Определение прочности бетона

Монолитный бетон и сборные железобетонные конструкции – одни из основных материалов, применяемых в современном строительстве. Они служат основой абсолютного большинства капитальных зданий, сооружений, больших и малых архитектурных форм, автомобильных дорог, площадок и тротуаров. К их преимуществам относятся простота изготовления и использования, экологичность, высокая прочность и несущая способность, а широкая распространенность и доступность компонентов (цемент, песок, щебень, вода) обеспечивают готовой продукции достаточно низкую себестоимость. Конструкции из бетона и железобетона рассчитаны на длительные сроки службы, исчисляемые десятками и даже сотнями лет. Но получить такие результаты можно только при условии правильного подбора состава бетона, использования качественных ингредиентов, соблюдения технологии приготовления материала и правил ухода в период набора прочности. Для этой цели разработаны и применяются на практике специальные нормы, правила и стандарты, имеющие статус закона. Эти документы предусматривают необходимость контроля качества бетона на всех стадиях использования материала – при изготовлении, транспортировке, укладке в конструкции, наборе прочности. Обследования бетонных и железобетонных конструкций могут производиться и в процессе эксплуатации уже построенных зданий, сооружений. Полученные результаты позволяют установить фактические характеристики материала для сравнения их с нормативными, сделать своевременный и обоснованный вывод о соответствии или несоответствии строительной конструкции или объекта требованиям промышленной безопасности. Данная работа проводится по утвержденным методикам и стандартам в лабораторных условиях и непосредственно на строительных площадках.

Учитывая важность результатов, право провести определение прочности бетона делегировано специализированным предприятиям, имеющим соответствующую материально-техническую базу, специально подготовленный персонал, лицензию и аккредитацию Федеральной службой «Росаккредитация». В Москве и Московской области услуги по определению прочности и других технических характеристик бетона оказывает строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль». Предприятие располагает всем необходимым для проведения отдельных видов или полного комплекса исследований, работа выполняется оперативно, недорого, с гарантией достоверности полученных результатов. 

Технические характеристики бетона

Бетон представляет собой затвердевшую, соединенную в определенных пропорциях смесь цемента, песка, щебня, воды (ГОСТ 7473-2010). Твердение – результат химической реакции, возникающей при контакте цемента с водой, песок и щебень играют роль минеральных наполнителей. Форма бетонных и железобетонных строительных конструкций задается опалубкой. С момента изготовления для набора проектной прочности материалу требуется 28 суток, но и на этом процесс не завершается и, в зависимости от влажности и температуры окружающей среды, может длиться еще несколько месяцев. В соответствии с требованиями строительных норм, правил и государственных стандартов на всех этапах набора прочности производятся лабораторные испытания качества бетона – исследование свежеприготовленной смеси и контрольных образцов, экспертиза кернов или сколов из готовых конструкций. Это основное условие обеспечения надежности и эксплуатационной безопасности зданий, сооружений. Работы могут проводиться как в лабораторных условиях, так и непосредственно на строительной площадке с выездом специалистов на объект.

Основной технической характеристикой бетона является прочность, ее предел выражается маркой материала. Именно этот параметр определяет несущую способность строительных конструкций, срок их службы в составе зданий, сооружений. На качество материала оказывают влияние и другие характеристики бетона, зависящие от вида и пропорций компонентов, технологии приготовления бетонной смеси. К ним относятся:

морозостойкость;

удобоукладываемость;

средняя плотность;

расслаиваемость;

влажность;

водонепроницаемость;

водопоглощение;

температура.

Изучение этих показателей проводится по методикам ГОСТ 10181-2014, ГОСТ 10060-2012, ГОСТ 12730.1-2020 исследованиями незатвердевшего материала и специально подготовленных образцов в виде кубов определенного размера из свежеприготовленной бетонной смеси. При выявлении отклонений фактических параметров материала от нормативных значений, проводится выявление причин несоответствия и их устранение. Поскольку вышеперечисленные характеристики оказывают прямое влияние на прочность, несущую способность и срок службы бетона, важно соблюдать требования нормативно-технической документации по правилам и порядку их определения.  

Определение прочностных характеристик бетона проводится на разных стадиях использования материала лабораторными испытаниями заранее приготовленных контрольных образцов, кернов или сколов из готовых конструкций. Современные методики исследований предусматривают возможность применения и неразрушающих способов контроля качества материала. В некоторых случаях может применяться сочетание разрушающих и неразрушающих технологий, прямых и косвенных методов с построением градуировочной зависимости. Нормативная база определения прочности бетона:

ГОСТ 10180-2012 – определение прочности по группе контрольных образцов;

ГОСТ 17624-2012 – ультразвуковой способ определения прочности бетона;

ГОСТ 22690-2015 – определение прочности материала в конструкциях способами неразрушающего контроля;

ГОСТ 28570-2019 – лабораторные исследования прочности образцов, взятых из готовых конструкций.

Возможность определения прочности бетона несколькими методами позволяет максимально полно и точно оценить качество материала. Так, испытание материала в период набора прочности, в основном, проводится исследованиями предварительно изготовленных из свежеприготовленной смеси образцов кубической формы с размерами (в мм) 70х70х70, 100х100х100, 150х150х150, 200х200х200, в виде призм 40х40х160, 70х70х280 и цилиндров диаметром 70 мм. Способ и продолжительность твердения предназначенных для контроля образцов из бетона определяет ГОСТ 18105-2018, время распалубливания и правила их хранения до испытаний – ГОСТ 10180-2012. В ходе определения прочности используется специальное оборудование (испытательные машины, гидравлические прессы), прошедшее метрологическую аттестацию. Методы работы предполагают силовое разрушение образцов приложением постоянно увеличивающихся нагрузок и позволяют определить предел прочности бетона:

на сжатие и на растяжение до момента разрушения;

на осевое растяжение;

на растяжение при изгибе и при раскалывании.

Лабораторные методы определения прочности бетона по образцам позволяют точно определить марку бетона и оценить возможность дальнейшего использования материала. В то же время, зачастую возникает необходимость оценки качества бетонных изделий подготовленных к установке или уже находящихся в составе эксплуатируемых зданий, сооружений. Для этого используются ряд способов неразрушающего контроля, предусматривающих прямые испытания и косвенные, с построением градуировочной зависимости. По ГОСТ 22690-2015 в их состав входят следующие методы:

упругого отскока;

пластической деформации;

ударного импульса;

отрыва;

отрыва со скалыванием;

скалывания ребра;

использование ультразвука.

Каждый из неразрушающих методов определения прочности бетона предусматривает необходимость использования специального лабораторного оборудования. Это молоток Кашкарова (пластическая деформация), прибор для испытания бетона ПИБ (отрыв со скалыванием), молоток Шмидта (упругий отскок), прибор ИПС-МГ 4.03(ударный импульс), тестер УК 1401 М (ультразвуковой метод) и другие. 

Текущие результаты испытаний фиксируются в рабочем лабораторном журнале и, после их обобщения и анализа, заносятся в предоставляемый заказчику акт или протокол установленной формы. В соответствии с действующей нормативно-технической документацией, в итоговый документ должна входить следующая информация:

-подробное описание испытанных конструкций с указанием даты их изготовления и проведения исследований;

-возраст бетона на момент проведения испытания (для бетонной смеси и контрольных образцов);

-применяемые методы определения прочности бетона;

-типы приборов с присвоенными им номерами, сведения о прохождении государственной поверки;

-характеристика принятых градуировочных зависимостей, условия их применения;

-результаты работ по определению прочности, марки бетона;

-подписи исполнителей.

Материалы, полученные в ходе работ, позволяют реально оценить качество бетона из выбранной партии или готовой конструкции, определить марку материала и возможность его безопасного использования в строительстве. Акт или протокол испытаний является официальным документом и может служить основанием для принятия любых решений относительно дальнейшего использования бетонной смеси, внесения корректировки в ее состав и технологию приготовления, оценки качества сборных железобетонных бетонных изделий.

Знание фактических параметров бетона для оценки его прочности – основное условие для обеспечения нормативной надежности и эксплуатационной безопасности зданий, сооружений. Для этого необходимо вести постоянный контроль соответствия технических характеристик материала требованиям государственных стандартов. Специалисты лаборатории «ТехЛабКонтроль» готовы оказать практическую помощь в проведении этой работы строительным предприятиям Москвы и Московской области. Оставить заявку на испытания бетона можно непосредственно на страницах этого сайта. Согласовать сроки проведения работ и получить информацию о стоимости услуг, порядке заключения договора и других деталях заказа можно по каналам связи (телефону или e-mail), указанным в разделе «Контакты».