Oznaczanie wytrzymałości betonu: metody, sprzęt, GOST. Kontrola i ocena wytrzymałości betonu

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-17 19:04

Podczas sprawdzania konstrukcji budowlanych przeprowadza się określenie wytrzymałości betonu w celu określenia ich stanu w chwili obecnej. Rzeczywista wydajność po rozpoczęciu eksploatacji zwykle nie odpowiada parametrom projektowym. Wpływają na nie bezpośrednio obciążenia odkształceniowe i czynniki zewnętrzne. Podczas procesu diagnostycznego można stosować różne metody.

Podstawowe terminy i definicje

Przed rozważeniem podstawowych metod monitorowania i oceny wytrzymałości betonu zaleca się zapoznanie z niektórymi pojęciami, aby w przyszłości nie było pytań. Wszystkie terminy i definicje niezbędne do lepszego zrozumienia tematu są przedstawione poniżej.

• Beton to materiał budowlany otrzymywany sztucznie w wyniku utwardzenia zaprawy ze spoiwem i wypełniaczami. Aby uzyskać najlepszą wydajność, do mieszanki można dodać dodatkowe dodatki.
• Wytrzymałość - właściwość utwardzonego materiału do odbierania obciążeń mechanicznych bez pękaniaw którym. Podczas eksploatacji konstrukcje poddawane są ściskaniu i rozciąganiu, a także innym wpływom.
• Granica wytrzymałości - najwyższa wartość zastosowanego obciążenia mechanicznego, redukowana bezpośrednio do określonej powierzchni przekroju, po osiągnięciu której następuje częściowe lub całkowite zniszczenie materiału.
• Destrukcyjne metody określania wytrzymałości betonu - kontrola wymienionych parametrów poprzez pobranie próbek kontrolnych pobranych z badanej konstrukcji zgodnie z punktami GOST 28570.

• Badania nieniszczące - sprawdzenie niezawodności podstawowych właściwości poszczególnych elementów konstrukcyjnych bez demontażu. Dzięki tej metodzie nie ma potrzeby wycofywania obiektu z eksploatacji.
• Strukturalny obszar testowy - pewna część objętości, długości lub obszaru o ograniczonych wymiarach, dla których przeprowadzane są testy wytrzymałościowe.

Do czego służy kontrola?

Podczas budowy budynków mieszkalnych, obiektów przemysłowych lub handlowych określenie wytrzymałości betonu pozwala uniknąć wielu negatywnych konsekwencji. Materiał wykorzystywany jest na różnych etapach budowy budynków o różnym przeznaczeniu. W zależności od rodzaju konstrukcji wymagania dotyczące mieszanek mogą się znacznie różnić. Na przykład do wylewania fundamentów i ścian stosuje się różne gatunki betonu, które są określane przez cechy wytrzymałościowe.

Stosowanie mieszanin niespełniających wymagań może prowadzić do powstawania pęknięć, pogorszenia eksploatacjiwłaściwości i przedwczesna awaria konstrukcji. Często potrzebne są badania w celu ustalenia, czy budynek może być dalej wykorzystywany w dowolnym celu.

Tabela wytrzymałości betonu: dopasowanie klas i klas

Moździerze są podzielone na kategorie, które uwzględniają różne parametry. Zazwyczaj wytrzymałość betonu w MPa dzieli się na klasy, oznaczone dużą literą z liczbą. Takie znakowanie w środowisku zawodowym uważane jest za najwygodniejsze. Na przykład zaprawa B25 będzie miała wytrzymałość 25 MPa.

Jeśli chodzi o markę betonu, jest to przybliżona wartość w kilogramach na centymetr kwadratowy. Oznaczenie dokonywane jest według tej samej zasady. Jednak przy stosunku wskaźników normatywny współczynnik zmienności może wynosić 13,5%.

Na przykład proponuje się zapoznać się ze specjalną tabelą wytrzymałości betonu, która pokazuje zgodność między klasami i gatunkami mieszanek.

Klasa	Marka	Siła, kgf/kw. m
B5	M75	65
B10	M150	131
B15	M200	196
B25	M350	327
B35	M450	458

Co wpływa na trwałość?

Podczas procesów chemicznych mieszanka betonowa twardnieje. Woda wchodzi w interakcję ze spoiwem. Pod wpływem pewnych czynników szybkość reakcji chemicznej może ulec przyspieszeniu lub spowolnieniu. Ostateczna wytrzymałość betonu będzie w pewnym stopniu zależeć od nich.

Ważne czynniki to:

• wstępna aktywność segregatora;
• ilość wody w składzie;
• poziom zagęszczenia;
• temperatura i wilgotność;
• jakość składników do mieszania.

Ważną rolę odgrywa jakość użytych wypełniaczy. Komponenty o drobnej frakcji i substancjach gliniastych prowadzą do spadku wytrzymałości. Duże cząstki mają lepszą przyczepność do spoiwa. Ich zastosowanie ma pozytywny wpływ na wskaźniki wytrzymałościowe.

Klasyfikacja metod badawczych

Przy określaniu wytrzymałości betonu w konstrukcjach budowlanych konieczne jest rozwiązywanie trudnych problemów technicznych. Rozwój badań teoretycznych i praktycznych w zakresie kontroli jakości kompozycji budowlanych doprowadził do powstania wielu metod. Każdy z nich ma określony zakres, a także swoje plusy i minusy.

Jeśli przyjmiemy metodę oddziaływania bezpośrednio na badaną konstrukcję, to możemy wyróżnić trzy główne metody.

1. Destrukcyjny. Po operacjach kontrolnych próbka nie może być używana zgodnie z jej przeznaczeniem.
2. Nieniszczące. Wykonanie testu nie wpływa na wydajność konstrukcji.
3. Lokalnie destrukcyjny. Wymagany remont po specjalnych wydarzeniach.

Kontrolę należy przeprowadzić wyłącznie po dokładnym zapoznaniu się z dokumentacją projektową i techniczną. Po otrzymaniu pewnych informacji o zastosowanym składzie i technologii wykonania konstrukcji można przystąpić do pracy nad określeniem właściwości wytrzymałościowych.

Jakie czynniki decydują o wyborze metody?

Aby poznać wytrzymałość betonu na rozciąganie, należy najpierw zdecydować się na metodologię badań. Na jej wybór wpływają następujące czynniki:

• stan mieszanki budowlanej;
• dostępność stron testowych;
• ilość zebranych informacji;
• obecność lub brak niejednorodnych warstw w strukturze.

Pomimo różnorodności metod, wyniki uzyskane metodami niszczącymi są najbardziej wiarygodne, ponieważ badania mierzą pożądany wskaźnik - siłę przyłożoną podczas ściskania. Dodatkowo dokładnie badana jest próbka pobrana bezpośrednio z korpusu konstrukcji, a nie z jej górnej części.

Destrukcyjne metody kontroli

Istota metod polega na badaniu próbek uzyskanych przez wiercenie lub wycinanie gotowej konstrukcji. Są poddawane obciążeniu statycznemu ze stopniowym wzrostem tempa wzrostu. W rezultacie możliwe jest obliczenie naprężeń pod przyłożonymi siłami.

Wymiary i kształt pobranych próbek zależą od rodzaju przeprowadzanych badań. Muszą spełniać wymagania GOST 10180.

Metoda badawcza	Kształt próbek	Rozmiary elementów w milimetrach
Oznaczanie wytrzymałości betonu na rozciąganie i ściskanie	Cube	Długość krawędzi figury może wynosić 100, 150, 200 lub 300 mm
	Cylinder	Do badań pobierana jest próbka o wysokości dwóch średnic, z których jedna może mieć takie same wymiary jak krawędzie sześcianu.
Sprawdzanie wskaźników wytrzymałości na rozciąganie osiowe	Pryzmat o przekroju kwadratowym	Wymiary testowanego elementu mogą być następujące: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 lub 200 x 200 x 800 mm.
	Cylinder	Próbki o tym samym rozmiarze są pobierane podczas testów, jak w powyższym przypadku.
Oznaczanie wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu i rozłupywaniu	Pryzmat o przekroju kwadratowym	Podczas prac pobierane są próbki o wymiarach: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 i 150 x 150 x 600 mm.

Aby określić wytrzymałość betonu, jego próbki są pobierane poprzez wiercenie lub wycinanie poszczególnych części.

1. Miejsca są przydzielane powstępna inspekcja. Projektowany obszar testowy powinien znajdować się w pewnej odległości od złączy i krawędzi.
2. Pozostałe rowki po pobraniu próbek są zamurowane betonem drobnoziarnistym.
3. W procesie wiercenia lub piłowania używane są diamentowe brzeszczoty, specjalne otwornice lub odpowiednie narzędzia z węglików spiekanych.
4. Obszary pobierania próbek powinny być wolne od zbrojenia. Jeśli ta opcja nie może być zaimplementowana, to dla próbek o wymiarach większych niż 10 cm pobierany jest kawałek betonu z metalowymi prętami o przekroju do 16 mm.
5. Obecność zbrojenia jest niedopuszczalna w badaniach rozciągania i ściskania osiowego. To negatywnie wpływa na końcową wydajność. Ponadto pręciki nie powinny być obecne w pryzmatach w próbach rozciągania przy zginaniu.
6. Miejsca pobierania próbek, ich liczba, a także rozmiary są określone przez zasady kontroli wytrzymałości betonu, z uwzględnieniem punktów GOST 18105.

Każda pobrana sztuka jest oznaczona i opisana w protokole. Następnie jest starannie przygotowywany do dalszych testów. Wszystkie próbki muszą mieć specjalny schemat, który wyraźnie odzwierciedla orientację części bezpośrednio w projekcie.

Nieniszczące badania mechaniczne

Ta metoda jest oparta na zależnościach kalibracji. Opierają się na cechach pośrednich. Należą do nich:

• wskaźniki odbicia napastnika bezpośrednio od powierzchni betonu;
• parametry energii uderzeniaimpuls;
• rozmiary odcisków pozostawionych w wyniku mechanicznego uderzenia;
• stres prowadzący do lokalnego złamania podczas ucieczki;
• wymuszaj podczas łamania na krawędzi konstrukcji.

Zasady kontroli wytrzymałości betonu proponują użycie podczas testów określonego zestawu przyrządów pomiarowych: suwmiarki, podziałki kątowej, wskaźnika zegarowego i kilku innych narzędzi. Liczbę przeprowadzonych badań i odległości między obszarami roboczymi podano w tabeli.

Stosowana metoda badawcza	Liczba organizowanych wydarzeń	Odległość w milimetrach
		Od krawędzi konstrukcji	Między obszarami roboczymi
Odpryskiwanie żeber	2	-	200
Odkształcenie tworzyw sztucznych	5	50	30
Oddzielenie	1	50	Podwójna średnica dysku
Elastyczne odbicie	5	50	30
Impuls wstrząsowy	10	50	15
Oderwij z odpryskami	1	150	Głębokość kopania,pomnożone przez 5

Powyższe czynności należy przeprowadzić na placu budowy konstrukcji betonowej o łącznej powierzchni 100-600 metrów kwadratowych. patrz Po wykonaniu głównych badań dane są wprowadzane do specjalnego dziennika w celu ustalenia zależności kalibracyjnych między charakterystykami pośrednimi a wskaźnikami wytrzymałości utwardzonej zaprawy.

Badania nieniszczące za pomocą fizycznych metod oddziaływania

Kategoria takich metod obejmuje technologie oddziaływania akustycznego i promieniowania przenikliwego. Dają one możliwość oceny jakościowych cech struktury na podstawie struktury wewnętrznej, ponieważ prędkość propagacji fal drgań sprężystych jest mierzona bezpośrednio przez badany materiał.

Najczęściej używanym urządzeniem do określania wytrzymałości betonu jest metoda ultradźwiękowa. Pozwala na dokonywanie odczytów bez wywierania mechanicznego wpływu na konstrukcję. Mierzy prędkość, z jaką fale ultradźwiękowe przechodzą przez warstwę betonu. Przy badaniu wgłębnym czujniki mogą być umieszczone po obu stronach, a powierzchowne po jednej stronie.

Kontrola za pomocą ultradźwięków jest uważana za najbardziej pouczającą i dość prostą. Pozwala nie tylko ocenić parametry wytrzymałościowe, ale także znaleźć ewentualne defekty wewnątrz warstw. Zastosowane urządzenie posiada kilka trybów pracy, które przedstawiono w tabeli.

Tryb	Opis
Kalibracja	Pozwala dostosować urządzenie do właściwości betonu. W utwardzonej mieszaninie mierzone są fale ścinające, wyznaczane są ważne parametry, które są niezbędne do wykonania jakościowych obrazów struktury matrycy.
Przegląd	Daje możliwość szybkiego przestudiowania wewnętrznej struktury struktury. Mierzy się grubość, wykrywane są defekty lub obiekty w tablicy (złączki, rury, kable).
Kolekcja	Zgromadzone dane ultrasonograficzne. Nagrywanie odbywa się w różnych pozycjach. Skanowanie odbywa się w formie paska (lub specjalnej taśmy).
Wyświetl	Służy do analizowania danych przez długi czas. W takim przypadku na ekranie znajdują się wszystkie rodzaje obrazów. Mogą być wyświetlane pojedynczo lub wszystkie naraz.

Ultradźwiękowy tester wytrzymałości betonu umożliwia wielokrotne przeprowadzanie wielu testów, stale monitorując zmiany parametrów. Wadą jest błąd w stosunku charakterystyki akustycznej do podstawowych parametrów.

O utwardzaniu mieszanek budowlanych na bazie cementu

Istnieje bezpośrednia zależność wytrzymałości betonu od temperatury podczas procesu utwardzania. Za normalne warunki uważa się tryb od 15 do 20 stopni. Wraz ze spadkiem temperatury następuje spowolnienie wzrostu wytrzymałości. Po zamrożeniu utwardzenie nastąpi, jeśli do kompozycji zostaną dodane specjalne dodatki.

Podwyższenie temperatury przyspiesza proces utwardzania, zwłaszcza jeśli wilgotność jest wystarczająca. Jednak ogrzewanie powyżej 85 stopni jest przeciwwskazane, ponieważ trudno jest chronić mieszankę betonową przed wysychaniem. Proces krzepnięcia można stymulować na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest wykorzystanie ciepła wewnętrznego, a drugim jest wykorzystanie ciepła zewnętrznego.

O analizie możliwych problemów przy określaniu siły

Używając ultradźwiękowego miernika wytrzymałości betonu, należy zwrócić szczególną uwagę na ustalenie zależności kalibracyjnych. Bez nich uzyskanych danych nie można uznać za dowód. Aby uzyskać dokładniejsze wyniki, będziesz musiał wziąć pod uwagę ilość i skład wypełniacza, poziom zagęszczenia, zużycie cementu i wiele więcej.