Jak se provádějí zkoušky betonu?

Nedestruktivní zkoušení betonu je skupina metod zkoušení materiálů, díky kterým je možné určit jeho technické vlastnosti bez porušení celistvosti a zjevných deformací. Stanovení pevnosti betonového monolitu je předpokladem pro kontrolu kvality betonových a železobetonových výrobků / konstrukcí během výrobního procesu.

Nedestruktivní testování pevnosti betonu umožňuje identifikovat všechny nejdůležitější hodnoty, které přímo ovlivňují provozní vlastnosti monolitu a bezpečnost, životnost výrobků. Pevnost betonového monolitu je ovlivněna mnoha faktory, jako je kvalita a poměry komponentů, dodržení technologie výroby směsi, podmínky lití, správné vysychání atd.

Podle pevnosti betonu se určuje jeho značka – například značka M400 vydrží maximální zatížení v oblasti 400 kg / cm2, značka M500 – 500 kg / cm2 atd.

Testování pevnosti betonu obvykle zahrnuje aplikaci kontrolního zatížení na vytvrzený materiál, jehož cílem je zničit integritu konstrukce. Je tedy určeno, jaké maximální hodnoty zatížení beton vydrží, pro jaké podmínky je vhodný, v jakých konstrukcích může být použit.

Destruktivní metody zahrnují odběr vzorků betonu ze zkoumaného monolitu nebo přípravu kontrolních vzorků z kapalné směsi a jejich následné zničení. Kromě toho existují nedestruktivní metody, které nezahrnují deformaci a zjevné poškození struktury materiálu.

Při určování pevnosti betonu se používají nejrůznější přístroje, speciální nástroje, datové tabulky atd. Díky tomu je možné získat přesné informace a spolehlivé výsledky výzkumu.

Nedestruktivní technologie pro kontrolu pevnosti betonu

Nedestruktivní testování betonu zahrnuje posouzení stavu betonových konstrukcí pomocí analýzy různých faktorů, které ovlivňují pevnost, průměr výztuže, tloušťku ochranné vrstvy, vlhkost, tepelnou vodivost, adhezi atd. Tento typ výzkumu je zvláště relevantní v případech, kdy nejsou známy charakteristiky betonového monolitu a výztuže, ale kontrolní objemy jsou velké.

Tato skupina metod umožňuje provádět výzkum jak v laboratoři, tak přímo na stavbě a dokonce i za provozu.

• Zachování integrity testovaného návrhu.
• Schopnost vyhnout se nutnosti organizovat laboratorní posouzení přímo na staveništi.
• Plné zachování provozních vlastností budov a konstrukcí.
• Poměrně široký záběr.

Navzdory skutečnosti, že existuje mnoho metod a metod pro studium tekutého a ztvrdlého betonu, existuje také mnoho charakteristik, hlavní vlastností a ukazatelem je pevnost. Rozsah a provozní podmínky, spolehlivost a životnost konstrukce závisí na pevnosti. Pokud je tedy beton například mrazuvzdorný a po nalití plastický, s lepšími všestrannými vlastnostmi, ale není dostatečně pevný, aby vydržel konstrukční zatížení, budova se jednoduše zhroutí.

Pevnost je u betonu určujícím faktorem a musí být velmi pečlivě kontrolována. Všechny testy se provádějí na základě GOST: 22690-2015, 17624-2012 (postup průzkumu), 18105-2010 (jsou popsána obecná pravidla ověřování). Použití nedestruktivních metod zahrnuje použití mechanických metod (indentace, sekání, separace, náraz) a ultrazvuku.

Studie nedestruktivního zkoušení betonu se provádí podle harmonogramu, nezbytně ve věku stanoveném projektem nebo v případě potřeby. Díky výzkumu je možné vyhodnotit popouštěcí / odizolovací pevnost, porovnat získané reálné ukazatele materiálových vlastností s pasportovými.

Lokální destrukce se běžně týká nedestruktivních metod. Jejich hlavní výhodou je spolehlivost a přesnost výsledků. Testy jsou regulovány GOST 22690-2015.

Hlavní nevýhody lokální destrukce pro měření pevnosti betonu jsou nutnost výpočtu hloubky výztuže, vysoká pracnost, částečné poškození povrchu monolitu, které může (byť nevýznamně) ovlivnit užitné vlastnosti.

Metody rázového impulsu jsou produktivnější, ale kontroluje se pouze horní vrstva betonu o tloušťce 25-30 milimetrů, takže jejich použití je omezené. Povrch musí být očištěn, poškozená vrstva odstraněna, odstupňované závislosti přístrojů musí být uvedeny do plného souladu se skutečnou pevností monolitu podle výsledků zkoušek v lisu kontrolních šarží.

K měření pevnosti betonu se často používá metoda rázového pulsu – nejběžnější možnost, která umožňuje identifikovat třídu betonu provedením studií v různých úhlech k povrchu, s přihlédnutím k elasticitě a plasticitě materiálu. .

Úderník s kulovým impaktorem díky pružině naráží na povrch betonu, přičemž energie nárazu je vynaložena na jeho deformaci, vzniká díra (plastické deformace) a reaktivní síla (elastické deformace).

Elektromechanický měnič převádí mechanickou energii nárazu na elektrický impuls, reálné výsledky jsou získány v jednotkách pevnosti v tlaku. Pro výzkum se používá Schmidtovo kladivo.

Výhody metody: jednoduchost, kompaktní vybavení, možnost určit třídu materiálu, nevýhody – malá přesnost díky stanovení síly vrstvy do 5 centimetrů.

• Při testech se používají sklerometry – speciální pružinová kladiva s kulovými razítky. Díky systému pružin je po dopadu realizován volný odraz. Fixace dráhy bubeníka při odrazu se provádí na stupnici se šipkou.
• Pevnost materiálu je určena odstupňovanými křivkami, které zohledňují polohu kladiva, protože velikost odskoku závisí na směru.
• Průměrný ukazatel výzkumu se vypočítá podle údajů z 5-10 provedených měření, vzdálenost mezi místy dopadu by měla být alespoň 3 centimetry.
• Rozsah měření metod je 5-50 MPa, používají se speciální přístroje.
• Hlavní výhody: jednoduchost / rychlost výzkumu, možnost vyhodnotit pevnost silně vyztužených výrobků. Nevýhody: stanovení pevnosti betonu se provádí v povrchové vrstvě s hloubkou 2-3 centimetry, kontroly je třeba provádět často a hodně.

Testování pevnosti betonu plastickou deformací je nejlevnější způsob, jak určit tvrdost betonového povrchu měřením stopy zanechané ocelovou tyčí/koulí, která je zabudována do kladiva. Kladivo je umístěno v kolmé rovině povrchu monolitu, je provedeno několik úderů. Měří se otisky na betonu a úderníku. Získaná data se zaznamenají, vyhledá se průměrná hodnota a ze získaného poměru velikostí otisku se určí vlastnosti povrchu betonu.

Zařízení pro výzkum metodou plastické deformace pracuje na vtlačování raznice nárazem nebo statickým tlakem. Statická tlaková zařízení se používají zřídka, častěji se používají perkusní zařízení (pružinová / ruční kladiva, kyvadlová zařízení s kotoučovým / kulovým razítkem).

Jsou předloženy následující požadavky: průměr koule je alespoň 1 centimetr, tvrdost oceli razítek je alespoň 60 HRC, kotouč má tloušťku alespoň 1 mm a energie nárazu je 125 N nebo více. Metoda je jednoduchá, vhodná pro hustě vyztužené konstrukce, rychlá, ale používá se pro stanovení pevnosti betonu maximálně třídy M500.

Kromě toho existují další metody nedestruktivního zkoušení – infračervená, akustická, vibrační, metoda elektrického potenciálu atd. Používají se však méně často, za základní se považuje rázový impuls, separace s čipováním, ultrazvuk.

Nejobtížnější je kontrola konstrukcí, které jsou ovlivněny agresivním prostředím (chemické ve formě kyselin, solí, olejů, tepelné ve formátu vysokých/nízkých teplot, atmosférické – karbonizace vrchní vrstvy).

Při vyšetření poklepem a vizuálně navlhčením roztokem fenolftaleinu vyhledávají vrstvu s narušenou strukturou, v kontrolní oblasti ji odstraní a začistí brusným papírem. Poté se pevnost zjišťuje metodami odběru vzorků nebo lokální destrukce. V případě použití ultrazvukových a rázově pulzních zařízení by drsnost povrchu monolitu měla být maximálně Ra 25.

Zkoušení betonu nedestruktivním zkoušením GOST 17624-2012

Ultrazvuková metoda zkoušení pevnosti betonu spočívá v zaznamenávání rychlosti vln procházejících monolitem. K dispozici je end-to-end ultrazvukové sondování s instalací senzorů z různých stran vzhledem k testovanému vzorku, stejně jako plošné sondování s montáží senzorů na jedné straně. Průchozí metoda umožňuje kontrolovat pevnost nejen povrchu, ale i hlubokých vrstev konstrukce.

Ultrazvuková kontrolní zařízení se používají pro detekci vad, kontrolu kvality betonáže, identifikaci hloubky vyztužení v betonu i samotného monolitu. Přístroje umožňují opakovaně zkoumat různé formy, průběžně sledovat pokles / nárůst síly.

Vztah mezi odstupňovanou pevností betonu a rychlostí přenosu ultrazvuku je ovlivněn složením a objemem plniva, spotřebou pojiva, způsobem přípravy betonového roztoku a stupněm jeho zhutnění. Hlavním nedostatkem metody je značná chyba ve výsledcích studie.

S přihlédnutím k vysoké rychlosti průchodu ultrazvuku v monolitu materiálu (cca 4500 m/s) je u každé zkoušené skladby předem uvažována kalibrační závislost rychlosti vlny a pevnosti betonu. Použití dvou odstupňovaných závislostí pro konkrétní beton a nepochopitelné složení může způsobit velkou chybu.

Hlavním rysem testování pevnosti betonu pomocí nedestruktivní ultrazvukové metody je schopnost opakovaně provádět hromadné studie výrobků jakéhokoli tvaru, efektivně provádět průběžné sledování nárůstu / poklesu pevnosti konstrukce online.

Typy testů: tabulka hodnot

Každá technologie nedestruktivního zkoušení pevnosti betonu má své vlastní rozsahy hodnot a doporučené hodnoty pevnosti v tlaku. Maximální naměřené hodnoty jsou regulovány výrobci přístrojů a empirickými výsledky. Pro pohodlnější interpretaci výzkumných dat jsou rozsahy a chyby shrnuty v tabulkách.

Pevnost betonu se obvykle zjišťuje v oblastech povrchu monolitu požadované plochy, kde nedochází k viditelnému poškození a amorfním delaminacím, teplota okolí by měla být nad nulou.

Závěr

Pro stanovení pevnosti betonu je důležité použít různé nedestruktivní metody, které umožňují rychle a bez vážných finančních nákladů zkontrolovat všechny potřebné hodnoty a nezničit produkt / strukturu. Nejrelevantnějšími metodami jsou dnes elastický odraz a plastická deformace.

Veškeré náklady na testování jsou pořizovací cenou přístroje. K provedení výše uvedených studií se používá Schmidtův skleometr nebo Kashkarovovo kladivo. Náklady na tato zařízení nejsou příliš vysoké a nájemné je ještě nižší.

Při výběru jedné nebo druhé metody pro testování pevnosti betonu je nutné pečlivě prostudovat vlastnosti analýzy a interpretace výsledku, shrnout všechny hodnoty v tabulkách a určit požadované hodnoty.

Zkoušky betonu jsou důležitým a povinným krokem nezbytným pro kontrolu kvality použitého materiálu při provádění opravných a stavebních prací. Aby bylo možné potvrdit materiál s deklarovanými charakteristikami a indikátory, normami SNiP a GOST, je testován na pevnost, odolnost proti ohybu / roztažení. Zpracovatelnost, hustotu, mrazuvzdornost, voděodolnost atd. lze také dodatečně zkontrolovat.

Hlavní kontrolované a standardizované ukazatele kvality betonu:

• Pevnost v tlaku – určuje se ve třídách, značí se písmenem B
• Axiální pevnost v tahu – také definována třídami, index Bt
• Mrazuvzdornost – počítá se podle stupňů, značí se F
• Voděodolný – také značka, písmeno W
• Průměrná hustota – uveďte ve značkách, index D

Zkoušky betonu lze provádět různými metodami – zkoumají se vzorky právě vylité nebo vyříznuté z monolitu, destruktivní a nedestruktivní metody atd. Optimální možnost testu určují specialisté nebo samotný mistr s ohledem na arzenál znalostí, dovedností a nástrojů, které má k dispozici.

Díky včasným a správně provedeným opatřením pro kontrolu a potvrzení kvality betonu je možné zaručit spolehlivost a pevnost konstrukcí, budov, soulad provedených prací se všemi normami a ukazateli.

Co určuje a co ovlivňuje pevnost betonu

Index pevnosti betonu je nejdůležitější charakteristikou materiálu, která se bere v úvahu jak v procesu navrhování a provádění výpočtů, tak při provádění práce. Pevnost betonu je dána značkou, označovaná třídou B (měření v MPa) nebo M (kg / cm2), zobrazuje maximální tlak, který materiál snadno odolá bez deformace.

Při testování pevnosti betonu se laboratoř nebo stavební organizace (možná samotný velitel) řídí požadavky hlavních regulačních dokumentů – to jsou GOST 10180-2012, 22690-88, 18105-2010, 28570.

Schopnost betonu účinně odolávat vnějším vlivům v důsledku vnitřního pnutí přímo závisí na značce cementu a složkách, které tvoří maltu. Při kontrole souladu betonu se specifikovanou třídou by zkušební vzorek neměl mít deformace, destrukci, delaminaci, praskliny, třísky atd.

Laboratorní zkoušky betonu na pevnost musí být provedeny bez problémů, zejména v případě lití důležitých konstrukcí, nosných prvků atd. Dokonce i minimální nesrovnalost (která často vyplývá z úspor cementu a dalších komponentů) může způsobit rychlou destrukci budovy, konstrukčního prvku.

Síla kompozice závisí na: značce cementu, poměru plniv a cementu, frakci plniv, kvalitě všech složek, čistotě vody, změkčovadlech a přísadách přidaných do kompozice. Pokud se plánuje nalít konstrukce vystavené vážnému zatížení, beton je dodatečně vyztužený výztuží ocelovými tyčemi nebo sítěmi, drátem.

Pevnost zkoušeného betonu je do značné míry ovlivněna vnějšími podmínkami, ve kterých se beton nalévá a suší. Pevnost se také výrazně zvyšuje při použití vibrací, které odstraňují vzduchové bubliny z monolitu, čímž je hustší.

Pokud se beton nalévá při teplotách pod nulou, pak se komponenty a samotný materiál buď zahřejí, nebo se smíchají se speciálními nemrznoucími přísadami. Elektrody mohou být instalovány do výplně, základna může být pokryta tepelně izolačními materiály, pilinami atd. Aby povrch monolitu nebyl pokryt trhlinami, je nutné jej po nalití navlhčit, aby se zabránilo příliš rychlému odpařování vlhkosti.

Navzdory skutečnosti, že pevnost betonu závisí na mnoha faktorech, správné a včasné testování řešení pomůže eliminovat možnost přípravy nekvalitní směsi a vyhnout se možnosti zničení celé konstrukce.

Za předpokladu, že beton vyhovuje stanoveným pevnostním ukazatelům, lze snížit nebo vyrovnat vliv dalších faktorů na kvalitu řešení.

Klasifikace zkušebních metod

Zkoušky betonu se provádějí různými metodami, jejichž volba závisí na dostupných kapacitách, provozních podmínkách, stáří lití monolitu, možnosti korekce složení směsi, výchozích datech a požadovaných výsledcích.

1. Zkoušení vzorků betonu, které se odlévají v laboratoři – ze směsi jsou vytvořeny válce a kostky, kužely, následně jsou kontrolovány pomocí lisu.
2. Kontrola vzorků, které byly vyřezány / vyřezány z již hotového monolitu – vrtají se obvykle diamantovými korunkami, jádra se zasílají do laboratoře, kde se pomocí lisu zjišťuje pevnost.
3. Nedestruktivní metody – pomocí zařízení / nástrojů, které umožňují studovat vlastnosti monolitu bez nutnosti jejich umístění do určitých zařízení a podmínek. Využívá se ultrazvuk, rázová pulzní metoda atd.

Navzdory vzniku mnoha moderních zařízení a různých metod je testování betonových vzorků pod tlakem (pro stlačení) stále považováno za nejúčinnější a nejoblíbenější.