Зачем нужно проводить оценку прочности бетона

Испытание бетона на прочность является важным этапом при строительстве зданий. Это значение во многом влияет на долговечность и безопасность постройки.

Знание прочностных характеристик поможет избежать многих проблем. Вы сможете убедиться, что дом не даст усадки, а новая дорожка не покроется трещинами. Испытания материала позволят избежать дефектов и преждевременных разрушений.

Важно, чтобы в таком вопросе разбирались не только специалисты, но и сам заказчик. В этой статье мы поговорим о том, как испытывают материал на прочность, устанавливают его класс и какие применяют методики.

На каком этапе испытывают прочность бетона

До того, как начнутся строительные работы, необходимо провести испытание бетона на прочность. От этого показателя зависит целостность отдельных элементов, а также самого здания.

Бетон испытывается на прочность в следующих случаях:

• сдача или приемка сборных и монолитных конструкций;
• в момент снятия опалубки или нагружения;
• отсутствие документации на материал;
• наличие дефектов в виде трещин, шелушения, сколов и т.д.;
• проведение разных экспертиз для выявления причины разрушения.

Качество материала оценивают как сами производители, так и контролирующие органы.

Перед специалистами ставится ряд важных задач. Нужно определить прочность бетона на сжатие и растяжение оси, а также изучить свойства морозостойкости и влагонепроницаемости.

Испытание выполняют в ходе контроля над возведением объекта. Эксперты исследуют активность материала. При контакте бетона с водой происходит его застывание в цементный камень. Проверка прочности проводится через 28 дней, чтобы продолжить строительство.

Технадзор в процессе заливки бетона должен контролировать вибрирование. Такой процесс помогает выйти воздуху из смеси, что положительно повлияет на прочность. При этом сильное вибрирование может расслоить смесь. Поэтому важно постоянно следить за ходом процедуры.

При первой приемке необходимо проконтролировать пропорции воды и цемента. Небольшой объем воды в растворе позволяет повысить прочность бетона. Как правило, смесь содержит от 40 до 70 % влаги.

Также не стоит забывать, что бетону требуется постоянный уход. В жаркий сезон важно поливать его водой, а зимой – согревать, чтобы он набирал нужную прочность. При соблюдении этих условий материал будет соответствовать требованиям ГОСТ. Передвигаться по объекту, как и монтировать опалубку можно только при достижении показателей от 1,5 МПа.

Что означает класс бетона

Термин «класс прочности» можно встретить в проектной документации. Этот показатель обозначает качественные свойства материала. Бетон устойчив к усилиям на сжатие, обладает хорошей морозостойкостью и влагонепроницаемостью.

При проектировании любого объекта нужно учитывать воздействие силы сжатия на конструкции. Поэтому такой показатель, как прочность бетона на сжатие, также определяется при испытаниях стройматериалов.

Во времена СССР существовала классификация бетона на марки аналогично цементу. Она обозначалась буквой «М» и специальным числом. Данный показатель соответствовал среднему давлению, с которым справлялся бетон. Он обозначался в кг/см2. Сегодня вместо этой классификации в России используется разделение по классам, как и в Европе. А марки применяются только для стяжки.

Для обозначения класса используется буква «В» + цифра, обозначающая допустимую для бетона нагрузку в Мпа. Его цель – обозначить информацию о предельном давлении сжатия для материала. Для строительства используются растворы В7,5 – В40.

Бетон В10 отличается прочностью 131,0 кгс/см и способностью выдержать 10 Мпа. Такой показатель можно сравнить с нагрузкой объекта 1000 т на 1 м2 бетона. 

Как установить класс бетона на прочность

Перед тем, как выбрать подходящий метод, нужно учитывать цели и задачи испытаний. Сегодня существует два основных способа:

• Разрушающий. Цель такой работы – получить пробы материала при сверлении керна. Образцы исследуют в лаборатории, разрушая под гидравлическим прессом. Способ позволяет получить максимально точные результаты.
• Неразрушающий. Этот метод подразделяют на прямой и косвенный. При первом варианте конструкцию разрушают локально, но в целом она остается без повреждений. Специалисты выполняют отрыв (со сколом или без), а также скалывание ребра. Второй вариант не требует внедрения устройств в конструкцию.

Далее мы подробнее рассмотрим особенности каждого способа, а также ключевые плюсы и минусы.

Разрушающий метод

Чтобы провести испытания в лаборатории, необходимо отделить образцы от твердого бетона. В качестве образцов забирают кубики или керны (цилиндры), которые вырезают алмазной технологией.

Это достаточно простой метод. Образец необходимо расположить под прессом. Постепенно усилия увеличивают, до момента разрушения керна. В процессе работы показатели максимального усилия на сжатие фиксируются, а все данные обрабатываются.

Такой вид обследования актуален при введении объекта в эксплуатацию. Среди основных преимуществ можно выделить:

• Применение автоматизированных камер, поддерживающих температурные показатели.
• Полное исследование керна, полученного из внутренней части конструкции.
• Измерение усилия, соответствующего разрушению в случае сжатия.

Однако у этой методики существуют и определенные недостатки. Например, необходимо заранее заготовить образец, а целостность материала будет нарушена. Но, несмотря на повреждение монолита, такая методика позволяет получить высокоточный результат. Это обязательная процедура при возведении важных конструкций. На количество кернов влияет как масштаб работы, так и вариации и объем полученного раствора.

Неразрушающий прямой метод

Это оптимальная технология для эксплуатируемых зданий любого типа. Конструкция подвергается локальным разрушениям без нарушения целостности материала.

В случае отрыва со сколом устройство фиксируется в теле бетона. Часть материалов для испытаний удается получить с применением лепестковых анкеров. Разрушающее усилие регистрируется.

При неразрушающем косвенном методе, в отличие от прямого, не нужно использовать анкеры и внедрять устройства внутрь бетона. При УЗИ-исследовании специалисты применяют датчик, проводящий волны сквозь бетон. В ходе работы они сравнивают скоростные свойства волн. 

Различают два способа передачи ультразвука:

• Поверхностный. Первый способ актуален для перекрытий и стен. Отличается односторонним доступом к бетону.  
• Сквозной. Оптимален для изучения свай, узких частей опоры, столбов и других подобных элементов. Доступ в этом случае будет двухсторонним.

Также в процессе работы используются и другие устройства, например, склерометр и молоток Кашкарова. Первый прибор позволяет установить прочность бетона за счет силы обратного отскока. В основе его работы лежит принцип фиксирования импульса при ударе.

Молоток Кашкарова определяет прочность методом пластической деформации – по отпечатку на эталонной пластине. Точные данные получают после нескольких ударов по конструкции. Работа с такими устройствами требует опыта и профильных знаний.

Плюсы и минусы неразрушающего метода

Неразрушающие методы контроля отличаются уникальными преимуществами. Среди них, в первую очередь, стоит отметить сохранение цельности конструкции. Кроме того, можно отметить:

• оперативное получение данных прямо на строительной площадке;
• отсутствие необходимости в получении образцов;
• подходящий вариант для исследования однородности материала.

Но также стоит поговорить и о минусах такого метода.

• Соблюдение определенных условий испытаний. Важно, чтобы температура не была «минусовой», влажность в помещении находилась на низком уровне, а бетон был сухим.
• Необходимость подготовительных работ. Важно предварительно очистить конструкцию и удалить все шероховатости.
• Требуется рассчитать расстояние до края арматуры и конструкции.

Как видим, неразрушающий метод обеспечивает быстрые измерения с минимальными рисками. Он более доступен в финансовом плане, хотя и требует предварительной подготовки. Однако разрушающий способ позволяет узнать более точные результаты. Он является обязательным при строительстве ответственных сооружений. В некоторых случаях целесообразно комбинировать две технологии.

Оценка прочности бетона – это важный этап контроля и определения характеристик. Результаты такого исследования позволяют определить класс и несущие способности материала.