребре конструкции. Это трудоемкий метод, но зато он дает наиболее точные результаты из всех вариантов неразрушающих испытаний бетона.
- Скалывание ребра бетона. Измеряется усилие необходимое для скалывания участка на ребре конструкции.
- Отрыв стального диска. Показывает напряжение, необходимое для разрушения материала при отрыве металлического диска. Недостатки метода – большие затраты времени (для приклеивания диска требуется от 3 до 24 часов), а также частичное повреждение конструкции.
- Ударный импульс. Самый распространенный вариант из всех неразрушающих методов. Позволяет измерить прочность на сжатие, в том числе под разными углами, а также определить класс бетона. Для регистрации энергии удара при соприкосновении бойка с поверхностью конструкции используется компактный высокоточный прибор. Благодаря этому можно быстро провести испытания – не требуется ни долгая предварительная подготовка, ни крупногабаритное, сложное в доставке оборудование.
- Упругий отскок. Позволяет измерить поверхностную прочность материала. Суть метода заключается в определении величины обратного отскока при соприкосновении ударника с поверхностью бетона. Требует использования специального прибора (склерометра Шмидта или его аналога) и предварительной подготовки с определением количества мест удара и их расположения.
- Пластическая деформация. Один из самых дешевых методов определения прочности бетона. Процесс простой: наносят удар молотком Кашкарова или аналогичным инструментом по бетону и измеряют размера отпечатка, который остался на поверхности, после чего рассчитывают прочность с учетом полученных данных.
- Ультразвуковой метод. Позволяет определить прочность не только поверхности, но и тела бетонной конструкции, а также провести контроль качества бетонирования. При использовании этого варианта регистрируют скорость прохождения ультразвуковых волн поверхностным или сквозным способом.
Обратите внимание: точность данных при использовании неразрушающего метода во многом зависит от качества оборудования, а также от квалификации сотрудников лаборатории, от их способности правильно построить градуировочные зависимости с учетом возможной погрешности. Экономить на проверке, поручая ее неспециалистам – большой риск, поскольку в результате заказчик напрасно потратит время и деньги и получит недостоверные данные.
Сделать заказ
Специалисты лаборатории «Стандарт» используют все перечисленные выше методы испытания бетона. Для проведения проверок мы применяем оборудование, соответствующее нормам и требованиям – гарантируем, что все данные в протоколе испытаний будут точными и достоверными. У нас вы сможете не только заказать испытание материала, но также проконсультироваться по поводу выбора метода, оптимизации расходов денег и времени на проверки.
Методы и приборы неразрушающего контроля бетона
Для оценки состояния бетонных конструкций необходим всесторонний анализ факторов, влияющих на их эксплуатационные характеристики, такие как прочность, толщина защитного слоя, диаметр арматуры, теплопроводность, влажность, адгезия покрытий и т.д. Неразрушающие методы контроля особенно актуальны, когда характеристики бетона и арматуры неизвестны, а объёмы контроля значительны. Методы НК дают возможность контроля как в лабораторных условиях, так и на строительных площадках в процессе эксплуатации.
В чём плюсы неразрушающего контроля:
- Возможность не организовывать на площадке лабораторию оценки бетона.
- Сохранение целостности проверяемой конструкции.
- Сохранение эксплуатационных характеристик сооружений.
- Широкая сфера применения.
Лаборатория НТЦ «Эксперт» оказывает услуги по контролю бетона методами УЗК, магнитной индукции и методом упругого отскока. Данные методы дают возможность определять прочность бетона, наличие внутренних дефектов, глубину и диаметр арматуры. Неразрушающие методы применимы, когда нет возможности изъятия образцов для контроля прямыми методами, особенно в процессе строительства и реконструкции. Процедура обследования бетонных конструкций регламентирована ГОСТ 22690-2015 и ГОСТ 17624-2012. Общие правила проверки качества бетона изложены в ГОСТ 18105-2010.
При всем многообразии контролируемых параметров контроль прочности бетона занимает особое место, поскольку при оценке состояния конструкции определяющим фактором является соответствие фактической прочности бетона проектным требованиям.
Процедура обследований регламентирована ГОСТ 22690-2015 и ГОСТ 17624-2012. Общие правила проверки качества бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Неразрушающий контроль прочности бетона подразумевает применение механических методов (удар, отрыв, скол, вдавливание) и ультразвукового сканирования.
Контроль прочности готовых бетонных конструкций как правило проводится по графику, в установленном проектом возрасте, либо при необходимости, например, когда планируется реконструкция. Контроль прочности строящихся конструкций даёт возможность оценить распалубочную и отпускную прочность, сравнить реальные характеристики материала с паспортными.
Методы неразрушающего контроля прочности бетона делят на две группы
| Прямые (методы местных разрушений) | Косвенные |
|
|
Прямые методы испытания бетона (методы местных разрушений)
Методы местных разрушений относят к неразрушающим условно. Их основное преимущество – достоверность. Они дают настолько точные результаты, что их используют для составления градуировочных зависимостей для косвенных методов. Испытания проводятся по ГОСТ 22690-2015.
| Метод | Описание | Плюсы | Минусы |
| Метод отрыва со скалыванием | Оценка усилия, которое требуется, чтобы разрушить бетон, вырывая из него анкер (видео). | — Высокая точность. — Наличие общепринятых градуировочных зависимостей, зафиксированных ГОСТом. | — Трудоёмкость. — Невозможность использовать в оценке прочности густоармированных сооружений, сооружений с тонкими стенами. |
| Скалывание ребра | Измерение усилия, которое требуется, чтобы сколоть бетон на углу конструкции. Метод применяется для исследования прочности линейных сооружений: свай, колонн квадратного сечения, опорных балок. | — Простота использования. — Отсутствие предварительной подготовки. |
— Не применим, если слой бетона меньше 2 см или существенно повреждён. |
| Отрыв дисков | Регистрация усилия для разрушения бетона при отрыве от него металлического диска. Способ широко использовался в советское время, сейчас почти не применяется из-за ограничений по температурному режиму. | — Подходит для проверки прочности густоармированных конструкций. — Не такой трудоёмкий, как отрыв со скалыванием. |
— Необходимость подготовки: диски нужно наклеить на бетонную поверхность за 3-24 часа до проверки. |
Основные недостатки методов местных разрушений – высокая трудоёмкость, необходимость расчёта глубины прохождения арматуры, её оси. При испытаниях частично повреждается поверхность конструкций, что может повлиять на их эксплуатационные характеристики.
Косвенные методы испытания бетона
В отличие от методов местных разрушений, методы, основанные на ударно-импульсном воздействии на бетон, имеют большую производительность. Однако, контроль прочности бетона ведется в поверхностном слое толщиной 25-30 мм, что ограничивает их применение. В упомянутых случаях необходима зачистка поверхности контролируемых участков бетона или удаление поврежденного поверхностного слоя.
Неразрушающий контроль прочности бетона на заводах ЖБИ и в строительных лабораториях осуществляется после приведения градуировочных зависимостей приборов в соответствие с фактической прочностью бетона по результатам испытания контрольных партий в прессе.
| Метод | Описание | Плюсы | Минусы |
| Ударного импульса | Регистрация энергии, которая появляется при ударе специального бойка. Для обследований используется молоток Шмидта. Как работает молоток Шмидта |
— Компактное оборудование. — Простота. — Возможность одновременно устанавливать класс бетона. |
— Относительно невысокая точность |
| Упругого отскока | Измерение пути бойка при ударе о бетон. Для обследования используют склерометр Шмидта и аналогичные устройства. | — Простота и скорость исследования. | — Жёсткие требования к процедуре подготовки контрольных участков. — Техника требует частой поверки. |
| Пластической деформации | Измерение отпечатка, оставшегося на бетоне при ударе металлическим шариком. Метод устаревший, но используется часто. Для оценки применяют молоток Кашкарова и аппараты статического давления. Оценка прочности бетона молотком Кашкарова. |
— Доступность оборудования. — Простота. |
— Невысокая точность результатов. |
| Ультразвуковой метод | Измерение скорости колебаний ультразвука, проходящего сквозь бетон. | — Возможность проводить массовые изыскания неограниченное число раз. — Невысокая стоимость исследований. — Возможность оценить прочность глубинных слоёв конструкции. |
— Повышенные требования к качеству поверхности. — Требуется высокая квалификация сотрудника. |
Метод ударного импульса
Метод ударного импульса – самый распространённый среди неразрушающих методов из-за простоты измерений. Он позволяет определять класс бетона, производить измерения под разными углами к поверхности, учитывать пластичность и упругость бетона.
Суть метода. Боёк со сферическим ударником под действием пружины ударяется о поверхность. Энергия удара расходуется на деформации бетона. В результате пластических деформаций образуется лунка, в результате упругих возникает реактивная сила. Электромеханический преобразователь превращает механическую энергию удара в электрический импульс. Результаты выдаются в единицах измерения прочности на сжатие.
К достоинствам метода относят оперативность, низкие трудозатраты, отсутствие сложных вычислений, слабую зависимость от состава бетона. Недостатком считается определение прочности в слое глубиной до 50 мм.
Метод упругого отскока
Метод упругого отскока заимствован из практики определения твёрдости металла. Для испытаний применяют склерометры – пружинные молотки со сферическими штампами. Система пружин допускает свободный отскок после удара. Шкала со стрелкой фиксирует путь ударника при отскоке. Прочность бетона определяют по градуировочным кривым, которые учитывают положение молотка, так как величина отскока зависит от его направления. Среднюю величину вычисляют по данным 5-10 измерений, выполненных на определённом участке. Расстояние между местами ударов – от 30 мм.
Диапазон измерений методом упругого отскока – 5-50 МПа. К достоинствам метода относят простоту и скорость измерений, возможность оценки прочности густоармированных конструкций. Ключевые недостатки такие же, как у других ударных методов: контроль прочности в поверхностном слое (глубина 20-30 мм), необходимость частых поверок (каждые 500 ударов), построение градуировочных зависимостей.
Ниже представлены измерители прочности бетона, работающие по принципу ударного импульса, из ассортимента нашей компании
Метод пластической деформации
Метод пластической деформации считается одним из самых дешёвых. Его суть – в определении твёрдости поверхности посредством измерения следа, который оставляет стальной шарик/стержень, встроенный в молоток. При проведении испытаний молоток располагают перпендикулярно поверхности бетона и совершают несколько ударов. С помощью углового масштаба измеряют отпечатки на бойке и бетоне. Для облегчения измерений диаметров используют листы копировальной или белой бумаги. Полученные характеристики фиксируют и вычисляют среднее значение. Бетонная прочность определяется по соотношению размеров отпечатков.
Принцип действия приборов для испытаний методом пластических деформаций основан на вдавливании штампа при помощи удара либо статического давления. Устройства статических давлений применяются ограниченно, более распространены приборы ударного действия – ручные и пружинные молотки, маятниковые устройства с шариковым/дисковым штампом. Твёрдость стали штампов минимум HRC60, диаметр шарика — минимум 10 мм, толщина диска — не меньше 1 мм. Энергия удара должна быть равна или больше 125 H.
Метод прост, может применяться в густоармированных конструкциях, отличается быстротой, но подходит для оценки прочности бетона не больше М500.
Ультразвуковое обследование
Ультразвуковой метод – это регистрация скорости прохождения ультразвуковых волн. По технике проведения испытаний можно выделить сквозное ультразвуковых прозвучивание, когда датчики располагают с разных сторон тестируемого образца, и поверхностное прозвучивание, когда датчики расположены с одной стороны. Сквозной метод позволяет, в отличие от всех остальных методов НК прочности, контролировать прочность в приповерхностных и глубоких слоях конструкции.
Ультразвуковые приборы неразрушающего контроля бетона могут использоваться не только для контроля прочности бетона, но и для дефектоскопии, контроля качества бетонирования, определения глубины и поиска арматуры в бетоне. Они позволяют многократно проводить массовые испытания изделий любой формы, вести непрерывный контроль нарастания или снижения прочности.
На зависимость «прочность бетона – скорость ультразвука» влияют количество и состав заполнителя, расход цемента, способ приготовления бетонной смеси, степень уплотнения бетона. Недостатком метода считается довольно большая погрешность при переходе от акустических характеристик к прочностным.
Ниже даны ссылки на приборы неразрушающего контроля бетона, представленные в ассортименте нашей компании
Кроме перечисленных способов контроля прочности существуют менее распространённые. На стадии экспериментального использования метод электрического потенциала, инфракрасные, вибрационные, акустические методы.
Опыт ведущих специалистов по неразрушающему контролю прочности бетона показывает, что в базовый комплект специалистов, занятых обследованием, должны входить приборы, основанные на разных методах контроля: отрыв со скалыванием (скалывание ребра), ударный импульс (упругий отскок, пластическая деформация), ультразвук, а также измерители защитного слоя и влажности бетона, оборудование для отбора образцов.
Погрешность методов неразрушающего контроля прочности бетона
| № | Наименование метода | Диапазон применения*, МПа | Погрешность измерения** |
| 1 | Пластическая деформация | 5 … 50 | ± 30 … 40% |
| 2 | Упругий отскок | 5 … 50 | ± 50% |
| 3 | Ударный импульс | 10 … 70 | ± 50% |
| 4 | Отрыв | 5 … 60 | нет данных |
| 5 | Отрыв со скалыванием | 5 … 100 | нет данных |
| 6 | Скалывание ребра | 10 … 70 | нет данных |
| 7 | Ультразвуковой | 10 … 40 | ± 30 … 50% |
| * по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690; ** источник: Джонс Р., Фэкэоару И. Неразрушающие методы испытаний бетонов. М., Стройиздат, 1974. 292 с. |
|||
Процедура оценки
Общие правила контроля прочности бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Требования к контрольным участкам приведены в следующей таблице
| Метод | Общее число измерений на участке | Минимальное расстояние между местами измерений на участке, мм | Минимальное расстояние от края конструкции до места измерения, мм | Минимальная толщина конструкции, мм |
| Упругий отскок | 9 | 30 | 50 | 100 |
| Ударный импульс | 10 | 15 | 50 | 50 |
| Пластическая деформация | 5 | 30 | 50 | 70 |
| Скалывание ребра | 2 | 200 | -0 | 170 |
| Отрыв | 1 | 2 диаметра диска | 50 | 50 |
| Отрыв со скалыванием при рабочей глубине заделки анкера: 40 мм < 40 мм |
1 |
5h |
150 |
2h |
Наиболее сложными для контроля бетонных конструкций являются случаи воздействия на них агрессивных факторов: химических (соли, кислоты, масла), термических (высокие температуры, замораживание в раннем возрасте, переменное замораживание и оттаивание), атмосферных (карбонизация поверхностного слоя). При обследовании необходимо визуально, простукиванием, либо смачиванием раствором фенолфталеина (случаи карбонизации бетона), выявить поверхностный слой с нарушенной структурой. Подготовка бетона таких конструкций для испытаний неразрушающими методами заключается в удалении поверхностного слоя на участке контроля и зачистке поверхности наждачным камнем. Прочность бетона в этих случаях необходимо определять преимущественно методами местных разрушений или путём отбора образцов. При использовании ударно-импульсных и ультразвуковых приборов шероховатость поверхности не должна превышать Ra 25.
Прочность бетона по маркам
| Класс бетона (В) по прочности на сжатие | Ближайшая марка бетона (М) по прочности на сжатие | Средняя прочность бетона данного класса кгс/см² | Отклонения ближайшей марки бетона от средней прочности бетона этого класса,% |
| В3,5 | М50 | 45,84 | +9,1 |
| В5 | М75 | 65,48 | +14,5 |
| В7,5 | М100 | 98,23 | +1,8 |
| В10 | М150 | 130,97 | +14,5 |
| В12,5 | М150 | 163,71 | -8,4 |
| В15 | М200 | 196,45 | +1,8 |
| В20 | М250 | 261,94 | -4,6 |
| В22,5 | М300 | 294,68 | +1,8 |
| В25 | М350 | 327,42 | +6,9 |
| В27,5 | М350 | 360,16 | -2,8 |
| В30 | М400 | 392,90 | +1,8 |
| В35 | М450 | 458,39 | -1,8 |
| В40 | М500 | 523,87 | -4,6 |
| В45 | М600 | 589 | |
| В50 | М650 | 655 | |
| В55 | М700 | 720 | |
| В60 | М800 | 786 |
Измерение защитного слоя и диаметра арматуры
Основная задача защитного слоя – обеспечить надежное сцепление бетона с арматурой на этапах монтажа и эксплуатации бетонной конструкции. Кроме того, он выполняет функцию защиты от перепадов температур, повышенной влажности, агрессивных химических реагентов. Толщина защитного слоя бетона диктуется условиями эксплуатации конструкции, видом и диаметром используемой арматуры.
При создании защитного слоя бетона руководствуются указаниями СНиП 2.03.04-84 и СП 52-101-2003. Контроль толщины защитного слоя проводится по ГОСТ 22904-93.
Для оперативного контроля качества армирования железобетонных конструкций и определения толщины защитного бетонного слоя используют приборы для поиска арматуры в бетоне — локаторы арматуры. Они работают по принципу импульсной магнитной индукции. Помимо измерения толщины защитного слоя, измеритель способен поиск арматуры в бетоне и определять наличие арматуры на определенном участке, фиксировать сечение, диаметр и другие параметры арматурных включений.
Оборудование для измерения толщины защитного слоя и оценки расположения арматуры
Неразрушающий контроль влажности
Влажность бетона оценивают по ГОСТ 12730.0-78: Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости. Некоторое количество влаги (в ячеистом бетоне до 30–35%) остаётся в стройматериалах в ходе производственного процесса (технологическая влага). В нормальных условиях содержание влаги в бетонных конструкциях в течение первого отопительного периода сокращается до 4-6% по весу.
Для получения полной картины целесообразно использовать несколько различных по физическому принципу методов оценки. Для измерения влажности бетона применяют влагомеры или измерители влажности. Принцип действия влагомера основан на зависимости диэлектрической проницаемости материала и содержания в нем влаги. Следует учитывать, что содержание влаги в бетоне отличается от ее содержания на поверхности. Методы измерения на поверхности дают результат для глубины до 20 мм и не всегда отражают реальное положение вещей.
Оборудование для измерения влажности и проницаемости бетона
Адгезия защитных и облицовочных покрытий
Адгезия измеряется при помощи прямых (с нарушением адгезионного контакта), неразрушающих (с измерением ультразвуковых или электоромагнитных волн) и косвенных (характеризующих адгезию лишь в сопоставимых условиях) методов. Наиболее распространен метод оценки с помощью адгезиметра. Методика оценки установлена ГОСТ 28574-2014: Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий.
Оценка бетона с помощью адгезиметра проводится при диагностике повреждений покрытия, контроле качества антикоррозийных работ, а также при проверке качества строительных материалов. Интенсивность адгезии определяется давлением отрыва, которое следует приложить к покрытию (штукатурке, краске, герметику и т.д.), чтобы отделить его от бетонной основы.
Оборудование для измерения адгезии
Морозостойкость
В большинстве нормативных документов устойчивость покрытий и изделий из застывшей смеси определяется количеством переходов через нулевую отметку, после которого начинается падение эксплуатационных характеристик. Морозостойкость бетона – способность выдерживать температурные перепады, а также количество циклов заморозки и оттаивания бетонной смеси. В ГОСТ 10060-2012 выделяют 11 марок бетона с различной морозостойкостью, которая имеет градацию на циклы от F50 до F1000.
Группы бетонов по морозостойкости
| Группа морозостойкости | Обозначение | Примечание |
| Низкая | менее F50 | Не находит широкого использования |
| Умеренная | F50 – F150 | Морозостойкость и водонепроницаемость бетона этой группы имеет оптимальные показатели. Такие смеси встречаются наиболее часто. |
| Повышенная | F150 – F300 | Морозостойкость бетонной смеси в этом диапазоне дает возможность эксплуатировать здания в достаточно суровых условиях. |
| Высокая | F300 – F500 | Такие растворы требуются в особых случаях, например, при эксплуатации с переменным уровнем влаги. |
| Особо высокая | более F500 | Бетон морозостойкий получается впрыскиванием особых добавок. Применяется при сооружении конструкций на века. |
Дополнительная информация
Морозостойкость бетона оценивают ультразвуковыми методами по ГОСТ 26134-2016. Ультразвуковая диагностика отличается невысокой стоимостью, даёт возможность проводить обследования неограниченное число раз. При этом предъявляются высокие требования к качеству бетонной поверхности и квалификации сотрудника.
Подробную консультацию по контролю бетонных сооружений вы можете получить у наших специалистов по телефонам +7 (495) 972-88-55, +7 (495) 660-49-68.
Оборудование для неразрушающего контроля бетона можно купить с доставкой до двери либо до терминалов транспортной компании в городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Ярославль и другие города. А так же Республики Казахстан, Белоруссия и другие страны СНГ.
Определение прочности бетона неразрушающим методом – Испытания по ГОСТу
Прочность бетона – основная характеристика, по которой устанавливают способность бетонной или железобетонной конструкции выдерживать проектные нагрузки. Бетон набирает необходимую прочность постепенно в процессе твердения. Поэтому очень важно определять с высокой точностью значение прочности этого материала перед использованием изделий или конструкций в строительстве. Для определения прочности бетона используют два способа: исследование образца материала разрушающим методом и испытание качества бетона неразрушающим.
Испытание разрушающим методом заключается в отборе образцов выпиливанием или выбуриванием из тела конструкции. Затем каждый образец подвергается максимальному сжатию до разрушения с помощью специального лабораторного пресса, оснащенного измерительными приборами. Этот метод используется редко, так как трудоемок, требует дорогостоящего оборудования, при исследовании конструкция получает повреждения. К тому же каждый образец материала должен твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция.
Неразрушающий метод, напротив, не требует больших затрат, отбора образцов материала, и позволяет получить результаты испытаний с достаточной точностью, при этом бетон конструкций не подвергается повреждениям.
Виды испытаний
Неразрушающий метод контроля качества бетона подразделяется на две группы испытаний: прямых и косвенных. Прямые в свою очередь делятся на три вида:
- с помощью отрыва металлических дисков;
- посредством отрыва со скалыванием;
- методом скалывания ребра.
Косвенный неразрушающий контроль прочности бетона осуществляется с помощью следующих исследований:
- ультразвукового способа;
- метода упругого отскока;
- способа воздействия на бетон ударного импульса;
- метода пластической деформации.
Прямые виды испытаний
Испытание неразрушающим методом отрыва металлических дисков заключается в измерении напряжения, возникающего при отрыве от поверхности бетонной конструкции стального диска из стали. На основании результатов производится расчет прочности с учетом площадей диска и используемой площади конструкции. Следует указать, что этот способ используется редко из-за повышенной трудоемкости и невозможности применения для густоармированных конструкций. По результатам исследования неразрушающим способом составляется протокол, куда заносятся все полученные данные.
Неразрушающий вид испытаний методом отрыва со скалыванием состоит в измерении усилия, возникающего при отрыве специально установленного анкера из тела бетонной структуры. Величина усилия затем используется в расчете прочности, результаты исследований фиксируются в протоколе. Проверки этим способом характеризуются повышенной трудоемкостью, связанной с пробуриванием шпуров для установки анкера и невозможностью измерений прочности густоармированных конструкций и тонкостенных элементов.
Исследования методом скалывания ребра заключается в измерении усилия, которое необходимо для повреждения небольшого участка ребра конструкции и последующем расчете прочности бетона.
Косвенные виды испытаний бетона
С помощью ультразвука. Неразрушающий способ исследований с помощью ультразвуковых волн осуществляется путем измерения скорости их прохождения сквозь тело конструкции. Генерация и регистрация волн ультразвука производится специальными приборами, оборудованными датчиками. Бетон исследуется не только близко к поверхности, но и по всей толще конструкций. При этом можно установить не только марку по прочности, но и выявить дефекты, образовавшиеся при бетонировании. Расчет фактической прочности осуществляется на основании установленной зависимости скорости прохождения волн и прочности определенных марок бетона. Результаты заносятся в протокол.
Методом упругого отскока. Неразрушающий способ исследования посредством упругого отскока осуществляется с помощью специального ударного инструмента – склерометра или его разновидностей. Наиболее известным инструментом для измерений является склерометр (молоток) Шмидта. Склерометр оснащен пружиной и сферическим штампом. При ударе по поверхности происходит отскок ударника на определенное расстояние, которое фиксируется на специальной шкале и записывается в протоколе. Расчет фактической прочности материала производится на основании зависимости твердости поверхности и величины отскока штампа при ударе.
Методом ударного импульса. Определение прочности посредством ударного импульса производится специальными приборами, оборудованными узлом измерения с подшипником качения. При ударе бойком прибора по поверхности конструкции происходит вращение подшипника под воздействием возникающей волны энергии. Величина ударного импульса вращения подшипника фиксируется прибором и выдается в виде готового результата единицы измерения прочности, которая записывается в протоколе проверок.
Методом пластической деформации. Испытание неразрушающим способом пластической деформации осуществляется с помощью специальных инструментов – молотка Кашкарова и других приборов, способных оставлять отпечатки после ударного или вдавливающего воздействия. Молотком наносят удары по поверхности конструкции, измеряют глубину отпечатков и установленному соотношению размера отпечатка и твердости ударной части инструмента рассчитывают прочность материала.
Сравнительная таблица методов контроля прочности бетона
| Неразрушающий метод | Описание | Особенности | Недостатки |
|---|---|---|---|
| Отрыв со скалыванием | Расчёт и оценка усилий вырывания анкера | Наличие стандартных градировочных зависимостей | Невозможность измерения сооружений с насыщенным армированием |
| Скалывание ребра | Определение усилия откалывания угла бетонной конструкции | Простота применения метода | Не применим для бетонного слоя менее 2 см |
| Отрыв дисков | Оценка усилия отрыва диска из металла | Подходит при высокой армированности конструкций | Необходимость наклейки дисков. Метод применяется редко |
| Ударный импульс | Измерение энергии удара бойка | Инструмент проведения диагностики – молоток Шмидта. Компактность и простота измерительного оборудования | Невысокая точность оценки |
| Упругий отскок | Измеряется путь ударного бойка склерометром Шмидта | Доступность и простота диагностики | Требования к подготовке поверхности контрольных участков высокие |
| Пластическая деформация | Оценка параметров отпечатка удара специального шарика молотком Кашкарова | Несложное оборудование | Низкая точность результатов диагностики. |
| Ультразвуковой | Измерение показателей колебаний ультразвука, пропущенного через бетон | Возможность оценки глубинных слоёв бетона | Необходимо высокое качество контрольной поверхности |
Неразрушающий контроль – основные характеристики
К сложным факторам контроля конструкций относятся химическое, термическое и атмоферное воздействие. Неразрушающие методы испытаний требуют тщательной подготовки поверхности.
Адгезия
Методика оценки измерения прочности без разрушения адгезионного контакта определена ГОСТ 28574-2014. Неразрушающий способ состоит в измерении ультразвуковых либо электромагнитных волн.
Метод проверки с использованием адгезиметра применяется в диагностике повреждения штукатурных, окрасочных, облицовочных и прочих покрытий, для контроля и оценки качества стройматериалов и антикоррозийных работ.
Устройство определяет интенсивность адгезии величиной давления отрыва, необходимого для отделения покрывающего слоя.
Испытание слоя монолита и параметров заложенной арматуры
Защитный слой обеспечивает прочность сцепления арматуры, устраняет воздействие агрессивных реагентов, предохраняет бетон от излишней влажности и температурных перепадов при эксплуатации. Толщина слоя зависит от характеристик применяемой арматуры, условий применения и назначения конструкции.
Методика неразрушающего контроля определена ГОСТом 2290493. Поиск арматуры с определением диаметра осуществляется с использованием специальных устройств – локаторов.
Морозостойкость
Количество циклов замораживания и размораживания бетона определяет показатель морозостойкости. ГОСТами обозначены 11 марок по устойчивости к перепадам температур. Количество допустимых переходов нулевой температурной отметки, после превышения которых начинается снижение характеристик прочности, указывается в маркировке.
Для контроля по показателю морозостойкости проводится испытание ультразвуковыми неразрушающими методами. Стоимость испытания невысока. Предъявляются повышенные квалификационные требования к исполнителям.
Влажность
Для получения достоверных результатов измерений влажности неразрушающим способом целесообразно применение различных способов. Устройства для определения показателей влажности основаны на взаимосвязи диэлектрической проницаемости конструкций и количестве содержащейся в них влаги.
Лаборатория «СтройЛаб-ЦЕНТР» оказывает услуги по испытанию строительных бетонов в Москве и области с выдачей соответствующих заключений и протоколов испытаний.
Неразрушающий контроль — определение прочности бетона.
Неразрушающий метод предусматривает собой испытания различными приборами без разрушения конструкции и потери ею эксплуатационных характеристик. Данный метод позволяет производить испытания непосредственно на площадке, получать данные оперативно. С одной стороны, этот метод не обладает такими же показателями точности, как испытание при помощи гидравлического пресса, однако эта точность повышается с каждым годом благодаря улучшению оборудования, с другой, у него есть ряд серьезных преимуществ. Это и становится причиной популярности данного способа.Давайте более подробно рассмотрим каждый метод. Стоит заметить, что получение максимально точных данных возможно при комбинированном их использовании. О каждом методе отдельно вы можете почитать в статьях на нашем сайте.
1) Метод упругого отскока
Упругий отскок предназначен для измерения прочностных показателей бетона в диапазоне от 5 до 50 МПа. Основное положение, которое следует соблюдать при измерении прочности бетонной конструкции этим методом, – это перпендикулярное расположение оборудования. Один из самых популярных инструментов в этом направлении – склерометр.
Склерометр – это прибор для определения прочностных характеристик бетона посредством замера величины отскока ударного механизма после контакта с поверхностью бетона. В случае расположения склерометра перпендикулярно к поверхности (обязательное требование), но под углом к поверхности земли, необходимо учитывать еще и этот угол. Все данные для расчета имеются на графике, прилагаемом к склерометру.
Также необходимо соблюдать некоторые условия размещения прибора во время проведения испытания. Первое условие – это расстояние минимум в 3 сантиметра между точками проведения испытаний, а также 5 сантиметров до края конструкции. Так вы избавите себя от дополнительных расчетов погрешности, а также сможете получить максимально точные данные. Помните, что прибор выдает вам косвенную характеристику, а не прямую, как в случае с испытаниями на гидравлическом прессе, а значит и погрешность в результате будет присутствовать. Для максимально точного определения характеристики, рекомендуется произвести не менее 9 испытаний. Минимальная толщина конструкции для испытания этим методом – 100 миллиметров. Таким образом, при соблюдении всех условий будут получены максимально точные данные.
2) Ударный импульс
Для проведения испытаний при помощи ударного импульса необходимо провести уже не менее 10 испытаний, однако данная методика позволяет работать с конструкциями толщиной не менее 50 миллиметров, а значит диапазон работы расширяется. Также существенно уменьшается расстояние между местами измерений. В этом случае оно составляет всего 1,5 сантиметра, и это дает нам расширенное поле действий и возможность провести более точные измерения.
Наиболее часто применяемый измеритель — ИПС-МГ4. Помимо стандартных требований к применению прибора, есть еще и допустимые границы состояния окружающей среды и конструкции. Влажность окружающего воздуха не должна быть больше 95%. Так вы не повредите электронные механизмы и провода прибора. Температура воздуха не должна быть ниже -10 градусов и выше 40. Предел исследуемой прочности варьируется от 3-х до 100 мегапаскалей. Необходимо провести 10-15 испытаний. Как правило, для получения точных данных берется среднее арифметическое по всем результатам, но следует учесть, что, если в определенной точке вы получили какие-либо далеко отстоящие цифры, их не нужно брать в расчет. Причиной этих расхождений может быть малое расстояние до стержня арматуры или конца конструкции, а также неверное расположение прибора.
Состоит прибор из двух блоков – измерителя и преобразователя. Измеритель представляет собой сложный механизм с цифровым экраном, на котором отображаются текущие настройки и результаты измерения.
Преобразователь – это прибор, имеющий 3 точки закрепления, дающий фиксацию на поверхности конструкции под прямым углом. Преобразователь передает импульс на конструкцию и считывает данные возврата. Это и дает необходимую нам характеристику. Если применить данный метод предстоит в лабораторных условиях, заранее изготовьте кубики с ребром 10 сантиметров, образцы следует зафиксировать при помощи пресса с давлением в 30 килоньютонов.
3) Пластическая деформация
Методом пластических деформаций осуществляется измерение прочности в пределах от 5 до 50 МПа. Количество испытаний неразрушающего контроля бетона – 5.
Существует 3 прибора. 1-й прибор – это молоток Физделя. Он представляет собой ручной молоток с шариком на одном конце. Конструкция молотка неимоверно проста, и воспользоваться им может человек абсолютно любой квалификации. Другое дело, что провести испытание с необходимой точностью способен не просто специалист, а, пожалуй, несколько десятков специалистов по всей стране. И причина как раз в простой конструкции молотка. Молоток не дает точно рассчитать силу удара и угол. Необходимо фиксировать локоть, бить всегда с одной силой, сверять данные. Эти и множество других нюансов сделали молоток Физделя непопулярным среди строителей.
В отличие от молотка Физделя, молоток Кашкарова позволяет получить значительно более точные данные. За счет чего же это достигается? Водной из наших статей мы уже рассказывали вам о его устройстве. Если говорить кратко, то причина эта заключается в конструкции молотка, вернее, в расположенном в его ударной части цилиндре. В нем находится металлический шарик, устройство для крепления стержня и сам эталонный стержень, закрепленный между ручкой молотка при помощи крепления и шарика. Когда мы производим удар по поверхности, изменяется не только поверхность бетона, но и поверхность эталонного стержня, прочность которого нам известна. Благодаря этому мы сможем получить соотношение, характеризующее нашу силу удара, а с учетом диаметра полученного отверстия в бетоне легко вывести его прочность. Таким образом, молоток Кашкарова, обладающий все теми же преимуществами, что и молоток Физделя, лишен его недостатков по уровню точности измерений, и в этом причина его популярности среди работников стройки и службы эксплуатации.
В последнее время также набирают популярность и пружинные молотки, дающие достаточно точные результаты, но они более громоздкие, а также значительно в меньшей степени износоустойчивые, поэтому необходимо регулярно проводить поверку пружины прибора на соответствие эталонному значению, в противном случае вы просто будете получать неточные данные по измерению бетона, даже не догадываясь об этом.
Именно поэтому наиболее часто применяемый инструмент при методе пластической деформации – молоток Кашкарова.
Для проведения испытаний необходимо выбрать площадь около 50 квадратных сантиметров на поверхности бетона, очистить ее от неровностей, подготовить точки для нанесения ударов. Помните, что проводя испытания в помещении с повышенной влажностью, вы также рискуете получить неточные данные, ведь влага оседает на поверхностном слое, давая свое сопротивление и распределение удара. Бетон необходимо просушить. Также нельзя проводить испытания бетона сразу после применения нагрузки на конструкцию и после температурного воздействия. Впрочем, это касается всех методов.
Проводим испытания посредством ударов о поверхность бетона, заносим диаметры лунок, выбираем из них те, которые отличаются друг от друга не более чем в 1,2 раза, и рассчитываем среднее арифметическое значение. Чтобы иметь максимально достоверные сведения, необходимо в расчет среднего арифметического включить около 6-ти лунок.
Методы контроля прочности бетонных изделий.
Совершенно определенный факт, что бетон, как один из наиболее универсальных строительных материалов, отличается достаточно высокой прочностью. Этот показатель варьируется в зависимости от назначения смеси. И, само собой разумеется, что проверка этого свойства чрезвычайно важна на этапе производства. Особенно это касается плит перекрытий, или других конструкций, которые предполагают серьезные нагрузки. В этой статье мы хотели бы подробно описать, как же происходит этот процесс. Этой информацией Вы сможете воспользоваться при приобретении любых бетонных изделий, проконтролировав их прочность самостоятельно либо задав несколько профессиональных вопросов поставщику. Результат, полученный в процессе проверки прочности бетона, зависит от множества факторов. Например, образцы, изготовленные из одного замеса, прошедшие этап твердения в одних и тех же условиях могут показывать совершенно различные показатели прочности. Это при том, что методика испытаний будет совершенно идентична. А если же проверка осуществляется разными методами, то значения будут отличаться еще более существенно. Почему же так происходит? На показатели прочности бетона влияют три основных фактора: статистический, технологический и методический. Первый фактор вступает в силу при распределении компонентов бетона, наличия или отсутствия микротрещин и пор и др. То есть по причинам, которые связанны с формированием неоднородности материала. Технологический фактор оказывает влияние на показатели прочности бетона в процессе приготовления образцов и его качество. Это параллельность граней, насколько они ровны и шероховаты, в каких условиях изготовлены. Например, в этом случае можно получить различные значения прочности, в зависимости от того, каким образом располагать образец под прессом. Закономерно, что в положении на боку результаты будут наименьшими. И методический фактор заключается в особенностях проведения испытаний. Здесь имеет значение конструкция пресса, скорость нагрузки, размеры испытуемого образца и пр.Методы испытания бетона на прочность
Основными методами, которыми пользуются при проверке показателей прочности бетона, являются:
• метод стандартных образцов;
• использование кернов;
• метод неразрушающего контроля.
В первом случае используют специально изготовленные образцы. Они могут быть кубической или цилиндрической формы. Образцы помещаются под пресс и подвергаются равномерной непрерывной нагрузке до полного разрушения. Все показатели фиксируются, после чего проводится расчет прочности бетона.
Образец бетона под прессом
Для второго метода применяют керны — это выбуренные из конструкции образцы. Проверка прочности бетона с их помощью далеко не всегда оправдывается. Во-первых, сам процесс выбуривания кернов достаточно сложен. Во-вторых, существует опасность нарушения целостности конструкции, структуры керна.
Бетонные керны
Таким образом, методика проверки прочность бетона практически всегда сводится к неразрушающему контролю, т.е. материал после проверки пригоден к эксплуатации, его свойства не нарушены. Важно помнить, что среди существующих методов такой проверки нельзя выделить один, наиболее приемлемый. Все они дополняют друг друга и имеют свои недостатки или преимущества. Начальный этап контроля предполагает соответствие линейных размеров существующим стандартам. Эти действия осуществляются с помощью рулетки, штангенциркуля, линейки, нивелира и др. инструментов. Все последующие проверки будут тестировать несущую способность или прочность бетонного изделия.
Среди методов неразрушающего контроля можно выделить несколько групп:
1. Местные разрушения.
Этот способ считается одним из самых точных, потому что при проведении изменению подвергаются всего две характеристики: тип бетона (легкий или тяжелый) и размер заполнителя (крупный или нет). Производится в двух вариантах. Первый заключается в том, что фиксируется усилие, при котором образуется скол на ребре конструкции. Это, конечно, довольно трудоемкий процесс, в подготовке которого необходимы шпуры, анкера и др. устройства. Используется в основном для контроля свай, балок, колонн.
Использование метода проверки прочности бетона со скалыванием
Второй вариант – это метод отрыва стальных дисков, заключается он в фиксации напряжения, которое необходимо для разрушения бетона при отрыве от него диска из металла. Здесь также можно обозначить ряд недостатков, среди которых необходимость предварительного наклеивания дисков, частичное повреждение поверхности конструкции.
2. Ударные воздействия.
В этой группе также выделяют несколько методов. Среди них определение прочности путем ударного импульса. Это самый распространенный метод, который заключается в фиксации энергии удара, которая возникает при ударе бойка о поверхность. Для определения такого показателя используются специальные приборы, которые не только измеряют, но дают возможность обработки данных в электронном варианте. При помощи склерометров прочность бетона можно определять методом упругого отскока. Прибор, оснащенный специальной шкалой, выполнен в виде молотка, который после удара по бетону отскакивает и измеряет эту величину.
Прибор для измерения прочности бетона силой ударного воздействия
Существует также метод пластической деформации, который основан на определении величины отпечатка, который оставляет на бетоне стальной шарик. Способ считается устаревшим, но тем ни менее применяется довольно часто в связи с его дешевизной. Все, что понадобится это молоток Кашкарова – устройство со стержнем из металла. Им наносится удар и по определенным соотношениям определяется прочность материала.
Молоток Кашкарова
3. Ультразвук
Метод ультразвукового исследования является самым современным и наиболее удобным. Он производится с помощью специального датчика, который пропускает волны через толщу бетона, при этом измеряя скорость их прохождения. Приборы могут располагаться как с одной стороны конструкции, так и с обеих. В зависимости от этого различают поверхностное и сквозное прозвучивание. В применении такого метода обязательно нужно учитывать состав заполнителя, способ приготовления бетона, его напряженное состояние и степень уплотнения. Ведь эти факторы напрямую влияют на показатель «прочность-скорость». При очевидных плюсах ультразвуковой проверки, существует также вероятность погрешности и ограничения в использовании (для высокопрочных классов бетона использовать данный метод нельзя).
Проверка бетона на прочность ультразвуковым прибором
Проверка бетона на прочность ультразвуковым прибором В процессе проверки бетона на прочность используются специальные приборы, которые ранее не пользовались особой популярностью. Но с развитием строительной отрасли приборы стали широко востребованными не только на заводах, например, по производству железобетонных плит перекрытия, но и на объектах строительства и других организациях. Таким образом, мы рассказали лишь об основных моментах в контроле прочности бетона. На самом деле это целое направление деятельности, осуществляемое специалистами на стройках и в производстве. Согласимся, что реализация некоторых методов вряд ли будет доступна рядовому покупателю, приобретающему то или иное изделие. Но Вы сможете задать вполне уместные вопросы о том, каким образом контролируется качество предлагаемых Вам изделий и сделать соответствующий вывод о квалификации сотрудников и качестве продукта.
Испытание образцов бетона на прочность
Современные методы испытания бетона на прочность
На сегодняшний день наша экономика развивается настолько стремительно, не по дням, а по часам. Города массово застраивают предприятиями и офис-центрами, ремонтируют дороги и проектируют новые развязки… Поэтому строительные материалы играют одну из самых важных и значимых ролей, ведь от их качества будет зависеть прочность, долговечность, а главное, безопасность новых проектов. Современные испытательные лаборатории являются гарантом проверки качества еще на моменте закладки фундамента. Другими словами, проверка всех материалов еще до строительства обезопасит финансовые риски и подтвердит все требования СНиПов и ГОСТов.
Современная испытательная лабораторияСтроительная испытательная лаборатория — это современный лабораторно-исследовательский центр, который предоставляет экспертные консультации, осуществляет контроль качества строительных материалов при помощи новейшего оборудования и выдает детальный анализ проведенных исследований. Сама же лаборатория также регулярно проходит процедуру подтверждения компетентности и аккредитаци.
Преимущества строительной лаборатории:
- автономна и сертифицирована, обладает всеми необходимыми допусками;
- проводит исследования по методам неразрушающего контроля;
- проводит всевозможные строительные исследования;
- высочайшее качество и точность проведения испытаний;
- испытания проходят в максимально коротких сроках;
- только современное и инновационное оборудование;
- гибкая и прозрачная ценовая политика;
- сертифицированные специалисты высокой квалификации, которые могут разработать собственные уникальные подходы.
Определить водонепроницаемость бетона — это один из самых важных вопросов определяющих качество и долговечность проекта. На водонепроницаемость очень влияет пористость материала. Мелкие поры можно встретить в цементном геле, они почти что непроницаемые для воды. Поры покрупнее допускают поглощение жидкости, вследствие чего, в бетонных конструкциях появляются мокрые пятна. То есть, чем плотнее бетон, тем меньше объем пор и их количество, а также выше непроницаемость материала.
Причины образования пор:
- большой объем жидкости затворения;
- слабое уплотнение раствора;
- сильная усадка при высыхании (уменьшение в объеме).
Для достижения хорошей плотности железобетона необходимо обеспечить ему полноценное перемешивание и вибрирование.
Методы определения водонепроницаемости бетона:
- метод «мокрого пятна» – определение давления, при котором элемент испытания не пропускает жидкость;
- коэффициент фильтрации – определяет количество фильтрата, который при определенном давлении проникает в образец за определенное время;
- ускоренный метод – определяет величину сопротивления бетона проникновению воздуха.
Самым распространенным методом считается ускоренный благодаря своей быстроте испытательных работ, которые занимают около двух часов, вместо десяти суток, необходимых для обычных исследований.
Современные методы испытания прочности бетона являются обязательным условием для гаранта качества. Основными параметрами для определений являются: марки бетона и соблюдения технологии производства. При этом, обязательно учитываются нормативы, установленные государственным стандартом.
Методы измерения бетона на прочность- Разрушающий – является самым точными методом. Он предполагает исследование специальных контрольных образцов или выемку таких образцов из конструкции;
- Неразрушающий прямой — это скол забетонированного металлического анкера с замером необходимой нагрузки замер нагрузки при откалывании внешнего угла объекта;
- Неразрушающий косвенный – это ультразвуковое исследование, метод ударного импульса и упругого отскока. Прочность бетона, при этом, определяется измерением параметров. Данный метод имеет достаточно высокую погрешность, поэтому при его использовании учитывают корректировки, основанные на прямом методе.
Любой метод измерения прочности бетона использует только современные инструменты и приборы. Все исследования, проведенные в строительной испытательной лаборатории, гарантируют быстрое и точное определение параметров материалов, не задерживая процесс производства.
Самые популярные методы испытания бетона на прочность
На сегодняшний день существует два вида испытаний бетона на прочность: разрушающие (лабораторные) и неразрушающие («полевые»). Рассмотрим каждый из видов испытаний отдельно.
СодержаниеСвернуть
- Разрушающие методы
- Неразрушающие методы
Разрушающие методы
Наиболее часто используют метод «стандартных образцов». Это один из самых точных методов определения «марочной» прочности бетона. Суть метода следующая – одновременно с заливкой конструкции, изготавливаются образцы бетона кубической или цилиндрической формы. После затвердевания образца его устанавливают на лабораторный испытательный пресс и нагружают до тех пор, пока он полностью не разрушится. Величина механической нагрузки, в кг/см2 или МПа, при которой произошло разрушение и есть реальная прочность конкретного бетона.
Менее популярный способ – «метод выбуренных кернов». Суть и технология метода аналогичны «стандартным образцам». Разница заключается в том, что разрушению на прессе подвергается образец (керн) высверленный из настоящей бетонной конструкции. Несмотря на свою точность (испытывается не образец, залитый в лабораторных условиях, а сама бетонная конструкция) метод не получил широкого распространения ввиду дороговизны и сложности высверливания кернов, а также из-за опасности разрушения проверяемого изделия.
Неразрушающие методы
- Пластическая деформация. Позволяет определить прочность бетона в диапазоне 5-50 МПа. При данном методе величину прочности бетона определяют по диаметру отпечатка стального шарика оставшегося после удара шариком о его поверхность. Метод имеет небольшую точность. Поэтому, несмотря на простоту и дешевизну применяется редко;
- Упругий отскок. Диапазон измеряемой прочности аналогичный методу пластической деформации. Суть метода заключается в измерении параметра обратного отскока специального ударника от поверхности испытываемой конструкции. Основные преимущества – дешевизна и высокая точность измерений;
- Ударно-импульсный метод. Позволяет определять прочность бетона в широком диапазоне от 50 до 150 МПа. Суть способа заключается в измерении энергии удара специального упругого тела о поверхность бетона. В числе преимуществ: компактность измерительной техники, простота, дешевизна и возможность расчета надежности бетона «на сжатие». Один из самых популярных в России методов измерения прочности бетона;
- Ультразвуковое исследование. Позволяет проверить не только отдельно взятую поверхность, но и всю конструкцию в целом.
- Технология «скалывания ребра». Диапазон измеряемых величин от 10 до 70 МПа. При этом методе измеряется усилие, которое необходимо приложить для скалывания ребра бетонной конструкции: балки, сваи, перемычки или колонны. Метод отличается высокой точность, трудоемкостью и невозможностью применения для бетонных конструкций с повреждениями или конструкций имеющих защитный слой до 22 мм;
- Отрыв со скалыванием. Диапазон измерения от 5 до 100 МПа. Суть – специальный анкер внедренный в толщу бетона воздействует на конструкцию до момента отрыва образца или заданной величины прочности проверяемого изделия. Отличается высокой степенью точности и повышенной трудоемкостью;
- Отрыв железного диска. Диапазон измерения прочности от 5 до 60 МПа. Позволяет проверять армированный бетон к которому невозможно применить другие методы контроля. Суть технологии заключается в измерении нагрузки, которую следует приложить, чтобы оторвать от поверхности бетона приклеенный стальной диск. Отличается высокой точностью и длительным подготовительным периодом – от 4 до 22 часов.
Методы испытаний бетона на прочность
Прочность бетона — важный параметр. Однако проверка прочности бетона не так проста.
Для новых конструкций вы можете заливать бетонные цилиндры или кубические образцы и отверждать их, а для существующих конструкций вы можете извлекать образцы керна. После этого вы подвергаете серию этих образцов разрушающему давлению в испытательной машине.
Затем с помощью статистических методов можно определить характеристическую прочность бетона. Например, согласно EN, литой бетон — это значение, при котором 206,95% значений испытаний должны быть выше этого характеристического значения прочности.
Это правда, что традиционные методы испытания бетона на прочность не так просты и довольно дороги.Кроме того, бетон никогда не бывает однородным. Если вы отбираете образцы во время заливки бетона, эти образцы не укладываются, не уплотняются и не затвердевают, как бетон, помещенный в реальную конструкцию. Между тем образцы керна из существующей конструкции нарушаются в процессе извлечения. Все эти факторы влияют на расчетную величину прочности.
Как видите, единого истинного значения прочности бетона не существует, но это статистический метод. Но не волнуйтесь — при проектировании к упомянутым значениям характеристической прочности при разрушающих испытаниях применяются дополнительные факторы безопасности или сопротивления.В целом довольно безопасный и консервативный подход.
Существуют ли другие методы, позволяющие сократить количество разрушающих испытаний или даже полностью их исключить?
Да, есть — и здесь в игру вступают отбойные молотки Schmidt для оценки прочности и однородности бетона. Мы изобрели принцип Шмидта более 60 лет назад, и этот метод полностью неразрушающий.
Original Schmidt Live основывается на механических принципах для измерения отскока поршня, ударяющегося о бетонную поверхность, а Silver Schmidt Live — это оптический принцип, который измеряет отскок поршня. Затем это значение отскока можно преобразовать в прочность бетона с помощью различных кривых корреляции.
В соответствии со многими международными стандартами вы можете соотнести наши значения отскока Schmidt Live со статистическими значениями испытаний на раздавливание, уменьшая количество дорогостоящих и трудоемких разрушающих испытаний.Приятно иметь возможность сэкономить деньги для вашего клиента и получить еще более надежные результаты.
Как и в случае получения результата испытаний на раздавливание, метод отскока также является статистическим. При правильном использовании он дает более надежную, целостную и гораздо более экономичную оценку прочности бетона в сочетании с несколькими испытаниями на раздавливание.
Для опытных пользователей, основанных на последних международных стандартах, и для определения соответствующего класса прочности бетона на сжатие, вы можете удалить все разрушающие образцы керна и использовать только Schmidt Live. Насколько это эффективно !?
Как оптимизировать рабочий процесс испытаний прочности бетона
1. Schmidt Live обеспечивает полностью цифровой рабочий процесс, который может легко выполняться одним человеком.
2.Каждое значение отскока отображается на молоте, включая быструю статистическую оценку.
3. Все преобразования значения отскока в прочность бетона в соответствии с выбранными стандартами или на основе ваших собственных кривых преобразования выполняются в мобильном приложении.
4. Сюда также входит создание отчетов в один клик и возможность добавления в отчет некоторых изображений тестируемого объекта.
То, что требует дней для испытаний на прочность, часов с аналоговым молотком, теперь занимает всего несколько минут с Schmidt Live.Он охватывает более широкий диапазон прочности бетона — благодаря оптическому методу он снижает износ, а благодаря своей запатентованной мифологии он чрезвычайно точен.
Если вы всегда использовали Original Schmidt и чувствуете себя комфортно со значением R, Original Schmidt Live, безусловно, отлично справляется со своей задачей в полном соответствии со стандартами и обладает всеми цифровыми преимуществами.
Посетите наш Inspection Space, чтобы получить дополнительные советы по оптимизации рабочего процесса для испытаний прочности бетона и многие другие связанные темы, которые помогут защитить строительный мир.
Как измерить прочность бетона?
Как измерить прочность бетона?
При рассмотрении бетонных работ следует учитывать не только эстетику. Одним из наиболее важных элементов бетона является прочность вещества, на которую могут повлиять самые разные факторы — от типа используемой смеси до способа укладки бетона и времени его схватывания.Вот почему так важно точно знать, насколько прочна конкретная бетонная конструкция. Хотя есть много способов измерить прочность бетона, мы рассмотрим три метода, которые мы считаем наиболее эффективными.
Наиболее распространенный метод измерения — это использование так называемых цилиндров полевого отверждения. Это цилиндры, которые отливаются и вулканизируются, а затем отправляются в стороннюю лабораторию для тестирования. Это один из наиболее эффективных методов, поскольку он позволяет проводить тестирование в научной среде, и у людей нет причин изменять результаты в свою пользу.Вот почему это остается самым популярным методом испытания бетона на прочность с 19 века.
Часто люди либо не хотят ждать полевого теста, либо не хотят оплачивать расходы, связанные с привлечением третьей стороны для проведения тестирования. В результате многие люди используют более современные методы. Некоторые бетонщики даже считают, что эти новые методы более надежны, чем цилиндровые.
Один из наиболее распространенных новых методов — это так называемый Rebound Hammer Test.
Для этого метода требовался инструмент, который использует пружинный фиксатор для вбивания молотка с плунжерным наконечником в испытываемый бетон. Расстояние, на которое отскакивает молот, измеряется и получает оценку от 10 до 100. Эта оценка напрямую отражает прочность бетона.
Хотя испытание отбойным молотком является быстрым и эффективным, оно не всегда надежно, поскольку состояние поверхности испытываемого бетона может напрямую повлиять на результат. Каждый раз, когда используется этот метод, испытатель обязательно должен убедиться, что на поверхности бетона отсутствуют какие-либо условия, которые могут отрицательно повлиять на испытание.
Еще одно распространенное испытание прочности бетона, используемое сегодня, — это метод просверленного керна. Как следует из названия, этот метод включает просверливание бетона и извлечение образца керна. Затем этот образец помещают в машину для сжатия, чтобы проверить его прочность.
Метод просверленного стержня очень эффективен и может даже использоваться для проверки прочности бетона, отлитого несколько десятилетий назад. Обратной стороной этого метода является то, что невозможно обойтись без разрушения части испытываемого бетона.Для многих это может стать большой проблемой.
Прочность бетона даже более важна, чем эстетический характер любого бетонного проекта, который проходит испытания. Неважно, хорошо ли выглядит, если бетон развалится раньше, чем положено. Существует множество методов тестирования бетона, у каждого из которых есть свои плюсы и минусы. Не имеет особого значения, какой метод используется, если тестировщики находят время, чтобы убедиться, что их результаты точны.
Конечно, для людей, работающих над домашними проектами, всегда лучше, чтобы профессионал пришел и провел оценку за вас. Чтобы узнать больше о ваших конкретных потребностях, мы рекомендуем вам обратиться к Razorback Concrete на сайте www.razorbackconcrete.com.
Испытание затвердевшего бетона на прочность | Журнал Concrete Construction
Джо Насвик Взятие стержней для испытаний — один из доступных методов, когда возникают вопросы о прочности бетона на месте.Джайлз Инжиниринг CIPPOCS предоставляет точный способ определения прочности на месте.Существует несколько методов проверки прочности затвердевшего бетона. Два описанных здесь метода включают испытания цилиндров и балок. Некоторые методы испытаний являются полностью неразрушающими, а некоторые — слегка разрушающими, оставляя относительно небольшие дыры, которые легко заделать. Лица, выполняющие эти испытания, должны быть квалифицированными и иметь соответствующие сертификаты, требуемые стандартными методами испытаний ASTM.
Испытательные цилиндры
Самый простой и распространенный тест для выполнения — это изготовление цилиндра из свежего уплотненного бетона, а затем испытание затвердевшего образца в заданном возрасте. В февральском выпуске мы обсуждали различия между цилиндрами полевого и стандартного отверждения.
Одним из общих требований к литейным образцам прочности является то, что формы должны быть цилиндрическими и иметь отношение высоты к диаметру 2: 1. Формы для вертикального формования бетонных испытательных цилиндров должны соответствовать ASTM C470.Цилиндры, изготовленные в соответствии с ASTM C31, могут быть испытаны на разрушение в вертикальном положении на прочность на сжатие (ASTM C39) или оснащены инструментами и испытаны на модуль упругости и коэффициент Пуассона (ASTM C469). Цилиндры можно размещать горизонтально и испытывать на прочность на разрыв (ASTM C496). Цилиндры также можно взвесить и испытать на единицу веса, что часто делается для легкого бетона (ASTM C567).
Формы для цилиндров могут иметь диаметр от 2 до 36 дюймов, но наиболее распространенными являются диаметры 2, 3, 4 и 6 дюймов.Цилиндры 6×12 дюймов были стандартом в отрасли в течение многих лет, но после обширных испытаний цилиндры 4×8 дюймов теперь признаны ACI подходящими для использования в приемочных испытаниях на прочность на сжатие. Помните, что диаметр формы должен как минимум в три раза превышать номинальный максимальный размер крупного заполнителя. Формы 3×6 дюймов обычно не используются, но формы 2×4 дюйма могут использоваться для испытания прочности раствора (ASTM C780).
Одно предостережение — никогда не используйте непроницаемые (пластиковые) формы для изготовления образцов кладочного раствора.Например, в одном проекте все испытания затирки закончились неудачей, даже несмотря на то, что поставщик готовой смеси имел подтвержденную историю удовлетворительных результатов с этой смесью. Но испытательная лаборатория для работы использовала пластиковые формы размером 3×6 дюймов. Когда образцы для испытаний были отлиты в формы с впитывающими сторонами в соответствии со стандартом ASTM C1019, раствор прошел. Впитывающие формы позволяют некоторой части воды из смеси выходить из раствора, что аналогично тому, что происходит, когда раствор помещается в полость кирпичного блока.
Балки
Образцы балок из бетона, отлитых в соответствии с ASTM C31 и закаленных в горизонтальном положении, используются для испытания прочности на изгиб.Наиболее распространенный размер формы для балок — 6×6 дюймов и от 20 до 21 дюймов в длину. Как и в случае с цилиндрами, наименьший размер поперечного сечения должен как минимум в три раза превышать номинальный максимальный размер крупного заполнителя. Балки чаще всего используются для плит и тротуаров, особенно для тротуаров в аэропортах. Прочность на изгиб чаще всего проверяется с нагрузкой в третьей точке (ASTM C78) и указывается Федеральным управлением гражданской авиации для тротуаров в аэропортах. Нагрузка по центральной точке (ASTM C293) выполняется реже и дает значительно более высокие результаты, чем нагрузка по третьей точке.
Литые выдвижные цилиндры
Литые выдвижные цилиндры (CIPPOC, ASTM C873) — это цилиндры полевого отверждения, которые используются нечасто. CIPPOC используются в конструкции плит для оценки несущей способности плит, определения времени снятия берега и формы, оценки прочности на сжатие на месте перед нагрузкой на бетон после растяжения, а также определения эффективности отверждения и защиты. Формы CIPPOC прикрепляются к фанерной или нижней опалубке.Бетон в CIPPOCs заливается, уплотняется и затвердевает одновременно с бетоном для остальной части плиты. Образцы можно снять в любое время, доставить в лабораторию и испытать на прочность при сжатии.
Формы состоят из четырех отдельных пластмассовых деталей. Центральная форма, из которой формируется образец для испытаний, обычно имеет внутренний диаметр 4 дюйма и глубину 4 или 6 дюймов. Неподвижный внешний элемент прикреплен фланцем к нижней опалубке плиты. Между внешним элементом и держателем образца находится регулируемая втулка с резьбой, которая позволяет поднимать или опускать образец по высоте так, чтобы он находился на том же уровне, что и верхняя часть плиты.У CIPPOC также есть нижняя заглушка. После снятия опоры нижней плиты можно отвинтить нижнюю заглушку, оставив 4-дюймовую выемку для трубы. В противном случае заглушку можно оставить, а полость залить бетоном.
Ядра
Керны, взятые из бетонной конструкции (ASTM C42), могут дать надежные результаты, если образцы для испытаний не отбираются до тех пор, пока бетон не станет достаточно прочным, чтобы можно было удалить образец без нарушения связи между строительным раствором и крупным заполнителем. ASTM C843 предоставляет руководство по разработке плана исследования и получения образцов затвердевшего бетона из конструкции.
Керны часто используются для получения информации о прочности старых бетонных конструкций. Образцы керна также запрашиваются, когда возникают вопросы относительно качества бетона на месте из-за результатов испытаний на низкую прочность во время строительства или из-за признаков повреждения конструкции.
Бетон для керна не является неразрушающим, но с помощью инженера-строителя керны могут быть взяты в менее критических местах элемента. Радиолокатор для визуализации бетона можно использовать, чтобы избежать использования арматуры, трубопроводов и кабелей с последующим натяжением, а отверстия в сердечнике можно заполнить так, чтобы они были почти незаметны.
Часто, если 28-дневная прочность на сжатие по результатам лабораторных исследований оказывается на 100 или 200 фунтов на квадратный дюйм ниже требуемого f´ c (заданная прочность на сжатие), архитектор или инженер-строитель потребует, чтобы были взяты стержни. ACI 318, раздел 5.6.3.3 гласит: «Уровень прочности отдельного класса бетона должен считаться удовлетворительным, если выполняются оба следующих требования: (a) Каждое среднее арифметическое любых трех последовательных испытаний на прочность равно или превышает f´ c; (b) Ни одно испытание на индивидуальную прочность (среднее для двух цилиндров) не падает ниже f´ c более чем на 500 фунтов на квадратный дюйм, когда f´ c составляет 5000 фунтов на квадратный дюйм или меньше; или более чем на 0.10 f´ c, когда f´ c более 5000 фунтов на кв. Дюйм ».
Это означает, например, что если инженер-строитель выбрал безопасную f´c, которая подходит для всех колонн в конструкции, он должен проверить свои расчеты, чтобы увидеть, подходят ли отдельная колонна или колонны с результатами испытаний на низкую прочность на сжатие. при более низкой прочности. Нет никаких оснований для догматиков настаивать на том, что каждый тест соответствует f´ c, если это действительно не нужно.
ACI 318, Раздел 5.6.5 затем говорится, что если любое из положений 5.6.3.3 не выполняется, то должны быть предприняты шаги, чтобы гарантировать, что несущая способность конструкции не подвергнется опасности. Комментарий к Кодексу гласит, что «должностное лицо, ответственное за строительство, должно выносить суждение относительно значимости результатов с низкой прочностью и указывают ли они на необходимость беспокойства. Если будет сочтено необходимым дальнейшее расследование, такое расследование может включать неразрушающие испытания или в крайних случаях , испытания прочности стержней, взятых из конструкции »(курсив добавлен).
В колонке следующего месяца будет рассмотрено тестирование зрелости и методы оценки прочности на месте.
Испытания бетонных цилиндров — от поля до лаборатории
Наиболее распространенным типом образца для испытаний бетона на сжатие является бетонный цилиндр. Есть и другие способы определения прочности бетона, и некоторые методы могут быть более рентабельными и, возможно, лучше, но испытание бетонных цилиндров остается стандартом для приемки.
Качественные бетонные цилиндры легко и недорого производить. Как правило, одного техника, размещенного в точке разгрузки или размещения, достаточно для отбора проб и испытаний партий бетона на осадки, содержание воздуха, удельный вес и количество баллонов. Технические специалисты должны следовать стандартным методам и быть сертифицированными в большинстве регионов, но обучение не является ни обширным, ни сложным.
О чем нам говорят бетонные цилиндры?
Важно понимать, чем не является испытание бетонного цилиндра.Большинство бетонных цилиндров, отлитых на стройплощадке, не предназначены для демонстрации прочности бетона на месте конструкции. Испытание бетона на сжатие — это обычно проверка характеристик смеси, поставленной на проект. Таким образом, большинство полевых цилиндров предназначены для контроля качества и принятия продукта в том виде, в каком он был куплен. Практика этого типа испытаний заключается в том, чтобы следовать методу «стандартного отверждения», описанному в ASTM C31 / AASHTO T 23. Начальная среда отверждения контролируется и защищается, а образцы извлекаются для окончательного лабораторного отверждения в течение 48 часов.Метод ASTM C192 / AASHTO R 39 распространяется на образцы для испытаний, изготовленные в лаборатории, где выбор, подготовка и смешивание материалов тщательно контролируются с целью оценки характеристик конструкции смеси.
В случаях, когда необходимо контролировать развитие прочности в условиях окружающей среды на стройплощадке или внутри опалубки, в практике ASTM / AASHTO есть варианты «отверждения в полевых условиях». Вместо того, чтобы соблюдать отдельные требования к температуре и влажности для начального отверждения, отвержденные в полевых условиях цилиндры подвергаются тем же условиям влажности и температуры, что и строительные работы.Теоретически они должны отражать развитие прочности бетона на месте. В этом сообщении в блоге мы сосредоточимся на цилиндрах стандартного отверждения, предназначенных для приемочных испытаний на прочность на сжатие.
Что необходимо для взятия проб свежего бетона?
Оборудование для отбора проб и формования бетонных цилиндров простое:
- Тачка или другой контейнер для сбора смешанного образца свежего бетона из различных типов бетоносмесителей, как описано в ASTM C172. В некоторых спецификациях проекта может потребоваться отбор проб на напорном конце бетононасоса.
- Совок удобного размера, достаточно большой, чтобы собрать репрезентативную пробу, и достаточно маленький, чтобы его было легко использовать и укладывать свежий бетон.
- Указанная подбивочная штанга. Для цилиндров 4×8 дюймов и 6×12 дюймов требуются подбивочные стержни разной длины и диаметра.
- Вибратор для бетона также разрешен для уплотнения и необходим для жестких смесей с осадками 1 дюйм (25 мм) или меньше.
Поскольку формование бетонных цилиндров обычно происходит при проведении испытаний на осадки, содержание воздуха и удельный вес, одно и то же оборудование для отбора проб и консолидации часто используется в разных приложениях.
Отливка образцов бетонных цилиндров
Бетонные цилиндры, отлитые для приемочных испытаний, обычно имеют диаметр 4×8 дюймов или 6×12 дюймов (100×200 мм или 150×300 мм) по длине. Широкий выбор одноразовых или многоразовых форм для бетонных цилиндров, соответствующих ASTM C470 / AASHTO M 205, доступен в этих размерах.
Цилиндры должны иметь отношение длины к диаметру 2: 1 и иметь диаметр, в три раза превышающий максимальный номинальный размер крупного заполнителя. Бетонные смеси с более крупными частицами заполнителя необходимо просеивать методом мокрого просеивания для удаления материала крупнее 2 дюймов (50 мм).Меньшие размеры и меньший вес цилиндров 4×8 дюймов делают их популярным выбором, когда это позволяют методы испытаний и технические условия проекта.
- Одноразовые пластиковые цилиндрические формы для бетона удобны и экономичны в тех случаях, когда регулярно обрабатывается большое количество образцов. Их меньший вес упрощает транспортировку и обращение с ними, и их не нужно чистить. Дополнительные плотно прилегающие пластиковые крышки очень эффективны для предотвращения потери влаги из образцов бетона.
- Многоразовые стальные или чугунные цилиндрические формы обеспечивают точные и повторяемые размеры образцов для небольших операций. При правильном уходе и очистке эти формы могут прослужить десятилетия.
ASTM C31 / AASHTO T 23 требует, чтобы формы были размещены на ровной, устойчивой поверхности и заполнены надлежащим количеством свежего бетона; Формы 4×8 дюймов заполняются двумя равными слоями, а формы 6×12 дюймов требуют трех равных слоев. Каждый слой продевают 25 раз, а затем по форме постукивают резиновым молотком для уплотнения образца.При использовании вибратора цилиндры обоих размеров заполняются двумя равными слоями. Для каждого слоя вибратор вставляется один раз в формы 4×8 дюймов и дважды в формы 6×12 дюймов. Мастерок или утрамбовочный стержень используются для зачистки поверхности и получения плоской, ровной поверхности.
Конструкции обычных бетонных смесей основаны на достижении требований по прочности к 28-дневному возрасту. Поскольку развитие прочности происходит предсказуемо, ранние испытания цилиндра позволяют оценить конечную прочность. Несколько испытательных цилиндров, отлитых из одного и того же образца свежего бетона, могут быстрее прогнозировать проблемы с прочностью.Точное количество цилиндров в наборе или сроки более ранних тестов в основном оставляются на усмотрение специалиста, но обычно включают от 3 до 5 цилиндров. Контрольный тест через 28 дней состоит из средней прочности двух цилиндров. Другие образцы могут включать испытание через 3 или 7 дней для оценки развития прочности и «удерживающий» цилиндр, если есть расхождения в 28-дневных испытаниях.
Первоначальное отверждение: выбирайте с умом!
В этот чувствительный период образцы проходят начальную и конечную схватывания бетонной смеси и начинают набирать прочность за счет гидратации.На этом этапе они особенно уязвимы для ударов, движения и вибрации, поэтому необходимо тщательно выбирать область, предназначенную для первоначального отверждения.
Формовка бетонных цилиндров в месте их первоначального отверждения экономит время и усилия и сводит к минимуму нарушение образцов. Если это невозможно, цилиндры должны быть немедленно перемещены в место их первоначального отверждения после того, как они будут отформованы и обработаны.
Подходящее место для первоначального отверждения имеет три основных требования:
- Температура окружающей среды должна поддерживаться от 60 до 80 ° F (от 16 до 27 ° C).Температура должна быть от 68 ° до 78 ° F (от 20 ° до 26 ° C) для смесей с расчетной прочностью 6000 фунтов на квадратный дюйм (40 МПа) или выше; беглый взгляд на прогноз погоды покажет, следует ли нагревать или охлаждать изотермические контейнеры. Обязательно учитывайте тепло, выделяемое естественной гидратацией бетона. Цилиндры, отверждаемые в закрытом контейнере, сами по себе могут создавать удивительное количество тепла. Охлаждение может осуществляться с помощью проточной или испаряющей воды, льда или электрических охлаждающих устройств.
- Необходимо предотвратить потерю влаги образцами.Простой и эффективный способ сохранить влагу в образцах — использовать плотно прилегающие пластиковые крышки на одноразовых цилиндрических формах. Другие стратегии, описанные в спецификации, включают частичное погружение в воду, полное погружение в воду, насыщенную гидроксидом кальция, и высокие уровни влажности с использованием влажного песка или мокрой мешковины.
- Образцы должны быть защищены от сотрясений и вибрации. Следует избегать ударов оборудования или людей, проходящих мимо. Но иногда не обращают внимания на эффект вибрации.Вибрация от расположенных поблизости машин или даже пешеходов, передаваемых через непрочный пол строительного прицепа, может привести к неопределяемым повреждениям и низкой прочности при испытаниях.
Свежеприготовленные образцы не должны нарушаться в этой контролируемой среде в течение всего периода, который может длиться до 48 часов.
Стандарт ASTM / AASHTO предлагает несколько приемлемых вариантов для управления начальной средой отверждения, но хорошо спроектированная коробка отверждения отвечает всем требованиям.Различные модели обеспечивают обогрев, обогрев и охлаждение, а также возможность добавления воды, влажного песка или влажной мешковины для предотвращения потери влаги. Мин. / Макс. Термометры регистрируют уровни температуры в период отверждения и входят в комплект некоторых коробок.
Транспортировка бетонных цилиндров
Окно времени, разрешенное C31 / T 23 для извлечения образцов бетона, колеблется от 8 часов после окончательного схватывания (согласно ASTM C403) до 48 часов с момента формования. Для обычных смесей часто предполагают, что можно безопасно обрабатывать образцы через 16–24 часа.Во время транспортировки баллоны должны быть защищены от сотрясения и защищены от замерзания и потери влаги. Во время транспортировки они должны оставаться в формах для дополнительной защиты. Нельзя бросать их незакрепленными в кузов пикапа на открытом воздухе!
- Ручная переноска отдельных цилиндров, особенно образцов 6×12 дюймов, неэффективна и утомительна. Держатели баллонов и ручки для подъема баллонов позволяют удобно манипулировать двумя баллонами одновременно в полевых условиях или в лаборатории.
- Стеллажи для транспортировки бетонных цилиндров — это безопасный и удобный способ транспортировки образцов бетона в любом транспортном средстве. Размещение использованных неопреновых накладок в нижней части стоек обеспечивает дополнительную защиту во время движения.
Окончательное отверждение в лаборатории
На заключительном этапе отверждения бетонных цилиндров основное внимание уделяется обеспечению контролируемых и постоянных условий влажности и температуры для максимального увеличения прочности.
Когда бетонные цилиндры прибывают в испытательную лабораторию, они должны быть зарегистрированы в лабораторном реестре образцов бетона, извлечены из форм и без промедления помещены в среду окончательного отверждения.Если позволить им сидеть на открытом воздухе, это способствует потере влаги и риску физического повреждения.
Существует два варианта сред отверждения конечного бетонного цилиндра, которые соответствуют требованиям спецификации ASTM C511 / AASHTO M 201. Для любого варианта требуется температура отверждения 23,0 ° ± 2,0 ° (73,4 ° ± 3,6 ° F), непрерывно контролируется с помощью регистраторов температуры или регистраторов данных.
Вариант 1: Камеры влажного отверждения закрытые, с устройствами распыления воды для постоянного поддержания конденсированной влаги на образцах бетона.Доступны панели управления, которые сочетают в себе методы распыления и контроль температуры, чтобы обеспечить соответствие спецификациям. Измерение и запись уровней влажности с помощью измерителей влажности не являются обязательными. В C511 / M 201 указано, что все образцы должны выглядеть влажными на ощупь. Влажные камеры для отверждения предлагают наиболее эффективное использование площади пола для хранения большого количества образцов с помощью стеллажа или поддона.
Вариант 2: Резервуары для отверждения заполнены водой, насыщенной известью, и оснащены нагревателями резервуара для отверждения и циркуляционными насосами для отверждения бетонных цилиндров и балок.Резервуары для отверждения экономичны для временных установок или небольшого количества образцов.
В этой предыдущей публикации блога по отверждению бетона подробно обсуждаются плюсы и минусы различных методов окончательного отверждения.
Покрытие бетонных цилиндров
Подготовка торца каждого испытательного цилиндра обеспечивает равномерное распределение приложенных сил и то, что сжимающие нагрузки действительно осевые.
- Соединение, закрывающее серу, представляет собой традиционный метод подготовки концов, указанный в ASTM C617 / AASHTO T 231.Смесь серы, летучей золы и минерального наполнителя нагревают в плавильном котле до состояния текучести. Горячий материал заливается в форму для укупорки, и конец бетонного цилиндра помещается в расплавленный материал. После охлаждения крышка будет ровной, гладкой и перпендикулярной оси. Хотя этот метод широко используется и безопасен, в нем используются очень горячие материалы, которые могут быть опасными при неправильном обращении.
- Неопреновые прокладки, также известные как несвязанные колпачки или колпачки, представляют собой неопреновые диски, размещаемые на обоих концах бетонного цилиндра непосредственно перед испытанием.Подушечки ограничены стальным стопорным кольцом и равномерно распределяют нагрузки по поверхности цилиндра без необходимости обращения с горячими серными материалами. Требования к этому методу можно найти в ASTM C1231.
- Концевые шлифовальные машины для бетонных цилиндров — прямой способ получить квадратные концы для точных испытаний бетонных цилиндров на сжатие. Применимые для любой расчетной прочности, они являются предпочтительным методом для бетонных смесей с прочностью, превышающей 7000 фунтов на квадратный дюйм (48,3 МПа). Наилучшая рентабельность достигается в лабораториях, где требуется испытать большие объемы цилиндров повышенной прочности.
Испытание бетона на сжатие
Испытание бетонных цилиндров на сжатие является заключительным этапом в этом процессе и проводится в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM C39 / AASHTO T 22. Подготовленные бетонные испытательные цилиндры помещаются в машину для сжатия бетона и нагружаются в осевом направлении с контролируемой скоростью до отказа.
В контексте испытаний строительных материалов машины для сжатия бетона относятся к числу наиболее мощных нагрузочных устройств, а их назначение однозначно.Однако есть определяющие характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе бетонной «машины для разрушения». Предыдущий пост в блоге Гилсона содержит полезную информацию о выборе подходящей машины для сжатия бетона для вашей лаборатории.
Важные этапы процедуры испытания на прочность на сжатие
Бетонные цилиндры на прочность на сжатие необходимо испытывать, пока они еще влажные из камеры выдержки или резервуара. Основные этапы выполнения теста:
- Поместите цилиндр на нижнюю плиту и аккуратно выровняйте его с осью нагружения компрессорной машины.
- Обнулить индикатор нагрузки компрессорной машины.
- Вручную наклоните сферически расположенную верхнюю плиту, чтобы совместить ее с верхней поверхностью цилиндра.
- Приложите нагрузку. При использовании колпачков без склеивания проверьте перпендикулярность образца с помощью устройства для проверки до того, как нагрузка достигнет 10% от ожидаемой прочности.
- При желании первая половина общей ожидаемой нагрузки может быть применена с более высокой регулируемой скоростью. Вторая половина расчетной нагрузки должна быть приложена к образцу со скоростью 0.25 ± 0,05 МПа / с [35 ± 7 фунтов на квадратный дюйм / с].
- Продолжайте нагружать образец до тех пор, пока индикатор нагрузки не погаснет, и цилиндр не станет заметным изломом.
- Запишите максимальную нагрузку и рассчитайте прочность на сжатие.
- Опишите и зарисуйте или сфотографируйте тип разрушения, как показано на рис. 1
Мы надеемся, что это сообщение в блоге помогло вам понять, что необходимо для изготовления и испытания бетонных испытательных цилиндров. Пожалуйста, свяжитесь с экспертами по тестированию Gilson с вопросами о ваших конкретных приложениях.
Полезные ресурсы для испытаний бетонных цилиндров:
Методы испытаний и спецификации:
ASTM C31 / AASHTO T 23 — Изготовление и отверждение бетонных образцов для испытаний в полевых условиях
ASTM C192 / AASHTO R 39 — Изготовление и отверждение образцов для испытаний из бетона в лаборатории
ASTM C470 / AASHTO M 205 — Формы для вертикального формования бетонных испытательных цилиндров
ASTM C511 / AASHTO M 201 — Влажные камеры выдержки и резервуары для хранения воды для отверждения
ASTM C617 / AASHTO T 231 — Укупорочные цилиндрические образцы бетона
ASTM C 1231 — Несвязанные заглушки для цилиндрических образцов бетона
ASTM C39 / AASHTO T 22 — Прочность на сжатие цилиндрических образцов бетона
Видео Gilson:
Gilson Single-Use Concrete Cylinder Molds 9000-Cylinder Forms 9000 Ящики для отверждения
Оборудование для отверждения бетона
Gilson Grey Iron 9000 Укупорочная смесь
Gil son плавильные котлы
Gilson Испытательные машины на сжатие бетона
Контроллеры для компрессионных машин Gilson
6 способов проверки прочности бетона на месте
Если вы когда-либо отвечали за контроль качества нового строительства или оценку состояния существующей инфраструктуры, вы знаете, что оценка прочности бетона на месте может быть серьезной проблемой.Большинство заинтересованных сторон предпочтут неразрушающие и ненавязчивые методы испытаний, чтобы избежать дальнейшего повреждения конструкции, которая может уже испытывать трудности или требовать бетонной опоры. Эти методы могут означать меньшее вмешательство, более короткие периоды простоя и экономию по проекту в целом. Однако прочность бетона остается критической и требует тщательной оценки. Следующий список включает как обычные методы испытаний для этого фактора, так и неразрушающие альтернативы для оценки прочности бетона на месте.
Испытание на сжатие бетонного ядра
Часто считается рентабельным и надежным решением, извлечение образцов бетона и испытание на прочность на сжатие является обычным выбором среди многих строительных рабочих. В некоторых случаях в нормах и правилах это будет указано как единственный одобренный метод оценки прочности бетона, требующий, чтобы ядро было взято из существующей конструкции. Одна из причин, по которой это может быть предпочтительнее, заключается в том, что это относительно быстрый метод
Эту сердцевину необходимо будет разрезать или распилить, а также пройти подготовку поверхности перед испытанием сердцевины на прочность на сжатие.Однако есть ряд соображений, которые следует учитывать при использовании этого метода, например, где брать сердечники, сколько брать и как правильно с ними обращаться.
Хотя это надежный тест, он также является более разрушительным, чем многие другие, и может нарушить целостность бетона. Местоположение ядер в конечном итоге потребуется отремонтировать, и это может быть не вариант, когда конструкции важны и не могут подвергнуться дальнейшему повреждению.
Испытание на вытягивание
Это испытание основывается на силе растяжения, необходимой для отрыва металлического диска и слоя бетона от поверхности, к которой он прикреплен, для определения прочности бетона на сжатие.Тест на вытягивание обычно используется для ранней диагностики проблем с прочностью и относительно прост по сравнению с другими методами, обеспечивая при этом надежные результаты.
Испытание на выдергивание выполняется путем прикрепления небольшого элемента оборудования к внешнему болту, гайке, винту или креплению. Затем его подтягивают до заданного уровня напряженной нагрузки, определяя, насколько прочным и надежным является крепление. Во многих случаях это связано с раздавливанием или повреждением части бетона и может потребовать будущей бетонной опоры.
Отбойный молоток для прочности бетона
Принцип отскока заключается в измерении отскока массы подпружиненного молота после удара о бетон, известного как отбойный молоток. Этот тест был очень популярен в последние десятилетия, потому что он прост и удобен в большинстве полевых применений, особенно при определении твердости поверхности бетона.
Некоторые не предпочитают этот метод, потому что он может быть субъективным, а твердость поверхности не всегда напрямую связана с прочностью бетона, хотя связь показана.Также важно отметить, что состояние поверхности, наличие арматуры и подповерхностных пустот могут повлиять на результаты.
Скорость ультразвукового импульсаUPV, или скорость ультразвукового импульса, использовался в качестве эффективного метода контроля качества бетонных материалов, обнаружения повреждений в конструктивных элементах и внутренних дефектов. Этот метод чаще всего используется для однородных материалов, таких как металлы или сварные соединения, но недавние достижения сделали его доступным и для бетонных материалов.UPV работает, измеряя распространение акустических волн в среде во времени и соотнося их с упругостью и плотностью материала, отражая внутреннее состояние тестовых участков.
На результатыUPV может негативно повлиять присутствие арматуры, пустот и трещин на поверхности.
Испытание на сопротивление проникновениюВ этом испытании специальное устройство вводит небольшой штифт или зонд в поверхность испытываемого бетона. Сила, используемая для проникновения в поверхность, и глубину отверстия можно соотнести с прочностью существующего бетона.
Этот метод относительно прост в использовании, особенно непосредственно на месте. Однако на данные могут влиять состояние поверхности, а также тип используемой формы и агрегатов. Это испытание также потребует предварительной калибровки с несколькими образцами бетона, чтобы определить точные измерения прочности.
Комбинированные методы неразрушающего контроляНекоторые рабочие предпочитают комбинировать неразрушающие методы, чтобы делать перекрестные ссылки на результаты, не повреждая конструкции на месте.Популярной комбинацией является UPV и метод Rebound Hammer, который может обеспечить исчерпывающие результаты и предотвратить проблемы, которые могут потребовать бетонной опалубки или ремонта в будущем.
Требуется испытание бетона на прочность и плотность 0427 827 692
Посмотрите видео, чтобы увидеть работу сканирующей машины для бетона
Испытания на прочность бетона
Правильная смесь бетона должна обладать необходимой прочностью, эластичностью и плотностью, чтобы гарантировать, что она не разрушится в течение короткого периода времени.Эффективный способ определения этих аспектов — проведение испытаний бетона .
Испытания на прочность бетона
Существует несколько способов проверки прочности бетона, включая использование отбойного молотка, такого как «Цифровой молоток Шмидта». Этот метод неразрушающего контроля, используемый в соответствии с австралийскими стандартами, позволяет регистрировать оценку (мегапаскаля) бетона в МПа. Используемый в сочетании с георадаром (для определения участков, свободных от армирования, чтобы исключить ложные показания), молот записывает и анализирует данные удара и послеударного удара, чтобы определить расчетную прочность бетона.
Другой способ проверки прочности бетона — использование датчика Windsor. Этот метод включает проникновение в поверхность испытуемого образца с использованием зонда из закаленной стали, а прочность испытательного образца коррелирует с тем, насколько глубоко проникает зонд. Однако в большинстве случаев сила варьируется от одной точки тестирования к другой.
Третий метод (Разрушающий контроль) — это испытание на прочность при сжатии, которое включает приложение осевой нагрузки к бетонному образцу с постоянной скоростью до тех пор, пока он не разрушится (МПа).Это включает в себя доставку образца керна минимальным размером 150 мм длиной и 75 шириной (соотношение 2/1) и его дробление для получения керна МПа. Еще раз, использование георадара необходимо для того, чтобы керн не подвергался армированию.
Проверка плотности бетона
Один из способов определения плотности бетона — заполнить контейнер известного объема бетоном и затем взвесить его. Это дает подрядчику по бетону хорошее представление об объемном количестве бетона, а также о содержании воздуха.Исследование, проведенное Университетом Кантхо во Вьетнаме, показало, что весы, чувствительные к примерно 0,3% массы бетона, которую нужно взвесить, дают наилучшие результаты. Строительный эксперт также может определить плотность бетона с помощью манометра.
Чтобы обсудить вышеупомянутые исследования и бесплатное цитирование или узнать о тестировании, которого здесь может не быть, свяжитесь со Стивом по телефону 0427 827 692 или по электронной почте [email protected].
Вы также можете связаться с офисом CSI Concrete Scanning & Investigation по телефону 07 5568 0360 или info @ scanconcrete.com.au
Если вам нужно просверлить, сверлить или резать бетон, вас также могут заинтересовать наши услуги по сканированию бетона.
Позвоните 07 5568 0360 Сегодня
Методы испытаний на прочность бетона, о которых вы должны знать
Для того, чтобы менеджеры проектов приняли обоснованное решение о том, какой метод использовать для испытаний и мониторинга прочности бетона, очень важно оценить влияние каждого подхода на их временные рамки.
Многие тесты необходимы на месте, в то время как некоторые процедуры требуют сторонних средств для предоставления данных о прочности, что добавляет время к общему процессу тестирования.Руководители проектов делают выбор, основываясь на множестве факторов, а не только на временных ограничениях.
Точность процедуры испытаний не менее важна, поскольку она напрямую влияет на качество бетонного здания.
Образцы отливаются и отверждаются в соответствии со спецификациями ASTM C31, а сторонняя лаборатория оценивает их прочность на сжатие на разных этапах процесса. Обычно после того, как плита достигает 75 процентов от предполагаемой прочности, инженеры дают своей команде зеленый свет для перехода к следующему этапу процесса строительства.
Процесс отверждения претерпел множество усовершенствований с тех пор, как профессионалы впервые применили этот метод тестирования, многие из которых привели к сокращению времени отверждения. Это включает использование одеял с подогревом, добавок, замедлителей парообразования и других подобных мер.
С другой стороны, подрядчики продолжают ждать три дня после заливки перед испытанием на прочность, даже если их цель — немедленно оценить применяемые методы.
Тесты, которые вам понадобятся
- Отбойный молоток
Хорошая сторона этого теста заключается в том, что его легко использовать и его можно выполнить на месте.
Однако получение точных измерений требует предварительной калибровки с использованием проб с сердечником, что не всегда возможно. Состояние поверхности и наличие больших камней или арматуры под местом проведения испытаний могут привести к искажению результатов испытаний.
- Исследование сопротивления проникновению (ASTM C803)
Этот тест хорош тем, что он прост в использовании и может быть проведен на месте.
Тем не менее, состояние поверхности, а также вид используемой формы и агрегатов оказывают значительное влияние на качество данных.Предварительная калибровка с использованием нескольких образцов бетона также требует испытаний для получения надежных показаний прочности.
- Скорость импульса ультразвуковых волн (ASTM C597)
Это испытание — метод неразрушающего контроля, который подрядчики могут использовать для выявления дефектов в бетоне, таких как трещины и соты, без повреждения бетона. Наличие арматуры, заполнителей и влаги в бетонном элементе оказывает значительное влияние на эффективность этого метода.
Кроме того, для правильного тестирования необходимо откалибровать несколько образцов.
- Исследование на вытяжку (ASTM C900)
Этот вид исследования прост в использовании и проводится как на новых, так и на старых конструкциях.
Обратной стороной этого теста является то, что он требует раздавливания или повреждения бетона. Для получения достоверных результатов необходимо множество тестовых образцов, взятых из разных мест на плите.
- Цилиндры, отлитые на месте (ASTM C873)
Этот процесс более точен, чем образцы, отвержденные в полевых условиях, потому что, в отличие от образцов, отвержденных в полевых условиях, бетон подвергается тем же условиям отверждения, что и плита на месте, в то время как образцы, отвержденные в полевых условиях, — нет.Но это разрушительный метод, требующий нарушения структурной целостности плиты. После этого подрядчики должны засыпать ямы на исходных местах. Для достижения наилучших результатов в конечном итоге необходимо использовать лабораторию.
- Просверленный керн (ASTM C42)
Поскольку испытательная лаборатория бетона использует прочность, подверженную точным температурным характеристикам и условиям отверждения плиты на месте, эти образцы являются более точными, чем полевые -отвержденные образцы.Это разрушительный метод, требующий нарушения структурной целостности плиты. Подрядчики должны восстановить основные объекты, если они затем закрыли основные объекты.
Измерение прочности бетона с использованием комбинации методов
Когда дело доходит до контроля качества и обеспечения качества бетонной конструкции, иногда необходимо использовать сочетание этих методов для оценки прочности на сжатие. Использование комбинированного подхода дает полную картину вашей плиты, позволяя вам проверять данные о прочности, применяя более одного метода испытаний для оценки ее общей прочности.Точность ваших данных о прочности также улучшится за счет использования различных методов, которые помогут в учете влияющих переменных, таких как тип цемента, размер заполнителя и условия отверждения, среди прочего.
Определите, какой метод измерения прочности бетона будет использован при следующей заливке, выполнив следующие действия.
Хотя такие тесты, как отбойный молоток и метод сопротивления проникновению, прост в проведении, они менее точны, чем другие типы методов тестирования (Science Direct).
Это связано с тем, что они не проверяют сердцевину бетонного элемента, а вместо этого проверяют условия отверждения непосредственно под поверхностью плиты.
Практиковать такие методы, как метод скорости ультразвукового импульса и испытание на вытягивание, которые требуют большого количества образцов для получения точных данных, сложнее. Это связано с тем, что их процессы калибровки отнимают много времени и требуют большого количества образцов. Поскольку это процедуры разрушающих испытаний, методы просверленного керна и монолитного цилиндра полагаются на сторонние лаборатории, которые проводят некоторые испытания на разрыв для получения данных о своих результатах.Следовательно, при использовании любого из этих методов вам нужно будет выделить дополнительное время на график вашего проекта.
Для сравнения, подход зрелости предоставляет данные о силе в реальном времени, к которым можно получить доступ на месте, что позволяет принимать хорошо информированные и своевременные решения. Также можно свести к минимуму ошибки, связанные с испытательными лабораториями, уменьшив вашу зависимость от тестов на разрыв и других подобных методов.
Ваш выбор методики тестирования может просто зависеть от того, с чем вы знакомы и с чем вам удобно, а не от того, что вам нужно.Тем не менее, точность этих тестов и время, необходимое для сбора данных о силе, являются важными факторами, о которых следует знать каждой заинтересованной стороне. Подумайте, на что вы тратите все свое время и деньги на этапе строительства проекта, и нужен ли этот метод для соблюдения правил и норм района.
Точность выбранного вами метода может в будущем привести к проблемам с долговечностью и эксплуатационными характеристиками вашего бетонного здания.