Jak otestovat pevnost betonu?

Stanovení pevnosti betonu je povinným krokem při výstavbě budov a konstrukcí. Pro potvrzení, že vlastnosti materiálu splňují uvedené požadavky, je nutné provést pevnostní, tahové a tlakové zkoušky. Provádění takových akcí umožňuje výrobci potvrdit kvalitu svých výrobků a dodavatel podat zprávu zákazníkovi. Včasná identifikace pevnosti betonu umožňuje rychle provádět změny ve stavebním procesu a vyvarovat se závažných chyb.

• Zjištění, zda kvalita materiálu odpovídá projektové dokumentaci.
• Pokud jsou zjištěny odchylky od deklarovaných charakteristik, jsou konstrukce zesíleny nebo vyměněny, aby se celkový výkon udržel v normálním rozsahu.
• Při provádění oprav v suterénech a technických místnostech je třeba provést zkoušky.
• Testování železobetonových konstrukcí umožňuje rozhodnout o zničení nebo zachování starých konstrukcí.

Co ovlivňuje pevnost betonu a na čem závisí?

Pevnost betonu závisí především na značce cementu a složení směsi. Pokud je potvrzena vysoká kvalita materiálu, musí být splněna jedna podmínka – nepřítomnost třísek a prasklin na povrchu. Někdy stavitelé, kteří se snaží ušetřit peníze, používají rozpočtový beton od netestovaných výrobců, což vede k nenapravitelným následkům.

Kromě kvality cementu a tekutého plniva je pevnost betonu ovlivněna dalšími složkami, které jsou zodpovědné za poskytnutí speciálních vlastností materiálu: pevnost, tuhost, odolnost proti praskání, odolnost proti korozi, voděodolnost atd. Pro získání vysoce kvalitní konstrukce se používá postup vyztužení pomocí betonářské oceli.

Pevnost materiálu je ovlivněna podmínkami prostředí, za kterých byl beton nalit. Nalévání v chladném období vyžaduje určitá opatření k ohřevu materiálu: instalace elektrod a připojení k elektrické síti. Můžete také použít izolaci z pilin.

Při lití betonové směsi je důležité počítat s vlhkostí vzduchu, aby na povrchu nevznikaly trhliny. Pro udržení optimální vlhkosti je beton pokrytý filmem a pravidelně navlhčen.

Pevnost betonu tedy závisí na velkém množství faktorů, vnějších i vnitřních. I když jsou splněny všechny požadavky, mohou se vyskytnout podmínky, které v budoucnu způsobí problémy. Proto je důležité provádět kontrolu kvality zejména při výstavbě nosných konstrukcí.

Klasifikace zkušebních metod betonu

• Hodnocení vybraných vzorků ve speciálních laboratořích – metoda zahrnuje výrobu betonových kostek ze směsi a následné testování pevnosti materiálů na lisu;
• hodnocení vzorků z hotové konstrukce – v tomto případě se vzorky získávají vrtáním. Poté jsou posláni do výzkumného centra, aby pomocí lisu určili jejich sílu;
• nedestruktivní testování – specialisté používají nástroje a přístroje ke zkoumání vzorků. Obvykle se používá ultrazvukové vlny a metoda rázového pulsu.

Nejoblíbenější metodou pro stanovení pevnosti betonu je tlaková zkouška.

Metody zkoušení betonu se obvykle dělí na destruktivní a nedestruktivní v závislosti na tom, jak přesně interagují s materiálem:

1. Destruktivní metody

Metoda se provádí pomocí lisu. Vzorek získaný jednou ze známých metod je vystaven postupně se zvyšujícímu tlaku. Pokračuje, dokud není vzorek zničen. Toto je nejpřesnější metoda, která je povinná při stavbě kritických konstrukcí.

2. Nedestruktivní metody

Zahrnují použití speciálních zařízení a nástrojů. Metoda se provádí s částečnou destrukcí: k povrchu betonu je připevněn nástroj, který zkoumá materiál na trhání a zaznamenává požadovanou sílu. Proces studuje reakci materiálu na střih, když je zařízení instalováno na roh základny a destrukce se provádí pod zatížením.

Na materiál se udeří speciálním zařízením a zaznamená se reakce na pružný odskok, hodnota se změří pomocí kovové kuličky uvolněné určitou silou.

Ultrazvukové testování pevnosti betonu zahrnuje použití zařízení, které zaznamenává pohyb vln v materiálu. Na základě reakce předstírají její úroveň kvality.

Nedestruktivní metody se zase dělí do dvou dalších kategorií:

1. Rovně:

• Odtrhávací metoda. Umožňuje určit vlastnosti betonu v místech, kde je k němu přilepen kovový kotouč. Výsledky získané z měření údajů o zatížení se vydělí projekcí plochy disku a poté se hodnota napětí v betonu určí jako poměr síly k projekční ploše disku. Tato metoda je v ruských realitách vzácná.
• Metoda odstranění kotvy se sekáním. V tomto případě se měří odolnost, kterou materiál selže během procesu trhání. Jedná se o metodu náročnou na práci a nepoužívá se pro zkoušení konstrukcí s malými tloušťkami.
• Způsob sekání hrany konstrukce. Používá se ke zkoušení pevnosti pilot a překladů.

2. Nepřímé:

• Ultrazvuková kontrola. Ultrazvukové vlny procházejí betonovým povrchem metodou průchozí a povrchové sondování. Kontrola se provádí v souladu s požadavky GOST. Výhodou metody je, že získáte přesné a rychlé výsledky.
• Metoda rázového pulsu. Zařízení vypočítává energii nárazu a její změnu v okamžiku dopadu na betonový povrch. Výhodou metody je její snadné provedení, ale nízká přesnost měření.
• Elastický odskok. Metoda dává do souvislosti pevnost betonu s hodnotou odrazu od jeho povrchu. Nejprve se změří hodnota odrazu a poté se pomocí odstupňované závislosti vypočítá síla. Při práci se používá Schmidtovo kladivo. Nevýhodou je nutnost předběžné přípravy.

Přijatelné možnosti kontrolních vzorků jsou uvedeny v tabulce níže:

Lineární rozměry, mm

Kontrola komprese a napětí

Od 100×100 do 300×300

Průměr od 100 do 300, výška ne menší než průměr

Řízení axiálního napětí

Od 100x100x400 do 300x300x1200

Průměr od 100 do 300, výška ne menší než dva průměry

Kontrola síly a protažení při ohýbání

Od 100x100x400 do 300x300x1200

Etapy stanovení pevnosti betonu

1. Zkouška tahem

Pro testování pevnosti materiálu v tahu budete muset připravit vzorek ve tvaru hranolu. Je umístěn ve speciálním zařízení ve vodorovné poloze, poté je na střed aplikována rostoucí síla. Výsledek se zaznamená po zničení vzorku.

2. Kompresní test

Zkoušky tlaku umožňují určit jakost betonu. To se provádí odebíráním betonových kostek během stavebního procesu nebo řezáním vzorků z odlévaného výrobku. Velikost kostek by měla být od 100 do 300 mm podél okraje. Můžete také odebrat vzorky ve tvaru válce nebo hranolu.

Zkoušky se provádějí třetí, sedmý nebo 28. den po vytvrzení vzorku. Hlavní práce se provádějí 28. den poté, co materiál dosáhne maximální pevnosti.

Vzorek je umístěn pod lis, který tlačí na vzorek se stále se zvyšujícím stupňovitým zatížením. Na základě výsledků zkoušek se určí schopnost materiálu odolávat tlaku a na základě výsledků se zaznamená jakost betonu.

3. Otestujte odolnost vůči nízkým teplotám.

Požadavky na mrazuvzdornost vysvětlují ruské povětrnostní podmínky. Indikátor závisí na hustotě směsi a nepřítomnosti pórů, ve kterých se hromadí voda. Zkoušky mrazuvzdornosti se provádějí pouze ve speciálních laboratořích.

Silové třídy a jejich rozsah

Pro beton je v souladu s požadavky GOST uvedena třída pevnosti v tlaku: písmeno B a číslo, které udává pevnost v tlaku v MPa. Čím je vyšší, tím je materiál odolnější. Podle pevnostních charakteristik se beton dělí do tříd od B2,5 do B120.

Beton třídy do B15 je lehký, s vyvinutou buněčnou strukturou. Používají se pro nalévání konstrukcí, které mají malé zatížení. Lehký materiál se používá na chodníky, malé základy a obrubníky. Beton vyšších tříd je vhodný pro lití desek, v instalačních konstrukcích a pro stavbu monolitických stěn. Pro výrobu železobetonových konstrukcí, které jsou schopné provozu v podmínkách zvýšeného zatížení, lze použít beton třídy B30 a vyšší.

Kontroly se začínají provádět ještě před začátkem tvorby betonové směsi. Pro získání vysoce kvalitního výrobku nebo konstrukčního prvku (ve vztahu k monolitickým železobetonovým deskám) je nutné zajistit dodržení následujících podmínek pro technologii pokládky betonové směsi:

• průměrná hustota kompozice;
• teplotní podmínky;
• odstranění delaminace a poréznosti;
• přístup kyslíku atd.

Pevnost betonu stanovená technickými podmínkami se vytváří pod vlivem faktorů fyzikálních a chemických vlastností v každé fázi výroby a použití budovy nebo konstrukce:

• příprava jednotlivých komponent k zalití;
• míchání betonové směsi ve specializovaném komplexu;
• nalití připravené betonové směsi pod bednění nebo do formy (u standardních výrobků);
• získání síly po stanovenou dobu;
• během provozu vybudovaného zařízení.

Lhůta pro mezitestování pevnosti betonu je 7 dní po nalití betonové směsi. Během tohoto období dosahuje pevnost asi 70 % pevnosti stanovené pro odpovídající třídu (třídu) betonu v návrhovém stáří. Po 28 dnech od data výroby betonu je dosaženo 100% pevnosti. Ve skutečnosti však nárůst pevnosti pokračuje několik desetiletí a po uplynutí standardní životnosti následuje rychlá destrukce.

Co ovlivňuje třídu přiřazenou k betonu

V počáteční fázi výroby, před zahájením procesu lití, odborný technolog vybere složení betonu, určí poměr složek směsi, který tvoří parametry hotového výrobku nebo struktury. Možnosti moderních zařízení na míchání betonu umožňují vytvořit složení betonové směsi nastavením počátečních charakteristik na počítačové jednotce. Poté systém vybere požadovaný obsah komponent v závislosti na podmínkách zadaných operátorem.

V souladu s požadavky GOST 10180-2010 je výrobce povinen zajistit testování betonu. K produktům je přiložen dokument potvrzující kvalitu s následujícími informacemi:

• název a podrobnosti o společnosti, která beton vyrobila a dodala;
• datum a čas odeslání;
• druh materiálu, symbol třídy;
• konstrukční třída podle pevnostních charakteristik nebo požadované pevnosti;
• variační koeficient pevnosti betonu;
• zpracovatelnost (mobilita) betonové směsi;
• třída mrazuvzdornosti;
• třída voděodolnosti;
• přidané přísady (změkčovadla, urychlovače, odpuzovače vody, nemrznoucí směsi);
• číslo betonové směsi;
• ukazatele životaschopnosti;
• složení frakcí kameniva.

Zkoušejí se zkušební vzorky odebrané z litého betonu. Při zkoumání vzorků se zaznamenávají rozdíly s hotovými výrobky v důsledku vlivu následujících faktorů:

• časový interval od smíchání roztoku do nalití do formy;
• vibrační dopad na litý materiál;
• rovnoměrné plnění objemu;
• teplota vzduchu;
• možné odchylky v poměrech vody a cementu (poměr voda-cement) při provádění prací ve výrobě.

Pro získání přesných výsledků může být nutné odebrat vzorky přímo na staveništi. Vzorky jsou označeny a doručeny do laboratoře. Zkoušky se provádějí i přímo na stavbě.

Vlastnosti klasifikace metod zkoušení pevnosti betonu

Moderní normy umožňují testování pevnostních charakteristik betonu pomocí destruktivních a nedestruktivních metod. Získané hodnoty, zaznamenané přístroji na základě výsledků zkušebních postupů, jsou porovnány s hodnotami stanovenými současnými normami.

Destruktivní metody

Testování betonu na pevnost destruktivními metodami zahrnuje určení síly, při které dojde k destrukci. V tomto případě jsou na vzorek aplikovány následující typy zatížení:

• komprese;
• tahem, štípáním, ohybem nebo působením axiálního zatížení.

Vzorky se odebírají z odlévaných výrobků a ze směsi používané při lití prvků. K aplikaci zátěže se používají speciální hydraulické lisy, které zaznamenávají aplikovanou sílu přístroji až do zničení zkušebního vzorku.

Pro eliminaci vlivu náhodných faktorů a případných chyb se testuje kontrolní dávka vzorků, po které se zobrazí průměrná hodnota ukazatele.

Nedestruktivní metody

Složení nedestruktivních metod zkoušení betonu zahrnuje použití přímých a nepřímých metod, které umožňují určit vlastnosti výrobků bez úplného zničení výrobků nebo konstrukcí.

Přímé

Přímé metody zahrnují testování pomocí následujících technologií:

• pomocí vzorků jádra odebraných z betonových konstrukcí nebo kostek vyrobených při pokládce betonové směsi se připravený vzorek vloží do hydraulického lisu, zatíží až do úplné destrukce a zaznamená se maximální zatížení na tlakoměru. Tato metoda je náročná na práci.
• vytržením kotevních upevňovacích prvků při odštípnutí betonu se odstraní kotva zapuštěná do stavební konstrukce, měření síly při destrukci materiálu potřebného k vytažení; Složitost techniky je vysvětlena potřebou vyvrtat díru a utáhnout kotvu. Tuto metodu nelze použít pro prvky malé tloušťky;
• odtržením kovového kotouče se na povrch zkušebního vzorku přilepí kovová destička kruhového tvaru; po odtržení disku se velikost konečné síly zaznamenané během ničení betonu držícího kov vydělí plochou desky a koreluje s referenční hodnotou; Metoda se používá pro železobetonové výrobky, které vyžadují vyztužení. V Rusku se používají poměrně zřídka, kvůli problému s upevněním kovových disků epoxidovými lepidly při negativních teplotách vzduchu;
• Odštípnutím hran součásti se používají ke kontrole charakteristik výrobků lineární konfigurace (příčníkové bloky, nosníky, spojovací prvky atd.).

Uvedené metody jsou založeny na mechanické aplikaci zatížení s měřením síly k překonání odporu materiálu.

Nepřímé

Nepřímé metody zkoušení pevnosti betonu zahrnují následující kontrolní opatření:

• ultrazvukové zkoušení, rychlost průchodu ultrazvukového signálu betonem je ovlivněna hustotou, resp. pevnostními charakteristikami materiálu, které se zohledňují při průchodu nebo povrchové sondáži. Výsledky jsou dokumentovány protokolem, jehož podobu určují platné předpisy; jsou nutné další výpočty a konstrukce odstupňovaného vztahu;
• rázový puls se provádí úderníkem na betonový povrch, měří se nárazová energie a její změna v okamžiku kontaktu s materiálem; proces je poměrně jednoduchý, ale neposkytuje vysokou přesnost;
• metoda elastického odskoku se provádí pomocí Schmidtova skleometru (kladiva), který určuje pevnost na základě své závislosti na odrazových charakteristikách úderníka při nárazu na beton;
• plastická deformace je další metoda, která zahrnuje aplikaci rázového zatížení; použitým nástrojem je Kashkarovovo kladivo; v místě dopadu položte listy papíru s vloženým uhlíkovým papírem; pevnostní charakteristika je určena plochou výsledného tisku ve srovnání s referenčními hodnotami; málo používané pro nedostatek objektivity.

Uvedené nepřímé metody zahrnují použití specializovaných měřicích přístrojů, ověřených předepsaným způsobem.

Jiné typy testů

Současné stavební normy kromě pevnosti počítají s nutností provést některé další testy, které hodnotí následující ukazatele betonových materiálů:

• stupeň karbonizace;
• průměr a umístění výztužných prvků v železobetonovém prvku;
• měření parametrů ochranné vrstvy;
• povrchová vlhkost;
• hustota složení.

Na provádění těchto prací se podílejí zkušební laboratoře, které prošly příslušnou akreditací. Je také poskytován pro stanovení charakteristik odolnosti proti vodě a vlhkosti, což ukazuje na výkonnostní vlastnosti betonových konstrukcí.

Testování betonu na odolnost vůči vodě

Voděodolnost označuje schopnost betonu absorbovat vlhkost, když je do materiálu vstřikována kapalina pod tlakem během testování. Pro testování se odebírají obrobky ve formě válců o průměru 15 cm nebo krychlové vzorky se stejnou výškou hrany.

Naplánovány jsou tyto aktivity:

• použití techniky „mokrých míst“;
• stanovení koeficientu filtrace a hloubky pronikání vlhkosti do obrobku při tlakovém vstřikování;
• rychlý test vzduchotěsnosti.

Možnost provádění kontrol závisí na technickém vybavení laboratoře.

Stanovení parametrů mrazuvzdornosti

Potřeba betonu pro splnění ukazatelů mrazuvzdornosti je vysvětlena klimatickými podmínkami většiny ruských regionů. Hodnota této charakteristiky je ovlivněna hustotou betonové směsi a absencí pórů umožňujících pronikání vlhkosti.

Zkouška zahrnuje měření pevnosti betonu před a po zmrazení a následném rozmrazení vzorků v laboratorních podmínkách s porovnáním získaných výsledků.

Vlastnosti značkovacích směsí a hotových betonových výrobků

Značku betonu lze chápat podle označení uvedených v průvodní dokumentaci k výrobkům. Postup dekódování je snazší studovat na konkrétním příkladu. Jako součást „BST V15 P4 F150 W6“ uvedené symboly označují následující parametry:

• BST označuje typ roztoku (těžký); zkratky BSM a BSL znamenají jemnozrnnou a lehkou betonovou směs;
• B odpovídá třídě pevnosti MPa;
• P znamená stupeň zpracovatelnosti (pohyblivý); přítomnost písmen Ж a Р označuje tvrdou nebo rozlévající se směs;
• F mrazuvzdornost; zmrazený a vlhkostí nasycený materiál neztratí pevnost po specifikovaných cyklických změnách teplotních podmínek z negativních na pozitivní;
• W hodnota voděodolnosti; hodnoty jsou poskytovány v rozsahu od 2 do 20, což odpovídá maximálnímu tlaku vody v MPa?10 -1, při kterém materiál neabsorbuje vlhkost.

Výrobce a akreditovaná laboratoř, která zkoušky provedla, jsou odpovědní za spolehlivost vlastností, kterým odpovídá třída (třída) betonu podle předloženého značení.

Poskytnuté metody pro sledování pevnosti betonu umožňují kontrolovat kvalitu výsledného materiálu, aby bylo zajištěno dosažení požadovaných výkonnostních charakteristik. Koneckonců, životy lidí závisí na celistvosti betonových konstrukcí.