Испытание на прочность при сжатии бетонных образцов

При строительстве важен контроль – только так можно быть уверенным в долговечности и хороших эксплуатационных свойствах постройки. Самым распространённым и значимым методом контроля, позволяющим убедиться в качестве бетонных конструкций является испытание прочности бетона на сжатие. Задача данного типа испытаний – определение способности бетона выдерживать такие механические воздействия, как сжатие и давление. Испытания проводятся с целью дать гарантию надёжности и безопасности важных крупных сооружений – например дамбы, здание, моста.

Рассмотрим, для каких конструкций и сооружений обязательный подобные испытания.

1. Здания: проводят для определения прочности, механических свойств, что гарантирует устойчивость, безопасности здания. Таким образом оценивается качество перекрытий, столбов и стен.

2. Мосты и прочие транспортные сооружения относящиеся к объектам инфраструктуры. Проведение обусловлено весомыми нагрузками, которым подвергаются бетонные элементы. Помогают убедиться в способности выдерживать нагрузки, гарантируют безопасность эксплуатации и проектирования.

3. Гидротехнические сооружения: дамбы, каналы, плотины – проверка имеет цель противостоять воздействию внешних факторов, воды.

4. Сооружения промышленного характера, включая склады, фабрики, предприятия, использующие бетонные элементы. Цель – удостовериться в соответствии с требованиями промстандартов, их качестве.

 Задачи проведения

Выделим задачи проверок и работ испытательного характера.

1. Определение прочности, максимальной сжимающей нагрузки, которую материал выдерживает без разрушения.

2. Оценка однородности, качества и соответствия стандартам. При возникновении отклонений возникнут проблемы при монтаже конструкции.

3. Диагностика состояния с целью выявления повреждений, дефектов и изменений.

4. Определение долговечности, эксплуатационных характеристик. Делается с целью предотвращения опасных ситуаций, гарантировать надёжность на протяжении длительного срока эксплуатации.

Цель проведения, разновидности

Зачем проводится испытание прочности бетона на сжатие? Это необходимо для оценки соответствия материала нормам, требованиям определённого проекта, изучения характеристик. Осуществляется испытание с помощью прессов – так называются испытательные машины. Их роль заключается в создании значительного давления на бетонный образец.

Есть несколько разновидностей испытаний бетона на сжатие. Самые популярные – статические. При применении статических испытаний бетонные образцы располагаются в прессе. Последний нагружается до полного разрушения бетона. Так определяется прочность материала, выясняется максимально выдерживаемая нагрузка, которую претерпел образец до разрушения. Алгоритмы проведения включают перечень шагов.

1. Подготовка бетонных образцов путём их формования и предварительного увлажнения. Делается это для предотвращения потери влаги.

2. Определение размера образцов в соответствии со стандартами.

3. Постановка и фиксация в испытательную машину.

4. Нагружение с постепенным увеличением и тщательным контролем. Производится со скоростью 0.2-0.4 МПа/с.

5. Фиксация результатов, нагрузки и деформации с целью построения диаграммы

Второй класс испытаний принадлежит к категории динамических. Это вибрационные или ударные испытания на сжатие. Подобные методы позволяют получить развёрнутые и точные данные. По ним легко судить о прочности бетона, способности выдержать определённую нагрузку динамического характера.

Используются вариативные методы определения прочности железобетонных конструкций. Чаще всего применяется прямое испытание, подразумевающее разрыв железобетонного образца. Образцы, которые проверяются, срезаются с непосредственной конструкции. Затем они до разрушения подвергаются нагрузке. Как и в ранее рассматриваемых методах, прочность будет установлена по значению наивысшей нагрузки, которую образец выдержал.

Помимо прямых разрушающих методов используется и неразрушающий контроль. Подобные методы нацелены на возможность установки прочности железобетона без непосредственного воздействия на конструкцию. Среди них – ультразвуковой контроль. Он базируется на анализе отражаемых сигналов при проникновении в материал ультразвуковых волн. Популярны методы магнитного контроля, радиографии и т.д. При использовании подобных методов образцы подготавливаются заранее.

Методы неразрушающего контроля

Рассмотрим детальнее схемы проведения неразрушающего контроля.

1. Метод радиографии подразумевает следующие алгоритмы:

   • подготовка образцов с выравниванием по требованиям стандартов;
   • размещение на радиографической плёнке или в цифровом изображении рентгена;
   • подвержение излучению с целью формирования на плёнке изображения
   • интерпретация изображений специалистами, изучение на предмет наличия изменений или дефекта внутри материала;
   • оценка прочности, идентификация зоны возможных проблем и дефектов.
2. Магнитный контроль также подразумевает подготовку образцов и создание магнитного поля. Последние формируется с помощью электро- или постоянных магнитов. Применяется магнитопроводящий материал, который наносится на поверхность образца. Это может быть магнитопроводящая смесь или жидкое кольцо. Обеспечивается прохождение образцов через магнитное поле для определение дефектов или изменение структуры. Для записи используется система тонких плёнок, датчиков. Проводится финальный анализ результатов, оценка прочности.

3. Ультразвуковой контроль происходит с нанесением ультразвуковой пробы, имеющей вид специальной среды, геля. С его помощью обеспечивается передача внутрь материала ультразвуковых волн. Датчик генерирует ультразвуковые волны, проникающие в бетон, а затем – отражающиеся. Впоследствии производится регистрация сигнала: отражённые волны трансформируются в электросигналы. Затем они анализируются и интерпретируются и производится оценка прочности.

Кто и как проводит испытания?

Рассмотрим, кто проводит испытания прочности бетона на сжатие. Этим занимаются специальные организации или лаборатории, задача которых – контроль качества конструкции и стройматериалов. Специалисты подобных учреждений обладают перечнем знаний, современным оборудованием, которое позволяет технологически провести испытания, а также опытом.

Новичку может показаться, что методы разрушающего и неразрушающего контроля противоречат друг друга. Однако они, скорее, являются дополнением. Методы разрушающего контроля обеспечивают на 100% точные данные о прочности строительной конструкции. Однако их применение требует среза образцов, что негативно влияет на состояние строения. Проводятся они длительно, требуют времени, тщательного анализа.

Методы неразрушающего характера – более быстрые и безопасные. Однако информация, которую можно получить с их помощью, относится к категории общих. Поэтому специалистам требуется значительный опыт, чтобы верно анализировать и интерпретировать полученные данные. Каждое испытание имеет свои плюсы и минусы.

Стоит заранее подумать о выборе компании проводящей испытания. Для этого заранее следует ознакомиться с наличием опыта и квалификации у специалистов, соответствием проводимых испытаний ГОСТам. Полный цикл работ со скидкой 10% в Москве проводит компания Техлабконтроль.

Разновидности испытаний

Рассмотрим поэтапно процедуру испытания прочности на сжатие.

Методы статического испытания имеют следующие преимущества:

• предельная простота;

• возможность получить достоверные и предельно точные данные;

• доступность.

Среди недостатков – необходимость разрушения образца, что негативно влияет на целостность постройки, приводит к утрате материала.

Метод изгиба образца – данный метод предполагает подтверждение срезанного образца изгибающему моменту. Это позволяет определить прочность на сжатие. Прочность определяется путём применения специальных коэффициентов и формул. Плюсы:

• проведение испытаний на образцах уменьшенного размера;

• учёт дополнительных нюансов, вроде деформации внешнего воздействия.

Минусы – неточность результатов. Это связано с неполным соответствием воздействию во время испытания и реальным условиям эксплуатации.

Метод раскалывания – подразумевает попытки разорвать бетонный образец путем нанесения на поверхность усилий. Образец подготавливается путём вырезания из сооружения или лабораторного формования. Поверхность обрабатывается, наносятся две параллельные поперечные линии разрыва с помощью раскалывателя. Образец располагается на машине для испытаний, а затем нарушается до момента раскрытия трещины. В процессе ширина трещины увеличивается, а затем измеряется. К преимуществам относятся:

• высокая скорость испытания;

• простота.

Среди недостатков – невысокая точность результатов, так как измерение касаются только поверхности образца.

Как выбрать компанию, проводящую испытания железобетонных конструкций

При выборе компании, способной провести испытания прочности бетона на сжатие необходимо обратить внимание на следующие моменты.

1. Наличие аккредитации и лицензии, соответствующей объёмам и характеру проводимых работ. Это важно для соответствия испытаний стандартам, действующим ГОСТам, подтверждения квалификации компании-испытателя.

2. Опыт работы и репутация. Заранее изучите используемые методы контроля; какие именно образцы рассматриваются.

Рекомендуем заблаговременно ознакомиться с рекомендациями предыдущих клиентов.

Алгоритм проведения

Рассмотрим алгоритмы процедуры испытания прочности бетона.

1. Подготовительный этап. На данном этапе образец подготавливается в соответствии с требованиями спецификации, стандартов. Для испытаний применяются только образцы с идеально ровной поверхностью, освобождённые от загрязнений, механических повреждений.

2. Установка образца в испытательном прессе. Образчик должен быть надёжно закреплён и установлен правильно.

3. Применение нагрузки. Сжимающая сила постепенно нагружает пресс до достижения предела максимальной прочности бетона или его разрушения. В этот период производится фиксация значение применяемой силы и характеристик деформации.

4. Регистрация данных, подразумевающая запись информации о применяемой нагрузке, степени деформации образца. Впоследствии она выльется в срставление диаграммы нагрузочно-деформационного характера, отражающей поведение материала в ходе испытания.

5. Финальный этап – аналитический. Производится анализ результатов, подразумевающий определение прочности бетона на сжатие. Полученные данные впоследствии позволят оценить соответствие конструкции из бетона принятым стандартам и особым требованиям проекта.

Проведение испытаний прочности бетона решает определенные задачи, их несколько. Ознакомимся с ними детальнее.

1. Определение прочности бетона и способности материала выдерживать сжатие.

2. Контроль качества для обеспечения надёжности железобетонной конструкции.

Вариативные методики испытательного характера применяются в разных областях, где подразумевается использование железобетонных конструкций.

Вывод

Неотъемлемой частью контроля качества конструкции из бетона являются испытания прочности материала на сжатие. Проводятся они с применением методов разрушающего и неразрушающего контроля. В результате специалисты определяют уровень прочности материала и его способность выдерживать сжатие определённой силы.

Развёрнутую информацию о состоянии конструкций из бетона позволяет получить гармоничное сочетание вариативных методов испытаний, органично дополняющих друг друга и позволяющих провести детальный анализ.