Выбор методов контроля прочности бетона

Выбор методов контроля прочности бетона

В последние годы популярность и доступность различных методов контроля прочности бетона и реализующих их приборов резко возросла. И несмотря на требования нормативных документов, резко ограничивающие возможность применения большинства методов для использования в ходе обследования конструкций зданий и сооружений, в том или ином объеме они применяются большинством организаций.

Необходимо уточнить, что в данной статье речь идет только о прочности бетона на сжатие и далее под «прочностью» понимается именно этот параметр бетона.

Рассмотрим следующие вопросы.

1. Какие методы определения (оценки) прочности бетона применяются и какие наиболее доступны?
2. Каковы параметры основных применяемых методов с точки зрения стоимости оборудования, производительности и погрешности измерений?
3. Какие методы в реальных условиях объектов обследования, с учетом сложившейся на рынке ситуации, можно применять, соблюдая требования норм?

Зачем нужно проводить испытания?

Как правило, на строительные площадки материал поступает вместе с документами, в которых указывается состав смеси, марка, подвижность, другие характеристики. Но, не всегда есть гарантии, что привезенная смесь точно соответствует заявленным в паспорте параметрам, не имеет худшие показатели.

Чтобы исправить ситуацию используют специальные методы испытания бетона по ГОСТ, позволяющие определить его надежность после расчетного времени, необходимого для набора прочности. Если характеристики материала будут ниже заявленных, то застройщик сможет своевременно найти другого поставщика с качественной бетонной смесью. Этим он избавит себя от проблем, которые могли бы возникнуть на последних этапах строительства или во время эксплуатации объекта. Также, при несоответствии прочности, строители могут перевести расходы по демонтажу уже возведенных элементов на поставщика.

Выбор методов проверки прочности бетона

При выборе различных по трудозатратам и стоимости методов проверки качества бетона приходится учитывать множество факторов. Важно определить, какими вариантами контроля необходимо пользоваться для конкретного объекта.

Важно помнить, что профессиональная экспертиза качества бетона – важный и необходимый этап строительных, либо ремонтных и реставрационных работ. По его завершению специалисты дадут экспертное заключение, которое поможет убедиться в соответствии марки и качества бетона предстоящим нагрузкам.

Какие требования к проверке предъявляет ГОСТ

Качество бетона на прочность проверяют как сами производители, так и контролирующие органы, руководствуясь при этом требованиями ГОСТов. Методика проведения испытаний и порядок обработки полученных результатов регламентированы ГОСТами 22690-88, 10180-2012, 18105-2010, 7473-2010, 13015-2003, 17621-87, 27006-86, 28570-90.

Указанные стандарты распространяются на все виды бетона и четко определяют правила проведения испытаний всеми существующими методами и оценки прочности. Основными нормируемыми и контролируемыми значениями в ходе проверок являются:

• прочность на сжатие в конструкциях или отобранных образцах. Обозначается буквой В, определяется в классах;
• прочность на осевое растяжение (Bt) – устанавливается класс;
• водонепроницаемость (W) – проводится определение марки бетона;
• морозостойкость (F) – рассчитывается марка;
• средняя плотность (D) – исчисляется в марках.

Проводятся испытания разными методами, при этом исследуются вырубленные из монолита или только что залитые образцы площадью от 100 до 900 см². Расстояние от края конструкции и между проверяемыми местами, и количество измерений четко регламентированы нормативными документами.

Все полученные значения записываются в протокол определения прочности бетона, согласно которого определяются прочностные свойства сооружений на предмет соответствия всем действующим нормативам.

Определяются прочностные значение в Мпа или кгс/см². Ниже приведена таблица определения прочности бетона разных классов и марок.

Контроль качества бетона

Массовое применение железобетона и увеличение доли ответственных конструкций повышают не только требования к компетенции подрядчиков, но и роль лабораторий контроля. В отношении железобетона контроль осуществляется по двум направлениям:

• проверка и установление качества существующих конструкций;
• обеспечение проектных и нормативных характеристик новых конструкций.

Специалисты знают, что нормы изготовления железобетонных конструкций требуют многоступенчатого контроля, который начинается с работы лаборатории изготовителя бетона. Определение плотности бетона и его других важных показателей выполняется также в лаборатории – по заготовленным из каждой партии «кубикам». Такое определение прочности бетона по контрольным образцам – обязательно, его порядок регламентируется.

Контроль качества существующей колонны.

Для всех остальных проверок перед признанием конструкций годными к эксплуатации выполняется неразрушающий контроль, дефектоскопия и проверка геометрии. Такие работы делаются на объекте силами нашей лаборатории.

Неразрушающий контроль железобетона

Неразрушающий контроль бетона является одним из ключевых факторов оценки надежности конструкций, зданий и сооружений.

Качество бетона в строительных конструкциях должно отвечать требованиям СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Методика проверок качества железобетона на объекте предусматривает визуально –измерительный неразрушающий контроль бетона, после которого выполняют более сложные инструментальные операции. Для существующих конструкций нередко требуется уточнение геометрии — определение толщины бетона и армирования.

При контроле бетона оценивают следующие параметры: прочность бетона (твердость), влажность, плотность бетона, величина защитного слоя, влагонепроницаемость, морозоустойчивость и контроль температуры бетона, а также ищут дефекты, поры, раковины, трещины в бетоне. При производстве железобетонных изделий контролируют также величину вибрации при уплотнении бетонной смеси и натяжение арматуры. Основным же параметром при контроле качества бетона является прочность бетона на сжатие.

Прочность бетона может определяться, как в лабораторных условиях (испытание образцов) так и на строительной площадке (неразрушающие методы контроля). Но даже лабораторное обследование контрольных образцов не заменяет такой проверки, так как для набора проектной прочности требуется обеспечение правильных условий твердения. Кроме этого от точного значения прочности зависит продолжение строительных работ, а при реконструкции – принятие принципиальных проектных решений.

Основной метод решения этой задачи — ультразвуковое определение прочности бетона. Полученный результат – только часть комплексного контроля, в который входит определение и других параметров:

• наличие дефектов;
• плотность, влажность и другие физические показатели;
• характеристики арматуры и защитного слоя железобетона.

Для полной и точной характеристики железобетона требуется использование нескольких методов контроля и разной аппаратуры, но все методы, применяемые к готовым конструкциям, сохраняют их целостность, например — акустический неразрушающий контроль.

Дополнительный контроль качества свай для особо ответственного объекта.

Лучше всего бетон сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность бетона может определяться, как в лабораторных условиях (испытание образцов) так и на строительной площадке (неразрушающие методы контроля).

Анализ трещин и дефектов в бетоне

В новых и существующих железобетонных конструкциях выполняется поиск дефектов — трещин, неплотностей и даже пустот, прочих изъянов. Эта проверка требует учета и понимания работы железобетона, в котором принципиально возможно образование трещин в растянутой зоне. Вот почему ультразвуковой неразрушающий контроль однородности бетона и поиск в нем трещин должен быть выполнен с учетом этого. Для железобетона очень важны параметры трещин и их характер, эти характеристики нормируются, а поиск трещин в бетоне ведется с учетом особенностей работы железобетона, замечательного материала современности.

В частности, может потребоваться дефектоскопия бетона в незагруженном состоянии и работающего под нагрузкой. Это – часть обычного порядка контроля ответственных конструкций, например – большепролетных построечного изготовления, мостов и колонн, элементов каркаса многоэтажных зданий, плотин, подпорных стен и многих других. Мало того, неразрушающий контроль прочности бетона, его состояния и качества ответственных конструкций из него, необходим не только при сдаче в эксплуатацию, но и во время эксплуатации, на регулярной основе и по необходимости.

Какие способы используются для выявления прочности бетона

Имеется три способа, с помощью которых исследуется конструкция. Однородность, плотность, прочность бетона выявляется путем:

• местного разрушения (скалывание ребра, отрыва дисков из стали и т. д.);
• воздействия ударом (искусственная деформация, образование ударного импульса);
• ультразвуковым.

Точность показаний зависит от:

• вида наполнителя;
• возраста бетона;
• марки и компонентов смеси;
• условий, при которых проходило схватывание и застывание бетона;
• условий влажности и температуры поверхности.

Один из точных способов испытания прочности бетона – местные разрушения. При определении такими методами используется простейшая градуированная зависимость, которая учитывает два показателя:

• величину фракций заполнителя;
• вид бетона (тяжелый/легкий).

Испытание бетона методом отрыва со скалыванием

Прямые методы контроля

Методы местных разрушений, кроме получения конкретных данных, формируют и корректируют градуировочные зависимости, на которых в дальнейшем строятся косвенные способы контроля, которые будут проводиться на тех же самых участках. Локальные способы применяются как на стадии возведения объектов, так и в процессе их эксплуатации или перед реконструкцией. Эти способы считаются самыми точными среди всех неразрушающих методов, потому что используют простую градуировочную зависимость, учитывающую следующие параметры:

• разновидность (легкий или тяжелый тип) бетона;
• крупность заполнителя.

Oтpыв co скaлывaниeм

Операция выполняется в соответствии с правилами, обговоренными в государственных стандартах, и определяет сопротивление бетона в момент отрыва его фрагмента от основания при помощи одного из анкерных устройств:

• рабочего стержня с анкерной головкой;
• устройства с разжимным полым конусом и стрежнем, фиксирующим положение приспособления;
• прибора с рифлеными разжимными щеками и разжимным корпусом.

При выборе приспособления и глубины погружения анкера учитывается размер заполнителя и предполагаемая прочность исследуемого состава. При контроле бетона монолитных конструкций, процедура проводится одновременно на трех участках – в результате проводится исследование трех тестов.

Результаты исследования получаются точными, но сама процедура контроля достаточно трудоемка. Кроме того, отрыв со скалыванием нельзя провести на участках с густым армированием и конструкциях, имеющих тонкие стенки.

Метод скалывания ребра

Заключается в скалывании выступающего бетонного угла, не требует предварительных работ и сверления поверхности. Используется при контроле прочности линейных бетонных сегментов: свай, колонн, ригелей, опорных балок. Однако может использоваться только на конструкциях, толщина защитного слоя которых не меньше 20мм.

Метод отрыва стальных дисков

Для выполнения металлические диски приклеиваются на исследуемую поверхность и отрываются от нее через достаточно длительное время (5-24 часа). При отрыве диска от бетона измеряется напряжение, возникающее при подобном разрушении поверхности.

Данный способ не нашел широкого распространения в России из-за ограниченного температурного режима. Еще один недостаток метода – требуется создание борозды, что понижает производительность исследований. Обычно используется в случаях, когда два предыдущих исследования невозможны.

У всех прямых методов контроля имеются общие недостатки:

• поверхность частично разрушается;
• процесс достаточно трудоемкий и длительный;
• до начала работ требуется определить количество арматуры и глубину ее нахождения.

Как выяснить прочность бетонной конструкции с помощью нepазрушающих методов контроля?

Где найти 600 кубов фибробетона для ремонта моста в 150 км от ближайшего бетонного завода?

Какая самая важная характеристика бетона? Конечно же его прочность на сжатие. Именно она отражена в марке бетона, обозначение которой у всех на слуху: буква М и цифра. Прочность на сжатие — это значение в кгс/см2 через 28 суток после заливки бетона. Установлено, что прочность и долговечность бетона взаимосвязаны: высокопрочный бетон также обладает хорошими параметрами долговечности.

Прочность бетона на сжатие легко определить в лаборатории. Для этого при заливке бетонной смеси отливаются специальные тестовые кубики. Но как оценить прочность бетона в уже готовой конструкции, если предварительно не были сделаны контрольные образцы? Данный вопрос по-прежнему остается проблемой. Определение прочностных характеристик конкретного объекта на месте является основной задачей при оценке состояния существующей инфраструктуры. Естественно, владельцы таких объектов предпочитают методы неразрушающего контроля, чтобы избежать дальнейшего ущерба для уже существующей структуры.

Прочность бетона на сжатие — что это и как ее определить?

Прочность бетона на сжатие определяется классическим тестом. Бетонные кубики помещают под пресс. Давление постепенно наращивают, пока образец не разрушится. Полученный результат считается прочностью конкретного образца бетона. В стандартах проектирования прочность бетонного образца в возрасте 28 суток после заливки считается минимальной прочностью на сжатие. Это значение используется при проектировании.

В уже построенных конструкциях из бетона вырезают образец и проверяют на прочность на сжатие. Это считается самым надежным методом оценки прочности бетона. Однако этот метод имеет определенные ограничения, главным образом потому что:

• это разрушительно, так нарушается не только целостность бетона, но и может быть повреждена арматура в железобетоне. Чтобы избежать повреждения арматуры, необходимо использовать приборы для ее поиска
• выбор мест тестирования может быть затруднен, а определение наилучшего места для пробы — субъективно
• места, в которых взяты пробы, необходимо отремонтировать
• взятие образцов из существующих конструкций — недопустимая операция для некоторых владельцев, которые беспокоятся о целостности конструкции.

Как оценить прочность бетона с помощью методов неразрушающего контроля?

Неразрушающие методы контроля прочности бетона разрабатывались на протяжении многих лет. Вот краткий обзор этих методов, сферы их применения и ограничения для надежного прогнозирования прочности бетона.

Метод отрыва со скалыванием

Суть метода — в измерении усилия, которое надо приложить для отрыва металлического диска вместе со слоем бетона с поверхности, к которой прикреплен диск. Метод применяют только на ровной поверхности. Чаще всего используют для ранней диагностики прочности, но можно использовать и для давно построенных конструкций. Стальной диск прикрепляется к бетонной поверхности при помощи болта, гайки, винта или фиксации клеем и при помощи тяги соединяется с измерительным пpибopoм. После чего конструкция вытягивается до отрыва слоя бетона или до заданного уровня нагрузки.

Преимущества метода отрыва со скалыванием:

• относительная простота применения
• достаточно надежные результаты испытаний

Метод отрыва со скалыванием является единственным неразрушающим методом контроля прочности, для которого в стандартах прописаны градуировочные зависимости, связывающие косвенные показатели и показателем прочности бетона.

Недостатки метода отрыва со скалыванием:

• приводит к повреждению бетонной поверхности

Метод отскока

Суть метода — измерение отскока молотка с пружинным приводом после его воздействия на бетон. Впервые появился в 1948 году, и с тех пор широко используется.
Основная причина его популярности — простота и удобство использования. Отбойный молот используется для оценки твердости поверхности.

Прочность оценивают с помощью специальных приборов — склерометров, состоящих из пружинного молотка со сферическими штампами. Система пружин допускает свободный отскок молотка после удара по бетону или по стальной пластине, прижатой к бетону. Прибор оснащен шкалой со стрелкой, регистрирующей путь ударника при его обратном отскоке.

• просто использовать, даже в “полевых” условиях
• с помощью данного метода можно проверить бетон на однородность

• субъективный метод
• состояние поверхности, наличие арматуры или подповерхностных пустот могут повлиять на результаты испытаний

Ультразвуковой метод

Ультразвуковой импульс эффективно применяется для контроля качества бетонных конструкций и обнаружения повреждений в бетонных элементах. Ультразвуковые методы традиционно используются для контроля качества материалов (в основном однородных, таких как металлы и сварные соединения). Ультразвуковые измерения в бетоне проводят методами сквозного или поверхностного прозвучивания. Определение прочности бетона монолитных конструкций проводят методом поверхностного прозвучивания.

Концепция технологии заключается в измерении времени прохождения акустических волн в среде и корреляции их с упругими свойствами и плотностью материала.

Преимущества ультразвуковых методов:

• могут использоваться для обнаружения дефектов под поверхностью бетона

• наличие арматуры, пустот и трещин влияет на показания
• надежность данных методов на данный момент не доказана

Комбинированные методы

Представляют собой комбинацию неразрушающих методов контроля для определения прочности бетона на месте. Зачастую сочетание различных методов дает более полные результаты (например, ультразвуковые методы вместе с методом отскока). А еще более точные данные можно получить при использовании поправочных коэффициентов с учетом данных о компонентах бетона (тип цемента, фракции мелкого заполнителя и крупного заполнителя) и пр.

Профессиональный контроль прочности бетона

Наша компания осуществляет профессиональный контроль качества бетонных и железобетонных изделий. Все работы по контролю бетонных конструкций выполняют квалифицированные эксперты, имеющие профильное образование и большой опыт работы в данной области. Работая с бетоном и бетонными конструкциями, наши специалисты используют новейшее оборудование, которое позволяет достаточно быстро выявить фактическую прочность и качество наиболее ответственных участков бетонного изделия. Это выгодно выделяет нашу компанию на фоне других организаций, занимающихся проверками строительных материалов. Впрочем, собственная лаборатория, высокий уровень специалистов и техническое оснащение – далеко не все преимущества, которые привлекают к нам многие крупные компании, заинтересованные в высоком качестве строительства.

Помимо этого, к объективным достоинствам нашей компании можно отнести:

• Индивидуальный подход. Каждый клиент нашей компании, желающий проверить бетон, может рассчитывать на высокий уровень обслуживания. Наши менеджеры подберут оптимальные условия сотрудничества, учитывая все личные запросы и пожелания заказчика. Это очень удобно для компаний, желающих быть уверенными в бетоне, который они используют для строительства различных зданий и сооружений.
• Наличие государственных свидетельств и лицензий. Мы уже давно работаем в данной сфере. Поэтому у нас есть все необходимые документы о допуске к работам по проектированию и проведению исследований на бетоне. Посмотреть эти документы можно в разделе «О компании», расположенном на нашем сайте.
• Гибкая ценовая политика. Несмотря на тяжелые последствия экономического кризиса, наша компания удерживает цены на услуги на приемлемом уровне, вполне доступном для многих представителей малого и среднего бизнеса. Чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить стоимость наших услуг с предложениями других организаций, работающими на российском рынке
• Объективность экспертизы. Для нас имеет большое значение собственная репутация, поэтому мы всегда сохраняем независимость, вынося оценку по итогам проведенной экспертизы. Мы составляем технический отчет, который в дальнейшем может быть предоставлен в различные контролирующие организации.
• Высокая скорость проведения исследований. Мы стремимся к тому, чтобы все проверки проводились в самые кратчайшие сроки. Этому способствует не только использование современного оборудования, но и слаженные действия всей команды опытных специалистов, которые принимают непосредственное участие в обследовании строительных конструкций.

Стоит отдельно отметить, что мы заинтересованы в построении долгосрочного сотрудничества. Поэтому наша компания предоставляет выгодные скидки всем клиентам, которые обращаются к нам за помощью на постоянной основе. Размер скидки напрямую зависит от конкретного объема поставленной задачи и уровня сложности исследований. Уточнить размер скидки можно у наших менеджеров. Они всегда готовы ответить на все интересующие вопросы, которые касаются предоставляемых услуг по обследованию различных типов материалов.

Для того чтобы заказать проведение работ по определению качества бетонной конструкции или получить подробные ответы на все дополнительные вопросы о том, как лучше всего проверить бетон, необходимо связаться с нашими менеджерами, заполнив специальную форму в соответствующем разделе нашего сайта или позвонив по телефону: 8 (495) 681-43-51.