Лабораторные испытания бетона. Испытание бетона

Обследование и испытание прочности бетона - это определение соответствия его характеристик государственным стандартам, нормам и правилам путем лабораторных и статических исследований. Такое достаточно сложное и наукоемкое мероприятие требует наличия лаборатории, профессионального оборудования и специалистов высшей квалификации.

Компания «Южный Центр Качества» обладает необходимым опытом и собственными наработками в области технико-строительной экспертизы. Это позволяет нам проводить качественную проверку в сжатые сроки, получая максимально точные результаты.

Цели и задачи лабораторных испытаний бетона

Определение основных характеристик бетона выполняется как часть строительного процесса, предполагающего активное использование бетонных составляющих. Основной задачей этих работ является проверка параметров застывшей смеси. Конечная цель лабораторных исследований заключается в создании оптимального бетонного состава с наилучшими эксплуатационными показателями.

Кроме того, проверка бетона может проводиться для определения прочности и степени износа существующих бетонных изделий. Целью такого обследования является обеспечение эксплуатационной безопасности конструкций.

Экспертное обследование бетона необходимо :

при проверке используемых стройматериалов и выполняемых строительно-монтажных работ на соответствие проектной и нормативной документации;
перед осуществлением реконструкции или капитальной перестройки здания;
для определения состояния бетонных конструкций при покупке объекта;
в случае образования трещин и повреждений бетонных конструкций;
при проникновении воды в подвальные помещения;
перед поднятием пола в подвальном помещении;
при подозрениях на внутренние дефекты бетонных конструкций.

Грамотное исследование позволяет избежать разрушения здания или его отдельных элементов по причине образования дефектов в структуре материала. Результаты проведенных экспертных работ обеспечивают принятие своевременного решения о ремонте, исключают появление серьезных проблем и связанных с ними затрат.

Методы испытания бетона

Выявление характеристик бетона выполняется в лаборатории или на объекте разными способами и с использованием различного оборудования. Традиционно бетон проверяется на прочность. Этот параметр устанавливается:
- путем испытания в лаборатории образцов, отформованных из смеси или выпиленных на объекте;
- с помощью неразрушающих методов контроля готовых конструкций.
В первом случае суть проверки заключается в установлении минимальных нагрузок, ведущих к разрушению бетонных заготовок при статической нагрузке. Во втором прочность бетонных конструкций устанавливается по градуировочному соотношению ее показателя к косвенной характеристике. Косвенная характеристика зависит от метода испытания и устанавливается по показателям приборов, выраженных параметрами:
- ударного импульса;
- пластичной деформации;
- упругого отскока;
- скалывания;
- отрыва;
- прохождения ультразвукового сигнала.
Использование указанных исследований позволяет устанавливать прочность бетонного изделия без нарушения его целостности. Экспертиза по образцам бетонных конструкций выполняется при их расположении в труднодоступных местах или нахождении в условиях отрицательных температур.

Нормы и ГОСТЫ, используемые при экспертизе

Нормативная база, на основании которой осуществляется исследование бетона, включает в себя довольно обширный перечень ГОСТов и СНиПов. Основными являются следующие документы:
- ГОСТ :
  - 53231-2008 - Оценка прочности бетонов;
  - 10181-2000 - Лабораторные испытания бетонных смесей;
  - 7473-94 - ТУ на бетонные смеси;
  - 17624-87 - Ультразвуковое определение прочности бетонов;
  - 22690-88 - Механические методы неразрушающего контроля прочности бетонов;
  - 10180-90 - Прочность бетонов по образцам;
  - 13015-2003 - Технические требования к железобетонным и бетонным изделиям;
  - 27006-86 - Правила подбора состава бетонов;
  - 28570-90 - Определение прочности бетонов по образцам из конструкций;
  - 18105-86 - Правила контроля прочности бетона;
  - 12852.0-77 - Испытания ячеистого бетона;
- СНиП :
  - 52-01-2003 - Железобетонные и бетонные конструкции;
  - 2.02.01-83 - Бетон в основаниях зданий;
  - 2.01.07-85 - Нагрузки, воздействия;
- СП 13-102-2003 - Обследование несущих конструкций в зданиях и сооружениях.
Специалисты компании «Южный Центр Качества» проводят экспертизу бетона в строгом соответствии с указанными нормативными документами и стандартами. Все выполняемые нами экспертные работы обеспечивают безусловную эффективность любых способов обследования бетонных составов и конструкций.

Порядок и этапы проведения испытаний

Исследование бетона может проводиться в лаборатории или на объекте. В зависимости от этого определяется порядок выполнения работ.

Лабораторная экспертиза выполняется в несколько этапов:
- подготовка образцов:
  - отливка из бетонной смеси в форме куба (для проверки при сжатии) или призмы (для проверки при растяжении) с полным затвердеванием в специальной камере;
  - выборка из эксплуатируемых бетонных конструкций;
- внешний осмотр образцов на предмет наличия дефектов;
- замер габаритов и массы каждого образца;
- испытание на прессе с увеличением давления до разрушения образца;
- фиксирование результатов.
Проверка бетона на объектах чаще всего проводится ультразвуковым методом. Он основан на использовании специальной аппаратуры и сравнении результатов исследования с аналогичными показателями в эталонных образцах. Эталоны изготавливаются из такой же бетонной смеси и выдерживаются в тех же условиях, что и обследуемая конструкция. Работы с эталонными образцами выполняются в следующем порядке:
- испытания ультразвуком;
- проверка на прессе;
- установление соотношения скорости ультразвука и прочности бетона.
Используя полученную зависимость, можно легко определить прочность бетона в конструкции.

Компания «Южный Центр Качества» проводит тщательную и недорогую экспертизу бетона, представляя заказчику экспертное заключение, обладающее полной юридической силой. Такое заключение включает:

результаты всех исследований;
оценку параметров бетона;
выводы и рекомендации относительно использования бетонной смеси или эксплуатации конструкции.

В результатах указываются все параметры бетона, полученные в процессе его испытания. Выводы содержат описания характеристик бетонной смеси или обоснованные подтверждения пригодности (непригодности) объекта. Соответственно, рекомендации направлены либо на улучшение состава бетона, либо на устранение дефектов конструкции, либо на прекращение ее эксплуатации.

Делегируя нам функции по проведению указанных исследований, заказчик получает ряд выгод и преимуществ :

наша компания может проверять прочность бетона в любых конструкциях;
мы имеем собственную лабораторию, полностью оборудованную всем необходимым, что позволяет сократить время и стоимость экспертных работ;
при необходимости наши квалифицированные специалисты используют продуманные комбинации нескольких методов исследования для более точного определения характеристик бетонных конструкций.

Компания «Южный Центр Качества» предлагает ответственную профессиональную работу, максимально точные результаты экспертизы и адекватные цены на все виды экспертных услуг.

Испытание прочности бетона является обязательным мероприятием при осуществлении капитального строительства. Выполняется оно для максимально точного и объективного установления механических характеристик материала, что позволяет прогнозировать его поведение при воздействии различных нагрузок.

Важность подобных испытаний и правильной интерпретации их результатов сложно переоценить. Вот почему специалисты рекомендуют выполнять такие проверки в любом случае, вне зависимости от назначения конструкции и масштаба строительства.

Факторы, влияющие на прочность

Прежде чем анализировать, какие испытания бетона на прочность по ГОСТу нужно проводить, стоит разобраться с показателями, которые определяют механические характеристики материала.

Прочность бетона – это его способность воспринимать нагрузки и усилия (растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг) и оказывать им сопротивления за счет внутреннего напряжения.

При этом материал не должен разрушаться в том или ином виде (расколы, трещины, расслоение).

Эта характеристика в первую очередь обеспечивается составом материала. Ключевую роль в формировании прочности играет марка цемента – чем она выше, тем большую нагрузку может выдержать конструкция.

Обратите внимание! Цена низкомарочных составов будет существенно меньше, чем высокомарочных, потому часто возникает желание сэкономить. Иногда сокращение расходов действительно является уместным как с финансовой, так и с инженерной точки зрения, но чаще всего это только снижает эксплуатационные качества и сокращает срок службы конструкции.

Кроме собственно цемента, песка и наполнителя важную роль играют модификаторы. Эти вещества вносятся в раствор в относительно небольших объемах, но существенно изменяют его свойства, увеличивая текучесть, прочность, ускоряя застывание и т.д.
Для более эффективного и равномерного распределения нагрузок в бетоне проводится его армирование – закладка металлической проволоки и прутьев в толщу материала. Эта методика укрепления позволяет справиться с низкой эластичностью.

Наконец, важными являются также условия заливки и застывания цементного раствора. Все дело в том, что для набора прочности необходимо уплотнение материала для удаления воздуха и гидратация цемента – реакция его гранул с водой. Скорость этого процесса зависит от температуры, и потому в зиме время бетон нужно либо обеспечить качественной теплоизоляцией, либо дополнительно прогревать.
Другой аспект процесса набора прочности – испарение жидкости. Если раствор высохнет быстрее, чем весь цемент прореагирует с водой, то плотность бетонного монолита будет неоднородной. Чтобы избежать этого, специалисты искусственно замедляют высыхание поверхностных слоев материала, укрывая их полиэтиленом или мешковиной и дополнительно смачивая.

В результате мы видим, что прочность — это интегральный показатель, который обеспечивается взаимодействием многих факторов. С помощью расчетов можно только приблизительно определить, насколько устойчив будет залитый бетон, потому в сложных ситуациях используются методики инструментального контроля.

Методики контроля

Обзор методов

На сегодняшний день прочность определяется по нескольким методам.

Среди них:

Исследование стандартных образцов . Для этого из раствора с известными пропорциями изготавливаются кубические или цилиндрические фрагменты, которые просушиваются в формах в течение 28 суток. Затем образцы испытываются в специальном прессе, после чего делается вывод об их прочностных характеристиках.

Исследование кернов . Из застывшего бетона вырубается (в последнее время все чаще применяется бурение с использованием алмазных коронок) монолит, который затем подвергается лабораторным тестам. Как и в предыдущем случае, наиболее распространенным является разрушающее испытание под прессом.

Обратите внимание! Недостатком данной группы методов является сложность извлечения образца и высокая стоимость процедуры. Кроме того, при неправильном выборе точки для отбора проб существует риск снижения несущих характеристик конструкции в целом.

Неразрушающий контроль . Эта группа методов отличается от двух предыдущих тем, что измеряется не прочность бетона сама по себе, а другие показатели, которые напрямую связаны с механической устойчивостью. Методики неразрушающего контроля являются менее трудоемкими, но и точность у них будет несколько ниже. Впрочем, для решения большинства инженерных задач ее вполне хватает.

Все эти методы могут применяться как в массовом, так и в частном строительстве. Порядок проведения контрольных мероприятий регулируется ГОСТ Р — 53231-2008 «Контроль и оценка прочности бетонов» и рядом других нормативов.

Изготовление и обработка образцов

Наиболее распространенным методом является испытание кубиков бетона на прочность.

Для этого выполняют такую подготовительную работу:

Из партии раствора отбирают несколько проб бетона, объем которых будет достаточен для изготовления серии образцов нужного размера.

Обратите внимание! При отборе материала его не следует дополнительно перемешивать, удалять или вносить наполнитель и т.д.

Путем заливки в стандартизированные формы изготавливаются образцы, конфигурация и габариты которых соответствуют типу исследования. Как правило, заполнение форм осуществляется не позднее, чем через 20-30 минут после отбора.

Нормативные документы допускают применение таких контрольных проб:

Также допускается выпиливание монолитов из или выбуривание их с использованием алмазных коронок.
Извлечение осуществляется без предварительного увлажнения материала, по схемам, утвержденным ГОСТом (приводятся в качестве иллюстраций в статье).

Инструкция допускает к испытанию образцы, не имеющие видимых дефектов – сколов, трещин, раковин диаметром более 10 мм и т.д.

Обратите внимание! Наличие наплывов раствора на образцах, полученных путем отливки в форму, допускается, однако перед проведением контроля они должны быть удалены с помощью абразива.

Разрушающий контроль

Лаборатория испытания бетона на прочность разные формы контроля выполняет по разным технологическим схемам.

Контроль прочности на сжатие проводится так:

Образец (куб или цилиндр) устанавливаем на нижнюю плиту пресса.
Верхняя плита постепенно опускается, создавая нагрузку на бетон. Скорость нагружения принимают равной около 0,5 -0,6МПа/с.
Образец нагружается до тех пор, пока не разрушится. При этом схема раскола должна соответствовать указанной в нормативных документах. В противном случае результат не учитывается, о чем делается соответствующая запись в журнале (также информация может заноситься и в протокол испытания или иной документ).

Обратите внимание! Прочность на растяжение при раскалывании испытывают по аналогичной схеме, с той лишь разницей, что давление осуществляется с использованием специальной заостренной насадки.

Контроль растяжения на изгибе выполняется иначе:

Вытянутую призму укладываем в горизонтальном положении в испытательную машину.
На центральную часть призмы оказываем давление со скоростью нарастания нагрузки около 0,5 МПа/с.
Для учета образца в ходе контроля необходимо, чтобы линия разрушения прошла в средней части пробы, причем разлом был наклонен не более чем на 15 0 от вертикальной оси.

На основании полученных данных высчитывается . Достаточная точность определения согласно ГОСТу составляет 0,1МПа.

В принципе, при наличии доступа к прессу с прибором для контроля нагрузки оценить прочность образца можно и своими руками.

К примеру, устойчивость на сжатие вычисляется по следующей формуле:

R = (F/A) * K, где

R – искомая величина прочности.
F – разрушающее усилие в Ньютонах.
A – площадь образца, мм 2 .
K – коэффициент поправки для учета влажности пористых и ячеистых материалов.

Неразрушающий контроль

Основные методы

Перечисленные выше методики являются достаточно точными, однако для них характерен ряд недостатков. И главное – они не позволяют проверить прочность материала в целой конструкции, что иногда бывает необходимо. Для этой цели обычно применяется так называемый неразрушающий контроль.

Как мы отмечали выше, при этом замеряется не сама прочность материала, а косвенные показатели.

К ним относят:

Измерение параметров отскока твердых предметов от поверхности бетона. Данная методика достаточно распространена и используется в различных модификациях склерометров (пример на изображении выше).
Измерение параметров деформации бетона в месте удара (чаще всего удар наносится стальным шариком фиксированного диаметра и массы). Для реализации подобной методики применяется так называемый «молоток Кашкарова».

Учет энергии импульса при воздействии бойка специального прибора на поверхность бетона.
Замер скорости распространения ультразвука в толще материала. Эта методика является оптимальной для выявления скрытых дефектов во внутренних слоях бетона.

Принимая во внимание косвенный характер данных методов, специалисты рекомендуют использовать их в комплексе, согласуя результаты для получения единой картины.

Метод отрыва

Отдельную группу методик составляют так называемые прямые способы неразрушающего контроля. К ним относятся проверки на отрыв и на скол. Они показывают удовлетворительные результаты, потому на их описании стоит остановиться отдельно.

Отрывной контроль проводится так:

На поверхность наклеивается стальной диск, соединенный с механизмом, обеспечивающим дозированное отрывающее усилие.
Для приклеивания согласно требованиям ГОСТ используются составы ЭД16 или ЭД20.
После полимеризации состава к диску прикладывается усилие до тех пор, пока фрагмент бетона не будет оторван. Параметры воздействия замеряются, на основании чего делается вывод о механических характеристиках раствора.

Обратите внимание! В РФ данная методика применяется редко, поскольку климатические условия на большей части территории страны не обеспечивают полноценную полимеризацию клея. В то же время ее эффективность достаточна для того, чтобы использовать отрывной контроль в качестве ориентировочного или вспомогательного.

Метод скалывания ребра

Одной из модификаций отрывного контроля является методика скалывания ребра:

На внешний угол конструкции устанавливается специальный инструмент, рабочая часть которого напоминает струбцину. Подвижные элементы зажимаются винтом до тех пор, пока инструмент не будет надежно зафиксирован.
Затем через захват подается усилие, которое приводит к скалыванию ребра в месте контакта со струбциной частью. По величине усилия делается вывод о прочности бетона.
Недостаток подобной методики очевиден: контролировать характеристики можно далеко не везде. Именно поэтому несколько лет назад на рынок была выпущена модификация такого устройства, которая может использоваться на ровных участках. При этом для фиксации инструмента применяется дюбель.

Обратите внимание! Для работы подобного устройства необходима достаточно мощная ударная дрель или перфоратор, что существенно усложняет процесс контроля.

Вывод

Описанные выше методы испытания бетона на прочность при условии правильной реализации демонстрируют достаточную эффективность. Их использование (как мы уже отмечали, для наилучших результатов оно должно быть комплексным) позволяет оценить свойства конструкции, спрогнозировать ее реакцию на различные нагрузки и при необходимости – спланировать мероприятия по устранению недостатков.

Конечно, на практике с этим могут справиться только профессионалы, однако и новичок, внимательно изучивший видео в этой статье, сможет выполнить хотя бы приблизительную оценку.

ООО НИЛ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ» проводит испытание бетона на прочность различными методами. Процедура необходима перед началом строительства новых объектов и при обследовании состояния существующих зданий.

Точность полученных данных во многом зависит от качества оборудования и квалификации сотрудников, их способности правильно анализировать результаты, учитывать возможные погрешности. Наша лаборатория имеет все необходимое техническое оснащение для проведения исследований. Сотрудники НИЛ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ» качественно и быстро выполнят испытания бетона на прочность. Компетентность работы специалистов была неоднократно доказана в ходе реализации городских программ, обследования объектов высотного жилого строительства, торговых и офисных центров.

Цели проведения испытаний бетона на прочность

Определение параметров застывшей смеси осуществляется для подбора оптимального бетонного состава с лучшими показателями. От правильного выбора будут зависеть надежность и эксплуатационные характеристики объектов. Испытания бетона на прочность необходимы:

при проверке применяемых стройматериалов и выполненных работ на соответствие нормативной и проектной документации;
для определения состояния конструкций при покупке здания;
перед проведением реконструкции или капитального ремонта объекта;
при появлении трещин и деформаций бетонных конструкций;
перед поднятием уровня пола в подвальных помещениях;
при подозрении на наличие скрытых дефектов в несущих частях зданий;
в случае проникновения воды в подвалы.

Результаты экспертной проверки обеспечивают принятие своевременного решения о реконструкции, ремонте, предупреждают возникновение серьезных дефектов и затрат на их ликвидацию.

Методы испытаний бетона на прочность

Разрушающий. Осуществляется двумя способами: гидравлическим прессом в лаборатории или при помощи специальных приборов. Такие исследования отличаются максимальной достоверностью и точностью. Обычно разрушающий метод используется при предоставлении застройщиком готовых образцов застывшей смеси из каждой партии либо при проверке материала перед началом строительства.

Неразрушающий. В данную категорию входят разные виды исследований - отрыв со скалыванием, ударный импульс, упругий отскок, пластическая деформация, ультразвуковой метод и пр. Такие испытания на прочность не изменяют ключевые характеристики бетона, не влияют на пригодность объекта к использованию. Их проще реализовать, однако полученные данные менее точны.

Примечание

Расчет стоимости испытаний индивидуально обсуждается с каждым клиентом и дифференцируется в зависимости от количества позиций, заявляемых на испытания, а также объема монолитного бетона, укладываемого в ж/б конструкции, дальности расположения объекта от МКАД и иных технических и технологических факторов.

Распространенные виды экспертного исследования

Лабораторный контроль. Он производится в несколько этапов:

Подготовка образцов бетона. Отливка из раствора куба (для испытания прочности при сжатии) или призмы (проверка на растяжение). Выборка эталона из эксплуатируемых конструкций.
Визуальный осмотр изделий для обнаружения дефектов.
Замер массы и габаритов образцов.
Испытание бетона на прочность под прессом до его разрушения.
Фиксация результатов.

Ультразвуковая проверка. Производится на существующих объектах. Для сравнения с обследуемой конструкцией готовятся эталонные образцы. Работы производятся в следующей последовательности:

исследование конструкций ультразвуком;
проверка на прессе;
расчет соотношения скорости звука и прочности бетона.

Полученная в ходе испытаний зависимость используется для определения прочностных характеристик материала.

Наша строительная лаборатория оказывает своим заказчикам широкий спектр услуг. Одна из них - испытание контрольных образцов бетона. В частности, нами предлагается:

испытание бетона неразрушающими методами на прочность в т.ч. отрыв со скалыванием и упругий отскок;
испытание бетона на прочность - определение прочностных характеристик (прочность бетона) конструкций разрушающими методами по образцам, изготовленным из бетонной смеси и по образцам, отобранным из тела конструкций; (выбуривание)
определение водонепроницаемости бетонной смеси в конструкциях и образцах;
определение физико-механических характеристик песка и щебня;
испытание бетона на морозостойкость, в том числе ускоренными методами;
подбор состава бетонной смеси и раствора

Мы оснащены всеми необходимыми современными измерительными приборами и оборудованием. В числе прочего, мы располагаем:

разрывной машиной;
прессом (испытание образцов бетона на сжатие);
климатической камерой для испытания бетона на морозостойкость;
установкой для высверливания кернов;
прибором для определения расположения и диаметра арматуры без разрушения конструкций.

Так же в арсенале средств имеются приборы для определения водонепроницаемости, ультразвуковые системы для контроля прочности бетона и качества сварных швов, устройства для определения прочности бетона неразрушающими методами (Шмидт, отрыв со скалыванием и др.). Оборудование, при помощи которого проводится испытание бетона на сжатие и другие операции, проходят систематическую метрологическую поверку.

Мы оказывает услуги по испытаниям строительных материалов:

проведем испытание кирпича, бетонных блоков из легкого и тяжелого бетона;
определим наличие арматуры в бетонных конструкциях, диаметра и ее расположение;
определим прочность раствора в конструкциях и швах кладки разрушающим и неразрушающим методом.
физико-механические испытания образцов арматуры и сварных соединений,
визуально-инструментальный и ультразвуковой контроль качества сварных швов;
определение плотности оснований из грунта;
определение усилия отрыва анкера из строительных конструкций;

Воспользовавшись этими услугами, вы получаете возможность значительно повысить качество проведения строительных работ и экономическую эффективность строительства.

В настоящее время бетонная смесь - основной строительный материал, широко применяемый для несущих и ограждающих конструкций жилых, гражданских и промышленных зданий, а также для возведения различных сооружений: мостов, дорог и т.д. Поэтому актуальность вопросов получения долговечного и надежного состава очевидна. Чтобы добиться этого, необходимы лабораторные испытания образцов бетона (прочность бетона). Они позволяют гарантировать соответствие состава заявленным свойствам.

Аккредитованная лаборатория по испытаниям стройматериалов , в частности бетона, НИЛ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ» предлагает свои услуги. Проводим полный контроль и исследование продукции. Мы осуществляем комплексный подход к решению задач по испытанию бетона, устанавливаем минимальные сроки выполнения работ и их приемлемую стоимость.

Среди основных характеристик бетона — его водонепроницаемость, плотность, морозостойкость и прочность, для испытания которых в соответствии с действующими нормативными документами может использоваться метод стандартных образцов. Эта экспертиза позволяет наиболее точно определить строительно-технические характеристики материала. Специалисты НИЛ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ» выполняют испытания бетона на современном высокоточном оборудовании известных зарубежных и отечественных производителей, которое полностью исключает вероятность возникновения погрешностей. Результаты испытаний, полученные в лаборатории, подвергаются обработке, после чего выносится заключение о соответствии бетона существующим нормам. Все отчетные формы, используемые в работе, согласованы с контрольно-ревизионными органами, в том числе Мосгорстройнадзором.

Цена