Испытание бетона и раствора: методы определения прочности и устойчивости бетонных конструкций

Бетон – основной материал, используемый в монолитном строительстве. На него ложится основная нагрузка, поэтому его технические данные устанавливаются и подтверждаются нормативными требованиями ГОСТ. Чтобы проверить соответствие материала будущим эксплуатационным условиям, типу возводимой конструкции, методам выдержки и забивки, проводят испытание бетона по трём основным показателям: сжатие, растяжение и пластичность.

По правилам, необходимо, чтобы на строительном объекте функционировала мобильная лаборатория, которая будет исследовать образцы бетона на соответствие стандартам. Порядок забора проб устанавливается технологом. После получения образцов, лаборатория бетона проводит контрольные испытания, по результатам которых составляется акт – «Документ о качестве бетонной смеси».

Как строительный материал, бетон подвергается анализу и испытаниям сразу после замеса и в уже затвердевшем виде. Данные исследования имеют разные цели. Тестирование раствора необходимо для определения пластичности сырья, уплотняемости, пористости, удобства при заливке. Тогда как испытания застывшей смеси – это тесты, на основе которых определяется прочность бетона, его способность выдержать максимальные нагрузки.

Испытание раствора

Согласно требованиям нормативных актов, установленных стандартами ГОСТ, проверка технических характеристик раствора производится сразу после изготовления. Контроль качества бетона производится не только в специальных лабораториях завода – изготовителя, но и на строительных площадках.

Определение раствора на удобоукладываемость или «осадка конуса»:

  1. В специально предназначенный конус заливают готовый раствор до полного заполнения. После чего строительную смесь хорошенько штыкуют.
  2. Затем очень аккуратно снимают конус. Направление движения конуса – строго по вертикали.
  3. Оставшись без опоры, раствор начнёт оседать и деформироваться под давлением собственного веса. Препятствовать этому не надо, в этом и заключается суть эксперимента.
  4. Необходимо дважды измерить разницу между высотой металлического конуса и его бетонной копией. Последнее значение выступает как средняя арифметическая величина и берётся за основу характеристики подвижности раствора.

В зависимости от подвижности выделяют следующие категории раствора:

  • особо жёсткий и смесь с повышенной жёсткостью
  • жёсткий
  • умеренно жёсткий
  • малоподвижный
  • умеренно подвижный
  • текучий.

Испытание раствора на уплотнение:

  1. В аппарат для тестирования, состоящий из двух резервуаров с выводом в цилиндрическую форму, подаётся раствор. Первая ёмкость имеет клапан для подачи раствора в следующий резервуар меньшего объёма.
  2. После сырьё направляется в специальный цилиндр для формовки бетона.
  3. Плотность и коэффициент уплотнения смеси, наполнившей цилиндрическую форму, рассчитывается с помощью специальных формул.

Данный метод позволяет рассчитать коэффициент уплотнения для конкретной партии раствора. Каждая новая партия сырья проходит испытание в индивидуальном порядке.

Тест на пластичность раствора и изменение формы:

  1. Испытательный конус с заданными параметрами устанавливается на опорный столик, оснащённый специальным механизмом, позволяющим ему при встряхивании опускаться на несколько сантиметров. Далее конус заполняется раствором.
  2. После чего форма аккуратно снимается.
  3. Столик подаётся вниз.
  4. Раствор растекается по поверхности столешницы, и производятся замеры среднего диаметра бетонного пятна. Таким образом, определяется показатель пластичности для данной партии раствора.

Проверка раствора на наличие воздушных пустот

Метод измерения веса:

  1. Взвешивается определённое количество смеси, результат фиксируется, после чего раствор помещается в пикнометр.
  2. Там раствор встряхивается, перемешивается специальным вибрационным устройством и подаётся на контрольное взвешивание.
  3. Для измерения массы раствора при определении его пористости используются очень точные приборы. Коэффициент изменения веса указывает на наличие пузырьков воздуха в смеси.

Метод давления:

  1. Специальным насосом или испытательным прессом воздействуют на определённое количество раствора.
  2. Контрольный прибор – воздухомер определяет количество воздуха в процентном соотношении, когда объём раствора начинает уменьшаться под воздействием давления.

Как только лаборатория раствора завершает последний испытательный тест, берётся свежая проба смеси для формования бетонных блоков с целью провести ряд исследований на уже застывшем растворе.

Методы испытания бетонных образцов на прочность

После формования бетонные образцы выдерживаются сутки, после чего опалубка снимается, а тестовые блоки помещаются в комнату со специально подобранным уровнем влажности. Образцы бетона с одного забора проходят испытания дважды. Первый тест проводится по истечению семи суток, повторный – когда пройдёт 28 суток с момента формования. При первом контрольном испытании материал должен показать уровень прочности не ниже 70% от проектной, иначе он не является пригодным для использования.

Прочность бетона определяется тремя основными параметрами: сжатие, растяжение и пластичность.

Тест на сжатие:

  1. Для проведения контрольных испытаний подготавливаются кубики из бетона.
  2. Опытные образцы взвешиваются и измеряются, отсеиваются те, параметры которых значительно отличаются.
  3. Образец устанавливается на пресс ровной боковой гранью, формовочное ребро для таких испытаний не годится, так как начнёт разрушаться первым.
  4. Предельно допустимая нагрузка – это давление, при котором образец полностью разрушится. Этот показатель фиксируется в протоколе.
  5. Данные со всех образцов анализируются, выбирается среднее арифметическое значение, которое заносится в акт и утверждается как допустимая нагрузка на бетонную конструкцию.

Испытание бетона на растяжение:

  1. Для испытания подготавливаются бетонные блоки в виде балок.
  2. На плиту пресса устанавливаются шарнирные опоры, призма и специальная траверса.
  3. Образец также укладывается на шарнирные опоры, расстояние между плитой пресса и бетонным блоком должно равняться  трехкратному размеру сечения образца.
  4. Давление пресса начинает деформировать и разрушать плиту. Для определения индекса растяжения берётся среднее арифметическое от показателей разрушения в средней части призмы и умножается на коэффициент, равный для балки размером 150х150х600 мм – 0,1, а для блока 100х100х400 мм – 0,95. Получившийся результат заносят в технический документ.

Метод пластической деформации:

Метод ударной нагрузки, позволяющий определить пластичность и прочность бетона, называют пластической деформацией. Для определения уровня пластичности и устойчивости бетона используют параметры отпечатка, оставленного испытательным молотком, известным как молоток Кашкирова. Расчёт фактической прочности исходит из показателей силы удара и размера отпечатка.

Неразрушающий контроль: инновационные методы испытания бетона на прочность

Ультразвуковой метод позволяет «прослушивать» бетонную конструкцию и определять технические характеристики материала. Правила проведения ультразвукового тестирования просты:

  1. Поверхность тестируемого образца очищается от загрязнений.
  2. УЗ прибор настраивается на нужную частоту, согласно его инструкции.
  3. Прибор прикладывается к бетонному образцу перпендикулярно и включается.
  4. Измеряемые показатели высвечиваются на экране.
  5. В целом проводится порядка 20 замеров на плоскости образца. Прибор их анализирует и выводит среднее значение, которое заносится в техническую документацию.

Если бетон готовится к эксплуатации в особых условиях, то дополнительно проводятся и другие испытания на: морозостойкость, отпускную влажность, водонепроницаемость и т.д.    

      

Испытание бетона и раствора – дело ответственное. Все результаты вносятся в техническую документацию, с которой следует ознакомиться прежде, чем будет заключён договор на приобретение. Это позволит избежать неприятной ситуации, когда купленные  кубы бетона не соответствуют проектным расчётам и не смогут выдержать механические нагрузки, предусмотренные при монолитном строительстве.