Jak zjistit skutečnou pevnost betonu?

Pevnost v tlaku R je jednou z hlavních fyzikálních a mechanických vlastností betonu. Zde hovoříme především o krychelné pevnosti betonu v tlaku s pravděpodobností 0,95 (normativní krychelná pevnost), která odpovídá třídě betonu z hlediska pevnosti v tlaku B.

Třída betonu B (odpovídající hodnota pevnosti) je standardizovaným a kontrolovaným parametrem její kvality. Hlavním regulačním dokumentem v oblasti monitorování a hodnocení pevnosti betonu je GOST 18105-2018 „Beton. Pravidla pro sledování a hodnocení síly.“

Při provádění stavební kontroly ve fázi montáže monolitických železobetonových konstrukcí budov a konstrukcí se pevnost betonu zjišťuje (posuzuje se z hlediska souladu s normovanými hodnotami) ve středním a projektovém stáří (obvykle 7 dní, resp. 28 dní). Při provádění technických průzkumů se pevnost betonu zjišťuje ve stáří přesahujícím návrhové stáří.

Zde je třeba pochopit, že v důsledku provedeného výzkumu musí být zjištěna skutečná pevnost R_m a skutečná třída betonu z hlediska pevnosti v tlaku B_ф. V tomto případě skutečná třída betonu B_ф vypočítané statistickým zpracováním získaných výsledků stanovení skutečné pevnosti betonu R_m, pro jednotlivé případy – s přihlédnutím k jeho homogenitě. Právě skutečná třída betonových konstrukcí, její nesoulad s hodnotami uvedenými v projektové dokumentaci, je předmětem sporů a dokonce soudních sporů mezi objednatelem a zhotovitelem – výrobcem stavebních a montážních prací. Pokud se potvrdí snížená pevnost betonu, může být nutné zpevnění nebo (pokud zpevnění není ekonomicky proveditelné) demontáž a instalace nových konstrukcí.

Pro provádění ověřovacích výpočtů v rámci technických průzkumů je také nutné mít spolehlivé informace o skutečné třídě betonu B_ф – vybrat vhodnou návrhovou odolnost z tabulky 6.8 SP 63.13330.2018 pro nejbližší normovanou třídu betonu, min. B_ф. Zároveň přístup ke stanovení hodnoty B_ф, jak je uvedeno výše, není pouze o stanovení pevnosti betonu, ale zahrnuje právě její posouzení.

V rámci moderního regulačního rámce jsou pro stanovení pevnosti betonu (CPB) poskytovány následující standardizované metody (skupiny metod):

1) OPB na základě kontrolních vzorků v souladu s GOST 10180-2012;

2) OPB na základě vzorků odebraných z konstrukcí podle GOST 28570-90;

3) OPB pomocí mechanických nedestruktivních zkušebních metod v souladu s GOST 22690-2015;

4) OPB ultrazvukovou metodou podle GOST 17624-2012.

Pro kontrolu stavby se používají metody 1, 3 a 4, pro technické prohlídky – metody 2, 3 a 4.

Zkoušení vzorků betonu metodami 1 a 2 (destruktivní metody), které se provádějí v laboratorních podmínkách pomocí lisovacího zařízení. Vzhledem ke značné složitosti, pracnosti a v důsledku toho i poměrně vysokým nákladům při malém počtu vzorků (tato okolnost platí zejména pro zkoušení metodou 2) se tyto metody uplatňují jen zřídka a pouze u zvláště kritických konstrukcí nebo při požadavek Zákazníka.

Zkoušky betonu metodami skupin 3 a 4 jsou nedestruktivní a používají se převážně přímo na stavbě. Zároveň se ve skupině 3 rozlišují přímé (standardní) nedestruktivní metody (3.1) – odtrhové metody s vylamováním a vylamováním žeber a nepřímé nedestruktivní metody (3.2) pro stanovení pevnosti betonu – metody elastického odskoku, plastické deformace, nárazového impulsu a odtržení. Náklady na testování nedestruktivními metodami jsou relativně nízké (přijatelné náklady na vybavení, není potřeba zdlouhavého školení specialistů na obsluhu přístrojů, možnost relativně rychle získat předběžné výsledky stanovení pevnosti betonu přímo na místě atd.). ).

Výše uvedená ustanovení určují široké použití metod skupin 3 a 4 v moderní stavební praxi při sledování a hodnocení pevnosti betonových konstrukcí, a to jak při stavební kontrole, tak při technických kontrolách. Ve značném počtu případů přitom specializované organizace využívají metody pružného odrazu a rázového impulsu a také metodu ultrazvukovou. Metoda odtrhávání s štípáním se používá méně často a v naprosté většině případů ne jako samostatná metoda, ale jako „pomocná“ při paralelních zkouškách s některou z výše uvedených metod skupiny 3.2.

Podrobný rozbor požadavků současných regulačních dokumentů ukázal, že přísné dodržování všech požadavků přináší určitá omezení pro použití metod 3 a 4 při stanovení skutečné pevnosti betonu (s výjimkou metod 3.1), která je však ignorovány některými specializovanými organizacemi. Hlavní je zde požadavek na propojení kalibračních závislostí obsažených v zařízeních s betonem zkoumaných konstrukcí porovnáním hodnot pevnosti betonu konkrétního úseku konstrukce získaných nepřímými metodami s podobnými hodnotami. ​​získáno separační metodou s štěpkováním podle standardního schématu (nebo metodou testování jádra podle GOST 28570-90). Výsledný vazebný koeficient se zadá do zařízení pro následný záznam při testování. Dále podotýkáme, že v případě použití zařízení, která implementují metody rázového impulsu a rázového odrazu, se zjišťuje povrchová pevnost betonu. V tomto případě se pevnost betonu v tělese konstrukce může výrazně lišit od povrchové pevnosti (vyšší i nižší). Výše uvedené potvrzují jak výsledky stavebních kontrol na různých stavbách, tak i výsledky technických kontrol provedených specialisty z NPC Perspektiva LLC.

S přihlédnutím ke zpracování a kritické analýze výsledků četných pevnostních zkoušek betonu jsme došli k závěru, že nejspolehlivější OPT data, která jsou zároveň pro zákazníka nejméně nákladná, lze získat paralelním zkoušením betonu odlupovací metodou a ultrazvukovou metodou. Nejprve je pro konkrétní beton na místě nutné sestrojit kalibrační vztah ukazující vztah mezi pevností betonu získanou každou ze specifikovaných metod (s přihlédnutím ke statistickému zpracování výsledků). Dále, s hotovou kalibrační závislostí, ji můžete použít pro OPB pomocí ultrazvukové metody bez vázání a čeření (u podobných betonů), nebo s přihlédnutím k vazbě provedením dalších zkoušek pomocí metody odlupování (alespoň tři) v oblasti dříve vyšetřené ultrazvukovou metodou.

Aby bylo možné získat objektivní údaje o skutečné pevnosti betonu a skutečné třídě betonu železobetonových konstrukcí, jak při kontrole stavby, tak při technických kontrolách, je třeba se uchýlit ke službám specializovaných organizací s rozsáhlými zkušenostmi s řešením těchto problémů. . Zdánlivě triviální úkol, pokud nejsou splněny požadavky současných předpisů, se může stát vážným problémem a dokonce i předmětem soudních sporů.

SPC Perspektiva sro zaměstnává zkušené, vysoce kvalifikované odborníky, včetně lékařů a kandidátů technických věd, současné vysokoškolské učitele, kteří jsou schopni včas úspěšně řešit složité technické problémy. Přítomnost moderních vysoce přesných přístrojů a vlastní nedestruktivní zkušební laboratoř nám ​​umožňuje provádět celou škálu výzkumných prací na místě bez subdodávek třetích stran.

Beton se velmi často používá pro výrobu nosných prvků různých konstrukcí. Jeho pevnostní charakteristiky do značné míry určují spolehlivost a trvanlivost konstrukcí. K jejich kontrole jsou poskytovány laboratorní zkoušky betonů a malt, které vyžadují speciální přístup a důkladné provedení. Skutečné výsledky o kvalitě materiálu můžete získat pouze studiem vlastností a postupu použití různých technik.

Jaká je pevnost betonu?

Pevnost betonu je nejdůležitější charakteristikou, která určuje míru jeho odolnosti vůči vnějším vlivům (mechanickým, fyzikálním, chemickým) během provozu. Je třeba to vzít v úvahu při provádění výpočtů a navrhování jakékoli betonové konstrukce. Indikátor síly je určen dvěma hlavními charakteristikami:

1. Třída betonu (označuje se písmenem B) je tlakový tlak, kterému materiál vydrží bez výraznějších změn (deformací). Měřeno v MPa podle SNiP 52-01-2003.
2. Třída betonu (označená – M) – pevnost v tlaku, měřená v kg/cm2. Instalováno v souladu s GOST 26633-2015.

Pevnost betonu je určena výsledky laboratorních zkoušek. Záleží na následujících faktorech:

1. Cementová třída. Čím je vyšší, tím pevnější bude beton se stejným poměrem přísad.
2. Složení směsi. Podstatný vliv má poměr hlavních složek betonu a také množství přísad (změkčovadla, přísady atd.). Důležitou funkci plní přísady pro zvýšení voděodolnosti a mrazuvzdornosti.
3. Kvalita přísadvčetně čistoty vody, typu plniva, jeho zrnitosti a frakcionace atd.
4. Správná příprava roztoku — rovnoměrné míchání, dodržení receptury. Svou roli hraje způsob hnětení – ruční nebo strojové. V míchačce na beton je kvalita míchání znatelně vyšší.
5. Podmínky nalévání — konzistence roztoku, zhutnění, okolní teplota, vlhkost.
6. Podmínky mrazu. Beton nabývá na síle postupně, maximální hodnoty dosahuje po 28 dnech. Tento indikátor závisí na teplotě a vlhkosti během období úplného vytvrzení roztoku. Příliš rychlé vytvrzení může způsobit praskání materiálu.

Kontrola nejdůležitějších parametrů materiálu by měla být provedena ve fázi přípravy roztoku a po dosažení maximální pevnosti. Kromě pevnosti v tlaku se zjišťuje osová pevnost v tahu (Bt), voděodolnost (W), mrazuvzdornost (F) a hustota (D).

Metody zkoušení pevnosti betonu

K určení pevnosti betonu existuje několik metod nedestruktivního a destruktivního výzkumu:

1. Testování vzorků odlitých z připraveného roztoku v laboratorních podmínkách. Ze směsi určené k lití konstrukce se vyrábějí vzorky ve formě válců, kostek a kuželů. Poté se pomocí lisu určí jejich pevnost v tlaku.
2. Zkoušení vzorků oddělených ze ztvrdlého betonového monolitu. Mohou být řezány nebo vyřezány. Nejčastěji se vzorky vyrábějí vrtáním diamantovými vrtacími korunkami. Pevnost se zjišťuje v laboratorních podmínkách pomocí lisu.
3. Nedestruktivní metody pomocí speciálních přístrojů. Používá se ultrazvuk, rázový impuls nebo jiné moderní principy fungování.

Důležité! Moderní technologie umožňují určit sílu pomocí přístrojů, ale laboratorní testy zůstávají nejběžnějšími metodami, které poskytují přesnější výsledky.

Typy konkrétního výzkumu

Kromě základních zkušebních metod se používají další typy zkoušení betonu:

1. Kuželový průvan. Tato technika umožňuje studovat vlastnosti připraveného roztoku. Nalévá se do kovového kužele. Po vytvoření kužele se vyjme a zkoumá se konzistence, rovnoměrnost, tekutost a další ukazatele, které ovlivňují strukturu a pevnost betonu.
2. Zhutňovací studie. Stanoví se koeficient zhutnění hotového roztoku. Zkouška se provádí v zařízení se dvěma nádobami vybavenými nálevkami. Přes ventil je roztok z jím naplněné nádoby vypouštěn do druhé nádoby, odkud vstupuje do odměrného válce.
3. Stanovení plasticity a změny tvaru. Pro studium těchto parametrů roztoku se nejprve nalije do speciálního kornoutu, ze kterého se nakloněním formy podává na stůl. Takto se určují parametry rozmetání materiálu.
4. Detekce vzduchových inkluzí (pórů). Test lze provést dvěma způsoby. První možnost je založena na měření hmotnosti vzorku z roztoku před a po intenzivním protřepávání ve speciální instalaci. Další způsob zahrnuje vymačkávání vzorku pomocí lisu.

Při samostatné přípravě roztoku a lití betonové konstrukce se často používají jednoduché nepřímé metody. Pevnost betonu se dá posoudit podle barvy, protože kvalitní beton má zelenošedou barvu a čím zelenější, tím lepší. Nažloutlý odstín značí snížení kvality. Správná kvalita je indikována výskytem cementového mléka na povrchu betonové vložky, která musí být co možná nejtlustší. Oddělené frakce plniva by neměly vystupovat na povrchu lité hmoty. Nakonec lze na vytvrzený monolit lehce udeřit kladivem. Od dobrého betonu se to zvonivým zvukem odrazí a na povrchu zůstane jen malý důlek.

Destruktivní metody

Pro laboratorní zkoušky se vzorky oddělují od ztvrdlého betonu destruktivními metodami. Postup jejich provádění je upraven GOST 10180-2012. Jsou vybrány následující vzorky:

• kostky vyřezané z monolitu;
• válce (jádra) vyříznuté vrtáním diamantovým vrtákem.

Postup testu je celkem jednoduchý. Vzorky jsou umístěny pod lis a zničeny. Síla potřebná k tomu je zaznamenána.

Destruktivní metody způsobují určité poškození monolitu a jsou poměrně pracné, ale poskytují nejpřesnější hodnoty pevnosti. Proto jsou tyto metody povinné při výrobě kritických betonových konstrukcí. Počet odebraných vzorků závisí na objemu betonářské práce, počtu dávek malty a jejích možných variacích.

Nedestruktivní metody

Pro stanovení pevnostních charakteristik betonu pomocí nedestruktivních metod se používají speciální zařízení. V podstatě se jedná o nepřímé metody, které umožňují získat výchozí data pro provedení nezbytných výpočtů. Jsou porovnány se zavedenými standardy shrnutými v tabulkách.