Методы испытания бетона

В ходе проведения методов испытания бетона определяется его прочность, сопротивления на изгиб и растяжение, водонепроницаемость и другие важные характеристики в соответствии с нормами ГОСТ и СНиП . 

К основным контролируемым показателям качества бетонной смеси относятся:

• прочность бетона на сжатие;
• прочность бетона на осевое растяжение;
• морозостойкость бетона;
• водонепроницаемость бетона;
• средняя плотность бетона.

Определение прочности бетона

Прочность бетона – одна из самых важных характеристик, которые нужно учитывать при проектировании и расчете строительных конструкций разных объектов. При проведении проверок на прочность необходимо руководствоваться некоторыми нормативными документами, а именно ГОСТ 22690-88, 28570, 18105-2010, 10180-2012. Настоящий стандарт определяет общие правила и требования контроля и оценки прочности бетона. Класс бетона (обозначается буквой В) — сжимающее давление, которое выдерживает материал без деформации. Марка бетона (обозначается — М) — предел прочности на сжатие.

При создании и замешивании бетонной смеси начинается проверка прочностных характеристик и дозировка компонентов смеси. Бетонная смесь, после замешивания, также проверяется по следующим параметрам: 

• удобоукладываемость бетона;
• расслаиваемость бетона;
• пористость бетона;
• объем вовлеченного воздуха;
• средняя плотность бетона;
• температура бетона;
• сохраняемость свойств бетона.

Часто на самом строительном объекте проверяется два основных параметра: удобоукладываемость и температура бетона. После того, как бетон уложен, конструкция проверяется 7 суток. После полного созревания проводятся исследования прочности.

Формирование прочности бетона проходит несколько этапов:

• подготовка компонентов смеси бетона;
• замешивание полученной смеси в растворном узле бетона;
• заливка смеси бетона в специальные формы или опалубку на объекте;
• набор прочности бетона;
• эксплуатация объекта.

Контроль важнейших параметров материала должен производиться на стадии приготовления раствора и после набора максимальной прочности.

Формирование прочности бетона

Формирование прочности бетона зависит от физических и химических факторов. После смешивания компонентов забирается смесь одного номинального состава, из которой выбирают стандартные образцы для проведения испытаний.

Бетонная смесь, затвердевшая на строительной площадке и затвердевшая в лаборатории, может давать разные результаты прочности. Для получения точных результатов берется проба со стройплощадки. Пробные образцы для испытаний представляются собой кубы, длина ребра которых достигает до 10 см. Каждый куб маркируется, затем отправляется на исследование в лабораторию. Но иногда испытания могут проводиться и на самом объекте с учетом нормативно-технической документации.

На характеристику бетонной смеси влияют следующие факторы: 

• процесс транспортировки бетона;
• прошедшее время от замешивания смеси до ее укладки в опалубку;
• способ укладки в опалубку и равномерность заполнения;
• форма и размеры конструкции;
• температура и влажность воздуха и окружающей среды;
• уход за конструкцией после заливки.

Негативно влияют на качество смеси бетона следующие моменты: 

• нарушение технологии при производстве;
• время транспортировки превысило допустимое;
• во время заливки смесь никак дополнительно не уплотнилась;
• слишком низкая или высокая температура окружающей среды при монтаже, сильный ветер;
• после укладки не поддерживались оптимальные условия для твердения.

Классификация и виды методов испытания бетона

Сегодня используются два метода испытания бетона: разрушающие и неразрушающие методы. В ходе любого из применяемых методов определяются характеристики, которые после сопоставляются с ГОСТ. Полученные результаты позволяют определить класс бетона по прочности. Рассмотрим каждый из методов подробнее.

Разрушающие методы

С помощью разрушающих методов испытания бетона подготовленные образцы испытывают на:

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

В лабораториях образцы выливают в специальные формы для бетонной смеси определенных размером. Также испытуемые образцы отбираются прямо из готовых конструкций. 

Испытуемую серию образцов помещают под гидравлический пресс и давят до разрушения. Полученные результаты каждого образца усредняют, а результаты заносятся в специальный протокол для снижения погрешности.

Неразрушающие методы испытаний

Для определения прочностных характеристик бетона неразрушающими методами применяются специальные приборы. Существуют прямые и косвенные неразрушающие методы. Прямые включают в себя замеры механических воздействий на испытуемый образец. Косвенные методы основаны на сравнении показаний приборов с показателями разрушающих методов.

К прямым методам относятся:

• отрыв металлических дисков, который позволяет определить параметры разрушения бетона в месте отрыва металлического диска, который приклеен к нему. Далее полученный результат делится на площадь рынка и сверяют с нормативами. Часто данный способ используется при работе с армированной конструкцией.
• вырыв анкера со скалыванием, во время которого определяется сопротивление, которое оказывает бетон во время отрыва камня с помощью анкера. Но данный способ считается трудозатратным, поскольку придется заранее проделывать отверстия под анкеры, а также он не подходит для испытания тонких конструкций.
• скалывание ребра конструкции, которое применяется для испытания прочности различных линейных изделий, например, свай, балок, ригелей и т.д.

К косвенным относятся следующие методы:

• ультразвуковой контроль прочности бетона (УЗК): через образец бетона проходят ультразвуковые волны на разной скорости, проверка производится путем сквозного и поверхностного прозвучивания. Способ отличается высокой точностью и быстротой получения результатов. Но заранее нужно произвести дополнительные вычисления. 
• ударно-импульсный способ, в ходе которого специальный прибор фиксирует энергию удара и ее изменения в момент столкновения с поверхностью образца бетона. Данный способ довольно простой в применении.
• метод упругого отскока, который заключается в связи бетона со значением отскока специального бойка от поверхности образца. При этом измеряется величина отскока, а прочность вычисляется по построенной градуировочной зависимости. 
• метод пластической деформации для проверки прочности бетона. Для проведения испытания применяется специальный инструмент — молоток Кашкарова. Специальные листы с копиркой выкладывают на исследуемую поверхность и ударяют по ним молотком. На конце молотка находится эталонный стержень, который оставляет отпечаток на бумаге. Данный отпечаток измеряется, а дальше показатели сравниваются с цифрами из нормативной документации. Способ применяется редко из-за сложности воспроизводимости измерений.

В строительных лабораториях помимо испытаний бетона на прочность определяются различные характеристики:

• плотность;
• диаметр и расположение арматуры в конструкции;
• степень карбонизации;
• величина защитного слоя;
• влажность;
• водонепроницаемость;
• морозостойкость.

Так, например, для оперативного контроля качества армирования железобетонных конструкций и определения толщины защитного бетонного слоя используют приборы для поиска арматуры в бетоне — локаторы арматуры. Остановимся подробнее на последних двух параметрах.

Испытание бетона на морозостойкость

Параметр морозостойкости бетона очень важен в климатических условиях России. Параметр включен в список обязательных испытаний на предварительном этапе строительства и в других проектах. 

Испытания на морозостойкость бетона проводят специальные строительные лаборатории. Технология предполагает замораживание и оттаивание контрольных образцов, после чего проводится анализ. Характеристика зависит от плотности бетонной смеси и отсутствия в ней пор, в которые может попасть и копиться вода. Испытуемые образцы замораживают в специальных камерах. Температуры заморозки в холодильной камере достигает от -18 до -50 градусов по Цельсию. Затем замороженные образцы размораживают в специальном водно-солевом растворе или на воздухе. Такой цикл заморозки и размораживания проводят несколько раз, а после испытуемый куб испытывают на прочность гидравлическим прессом.

Во время испытания определяется количество таких циклов, при которых марочная прочность испытуемого образца сохраняется. Полученный результат вносится в протокол результатов.

Испытание бетона на водонепроницаемость

Показатель водонепроницаемости является одним из самых важных, поскольку от него зависят другие параметры: прочность и морозостойкость,  о которых мы говорили ранее. 

Во время испытания образцы бетонной смеси заливаются в специальные цилиндры с диаметром 150 мм и ребром 150 мм соответственно. После того, как образцы созревают, их вынимают из формы и начинают тестировать с помощью водяного давления с использованием специального оборудования. Обычно для точности испытания берется не меньше 6 образцов. 

Для определения водонепроницаемости образцов используются различные способы:

• метод “мокрого пятна”;
• расчет коэффициента фильтрации;
• определение глубины проникания воды под давлением;
• экспресс тест на воздухопроницаемость.

Для частных застройщиков, которые имеют дело с бетоном в первый раз, рекомендуем использовать следующие маркеры испытаний и контроля качества: цвет (должен быть серо-зеленый); на поверхности уложенного бетона должна появиться цементная гуща; после полного затвердения бетона, молоток должен отскакивать от поверхности.

Дополнительные методы исследования бетона

1. Осадка конуса — исследуются консистенция, однородность, текучесть.
2. Исследование уплотнения — определяется коэффициент уплотнения готового раствора.
3. Определение пластичности — проверяют растекание материала.
4. Выявление воздушных пор.

Марки прочности бетона

Маркировка бетона регулируется ГОСТ 7473. Она отражает свойства, которые заложены производителем. По результатам испытаний бетону присваивается марка в соответствии с ГОСТом — буква М и цифра, означающая предел прочности на сжатие. Сфера применения бетона как раз зависит от его прочностных характеристик:

• от М100 до М250 — легкая категория, предназначенная для бордюров, дорожек, маловажных объектов.
• М300 и М350 — дает возможность изготавливать многоэтажные строения, монолитные стены, изготавливать плиты.
• от М400 до М500 применяется в многоэтажном строительстве.

Общая прочность бетона (и его маркировка) в том числе от соотношения наполнителей и содержания цемента, качества присадок и других элементов и т.д.
Доверье испытание бетона профессиональной строительной лаборатории Инс-Лаб, которая проведет для вас все необходимые испытания.