Как определить прочность бетона: Обзор методов и инструментов определения прочности бетона.

Автор

Содержание

Обзор методов и инструментов определения прочности бетона.

В современном строительстве прочность, класс и марка бетона определяются повсеместно. Своевременное определение прочности бетона помогает предотвратить повреждения конструкций, локализовать дефекты или избежать их полностью.

Для чего, как и когда определяется прочность бетона? Чтобы ответить на этот вопрос мы выделили следующие виды работ, в которых задействована наша лаборатория неразрушающего контроля:

  • Контроль прочности образцов и конструкций из бетона при производстве работ строительными организациями;
  • Контроль прочности бетона в процессе ведения исполнительной документации;
  • Плановые и внеплановые проверки службой технадзора качества производства работ и прочности бетона;
  • Определение прочности бетона в процессе обследования зданий и сооружений.

В процессе строительства, реконструкции и капитального ремонта бетон применяется повсеместно, также повсеместно фиксируются нарушения в технологии производства работ.

Несоблюдение пропорций противоморозных добавок, чрезмерное увлажнение, преждевременное снятие опалубки, чрезмерное нагружение конструкций – все это приводит к изменению прочностных характеристик бетонных конструкций.

Как определить прочность бетона разрушающим методом? 

1. При помощи приборов разрушающего контроля: ОНИКС-ОС, Скол и другие.

2. При помощи лабораторных испытаний на гидравлическом прессе.

Для определения прочности конструкций из бетона применяются механические неразрушающие и разрушающие методы. Наиболее достоверным способом определения прочности бетона является разрушающий метод, который позволяет определить максимальную прочность бетона при разрушении образцов в лабораторных условиях (используется гидравлический пресс). Однако у данного способа есть значительные недостатки, связанные с трудоемкостью изъятия опытных образцов из существующих конструкций.  Очень часто в некоторых конструкциях невозможно произвести отбор проб из-за расположения большого числа конструктивной арматуры или по другим причинам. Недостатки данного метода привели к тому, что он применяется в исключительных случаях, когда конструкция позволяет изъять комплект цилиндрических образцов, а также в случаях испытания заранее заготовленных на строительной площадке образцов бетона каждой партии бетонной смеси, поставляемой на объект  строительства.

Наиболее удачным и технологичным на сегодняшний день является использование комбинированного метода. Сотрудниками компании «АЕГРО» применяется способ комбинации механического разрушающего и неразрушающего методов определения прочности бетона, так как с помощью данной комбинации можно определить прочность бетона с погрешностью не более 1%.  Кратко объясним суть данного метода:

Как определить прочность бетона неразрушающим методом?

1. При помощи приборов неразрушающего контроля склерометрического типа.

2. При помощи приборов неразрушающего типа, работающих по принципу ультразвуковой волны (ультразвуковые тестеры).

Для определения прочности бетона разрушающим методом используется прибор отрыва со скалыванием (ОНИКС-ОС). Выборочно проверяется до 5% конструкций методом отрыва со скалыванием. Принцип работы прибора основан на измерении усилия разрушения бетона при извлечении из него анкерного устройства (вырыве), соответственно определяется прочность бетона в теле железобетонной конструкции. Далее  используется прибор неразрушающего контроля – склерометр (ИПС-МГ4.03, Condtrol Pro Beton и др.), данным прибором измеряется прочность бетона в тех же 5% конструкциях и производится расчет коэффициента градуировочной зависимости.

Коэффициент градуировочной зависимости позволяет определить прочность бетона с наименьшей погрешностью, поскольку технология неразрушающего контроля позволяет испытать большое количество конструкций из бетона.

Камеральная обработка данных показывает, что определение прочности бетона с применением комбинации методов разрушающего и неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-88 позволяет избежать погрешностей из-за поверхностного определения прочности склерометрами или другими приборами.  Другими словами, учитывается расхождение прочностных характеристик бетона в его поверхностной и внутренней части.

В процессе определения прочности бетона необходимо изначально правильно отобрать конструкции для испытания разрушающим методом с таким расчетом, чтобы тип конструкций совпадал с типом испытуемых конструкций неразрушающими методами. То есть  при испытании неразрушающим методом таких конструкций как колонны, фундамент и плиты перекрытий следует ориентироваться на коэффициент градуировочной зависимости, определенный при испытании разрушающим методом тех же конструкций.

Методы, описанные выше, позволяют точно определить прочность бетона, определить слабые участки конструкций и заранее предусмотреть мероприятия по обеспечению несущей способности.

В случае, если Вы заметили дефекты в бетонных конструкциях (поры, трещины, участки с отсутствием защитного слоя бетона и коррозирующей арматурой), обратитесь к профессионалам. Наши контактные данные вы найдете на данной странице.

Помните, самостоятельно Вы можете определить лишь поверхностное состояние и качество бетона. Если Вы заметили, что бетон легко деформируется (поверхность его можно поцарапать монетой), цвет железобетонной конструкции светло-серый (почти белый) и имеет много пор и пустот - вызовите специалистов или проконсультируйтесь с инженерами компании АЕГРО.

3 проверенных способа определить прочность бетона

Есть три наиболее действенных способа измерения прочности бетона. В этой статье вы узнаете как и чем измерить прочность бетона, какой из методов больше подходит под ваши задачи.

Содержание статьи

3 проверенных способа как определить прочность бетона!

При постройке здания, необходимо уделить особое внимание определению прочности бетона. Расчёты, измерения нужно проводить качественно, чтобы можно было примерно определить сроки службы здания и некоторые другие параметры.

В науке словом «Прочность» определяют как устойчивость материала к механическим разрушениям. Есть нормы прочности, указанные в стандартах и санправилах.

Кроме измерений пробного образца в лаборатории, неизбежно при качественном подходе и исследование бетона стройки – чтобы выявить разницу, если она есть, и ликвидировать её, если бетон на стройке по каким-то причинам оказался хуже, чем эталонный образец.

Всего есть три способа, как определить прочность бетона. По уменьшению влияния на образец это имеет следующий вид.

1. Разрушающий и неразрушающий контроль к содержанию

1.1. Разрушающий способ

Есть некий образец, который испытывают посредством расслаивания его прессом. Образцы испытывают на двух установках. Первая пытается сжать образец до маленького кубика. А вторая пытается просто сколоть кусок бетона. Из их результативности и времени работы делают выводы о качестве бетона.

1.2. Неразрушающий способ

Особенно он хорош для измерения прочности существующих объектов. Для неразрушающего способа определения прочности бетона тоже характерны деформации, но их объём гораздо меньше.

Есть два метода измерить прочность, не изменяя структуру материала. Первый – использование механических ударных инструментов. К ним относятся различные молотки и пистолеты. Если при помощи первых измеряют диаметр лунок после удара, то при помощи вторых – силу отскока ударного стержня – упругость материала.

Чем больше упругость, тем больше общая прочность.

2. Использование ультразвуковых оценок. к содержанию

Как известно, в плотной среде скорость звуковой и ультразвуковой передачи данных увеличивается. Значит, чем прочнее бетон, тем быстрее будет по нему передаваться ультразвук.

Есть два типа передачи – поверхностная (для стен и перекрытий) и сквозная (оценка свай, столбов, нешироких опорных элементов. )

Он разделяется на 2 типа. Первый, при помощи специальных формул, доступен тем, кто получил специальное строительное образование.

Второй же доступен каждому и чаще всего применяется на практике. Берётся совсем маленький кусок бетона, молоток весом около полкило и зубило. Зубило ставится на кусок бетона, на него со средней силой опускается молоток. Молоток отскакивает, повторно отпускать его не надо. Снимаем зубило и смотрим на диаметр. Если бетон не повредился, то это самые лучшие сорта бетона – от Б 25 и выше. Если бетон повредился слегка (до пяти миллиметров), то это средние сорта бетона – от Б 10 до Б 25. А вот если бетон повредился до сантиметра, то это сравнительно слабые сорта – от Б 5 до Б 10.

Данный способ измерения прочности бетона подходит каждому, его легко запомнить, но стоит так же помнить и то, что такой способ годится только для мелких строек – при постройке официальных крупных зданий, в которых будут располагаться предприятия или будут жить люди, бетон нужно оценивать при помощи приглашённых экспертов и промышленных формул и установок.

Даже если вы, скажем, проводите ремонт крыши частного дома, вам потребуется оценить прочность бетона опорных конструкций, на которых эта крыша будет держаться.

Галерея изображений к содержанию

3 проверенных способа определить прочность бетона

Есть три наиболее действенных способа измерения прочности бетона. В этой статье вы узнаете как и чем измерить прочность бетона, какой из методов больше подходит под ваши задачи.

Содержание статьи

3 проверенных способа как определить прочность бетона!

При постройке здания, необходимо уделить особое внимание определению прочности бетона. Расчёты, измерения нужно проводить качественно, чтобы можно было примерно определить сроки службы здания и некоторые другие параметры.

В науке словом «Прочность» определяют как устойчивость материала к механическим разрушениям. Есть нормы прочности, указанные в стандартах и санправилах.

Кроме измерений пробного образца в лаборатории, неизбежно при качественном подходе и исследование бетона стройки – чтобы выявить разницу, если она есть, и ликвидировать её, если бетон на стройке по каким-то причинам оказался хуже, чем эталонный образец.

Всего есть три способа, как определить прочность бетона. По уменьшению влияния на образец это имеет следующий вид.

1. Разрушающий и неразрушающий контроль к содержанию

1.1. Разрушающий способ

Есть некий образец, который испытывают посредством расслаивания его прессом. Образцы испытывают на двух установках. Первая пытается сжать образец до маленького кубика. А вторая пытается просто сколоть кусок бетона. Из их результативности и времени работы делают выводы о качестве бетона.

1.2. Неразрушающий способ

Особенно он хорош для измерения прочности существующих объектов. Для неразрушающего способа определения прочности бетона тоже характерны деформации, но их объём гораздо меньше.

Есть два метода измерить прочность, не изменяя структуру материала. Первый – использование механических ударных инструментов. К ним относятся различные молотки и пистолеты. Если при помощи первых измеряют диаметр лунок после удара, то при помощи вторых – силу отскока ударного стержня – упругость материала.

Чем больше упругость, тем больше общая прочность.

2. Использование ультразвуковых оценок. к содержанию

Как известно, в плотной среде скорость звуковой и ультразвуковой передачи данных увеличивается. Значит, чем прочнее бетон, тем быстрее будет по нему передаваться ультразвук.

Есть два типа передачи – поверхностная (для стен и перекрытий) и сквозная (оценка свай, столбов, нешироких опорных элементов.)

Он разделяется на 2 типа. Первый, при помощи специальных формул, доступен тем, кто получил специальное строительное образование.

Второй же доступен каждому и чаще всего применяется на практике. Берётся совсем маленький кусок бетона, молоток весом около полкило и зубило. Зубило ставится на кусок бетона, на него со средней силой опускается молоток. Молоток отскакивает, повторно отпускать его не надо. Снимаем зубило и смотрим на диаметр. Если бетон не повредился, то это самые лучшие сорта бетона – от Б 25 и выше. Если бетон повредился слегка (до пяти миллиметров), то это средние сорта бетона – от Б 10 до Б 25. А вот если бетон повредился до сантиметра, то это сравнительно слабые сорта – от Б 5 до Б 10.

Данный способ измерения прочности бетона подходит каждому, его легко запомнить, но стоит так же помнить и то, что такой способ годится только для мелких строек – при постройке официальных крупных зданий, в которых будут располагаться предприятия или будут жить люди, бетон нужно оценивать при помощи приглашённых экспертов и промышленных формул и установок.

Даже если вы, скажем, проводите ремонт крыши частного дома, вам потребуется оценить прочность бетона опорных конструкций, на которых эта крыша будет держаться.

Галерея изображений к содержанию

3 проверенных способа определить прочность бетона

Есть три наиболее действенных способа измерения прочности бетона. В этой статье вы узнаете как и чем измерить прочность бетона, какой из методов больше подходит под ваши задачи.

Содержание статьи

3 проверенных способа как определить прочность бетона!

При постройке здания, необходимо уделить особое внимание определению прочности бетона. Расчёты, измерения нужно проводить качественно, чтобы можно было примерно определить сроки службы здания и некоторые другие параметры.

В науке словом «Прочность» определяют как устойчивость материала к механическим разрушениям. Есть нормы прочности, указанные в стандартах и санправилах.

Кроме измерений пробного образца в лаборатории, неизбежно при качественном подходе и исследование бетона стройки – чтобы выявить разницу, если она есть, и ликвидировать её, если бетон на стройке по каким-то причинам оказался хуже, чем эталонный образец.

Всего есть три способа, как определить прочность бетона. По уменьшению влияния на образец это имеет следующий вид.

1. Разрушающий и неразрушающий контроль к содержанию

1.1. Разрушающий способ

Есть некий образец, который испытывают посредством расслаивания его прессом. Образцы испытывают на двух установках. Первая пытается сжать образец до маленького кубика. А вторая пытается просто сколоть кусок бетона. Из их результативности и времени работы делают выводы о качестве бетона.

1.2. Неразрушающий способ

Особенно он хорош для измерения прочности существующих объектов. Для неразрушающего способа определения прочности бетона тоже характерны деформации, но их объём гораздо меньше.

Есть два метода измерить прочность, не изменяя структуру материала. Первый – использование механических ударных инструментов. К ним относятся различные молотки и пистолеты. Если при помощи первых измеряют диаметр лунок после удара, то при помощи вторых – силу отскока ударного стержня – упругость материала.

Чем больше упругость, тем больше общая прочность.

2. Использование ультразвуковых оценок. к содержанию

Как известно, в плотной среде скорость звуковой и ультразвуковой передачи данных увеличивается. Значит, чем прочнее бетон, тем быстрее будет по нему передаваться ультразвук.

Есть два типа передачи – поверхностная (для стен и перекрытий) и сквозная (оценка свай, столбов, нешироких опорных элементов.)

Он разделяется на 2 типа. Первый, при помощи специальных формул, доступен тем, кто получил специальное строительное образование.

Второй же доступен каждому и чаще всего применяется на практике. Берётся совсем маленький кусок бетона, молоток весом около полкило и зубило. Зубило ставится на кусок бетона, на него со средней силой опускается молоток. Молоток отскакивает, повторно отпускать его не надо. Снимаем зубило и смотрим на диаметр. Если бетон не повредился, то это самые лучшие сорта бетона – от Б 25 и выше. Если бетон повредился слегка (до пяти миллиметров), то это средние сорта бетона – от Б 10 до Б 25. А вот если бетон повредился до сантиметра, то это сравнительно слабые сорта – от Б 5 до Б 10.

Данный способ измерения прочности бетона подходит каждому, его легко запомнить, но стоит так же помнить и то, что такой способ годится только для мелких строек – при постройке официальных крупных зданий, в которых будут располагаться предприятия или будут жить люди, бетон нужно оценивать при помощи приглашённых экспертов и промышленных формул и установок.

Даже если вы, скажем, проводите ремонт крыши частного дома, вам потребуется оценить прочность бетона опорных конструкций, на которых эта крыша будет держаться.

Галерея изображений к содержанию

определение и испытание бетона, марки по прочности

Прочность бетона – одна из важнейших характеристик этого строительного материала. Бетон лучше всего сопротивляется усилиям на сжатие. Поэтому проектирование осуществляется таким образом, чтобы на конструкцию действовали в основном силы сжатия. Если конструкция будет испытывать усилия на растяжение и изгиб, то при расчете проекта учитывают прочность на растягивающие усилия и растяжение при изгибе.

Характеристики прочности бетона

Порочность бетона на сжатие характеризуют марка или класс прочности, которые определяются в стандартном варианте в возрасте 28 суток. В зависимости от эксплуатационных особенностей строительной конструкции, момент определения прочности материала на сжатие может устанавливаться индивидуально. Это могут быть 3,7, 60, 90, 180 суток.

 

Определение! Класс прочности характеризует гарантированную прочность строительного материала, выраженную в МПа, с обеспеченностью 95%. Маркой называют нормируемое значение средней прочности бетона. Единица измерения – кгс/см2.

В проекте на строительную конструкцию пользуются понятием класса прочности и только в особых случаях – марки.

Таблица зависимости между классами и марками бетонов

Класс

Марка

Класс

Марка

В3,5

М50

В25-В27,5

М350

В5

М75

В30

М400

В7,5

М100

В35

М450

В10-В12,5

М150

В40

М500

В15

М200

В45

М600

В20

М250

В50-В55

М700

В22,5

М300

В60

М800

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона

Прочность бетона зависит от ряда факторов, среди которых:

  • Активность цемента. Между прочностными характеристиками бетонного продукта и активностью вяжущего существует линейная зависимость. Чем выше активность, тем лучше прочностные показатели.
  • Количество вяжущего. Повышение содержания вяжущего положительно влияет на прочностные характеристики только до определенного процентного содержания. Выше – прочностные показатели растут незначительно, а другие технические параметры ухудшаются – растут усадка и ползучесть.
  • Водоцементное соотношение. Оптимальная величина определяется необходимой маркой удобоукладываемости. Обычно в смеси содержится 40-70% воды. Превышение оптимального количества жидкости инициирует образование пор, снижающих прочность конечного продукта.
  • Гранулометрический и минералогический состав заполнителей. На прочность бетонного продукта отрицательно влияют: неоптимальный состав мелкого и крупного заполнителей, наличие в них пылевидных и глинистых частиц.
  • Качество воды. Вода, используемая для затворения смеси, берется из водопровода питьевого назначения или проверяется в лаборатории на присутствие в ней примесей, отрицательно влияющих на качество конечного продукта.
  • Вибрирование бетонной смеси при укладке. При вибрировании из смеси выходит лишний воздух, снижающий прочностные характеристики. Однако излишнее вибрирование приводит к расслаиванию смеси.
  • Соблюдение оптимальных условий твердения.

Способы определения прочности

ГОСТ 10180-2012 регламентирует правила подготовки образцов и проведения испытаний прочности на сжатие в лабораторных условиях

В соответствии со стандартом образцами могут быть:

  • куб с длиной ребра 100, 150, 200, 250, 300 мм;
  • цилиндр с диаметром основания 100, 150, 200, 250, 300 мм, высотой не менее диаметра основания.

Образцы изготавливают с соблюдением условий, соответствующих реальным условиям твердения смеси. Твердение продукта может происходить в нормальных условиях или с использованием тепловой обработки. Испытания проводят на испытательной машине-прессе. Образец нагружают со стабильной скоростью нарастания усилия до его разрушения.

Существуют неразрушающие способы контроля прочности бетона, позволяющие контролировать этот параметр в уже готовой конструкции:

  • Механические. Эти испытательные технологии основаны на показаниях приборов. Основные методы – упругий отскок, ударный импульс, отрыв, скалывание, отрыв со скалыванием.
  • Ультразвуковой. Основой этого способа является зависимость скорости прохождения ультразвуковых волн через материал от его прочностных характеристик. Технология востребована для определения прочностных характеристик длинномерных строительных конструкций – ригелей, колонн, балок.

Области применения бетона различных классов прочности

  • В7,5. Такие бетоны содержат малое количество вяжущего и относятся к категории «тощих». Применяются в основном при проведении подготовительных строительных работ. С их помощью изготавливают подбетонки, на которых устраивается железобетонный фундамент. Такой подготовительный бетонный слой не допускает протекания цементного молочка из фундаментной бетонной смеси в грунт.
  • В10-В12,5. Такие материалы также обладают невысокой прочностью. Применяются для устройства подбетонного слоя, тонкослойных стяжек, фундаментов легких строительных конструкций.
  • В15-В20. Бетонные смеси этих классов прочности востребованы в малоэтажном индивидуальном строительстве при возведении небольших строений, для устройства внутренних перегородок, лестничных маршей.
  • В22,5. Широко востребованы в малоэтажном жилом и промышленном строительстве, при производстве ЖБИ.
  • В25-В22,7. Применяются при сооружении высоконагружаемых строительных конструкций – несущих балок, плит, колонн в многоэтажных зданиях.
  • В30 и выше. Такие бетоны, обладающие высокой прочностью, применяют в промышленном строительстве и для сооружения объектов высокой опасности и ответственности. Из-за высокой схватываемости применяются с добавками, регулирующими скорость твердения смеси.

Определение прочности бетона: методы определения, ГОСТ

При обследовании конструкций, сооружений и зданий обязательным этапом является определение прочности бетона. От этого значения напрямую зависит безопасность и срок эксплуатации любой изготовленной с применением бетона конструкции или отдельных элементов строительных сооружений.

Зная прочностные показатели бетона можно избежать ряда проблем и предотвратить ухудшение эксплуатационных качеств построек и преждевременное их разрушение. Кроме этого определение класса прочности бетона является неизбежной процедурой при сдаче здания в эксплуатацию.

От чего зависит прочность

Бетон набирает прочность вследствие происходящих при взаимодействии бетонной смеси с водой химических процессов. При этом скорость химических реакций под влиянием некоторых факторов может ускоряться или замедляться, что непосредственно влияет на прочностные характеристики конечного продукта.

К числу основных технологических факторов относят:

  • размеры и форма конструкции;
  • коэффициент усадки бетона при заливке;
  • степень активности цемента;
  • процент вместительности в смеси цемента;
  • пропорции в используемом растворе цемента и воды;
  • типы и качество применяемых наполнителей, и правильность их смешивания;
  • степень уплотнения;
  • время застывания раствора;
  • условия, в которых происходит отверждение: показатели влажности и температуры;
  • применение повторного вибрирования;
  • условия транспортировки раствора;
  • уход за монолитной конструкцией после заливки.

От каждого из этих критериев зависит какой прочностью будет обладать бетон и надежность возведенных из него сооружений или отдельных конструктивных элементов.

Прочностные характеристики бетона могут ухудшиться если нарушены производственные технологии. Как пример грубых нарушений можно привести превышение допустимого времени пребывания в пути бетонной смеси, не выполнение уплотнения и трамбовки при заливке и другие.

Виды прочности бетона

Чтобы определить безошибочно прочность бетона необходимо знать какой она бывает:

  • проектная. Предполагает полную нагрузку на конкретную марку бетона. Значение получить можно того, как проведено определение прочности по контрольным образцам. Испытанию подлежат образцы при естественной выдержке в течение 28 суток;
  • нормированная. Значения определяются по нормативным документам и ГОСТам;
  • требуемая. Принимаются минимальные показатели, допускаемые указанными в проектной документации нагрузками. Получить такие значения можно только в специализированных строительных лабораториях;
  • фактическая. Получается величина в ходе проведения испытаний. Число должно составлять не менее 70% от проектной. Прочность такого вида является отпускной;
  • разопалубочная. Обозначает, когда можно разопалубливать конструкции или испытательные образцы без из деформаций.

Обычно в первые 7-15 суток при условии оптимальной влажности и температуре 15-25 бетон достигает прочности до 70%. Если такие условия не выдерживаются, то соответственно затягиваются и сроки.

Обычно говоря о прочности, под этим понятием подразумевают кубиковую на сжатие. Но профессиональные бетонщики в обязательном порядке уточняют следующие характеристики:

  • на сжатие. Основой маркировки здесь выступает кубиковая прочность, получаемая при испытании образцов на прессе. Определение прочности бетона на сжатие с образцами кубической формы и 28-суточного возраста считается эталонным. Но довольно часто проводят также испытания бетона на 7 сутки после заливки;
  • на изгиб. Как правило рассчитывается при проектных работах;
  • на осевое растяжение. В лабораторных условиях достаточно трудно создать для образца требуемы нагрузки, поэтому проектировщики применяют конкретные величины, введенные в проектных институтах;
  • передаточная. Обозначает прочность в момент обжатия, когда бетону передается напряжение арматуры. Величина указана в технических и проектных документах.

От того, насколько точно вычислена прочность, зависит надежность изготавливаемых из материала конструкций. Поэтому в расчетах важен каждый исчисляемый показатель.

Какие требования к проверке предъявляет ГОСТ

Качество бетона на прочность проверяют как сами производители, так и контролирующие органы, руководствуясь при этом требованиями ГОСТов. Методика проведения испытаний и порядок обработки полученных результатов регламентированы ГОСТами 22690-88, 10180-2012, 18105-2010, 7473-2010, 13015-2003, 17621-87, 27006-86, 28570-90.

Указанные стандарты распространяются на все виды бетона и четко определяют правила проведения испытаний всеми существующими методами и оценки прочности. Основными нормируемыми и контролируемыми значениями в ходе проверок являются:

  • прочность на сжатие в конструкциях или отобранных образцах. Обозначается буквой В, определяется в классах;
  • прочность на осевое растяжение (Bt) – устанавливается класс;
  • водонепроницаемость (W) – проводится определение марки бетона;
  • морозостойкость (F) – рассчитывается марка;
  • средняя плотность (D) – исчисляется в марках.

Проводятся испытания разными методами, при этом исследуются вырубленные из монолита или только что залитые образцы площадью от 100 до 900 см².  Расстояние от края конструкции и между проверяемыми местами, и количество измерений четко регламентированы нормативными документами.

Все полученные значения записываются в протокол определения прочности бетона, согласно которого определяются прочностные свойства сооружений на предмет соответствия всем действующим нормативам.

Определяются прочностные значение в Мпа или кгс/см². Ниже приведена таблица определения прочности бетона разных классов и марок.

Какие существуют методы испытаний

В обследовании уже построенных зданий и в производстве стройматериалов применяются разные методы определения прочности бетона. Все они разделяются на функциональные группы: разрушающие и неразрушающие. Последние выполняются прямым и косвенным способами.

С помощью данных методик осуществляется контроль и получается оценка прочностных показателей бетона в уже возведенных и эксплуатируемых зданиях, на стройплощадках и в лабораторных условиях.

Разрушающие методы

Испытания разрушающим методом подразумевают вырубку или выпиливание образцов из готовой бетонной конструкции, которые впоследствии разрушаются на специальном прессе. Цифровые величины сжимающих усилий фиксируются после каждого испытательного мероприятия.

Такой способ позволяет получить достоверную информацию о характеристиках материала, но из-за высокой трудоемкости, дороговизны и образования на сооружениях локальных разрушений используется только в крайних случаях.

В условиях производства проверки выполняют на специально заготовленных сериях образцов, отобранных из рабочей смеси с полным соблюдением технических регламентов и стандартов. Образцы цилиндрической или кубовидной форм выдерживаются в максимально приближенной к заводским условиям среде, после чего проходят тестирование на прессе.

Неразрушающие прямые

Контрольные проверочные тесты прямым неразрушающим методом контроля осуществляются без нанесения повреждений обследуемым объектам. Для механического воздействия на исследуемую плоскость применяются специальные приборы для определения прочности бетона, с помощью которых взаимодействие производится:

  • способом отрыва. Составом на основе эпоксидов к монолитной поверхности приклеивается диск из высокопрочной стали. Далее с применением специальных механизмов диск вместе с бетонным фрагментом отрывается. Посредством математических расчетов условная величина усилия переводится в определяемый показатель;
  • методом отрыва со скалыванием. В данном случае прибор не к диску крепится, а непосредственно в полость бетонного объекта. В просверленные отверстия помещаются анкеры лепесткового типа, после чего элемент материала нужного размера извлекается. При этом устанавливается разрушающее усилие;
  • способом скалывания ребра. Применяется к таким конструкциям с наличием в них колонн, перекрытий и балок. К выступающему участку крепится прибор, нагрузка плавно увеличивается. Глубину и усилие скола устанавливают в момент разрушения, затем искомая прочность рассчитывается по формуле.

Механические методы определения прочности бетона не применяются, когда менее 20 мм составляет толщина защитного слоя. Особо относится это к технике скалывания.

Неразрушающие косвенные

При таких испытаниях прочность устанавливается без введения в тело конструкции тестирующих устройств. В данном случае применяют следующие способы:

  • исследование ультразвуком. Прибор устанавливается на ровную неповрежденную поверхность, по предварительно составленной программе прозванивают один за другим каждый участок. Ультразвуковым способом прочностные показатели получаются путем сравнивания скорости прохождения волн в эталонном образце и готовой конструкции;
  • метод ударного импульса. Здесь молотком Шмидта ударяют по поверхности бетона и фиксируют образуемую при ударе энергию. Точность искомых значений с помощью техники ударного импульса относительно невысокая;
  • метод упругого отскока. Проводится стекломером, который измеряет путь бойка при ударе о бетон;
  • способ пластического отскока. Состоит в сравнении образующего вследствие удара металлическим шаром размеров следа с эталонным отпечатком. На практике применяется наиболее часто, проводится молотком Кашкарова, в корпус которого помещается стальной стержень.

Основные характеристики контроля прочности ударным методом, отрывом и другими неразрушающими способами приведены в таблице.

Заключение

Испытание бетона – неотъемлемый этап контроля и определения прочности материала. Среди существующих методов исследования наиболее целесообразным считается неразрушающий контроль бетона.   Входящие в данную категорию способы более доступны в финансовом плане в отношении к лабораторным испытаниям. Но для получения точных результатов необходимо правильно выстроить градуировочную зависимость приборов, а также устранить все искажающие результаты измерений факторы.

 

Определение прочности бетона при обследовании зданий и сооружений

А. В. Улыбин, к. т. н.; С. Д. Федотов, Д. С. Тарасова (ПНИПКУ «Венчур», Санкт-Петербург)

В предлагаемой статье рассмотрены основные методы неразрушающего контроля прочности бетона, применяемые при обследовании конструкций зданий и сооружений. Приведены результаты экспериментов по сопоставлению данных, получаемых неразрушающими методами контроля и испытанием образцов. Показывается преимущество метода отрыва со скалыванием перед другими методами контроля прочности. Описываются мероприятия, без выполнения которых применение косвенных неразрушающих методов контроля недопустимо.

Прочность бетона на сжатие является одним из наиболее часто контролируемых параметров при строительстве и обследовании железобетонных конструкций. Имеется большое число методов контроля, применяемых на практике. Более достоверным, сточки зрения авторов, является определение прочности не по контрольным образцам (ГОСТ 10180–90), изготовляемым из бетонной смеси, а по испытанию бетона конструкции после набора им проектной прочности. Метод испытания контрольных образцов позволяет оценить качество бетонной смеси, но не прочность бетона конструкции. Это вызвано тем, что невозможно обеспечить идентичные условия набора прочности (вибрирование, прогрев и др.) для бетона в конструкции и бетонных кубиков образцов.

Методы контроля по классификации ГОСТ 18105–2010 ("Бетоны. Правила контроля и оценки прочности") разделены на три группы:

  • Разрушающие;
  • Прямые неразрушающие;
  • Косвенные неразрушающие.

Таблица 1. Характеристики методов неразрушающего контроля прочности бетона.

Наименование метода Диапазон применения*, МПа Погрешность измерения**
1 Пластической деформации 5 – 50 ± 30 – 40%
2 Упругого отскока 5 – 50 ± 50%
3 Ударного импульса 10 – 70 ± 50%
4 Отрыва 5 – 60 Нет данных
5 Отрыва со скалыванием 5 – 100 Нет данных
6 Скалывания ребра 5 – 70  Нет данных
7 Ультразвуковой 5 – 40 ± 30 – 50%

*По требованиям ГОСТ 17624–87 и ГОСТ 22690–88;

**По данным источника без построения частной градуировочной зависимости 

К методам первой группы относится упомянутый метод контрольных образцов, а также метод определения прочности путем испытания образцов, отобранных из конструкций. Последний является базовым и считается наиболее точным и достоверным. Однако при обследовании к нему при бегают довольно редко. Основными причинами этого являются существенное нарушение целостности конструкций и высокая стоимость исследований.

Измерители прочности бетона на нашем сайте.

В основном применяются методы определения прочности бетона неразрушающим контролем. При этом большая часть работ выполняется косвенными методами. Среди них наиболее распространенными на сегодняшний день являются ультразвуковой метод по ГОСТ 17624–87, методы ударного импульса и упругого отскока по ГОСТ 22690–88. Однако при использовании указанных методов редко соблюдаются требования стандартов по построению частных градуировочных зависимостей. Некоторые исполнители не знают этих требований.

Другие знают, но не понимают, насколько велика ошибка результатов измерений при использовании зависимостей, заложенных или прилагаемых к прибору, вместо зависимости, построенной на конкретном исследуемом бетоне. Есть «специалисты», которые знают об указанных требованиях норм, но пренебрегают ими, ориентируясь на финансовую выгоду и неосведомленность заказчика в данном вопросе.

Про факторы, влияющие на ошибку измерения прочности без построения частных градуировочных зависимостей, написано много работ. В табл.1 представлены данные по максимальной погрешности измерений различными методами, приведенные в монографии по неразрушающему контролю бетона.

В дополнение к обозначенной проблеме использования несоответствующих ("ложных") зависимостей обозначим еще одну, возникающую при обследовании. Согласно требованиям СП 13-102-2003 обеспечение выборки измерений (параллельных испытаний бетона косвенным и прямым методом) на более чем 30 участках является необходимым, но не достаточным для построения и использования градуировочной зависимости. Необходимо, чтобы полученная парным корреляционно­ регрессионным анализом зависимость имела высокий коэффициент корреляции (более 0,7) и низкое СКО (менее 15% от средней прочности). Чтобы данное условие выполнялось, точность измерений обоих контролируемых параметров (например, скорость ультразвуковых волн и прочность бетона) должна быть достаточно высокой, а прочность бетона, по которому строится зависимость, должна изменяться в широком диапазоне.

При обследовании конструкций указанные условия выполняются редко. Во-первых, даже базовый метод испытания образцов нередко сопровождается высокой погрешностью. Во-вторых, за счет неоднородности бетона и других факторов [4] прочность в поверхностном слое (исследуемая косвенным методом) может не соответствовать прочности того же участка на некоторой глубине (при использовании прямых методов). И наконец, при нормальном качестве бетонирования и соответствии класса бетона проектному в пределах одного объекта редко можно встретить однотипные конструкции с прочностью, изменяющейся в широком диапазоне (например, от В20 до В60). Таким образом, зависимость приходится строить по выборке измерений с малым изменением исследуемого параметра.

В качестве наглядного примера вышеуказанной проблемы рассмотрим градуировочную зависимость, представленную на рис. 1. Линейная регрессионная зависимость построена по результатам ультразвуковых измерений и испытаний на прессе образцов бетона. Несмотря на большой разброс результатов измерений, зависимость имеет коэффициент корреляции 0,72, что до­пустимо по требованиям СП 13-102-2003. При аппроксимации функциями, отличными от линейной (степенной, логарифмической и пр.) коэффициент корреляции был менее указанного. Если бы диапазон исследуемой прочности бетона был меньше, например от 30 до 40 МПа (область, выделенная красным цветом), то совокупность результатов измерений превратилась бы в «облако», представленное в правой части рис. 1. Данное облако точек характеризуется отсутствием связи между измеряемым и искомым параметрами, что подтверждается максимальным коэффициентом корреляции 0,36. Иными словами, градуировочную зависимость здесь не построить.

РИС. 1. Зависимость между прочностью бетона и скоростью ультразвуковых волн

Также необходимо отметить, что на рядовых объектах количество участков измерения прочности для построения градуировочной зависимости сопоставимо с общим количеством измеряемых участков. В данном случае прочность бетона может быть определена по результатам только прямых измерений, а в градуировочной зависимости и использовании косвенных методов контроля уже не будет смысла.

Таким образом, без нарушения требований действующих норм для определения прочности бетона при обследовании в любом случае необходимо в том или ином объеме использовать прямые неразрушающие либо разрушающие методы контроля. Учитывая это, а также обозначенные выше проблемы, далее более подробно рас­ смотрим прямые методы контроля.

К данной группе по ГОСТ 22690–88 относится три метода:

  1. Метод отрыва.
  2. Метод отрыва со скалыванием.
  3. Метод скалывания ребра.

Метод отрыва

Метод отрыва основан на измерении максимального усилия, необходимого для отрыва фрагмента бетонной конструкции. Отрывающая нагрузка прилагается к ровной поверхности испытываемой конструкции за счет приклеивания стального диска (рис. 2), имеющего тягу для соединения с прибором. Для приклеивания могут использоваться различные клеи на эпоксидной основе. В ГОСТ 22690–88 рекомендуются клеи ЭД20 и ЭД16 с цементным наполнителем.
На сегодняшний день могут применяться современные двухкомпонентные клеи, производство которых хорошо налажено (POXIPOL, «Контакт», «Момент» И др.). В отечественной литературе по испытанию бетона методика испытания предполагает приклеивание диска к участку испытания без дополнительных мероприятий по ограничению зоны отрыва. В таких условиях площадь отрыва является непостоянной и должна определяться после каждого испытания. В зарубежной практике перед испытанием участок отрыва ограничивается бороздой, создаваемой кольцевыми сверлами (коронками). В данном случае площадь отрыва постоянна и известна, что увеличивает точность измерений.

После отрыва фрагмента и определения усилия определяется прочность бетона на растяжение (R(bt)) , по которой с помощью пересчета по эмпирической зависимости может быть определена прочность на сжатие (R). Для перевода можно воспользоваться выражением, указанным в пособии: 

Для метода отрыва могут применяться различные приборы, используемые и для метода отрыва со скалыванием, такие как ПОС-50МГ4, ОНИКС­ОС, ПИБ, DYNA (рис. 2), а также старые аналоги: ГПНВ-5, ГПНС-5. Для проведения испытания необходимо наличие захватного устройства, соответствующего тяге, расположенной на диске.

Рис. 2. Прибор для метода отрыва с диском для приклеивания к бетону

В России метод отрыва не нашел широкого распространения. Об этом свидетельствует и отсутствие серийно выпускаемых приборов, приспособленных для крепления к дискам, а также самих дисков. В нормативных документах отсутствует зависимость для перехода от усилия вырыва к прочности на сжатие. В новом ГОСТ 18105–2010, а также предшествующем ГОСТ Р 53231–2008 метод отрыва не включен в перечень прямых методов неразрушающего контроля и вообще не упоминается. Причиной этому, по всей видимости, является ограниченный температурный диапазон применения метода, что связано с продолжительностью твердения и (или) невозможностью использования эпоксидных клеев при низкой температуре воздуха. Большая часть России расположена в более холодных климатических зонах, чем страны Европы, поэтому данный метод, широко при меняемый в европейских странах, в нашей стране не используется. Другим отрицательным фактором является необходимость сверления борозды, что дополнительно снижает производительность контроля.

Метод отрыва со скалыванием

Рис. 3. Испытание бетона методом отрыва со скалыванием

Данный метод имеет много общего с описанным выше методом отрыва. Основным отличием является способ крепления к бетону. Для приложения отрывающего усилия используются лепестковые анкеры различных размеров. При обследовании конструкций анкеры закладываются в шпур, пробуренный на участке измерения. Так же, как и при методе отрыва, измеряется разрушающее усилие (Р). Переход к прочности бетона на сжатие осуществляется по указанной в ГОСТ 22690 зависимости: R=m1m2P, где m1 — коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя, m2 — коэффициент перехода к прочности на сжатие, зависящий от вида бетона и условий твердения.

В нашей стране данный метод нашел, пожалуй, самое широкое распространение благодаря своей универсальности (табл.1), относительной простоте крепления к бетону, возможности испытания практически налюбом участке конструкции. Основными ограничениями для его применения являются густое армирование бетона и толщина испытываемой конструкции, которая должна быть больше, чем удвоенная длина анкера. Для выполнения испытаний могут использоваться приборы, указанные выше.

Таблица 2. Сравнительные характеристики прямых методов неразрушающего контроля

Преимущества Метод
Отрыв Отрыв со скалыванием Скалывание ребра
Определение прочности бетонов классом более В60 +
Возможность установки на неровную поверхность бетона (неровности более 5 мм) +
Возможность установки на плоский участок конструкции (без наличия ребра) + +
Отсутствие потребности в источнике электроснабжения для установки +* +
Быстрое время установки + +
Работа при низких температурах воздуха + +
 Наличие в современных стандартах + +

*Без сверления борозды, ограничивающей участок отрыва.

Помимо более простого и быстрого крепления к бетону конструкции по сравнению с методом отрыва, не требуется обязательное наличие ровной поверхности. Главным условием является необходимость того, чтобы кривизна поверхности была достаточной для установки прибора на тягу анкера. В качестве примера на рис. 3 представлен прибор ПОС-МГ4, установленный на деструктированную поверхность устоя гидротехнического сооружения.

Метод скалывания ребра

Последним прямым методом неразрушающего контроля является модификация метода отрыва — метод скалывания ребра. Основное отличие заключается в том, что прочность бетона определяют по усилию (Р), необходимому для скалывания участка конструкции, расположенному на внешнем ребре. В нашей стране долгое время выпускались приборы типа ГПНС-4 и ПОС-МГ4 Скол, конструкция которых предполагала обязательное наличие двух рядом расположенных внешних углов конструкции.

Захваты прибора подобно струбцине крепились на испытываемый элемент, после чего через захватывающее устройство прилагалось усилие к одному из ребер конструкции. Таким образом, испытание можно было проводить только на линейных элементах (колонны, ригели) или в проемах на краях плоских элементов (стены, перекрытия). Несколько лет назад была разработана конструкция прибора, которая позволяет устанавливать его на испытываемый элемент с наличием только одного внешнего ребра. Закрепление осуществляется к одной из поверхностей испытываемого элемента при помощи анкера с дюбелем. Данное изобретение несколько расширило диапазон применения прибора, но одновременно с этим уничтожило основное преимущество метода скалывания, которое заключалось в отсутствии необходимости сверления и потребности в источнике электроэнергии.

Прочность бетона на сжатие при использовании метода скалывания ребра определяется по нормированной зависимости: R=0,058m(30P+P2),

где m — коэффициент, учитывающий крупность заполнителя.

Для наглядности сравнения характе­ристики прямых методов контроля представлены в табл. 2.

По данным, приведенным в таблице, видно, что наибольшим числом преимуществ характеризуется метод отрыва со скалыванием.

Однако, несмотря на возможность применения данного метода по указаниям норм без построения частной градуировочной зависимости, у многих специалистов возникает вопрос о точности получаемых результатов и соответствии их прочности бетона, определяемой методом испытания образцов. Для исследования этого вопроса, а также сопоставления результатов измерений, полученных прямым методом, с результатами измерений косвенными методами проведен эксперимент, опиcанный далее.

Результаты сравнения методов 

В лаборатории «Обследование и испытание зданий и сооружений» ФГБОУ ВПО «СПБГПУ» были проведены исследования при использовании различных методов контроля. В качестве объекта исследования использован фрагмент бетонной стены, выпиленный алмазным инструментом. Габариты бетонного образца — 2,0×1,О х 0,3 м.

Армирование выполнено двумя сетками арматуры диаметром 16 мм, расположенной с шагом 100 мм с величиной защитного слоя 15–60 мм. В исследуемом образце применен тяжелый бетон на заполнителе из гранитного щебня фракции 20–40.

Для определения прочности бетона использован базовый разрушающий метод контроля. Из образца с помощью установки алмазного сверления выбурены 11 кернов различной длины диаметром 80 мм. Из кернов изготов­ лены 29 образцов — цилиндров, удовлетворяющих по своим размерам требованиям ГОСТ 28570–90 ("Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций"). По результатам испытания образцов на сжатие выявлено, что среднее значение прочности бетона составило 49,0 МПа. Распределение значений прочности подчиняется нормальному закону (рис. 4). При этом прочность исследуемого бетона имеет высокую неоднородность с коэффициентом вариации 15,6% и СКО равным 7,6 МПа.

Для неразрушающего контроля применены методы отрыва, отрыва со скалыванием, упругого отскока и ударного импульса. Метод скалывания ребра не применялся по причине близкого расположения арматуры к ребрам образца иневозможности выполнения испытаний. Ультразву­ ковой метод не использован, так как прочность бетона выше допустимого диапазона для применения данного метода (табл.1). Выполнение измере­ ний всеми методами производилось на грани образца, срезанной алмазным инструментом, что обеспечива­ ло идеальные условия с точки зрения ровности поверхности. Для определе­ ния прочности косвенными методами контроля использовались градуиро­ вочные зависимости, имеющиеся в паспортах приборов, или заложен­ ные в них.

На рис. 5. представлен процесс измерения методом отрыва. Результаты измерений всеми методами представлены в табл. 3.

Таблица 3. Результаты измерения прочности различными методами


п/п
Метод контроля (прибор) Количество измерений, n Среднее значение прочности бетона, Rm, МПа Коэффициент вариации, V, %
1 Испытание на сжатие в прессе (ПГМ-1000МГ4) 29 49,0 15,6
2 Метод отрыва со скалыванием (ПОС-50МГ4) 6 51,1 4,8
3 Метод отрыва (DYNA) 3 49,5
4 Метод ударного импульса
(Silver Schmidt)
30 68,4 7,8
5 Метод ударного импульса
(ИПС-МГ4)
7 (105)* 78,2 5,2
6 Метод упругого отскока
(Beton Condtrol)
30 67,8 7,27

 *Семь участков по 15 измерений на каждом.

По данным, представленным в табли­це, можно сделать следующие выводы:
среднее значение прочности, по­лученной испытанием на сжатие и прямыми методами неразрушающего контроля, различается не более чем 5%;
по результатам шести испытаний методом отрыва со скалыванием разброс прочности характеризуется низким значением коэффициента вариации 4,8%;
результаты, полученные всеми кос­венными методами контроля, за­вышают прочность на 40–60%. Одним из факторов, приведших к дан­ному завышению, является карбонизация бетона, глубина которой на исследуемой поверхности образца составила 7 мм.

Выводы

1. Мнимая простота и высокая про­изводительность косвенных методов неразрушающего контроля теряются при выполнении требований построения градуировочной зависимости и учете (устранении) влияния факторов, искажающих результат. Без выполнения этих условий данные методы при обсле­довании конструкций можно при менять только для качественной оценки проч­ности по принципу «больше — меньше».
2. Результаты измерений прочности базовым методом разрушающего конт­роля путем сжатия отбираемых образ­цов также могут сопровождаться боль шим разбросом, вызванным как не­однородностью бетона, так и другими факторами.
3. Учитывая повышенную трудоем­ кость разрушающего метода и под­ твержденную достоверность результа­ тов, получаемых прямыми методами неразрушающего контроля, при обсле­ довании рекомендуется при менять по­ следние.
4. Среди прямых методов неразру­ шающего контроля оптимальным по большинству параметров является ме­ тод отрыва со скалыванием.

Рис. 4. Распределение значений прочности по результатам испытаний на сжатие.

Рис. 5. Измерение прочности методом отрыва.

А. В. Улыбин, к. т. н.; С. Д. Федотов, Д. С. Тарасова (ПНИПКУ «Венчур», Санкт-Петербург), журнал "Мир строительства и недвижимости, №47, 2013 г.

Все публикации
Архив по годам: 2006; 2008; 2013; 2015; 2016; 2018; 2019; 2020;

Измерение прочности бетона на месте | Журнал Concrete Construction


Con-Cure Использование измерителей зрелости для измерения прочности монолитного бетона является точным методом измерения. Результаты помогают компаниям решить, когда безопасно снимать опалубку или подвергать стрессу пост-натяжение.

Существует несколько способов оценки прочности бетона на месте, например, испытание на зрелость, испытание датчиком Виндзора, отбойный молоток и испытание на отрыв.Узнайте больше о каждом.

Тестирование зрелости

В предыдущих столбцах обсуждение было сосредоточено на испытании образцов из затвердевшего бетона - образцов, отвержденных в полевых условиях, по сравнению с образцами, отвержденными стандартным способом. Но какова реальная прочность бетона в конструкции? На сегодняшний день лучший метод определения этого - метод зрелости (ASTM C1074).

О зависимости увеличения прочности от температуры писали с 1940-х годов. Бетон быстрее набирает прочность в теплую погоду, чем в холодную.Поместив датчик в свежий бетон и снимая показания температуры с заданными интервалами, измеритель зрелости объединяет влияние времени и температуры для получения «числа зрелости». Уже разработанная кривая зрелости, соотношение числа зрелости к прочности на сжатие для конкретной конструкции бетонной смеси позволяет оценить прочность бетона в то время и в этом месте конструкции.

Есть ряд преимуществ использования метода погашения.

  • Он обеспечивает лучшее представление о приросте прочности на месте, чем в лаборатории или с образцами, отвержденными в полевых условиях.В 1988 году Федеральное управление шоссейных дорог определило, что даже образцы, отвержденные в полевых условиях, не точно отражают истинную скорость гидратации, испытываемой бетоном в конструкции.
  • Позволяет проводить измерения прочности на месте, которые можно проверить в любое время. При использовании баллонов их можно испытать только один раз - проблема, если прочность ниже той, которая требуется для снятия берега или формы, особенно если нет дополнительных образцов.
  • Обеспечивает лучший выбор времени для строительных работ, зависящих от прочности. Поскольку прочность можно проверить в любое время, улучшенное время дает максимальную экономию времени без ущерба для безопасности или качества. Кроме того, не нужно тратить время на доставку образцов в лабораторию или на то, чтобы лаборатория позвонила и сообщила результаты.
  • Позволяет измерять прочность на месте в местах с наименьшей прочностью. Учитывая тот факт, что бетон, подвергающийся воздействию более высоких температур, набирает прочность быстрее, чем бетон при более низких температурах, бетон в конструкциях набирает прочность с разной скоростью в разных местах в зависимости от различных температурных условий внутри конструкции.Например, более тонкие секции имеют тенденцию генерировать и сохранять меньше внутреннего тепла, чем секции, имеющие большую массу или меньшую площадь поверхности. Точно так же части конструкции набирают прочность с разной скоростью из-за эффектов затенения или прямого солнечного света. Метод зрелости для измерения увеличения прочности монолитного бетона позволяет проводить измерения в местах, где увеличение прочности, вероятно, будет самым медленным, обеспечивая дополнительную гарантию того, что никакие последующие работы не начнутся до тех пор, пока не будет достигнута достаточная прочность во всей конструкции.
  • Позволяет измерять прочность на месте в местах «критической прочности». Кроме того, возможность измерения прочности по зрелости позволяет инженеру конкретно нацеливать измерения прочности в тех местах, где ожидаются критические напряжения для ожидаемых условий нагружения во время последующих строительных работ.

    Определение того, сколько стоит тестирование зрелости, также связано со временем. Примером может служить расширение структуры парковки, проведенное несколько лет назад в международном аэропорту имени генерала Митчелла в Милуоки.Бетон в пандусах и настилах был испытан, чтобы определить, когда можно выполнять работы по последующему натяжению (ПН). Подрядчик использовал отвержденные в полевых условиях цилиндры, чтобы определить, когда следует подвергнуть напряжению сухожилия, но руководители проектов были недовольны тремя днями, которые потребовались для получения минимальной прочности, требуемой инженером-строителем. Таким образом, инженер-строитель одобрил тестирование на зрелость, что позволило подрядчику натянуть пряди за два дня, сэкономив целый день для каждого из примерно 50 отдельных размещений ПК. Таким образом, помимо точности измерений прочности бетона на месте, испытания на зрелость также экономят время и деньги.

    Испытания датчика Windsor

    Этот метод испытания прочности бетона осуществляется путем проникновения в поверхность бетона зонда из закаленной стали с тупым коническим наконечником. Зонд вводится в бетон из пистолета с патроном, заполненным порохом. Глубина проникновения измеряется, а прочность бетона берется из таблицы, предоставленной производителем.Однако, как указано в стандарте ASTM C803, взаимосвязь должна быть «экспериментально установлена ​​между сопротивлением проникновению и прочностью бетона с использованием тех же бетонных материалов и пропорций смеси, что и в конструкции». Прочность пасты может не сильно измениться, но совокупная прочность, безусловно, может меняться от региона к региону. Поскольку зонды могут проникать сквозь частицы заполнителя, действительно важно определить кривую зависимости прочности от проникновения для вашего района. Производитель предоставляет диаграмму твердости по Моосу для заполнителя в зависимости от глубины проникновения, чтобы получить прочность бетона, но это может быть субъективным и, как правило, недостаточно для получения точных результатов.

    Отбойный молоток

Nitto Cnstruction Co. Используя тестер бетона Nitto Construction CTS-02, рабочий осторожно постукивает по бетонной поверхности для расчета прочности бетона.

Метод определения числа отскока затвердевшего бетона приведен в ASTM C805. Использование отбойного молотка описано в Разделе 5.1 документа C805, в котором говорится, что «этот метод испытаний применим для оценки однородности бетона на месте, для определения областей в структуре более низкого качества или из поврежденного бетона, а также для оценки сила.На практике мы никогда не видели, чтобы кто-нибудь правильно выполнял метод испытания, потому что в Разделе 5.2 говорится: «Связь между числом отскока и прочностью, предоставляемая производителями приборов, должна использоваться только для определения относительной прочности бетона в различных местах конструкции. ” Чтобы использовать этот метод испытаний для оценки прочности, необходимо установить соотношение и число отскока для данной бетонной смеси и данного оборудования. Чтобы установить взаимосвязь, вы должны соотнести числа отскока, измеренные на конструкции, с прочностью стержней, взятых из соответствующих мест.По крайней мере, два реплицированных ядра должны быть взяты как минимум из шести мест с разными числами отскока. Но часто инспекторы снимают показания отскока в нескольких местах, не соблюдая требований ASTM. Показания из одного и того же места также часто не могут быть воспроизведены. По этой причине мы считаем тест практически бесполезным из-за большого разброса результатов. Мы всегда стараемся уговорить наших клиентов использовать практически любой другой метод испытаний. Вариантом испытания отбойным молотком является недавно разработанное устройство, созданное Nitto Construction Co., Хоккайдо, Япония (см. Www.concretetester.com). Этот инструмент проверяет прочность нового или зрелого бетона с большей точностью и скоростью, чем обычные отбойные молотки, без громоздких и требующих много времени проблем с калибровкой, которые обычно возникают у отбойных молотков. Калибровка прибора занимает всего несколько секунд на настройку. Когда оператор ударяет по тестовой части бетона молотковой частью устройства, он записывает и анализирует данные как об ударе, так и после удара, обрабатывая информацию намного быстрее, чем другие молотки.Когда рабочий прикладывает легкую силу удара молотком к испытательному участку, прибор измеряет прочность бетона с беспрецедентной точностью. Он также может обнаруживать ранее нечитаемые дефекты и использоваться для обнаружения участков отслоившихся бетонных поверхностей.

Испытание на отрыв

Испытание на вырывание (ASTM C900) является слегка разрушающим испытанием, но область выдергивания относительно мала и может быть исправлена. Круглая металлическая вставная головка и соединительный вал засыпаны свежим бетоном, причем верхняя часть вала находится на высоте плиты.Вал имеет меньший диаметр, чем головка вставки. Когда нагрузка на выдвижной вал увеличивается до отказа, бетонный кусок конической формы вынимается. Прочность на вырыв может быть связана с прочностью на сжатие, чтобы определить, может ли продолжаться последующее натяжение, могут ли быть удалены формы и берега, или могут быть прекращены зимняя защита и отверждение. Также можно использовать установленные анкеры. Однако в этом тесте диапазон индивидуальных результатов может отличаться на 30% и более.

Тестировать правильно

Эта статья представляет собой обзор утвержденных методов испытаний для оценки прочности бетона в конструкции.Каждый из обсуждаемых методов тестирования имеет гораздо больше компонентов, чем можно здесь упомянуть. Мы рекомендуем, чтобы испытания проводились компетентными фирмами и отдельными лицами, и если это требуется в методе испытаний, тестировщик должен иметь надлежащие и действующие сертификаты.

Как оценить прочность бетона на месте

Бетон должен набрать достаточную прочность, чтобы выдерживать свой вес и строительные нагрузки, прежде чем снимать опалубку, перешивать или задвигать. Инженеры часто указывают минимальную прочность бетона на месте, прежде чем подрядчики смогут выполнить последующее натяжение, засыпать стены, открыть тротуары для движения или прекратить защиту в холодную погоду.По этим причинам подрядчики должны знать, как правильно оценить прочность бетона на месте для недавно уложенного бетона, особенно в холодную погоду. В противном случае безопасность рабочих и качество конструкции могут быть поставлены под угрозу.

Полевые испытательные цилиндры и коэффициенты зрелости часто используются для оценки прочности бетона на месте. Однако испытание цилиндров, отвержденных в полевых условиях, является стандартной процедурой, установленной строительными нормами. Другие методы - включая факторы зрелости и монолитные цилиндры для плит, сопротивление проникновению и прочность на вырыв - требуют одобрения архитектора / инженера и могут потребовать одобрения строительного чиновника.

Температура и время

Прирост прочности бетона зависит от комбинации температуры и времени выдержки. Скорость гидратации или химической реакции между цементом и водой зависит от температуры бетона. По мере повышения температуры бетона скорость гидратации и, как следствие, увеличение прочности увеличивается. И наоборот, скорость набора прочности снижается с понижением температуры бетона. По этой причине замедленная прочность бетона является обычным явлением в холодную погоду, если подрядчики не соблюдают меры предосторожности.Конечно, прочность бетона со временем увеличивается, если есть адекватные условия отверждения, способствующие гидратации.

Полевые испытательные цилиндры

Стандартное и полевое отверждение - это разные процедуры, определенные ASTM C31 для отверждения бетонных испытательных цилиндров. Испытательные цилиндры стандартного отверждения, иногда называемые цилиндрами лабораторного отверждения, представляют собой идеальную или номинальную прочность бетона. Диапазон температур для стандартного отверждения составляет от 60 ° F до 80 ° F в течение периода до 48 часов (начальное отверждение) и 73. 5 ± 3,5 ° F для баланса 28-дневного периода отверждения (окончательное отверждение) для бетонов с указанной прочностью до 6000 фунтов на квадратный дюйм. Бетон с указанной прочностью 6000 фунтов на квадратный дюйм или выше должен соответствовать более жесткому диапазону температур от 68 ° F до 78 ° F для начального отверждения. Для стандартного отверждения температура и время стандартизированы для обеспечения однородных условий отверждения. Вот почему значения прочности, полученные из испытательных цилиндров стандартного отверждения, используются для определения прочности бетона.

Полевое отверждение отличается от стандартного.Он заключается в хранении испытательных цилиндров как можно ближе к бетону на месте и защите цилиндров от элементов таким же образом, как и бетон на месте. Условия отверждения испытательных цилиндров должны быть такими же, как и условия отверждения монолитного бетона. Подвергая испытательные цилиндры той же зависимости температуры от времени, что и бетон на месте, предполагается, что прочность испытательных цилиндров представляет собой прочность бетона на месте.

Испытательные цилиндры, отверждаемые в полевых условиях, обычно недооценивают истинную прочность бетона на месте из-за тепловой массы испытательного цилиндра (4 дюйма.x 8 дюймов или 6 дюймов x 12 дюймов) по сравнению со значительно большей тепловой массой представленного бетонного элемента. Обычно температуры отверждения для испытательных цилиндров ниже, чем фактические температуры бетона на месте, даже когда испытательные цилиндры заправлены под отверждаемое одеяло и хранятся рядом с представленным бетоном.

Значения прочности, полученные на испытательных цилиндрах, отвержденных в полевых условиях, обычно консервативны. Тем не менее, отвержденные в полевых условиях цилиндры могут сильно завышать прочность бетона на месте, если отвержденные в полевых условиях цилиндры хранятся и отверждаются в рабочем прицепе.

За некоторыми исключениями, прочность цилиндров стандартного отверждения выше, чем прочность цилиндров, отвержденных в полевых условиях, потому что стандартные температуры отверждения создают более высокие скорости гидратации и увеличения прочности, чем при типичных температурах отверждения в полевых условиях. По этой причине всегда используйте цилиндры стандартной прочности для определения прочности бетона. Что еще более важно, используйте только прочность цилиндров, отверждаемых в полевых условиях, для принятия конструктивных решений, таких как определение того, когда следует снимать опалубку и опоры, начинать последующее натяжение или определять, когда вводить конструкцию в эксплуатацию.Никогда не используйте испытательные цилиндры стандартного отверждения вместо испытательных цилиндров, отвержденных в полевых условиях. Неспособность правильно оценить прочность бетона на месте может поставить под угрозу безопасность рабочих и повредить конструкцию.

Метод погашения

Метод зрелости (ASTM C1074) является более точным, надежным и экономичным для оценки прочности бетона на месте, чем испытательные цилиндры, отверждаемые в полевых условиях. Он основан на концепции, согласно которой температура и время отверждения бетона напрямую связаны с прочностью бетона.В частности, этот метод использует заранее установленное соотношение температура-время-прочность для данной бетонной смеси для оценки прочности бетона на месте.

Шаги по оценке прочности бетона на месте с использованием метода зрелости включают:

1. Подготовьте не менее 15 цилиндров для лабораторных испытаний и вставьте датчики температуры по крайней мере в два из цилиндров для данной бетонной смеси, отвердите при комнатной температуре и вычислите коэффициенты зрелости M (t) для различного прошедшего времени, соответствующего испытаниям на прочность с использованием следующее уравнение:

M (t) = СУММ (Ta минус To) Δt

где:

M (t) = коэффициент зрелости в возрасте (t), градусы – часы, ° F – ч

Δt = временной интервал, час

Ta = средняя температура бетона за интервал времени (Δt), ° F

To = температура, ниже которой не происходит увеличения прочности, ° F (от 14 ° F до 32 ° F)

Затем создайте гладкую кривую зависимости прочности от зрелости, построив рассчитанные коэффициенты зрелости M (t) в зависимости от соответствующей прочности бетона.

2. Измерьте зависимость температуры и времени бетона на месте путем встраивания датчиков температуры в критические места, в зависимости от степени воздействия бетона и условий нагрузки.

3. Считайте данные температура-время и рассчитайте коэффициент зрелости для прошедшего времени бетона на месте, используя уравнение для коэффициента зрелости M (t). Современное оборудование для погашения автоматически рассчитывает и записывает коэффициенты погашения.

4. Оцените прочность бетона на месте, введя предварительно установленную кривую зависимости прочности от зрелости с вычисленным M (t) для бетона на месте и считайте расчетную прочность, как показано на Рисунке 1.Опять же, этот шаг обычно выполняется автоматически с помощью современного современного оборудования и программного обеспечения.

Пример

Из-за приближения холодного фронта подрядчик установил датчики температуры в стене, размещенные в 9:00 1 сентября. Поставщик бетона предоставил кривую зависимости зрелости от прочности для используемого бетона, как показано на Рисунке 1. Технические характеристики для Проект требовал минимальной прочности бетона 3000 фунтов на квадратный дюйм перед укладкой и уплотнением обратной засыпки у стены.

Как показано в таблице 1, истекшее время и температура бетона на месте были записаны в столбцах 2 и 3 для дат, указанных в столбце 1. Используя столбец 3, средние температуры бетона на месте были вычислены и записаны в столбец 4. Затем подрядчик вычел 23 ° F, или температуру, при которой рост прочности практически прекращается, из средних температур, показанных в столбце 4, и ввел скорректированные температуры в столбец 5. Истекшее время в часах из столбца 2 было вычислено и введено в столбец 6.Затем подрядчик умножил температуры в столбце 5 на истекшее время в столбце 6 и ввел значения (° F-h) в столбец 7. Для столбца 8 были вычислены совокупные коэффициенты зрелости и введены для различных прошедших периодов времени.

Наконец, подрядчик ввел предварительно установленную кривую зависимости прочности от зрелости (рис. 1), предоставленную поставщиком бетона с учетом совокупных коэффициентов зрелости на месте из столбца 8, и прочитал соответствующие значения прочности бетона на месте.Расчетная прочность бетона на месте была введена в столбец 9 (например, для коэффициента зрелости 5070 ° F-ч соответствующая прочность бетона составила 3100 фунтов на квадратный дюйм из Рисунка 1).

Поскольку спецификации требовали прочности бетона не менее 3000 фунтов на квадратный дюйм для обеспечения достаточной прочности стены для установки обратной засыпки, подрядчик должен подождать, пока бетон не достигнет коэффициента зрелости не менее 5000 ° F в час. Чтобы сократить период отверждения, подрядчик может использовать горячую воду для замеса, добавить химически ускоряющую добавку к бетону или добавить дополнительные теплоизоляционные покрытия, чтобы можно было генерировать и поддерживать больше тепла.

Ограничения

Ошибочные оценки прочности могут произойти, если бетон на месте значительно отличается от бетона, используемого для построения предварительно установленной кривой зависимости температуры от времени и прочности. Изменения в материалах, содержании воды и воздуха, а также в точности дозирования могут привести к ошибкам при оценке прочности. ASTM C1074 рекомендует проводить дополнительные испытания для периодической проверки кривой зависимости температуры от времени и прочности, особенно когда опасные для жизни строительные работы основаны на расчетной прочности бетона на месте.

Список литературы
ACI306R-10 Руководство по бетонированию в холодную погоду, Американский институт бетона, www.concrete.org, Mindness, S., Young, J.F, and Darwin, D., Concrete, 2nd Edition, Prentice Hall, 2003.

Ким Башам, PhD, P.E. FACI является президентом компании KB Engineering LLC, которая предоставляет инженерные и научные услуги бетонной промышленности. Бэшем также проводит семинары и тренинги, посвященные всем аспектам бетонных технологий, строительства и устранения неисправностей.С ним можно связаться по электронной почте [email protected]

Вот несколько альтернатив испытательным цилиндрам, отверждаемым в полевых условиях, для оценки прочности бетона на месте.

ASTM C31 / C31M-12 Стандартная практика изготовления и отверждения бетонных образцов для испытаний в полевых условиях - Описано в этой статье.

ASTM C873 / C873M-10a Стандартный метод испытаний прочности на сжатие бетонных цилиндров, отлитых на месте в цилиндрических формах - Включает в себя заливку на месте испытательных цилиндров в плиты, только с глубиной от 5 до 12 дюймов.

ASTM C803 / C803M-03 (2010) Стандартный метод испытаний на сопротивление проникновению затвердевшего бетона - Включает в себя ввод штифтов в бетон с помощью инструмента с механическим приводом и проникновение измерительного штифта.

ASTM C900-06 Стандартный метод испытания прочности на вырыв затвердевшего бетона - Перед укладкой бетона требуется установка болтов в опалубку.

ASTM C1074-11 Стандартная практика для оценки прочности бетона по методу зрелости - Описано в этой статье.

Факторы, влияющие на прочность бетона

Факторы, влияющие на прочность бетона

На прочность бетона влияет множество факторов, таких как качество сырья, соотношение вода / цемент, соотношение крупного и мелкого заполнителя, возраст бетона, уплотнение бетона, температура, относительная влажность и твердение бетона.

Качество сырья

Цемент: При условии, что цемент соответствует соответствующему стандарту и правильно хранился (т.е. в сухих условиях), он должен подходить для использования в бетоне.

Заполнители: Качество заполнителя, его размер, форма, текстура, прочность и т. Д. Определяют прочность бетона. Наличие солей (хлоридов и сульфатов), ила и глины также снижает прочность бетона.

Вода: часто качество воды оговаривается пунктом, в котором говорится: «.. вода должна быть пригодной для питья ..». Этот критерий, однако, не является абсолютным, и следует ссылаться на соответствующие нормативные документы для тестирования цели водного строительства.

Соотношение вода / цемент

Соотношение между водоцементным соотношением и прочностью бетона показано на графике, как показано ниже:

Чем выше соотношение вода / цемент, тем больше начальное расстояние между зернами цемента и тем больше объем остаточных пустот, не заполненных продуктами гидратации.

На графике отсутствует одна вещь. При заданном содержании цемента удобоукладываемость бетона снижается при уменьшении водоцементного отношения.Более низкое водоцементное соотношение означает меньше воды или больше цемента и меньшую удобоукладываемость.

Однако, если удобоукладываемость становится слишком низкой, бетон становится трудно уплотнять, и прочность снижается. Для данного набора материалов и условий окружающей среды прочность в любом возрасте зависит только от водоцементного отношения, при этом может быть достигнуто полное уплотнение.

Соотношение крупного и мелкого заполнителя

F Следующие пункты следует отметить для отношения крупного / мелкого заполнителя:

  • Если доля мелких частиц увеличена по отношению к крупному заполнителю, общая площадь поверхности заполнителя увеличится.
  • Если площадь поверхности заполнителя увеличилась, потребность в воде также увеличится.
  • Предполагая, что потребность в воде увеличилась, водоцементный коэффициент увеличится.
  • Поскольку водоцементное соотношение увеличилось, прочность на сжатие снизится.

Соотношение щебень / цемент

Следующие пункты должны быть отмечены для отношения цементного заполнителя:

  • Если объем остается прежним, а пропорция цемента по отношению к песку увеличивается, площадь поверхности твердого тела увеличится.
  • Если площадь поверхности твердых частиц увеличилась, потребность в воде останется прежней для обеспечения постоянной удобоукладываемости.
  • Если предположить увеличение содержания цемента без увеличения потребности в воде, водоцементное соотношение уменьшится.
  • При уменьшении водоцементного отношения прочность бетона увеличится.

Важно помнить о влиянии содержания цемента на удобоукладываемость и прочность, и его можно резюмировать следующим образом:

  1. Для данной удобоукладываемости увеличение доли цемента в смеси мало влияет на потребность в воде и приводит к снижению водоцементного отношения.
  2. Уменьшение водоцементного отношения приводит к увеличению прочности бетона.
  3. Следовательно, для данной удобоукладываемости увеличение содержания цемента приводит к увеличению прочности бетона.

Возраст бетона

Степень гидратации является синонимом возраста бетона при условии, что бетон не высыхает или температура слишком низкая.

Теоретически, при условии, что бетон не высыхает, он всегда будет увеличиваться, хотя и со все меньшей скоростью.Для удобства и для большинства практических применений принято считать, что большая часть прочности достигается за 28 дней.

Уплотнение бетона

Любой воздух, захваченный из-за недостаточного уплотнения пластичного бетона, приведет к снижению прочности. Если в бетоне было 10% захваченного воздуха, прочность упадет в пределах от 30 до 40%.

Температура

Скорость реакции гидратации зависит от температуры.Если температура повышается, реакция также увеличивается. Это означает, что бетон, выдерживаемый при более высокой температуре, набирает прочность быстрее, чем аналогичный бетон, выдерживаемый при более низкой температуре.

Однако конечная прочность бетона при более высокой температуре будет ниже. Это связано с тем, что физическая форма затвердевшего цементного теста менее структурирована и более пористая, когда гидратация протекает с большей скоростью.

Это важный момент, о котором следует помнить, поскольку температура оказывает аналогичное, но более выраженное пагубное влияние на проницаемость бетона.

Относительная влажность

Если дать бетону высохнуть, реакция гидратации прекратится. Реакция гидратации не может протекать без влаги. Три кривые показывают развитие прочности одинаковых бетонов в различных условиях.

Отверждение

Из того, что было сказано выше, должно быть ясно, что пагубные последствия хранения бетона в сухой среде можно уменьшить, если бетон должным образом отвержден для предотвращения чрезмерной потери влаги.

Подробнее:

Прочность бетонных кубов на сжатие, процедура, результаты

Испытания бетонных стержней на прочность - отбор проб и процедура

Неразрушающий контроль бетона и его методы

Влияние воздухововлекающего бетона на прочность бетона

Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона

Прочность бетона: природа, виды и факторы

Сила может быть определена как способность противостоять силе.Что касается бетона, используемого в строительстве, его можно определить как единичную силу, необходимую для разрушения. Прочность - хороший показатель большинства других свойств, имеющих практическое значение. Как правило, более прочные бетоны более жесткие, более водонепроницаемые, более устойчивые к атмосферным воздействиям и т. Д.

Характер прочности бетона:

Разрыв бетона может быть вызван приложенным растягивающим напряжением, напряжением сдвига, напряжением сжатия или комбинацией двух из вышеперечисленных напряжений. Бетон, будучи хрупким материалом, намного слабее при растяжении и сдвиге, чем сжатие, и разрушения бетонных образцов под сжимающей нагрузкой по сути являются разрушениями при сдвиге в наклонных плоскостях, как показано на рис. 14.1 (а).

Это называется разрушением при сдвиге или конусе. Поскольку сопротивление разрушению обусловлено как сцеплением, так и внутренним трением, угол разрыва составляет не 45 ° (плоскость максимального напряжения сдвига), а является функцией угла внутреннего трения. Математически можно показать, что угол ϕ между плоскостью разрушения и осью нагружения равен (45 ° - ϕ / 2), как показано на рис.14.2 (а).

Угол внутреннего трения ϕ бетона составляет порядка 20 °, угол наклона конуса разрушения в обычном образце для испытаний составляет примерно 35 °, как показано на рис. 14.1 (а). Кроме того, угол разрыва может отклоняться от теоретического значения из-за сложных напряженных условий, возникающих в конечных условиях сжатия образцов. Это отклонение является результатом ограничения бокового расширения под нагрузкой, вызванной трением опорных пластин о торцевые поверхности.

Когда прочность бетона высока и поперечное расширение на торцевых несущих поверхностях относительно не ограничено, образец может разделиться на столбчатые фрагменты, известные как раскол или столбчатый излом, как показано на рис. 14.1 (c). Обычно разрушение происходит в результате сочетания сдвига и расщепления, как показано на рис. 14.1 (б). В основном бетон в конструкциях подвергается некоторым комбинациям напряжений сжатия, растяжения и сдвига либо непосредственно, либо из-за ограничения окружающих частей.Результаты таких комбинаций напряжений можно интерпретировать с помощью диаграмм мохарового разрыва, как показано на рис. 14.2 (б).

Виды прочности бетона:

Прочность можно классифицировать следующим образом:

1. Прочность на сжатие

2. Предел прочности на разрыв

3. Прочность на сдвиг, и

4. Прочность связи.

1. Прочность на сжатие:

Для расчета конструкции прочность на сжатие принимается в качестве критерия качества бетона, а рабочие напряжения предписываются согласно нормам в процентах от прочности на сжатие, определяемой стандартными испытаниями.

Испытания на сжатие:

Для определения прочности бетона на сжатие могут использоваться следующие три типа образцов:

и. Кубики

ii. Цилиндры

и. Кубические тесты:

Обычно образцы отливают в стальных или чугунных формах размером 150 мм, которые должны иметь кубическую форму. Размеры и плоскостность должны быть в пределах допуска. Форма должна иметь жесткое соединение с основанием.Жесткое соединение с основанием необходимо, когда уплотнение осуществляется посредством вибрации. Это снижает утечку раствора.

Куб заполняется в три слоя и хорошо уплотняется вибрацией или стандартным трамбовочным стержнем согласно IS 516-1964. После уплотнения верхняя поверхность выравнивается с краями формы, а верхняя поверхность завершается шпателем. Готовую поверхность оставляют нетронутой в течение 24 часов при температуре от 66 ° F до 70 ° F и относительной влажности не менее 90%.Через 24 часа форма снимается, и образец хранится в воде для дальнейшего отверждения. Насколько это возможно, температура отверждения должна поддерживаться на уровне от 66 ° F до 70 ° F, обычно эти образцы отверждаются до 28 дней. Тест должен проводиться в соответствии с IS 516-1964.

ii. Цилиндровый тест:

Стандартный цилиндр имеет диаметр 15 см и высоту 30 см и отливается в форме, как правило, из чугуна или стали, предпочтительно с зажимным основанием. Образцы цилиндров изготавливаются в виде кубиков, но уплотняются в три слоя стержнем диаметром 16 мм, имеющим один конец в форме пули.Верхняя поверхность цилиндра, обработанная поплавком, недостаточно гладкая для испытаний и требует дополнительной подготовки.

Чтобы преодолеть эту трудность, цилиндры закрывают цементной пастой или другим подходящим материалом. Цилиндры используются для определения прочности бетона на сжатие в США, Франции, Канаде, Австралии и Новой Зеландии, а кубы используются в Великобритании, Германии, Индии, Европе и т. Д.

На прочность бетона влияют форма и размер образцов, но высокопрочные бетоны подвержены меньшему влиянию, чем низкопрочные.Бетон На рис. 14.3 показано влияние отношения высоты к диаметру на прочность цилиндра для бетона различной прочности, как было предложено Мурдоком и Кеслером.

Разрушение образцов на сжатие :

Испытание на сжатие развивает более сложную систему напряжений. Сжимающая нагрузка вызывает боковое расширение испытуемого образца (куба или цилиндра) из-за эффекта коэффициента Пуассона. Стальные плиты не подвергаются такому же боковому расширению, как бетон.Таким образом, сталь сдерживает тенденцию бетона к расширению в поперечном направлении. Это ограничение вызывает касательную силу между торцевыми поверхностями бетонного образца и прилегающими стальными плитами испытательной машины.

Было замечено, что поперечная деформация, развиваемая в стальных пластинах, всего в 0,4 раза превышает поперечную деформацию, развиваемую в бетоне. Таким образом плиты ограничивают боковое расширение бетона в части образца вблизи его концов. Степень сдерживания зависит от реально возникающего трения.Если трение устраняется путем нанесения на опорные поверхности любого подходящего смазочного материала, такого как смазка, графит или парафиновый воск, образец демонстрирует большее поперечное расширение и в конечном итоге раскалывается по всей длине.

При нормальных условиях испытания элементы внутри образца подвергаются сдвиговым напряжениям как сжимающие напряжения. Величина напряжения сдвига уменьшается, а поперечное расширение увеличивается по мере удаления от плит.Таким образом, из-за этого ограничения конус высотой √3 / 2 d остается относительно неповрежденным в испытуемом образце, где d - поперечный размер образца.

Однако, если длина образца больше 1,7 d, часть его не будет испытывать сдерживающего воздействия валиков. Таким образом, образцы с длиной менее 1,5 d показывают значительно более высокую прочность, чем образцы с большей длиной, как показано на рис. 14.4.

На рис. 14.4 показана общая картина влияния отношения высоты и диаметра на прочность цилиндра на сжатие.Для значений отношения H / D менее 1,5 измеренная прочность быстро увеличивается из-за неограничивающего воздействия плит испытательной машины. Для H / D от 1,5 до 4,0 изменение прочности очень мало, а для H / D от 1,5 до 2,5 изменение прочности находится в пределах 5% от отношения H / D 2,0. При соотношении H / D выше 5 сила быстро падает. Следовательно, выбор отношения H / D, равного 2, является подходящим.

Сравнение прочности куба и цилиндра :

Результаты экспериментов показали, что не существует простой связи между прочностью цилиндра и куба одного и того же бетона.Соотношение прочности цилиндра / куба зависит от уровня прочности бетона и выше для высокопрочного бетона. Однако для простоты IS 516-1964 предложил это отношение равным 0,80. Таблица 14.1 ниже показывает, что это соотношение неравномерно изменяется от 0,77 до 0,96. Результаты основаны на работе Эвана. Для бетона с прочностью 1000 кг / см 2 это соотношение становится равным 1,0.

2. Прочность на разрыв:

Бетон, будучи хрупким материалом, не должен сопротивляться прямым растягивающим усилиям.Однако натяжение имеет значение в отношении растрескивания, которое является разрывом при растяжении. Большая часть растрескивания происходит из-за ограничения сжатия, вызванного усадкой при сушке или понижением температуры. Прочность бетона на растяжение варьируется от 7% до 11% прочности на сжатие, но в среднем она принимается равной 10% прочности на сжатие. Кроме того, было замечено, что чем выше прочность на сжатие, тем ниже относительная прочность на растяжение.

Максимальный предел прочности бетона на разрыв составляет порядка 42.0 кг / см 2 . Некоторые исследователи заметили, что тип крупного заполнителя имеет большее относительное влияние на прочность на разрыв, чем на прочность на сжатие. Обычно для контроля качества бетона испытания на растяжение не проводятся. Однако, чтобы получить представление о прочности на разрыв, применяется косвенный метод, известный как испытание на расщепление.

3. Прочность на сдвиг:

Сдвиг - это действие двух равных и противоположных параллельных сил, приложенных в плоскостях, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга.Напряжение сдвига не может существовать без сопутствующих напряжений растяжения и сжатия. Чистый сдвиг может быть применен только через кручение цилиндрического образца, и в этом случае напряжения равны при первичном сдвиге. Вторичное растяжение (максимум при 45 ° к сдвигу) и вторичное сжатие (максимум под 45 ° к сдвигу, перпендикулярно растяжению). Поскольку бетон слабее при растяжении, чем при сдвиге, разрушение при растяжении неизменно происходит при диагональном растяжении. Прямое определение сдвига очень сложно. Следовательно, исследователи предположили, что прочность бетона на сдвиг составляет около 12% от прочности на сжатие.

И.С. 456-1978 предложил следующие значения сдвига:

4. Прочность связи:

Его можно определить как сопротивление скольжению стальных арматурных стержней, залитых в бетон. Это сопротивление обеспечивается трением и сцеплением между бетоном и сталью. Трение между бетоном и выступами деформированных стержней. На это также влияет усадка бетона относительно стали.Связка включает не только свойства бетона, но также механические свойства стали и ее положение в бетонном элементе. Обычно прочность сцепления приблизительно пропорциональна прочности бетона на сжатие до примерно 200 кг / см 2 .

Для более высокой прочности бетона увеличение прочности сцепления становится все меньше. На начальных стадиях разрушения (проскальзывания) прочность связи зависит от величины и равномерности бокового давления, которое существует или может развиваться между сталью и окружающим бетоном.Прочность сцепления значительно зависит от типа цемента, добавок и водоцементного отношения, т. Е. От качества пасты. На него не влияет вовлечение воздуха.

Кроме того, было замечено, что прочность сцепления увеличивается с замедленной вибрацией. Для сухого бетона он выше, чем для влажного. Его значение снижается при высоких температурах. Было обнаружено, что при температуре от 200 ° C до 300 ° C (от 400 ° F до 570 ° F) прочность сцепления составляет 50% от прочности сцепления при комнатной температуре. Прочность сцепления также снижается при чередовании смачивания и сушки, замораживания и оттаивания и т. Д.Его значение обычно определяется тестом на вытягивание. Прочность сцепления деформированных стержней может быть на 40% больше, чем у обычных стержней того же диаметра.

Прочность сцепления также зависит от удельной поверхности геля. Цемент с более высоким процентным содержанием C 2 S даст более гелевую поверхность, что обеспечит более высокую прочность сцепления. С другой стороны, цемент с более высоким процентным содержанием C 3 S или бетон, отвержденный при более высокой температуре, дает меньшее значение удельной поверхности геля, что приводит к более низкой прочности сцепления. Было замечено, что бетон, отверждаемый паром под высоким давлением, образует гель с удельной поверхностью примерно 1/20 от поверхности геля, полученной при нормальной температуре отверждения. Таким образом, прочность сцепления бетона, отверждаемого паром под высоким давлением, ниже.

Значения прочности сцепления приведены в таблице 14.4. как предложено IS 456-2000. Все значения в Н / мм 2 :

Факторы, влияющие на прочность бетона :

Обычно на прочность бетона влияют следующие факторы.

Здесь кратко рассматриваются эти факторы:

1. Тип цемента

2. Тип агрегата

3. Насыщенность смеси

4. Температура отверждения

5. Возраст бетона

6. Эффект уплотнения

7. Соотношение щебня и цемента

8. Температура во время размещения, и

9. Влияние условий нагружения.

1. Тип цемента:

Тип цемента в значительной степени влияет на развитие прочности бетона в зависимости от его химического состава и тонкости помола. Процент C 3 S в бетоне отвечает за повышение прочности до 28 дней, в то время как C 2 S способствует увеличению прочности через 28 дней.

В хорошо обожженном современном цементном клинкере содержание C 3 S составляет около 45%, а содержание C 2 S - 25%. Их сумма в большинстве цементов колеблется от 70 до 80%. Таким образом, в целом, ранняя прочность, скажем, до 28 дней портландцемента будет выше с более высоким процентным содержанием C 3 S, а после этого процентное содержание C 2 S будет влиять на рост прочности бетона.

Дальнейшее присутствие щелочей в цементе также в значительной степени влияет на прочность бетона через 28 дней. Чем больше присутствует щелочей, тем меньше прирост силы. Далее, чем мельче цемент, тем быстрее и быстрее набирается прочность.

Влияние различных типов цемента и соотношения вод / цемент на прочность на сжатие показано на рис. 14.5.

2. Тип агрегата:

Следующие характеристики заполнителя влияют на прочность бетона:

(a) Форма и текстура частиц:

Каменный щебень с шероховатой поверхностью и угловатыми частицами имеет примерно на 15% большую прочность по сравнению с естественным гравием с гладкой поверхностью, возможно, из-за лучшей связи между заполнителем и цементным тестом, при прочих равных условиях.

(б) Размер агрегата:

Было замечено, что для конструкционного бетона максимальный размер заполнителя до 38 мм обеспечивает наивысшую прочность, после чего прочность начинает снижаться. Это может быть связано с тем, что чем больше размер заполнителя, тем меньше площадь смачиваемой поверхности на единицу веса заполнителя. При размере заполнителя более 38,0 или 40 мм прирост воды / цемента компенсируется эффектом меньшей площади сцепления между заполнителем и цементным тестом.

(c) Сортировка агрегата:

Хорошо гранулированный заполнитель дает более плотный бетон, что приводит к более высокой прочности. Влияние типа заполнителя на прочность варьируется по величине и зависит от водоцементного отношения смеси. Было обнаружено, что при соотношении вода / цемент 50r менее 0,4 использование измельченного заполнителя дает более высокую прочность более чем на 38%, чем при использовании природного гравия.

3. Богатство смеси:

Для определенной удобоукладываемости, чем выше содержание цемента, тем меньше требуется воды, что приводит к более высокой прочности.Насыщенность смеси полезна до определенного соотношения вода / цемент, при превышении которого будет наблюдаться ухудшение прочности бетона. Рис.14.6.

4. Температура отверждения бетона 100 200 300:

Развитие прочности бетона зависит от времени и температуры. Таким образом, прочность бетона зависит от времени и температуры.

. . . Прочность бетона = (интервал времени x температура)

Таким образом, повышение температуры ускоряет химическую реакцию гидратации и влияет на раннюю прочность бетона.

5. Возраст бетона:

Прочность бетона повышается за счет гидратации цемента. Как известно, разные виды цемента гидратируются с разной скоростью. Таким образом, рост прочности бетона продолжается. Предполагалось, что через 28 дней скорость гидратации очень мала, почти ничтожна, но недавние исследования показали, что скорость гидратации сохраняется до 1 года. Было обнаружено, что прочность через 1 год на 24% выше, чем через 1 месяц.

Фактор возраста показан в следующей таблице 14.5:

6. Эффект уплотнения:

Было замечено, что каждый 1% недостатка уплотнения приводит к снижению прочности бетона на сжатие на 5%. Влияние уплотнения бетона на его прочность на сжатие показано на рис. 14.7.

7. Соотношение щебня и цемента:

Пропорция смеси оказывает заметное влияние на прочность бетона на сжатие.Влияние соотношения цементного заполнителя с различной удобоукладываемостью по коэффициенту уплотнения на его прочность на сжатие показано на рис. 14.8.

8. Температура во время размещения:

Если температура ниже коэффициента плотности 20 ° C, скорость гидратации цемента будет очень низкой, что приведет к медленному развитию прочности. С другой стороны, более высокая температура во время укладки и схватывания ускорит процесс гидратации, но качество образующегося геля будет плохим, что приведет к низкой прочности.

9. Влияние условий нагрузки:

При длительной нагрузке бетон будет выдерживать меньшую нагрузку, чем нагрузка, приложенная всего несколько минут.

Эффект нагрузки показан в Таблице 14.6 ниже:

Когда я смогу приступить к реализации моего бетонного проекта?

Как DOT решает, когда открыть дорогу для движения после строительства бетонного покрытия?

Текущая методология заключается в проведении механических испытаний или использовании измерителя зрелости для определения прочности.Инженеры используют эту информацию, чтобы определить, когда свежий бетон подходит для движения. Оба широко используются в промышленности и имеют существенные недостатки при использовании в полевых условиях. Дороги и мосты часто подвергаются преждевременным выходам из строя и из-за этого значительно сокращается срок их службы. Стремясь улучшить процесс проверки качества бетонного покрытия, исследовательская группа Школы гражданского строительства Лайлса Университета Пердью разработала надежный метод мониторинга роста прочности бетона на стройплощадке в режиме реального времени, что дает инженерам-наладчикам ранее беспрецедентную точность и точность на бетоне. сила.

Для механических испытаний требуется, чтобы образцы бетона, изготовленные из бетонных заливок на стройплощадке, были подготовлены на месте, доставлены в лабораторию и испытаны на прочность при сжатии и изгибе (ASTM C78, ​​C293, C39 и AASHTO T22, T97). Образцы, приготовленные в лаборатории, дают надежные результаты. Однако образцы, полученные в полевых условиях, взятые в лабораторию, дают недостоверные результаты из-за различий между лабораторными и полевыми условиями. Прочность бетона определяется степенью уплотнения, внутренней температурой отверждения и внешними условиями отверждения, такими как суточные изменения температуры и изменения относительной влажности (% RH).Альтернативный вариант - использовать измеритель зрелости для оценки прочности бетона при его застывании на стройплощадке. Он использует соотношение прочности бетона с температурой и временем отверждения для обработки результатов. Это требует обширных калибровок измерителя зрелости с использованием пробных партий для каждой разной конструкции смеси перед использованием в полевых условиях.

Эти разные методы имеют несколько общих черт, таких как длительное лабораторное время и подготовка проб, потенциальные ошибки, вызванные различиями в полевых и лабораторных условиях, а также общая дороговизна.Тестирование счетчика зрелости на стройплощадках выполняется быстро и легко. Недостатками являются начальные затраты на создание калибровочных профилей для всех конструкций смесей при всех возможных условиях, pH, температуре, профиле изменения температуры для времени отверждения,% относительной влажности, а также тот факт, что условия на объекте невозможно предвидеть. Механические испытания более рентабельны, но время отверждения образцов представляет собой очень серьезную проблему, когда оно выходит из графика строительства.

Исследовательская группа Университета Пердью обрабатывает данные измерений для повышения прочности бетона на I-465 недалеко от Индианаполиса.

Опасность порезов

Быстрые графики строительства часто подвергают бетонное покрытие значительным нагрузкам даже в раннем возрасте, что может привести к значительному сокращению срока службы дорог и мостов. Помимо очевидной траты ресурсов, связанной с преждевременным открытием дороги, необходимо учитывать также повышенные затраты на жизненный цикл и риск для безопасности рабочих. Казалось бы, простой вывод о том, что свежему бетону, залитому на проезжей части и мостах, следует дать полностью затвердеть перед тем, как открыть его для использования.Однако закрытые дороги редко приветствуются; они вызывают проблемы у граждан, правительств, коммерческих и дорожно-строительных компаний.

Стремясь смягчить эти эффекты, исследовательская группа Purdue разработала надежный метод испытаний, не зависящий от смеси, для определения увеличения прочности бетона. Исключение необходимости в лабораторных испытаниях и дорогостоящем оборудовании, требующем больших затрат времени, - вот что привело к развитию надежного метода измерения для контроля развития прочности бетона с использованием пьезоэлектрических датчиков в сочетании с методом электромеханического импеданса (EMI).Принцип работы заключается в посылке вибрационных волн на бетон, а затем в измерении сопротивления бетона этой вибрационной волне с течением времени. С помощью этого метода можно контролировать жесткость бетона в режиме реального времени. В отличие от датчика зрелости, метод EMI непосредственно измеряет жесткость бетона, а не коррелирует температуру и время отверждения. Таким образом, он не зависит от состава бетона и не требует калибровки для конкретной бетонной смеси. Исследовательская группа определила это путем систематического исследования технологии обнаружения электромагнитных помех с использованием обширных лабораторных экспериментов с различными смесями. Они пришли к выводу, что этот метод измерения не зависит от соотношения воды и цемента, включения дополнительных вяжущих материалов (SCM) и различных типов цемента.

Пьезоэлектрические датчики были привязаны к присоединенной арматуре в отверстии для ремонта бетона на I-465 недалеко от Индианаполиса.

Новый метод

Работая с инженерами Департамента транспорта штата Индиана, исследовательская группа реализовала свою технологию зондирования в трех межгосударственных проектах: I-70 West, I-74 (Batesville) и I-465 возле Индианаполиса.Среди полевых испытаний проекты I-70 и I-465 предназначались для ямочного ремонта бетона, а I-74 - для проекта по укладке бетонного покрытия во всю глубину. Для каждой работы почти 100 датчиков были встроены в бетонное покрытие для отслеживания в реальном времени роста прочности с первого часа до трех последующих дней. (Хотя в настоящее время датчики проектируются так, чтобы их можно было оставить на месте, дальнейшие итерации позволят обрабатывать их только при установке. ) При выполнении работ по ремонту бетона они начали с подготовки скважины размером 6 футов x 12 футов с глубина 1 дюйм.Соединительные стальные стержни (дюбель) застревали в продольных сторонах (12 дюймов) отверстия через каждые 1 дюйм, в зависимости от состояния площадки. После подготовки отверстия пьезоэлектрические датчики были прочно закреплены на стальных стержнях. Провода были вытянуты за пределы отверстия и умеренно закреплены на земле для измерения. Позже бетон доставлялся через бетономешалку с завода на площадку и заливался прямо в яму. Рабочие выполнили стандартную последовательность ямочных работ.Они вибрировали бетон, чтобы уплотнить его. Затем бетон был разровнен валиком. На этом работа была закончена и задумана. Отверждающий состав был распылен на поверхность бетона на третьем часу и покрыт влажной мешковиной и пластиковой пленкой на пятом часу, чтобы поддерживать влажность и температуру бетона (в зависимости от условий на участке). Для работы по укладке бетона на всю глубину (I-74) датчики были прикреплены к корзинам дюбелей. Позже бетоноукладчик проложил поверх корзин.Мониторинг электромагнитных помех в реальном времени проводился с первого часа до трех дней.

Первоначальное испытание EMI ​​по сравнению со стандартным механическим испытанием обнаружило некоторые различия между методами. Стандартные образцы цилиндров были подготовлены одновременно с тестированием EMI для механических испытаний, которые должны быть выполнены в день 1 и 3 для сравнения с тестом EMI. Результаты показали, что однодневная прочность бетона на сжатие по методу измерения электромагнитных помех выше, чем у цилиндрических образцов. Было установлено, что это происходит из-за экзотермических реакций гидратации бетона.Проще говоря, большие плиты обладают большей теплотой гидратации, чем образец цилиндра. Еще одним отличием была скорость испарения воды. Образцы полевого бетонного покрытия были выше образцов цилиндров. Это можно объяснить тем, что вода лучше удерживается цилиндрическими формами, уменьшая таким образом открытую площадь поверхности, влияющую на степень гидратации. Таким образом, результаты измерения электромагнитных помех на третий день немного ниже результатов механических испытаний. Есть основания полагать, что результаты измерения электромагнитных помех могут лучше отражать реальные условия бетонного покрытия.

Технология измерения электромагнитных помех предоставляет инженерам на местах мгновенную и точную информацию о прочности бетона. Эта информация напрямую помогает им определять оптимальное время открытия движения после заливки бетона. Из-за широкого интереса к этой технологии Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) работает с командой Purdue, чтобы спонсировать общенациональное исследование объединенного фонда для внедрения этой технологии в других штатах и ​​федеральных агентствах. Несколько штатов, включая Калифорнию, Техас, Миссури и Канзас, планируют участвовать вместе с Индианой.

Это даст исследовательской группе Purdue возможность усовершенствовать свои процедуры и методы. Они с нетерпением ждут возможности поработать над программным обеспечением для обработки сигналов, чтобы исключить небольшие отклонения и еще больше улучшить согласованность этого метода тестирования. Существуют планы по компенсации температур отверждения и добавление датчиков, построенных с использованием связи Wi-Fi или Bluetooth, для дальнейшей оптимизации процесса. Общее определение электромагнитных помех предназначено для предоставления инженерам по эксплуатации высокоточных результатов с минимальным воздействием опасных условий на рабочей площадке.

Прочность цемента на сжатие и испытание для его определения

Прочность на сжатие - важные базовые данные, которые следует учитывать при выборе цемента для строительства.

Поскольку мы уже обсуждали различные марки цемента в нашей предыдущей статье, теперь давайте узнаем, как проверить прочность цемента на сжатие.

Прочтите: Различные марки цемента

Прочность цемента на сжатие:

Прочность на сжатие - это способность материала или конструкции сопротивляться сжатию или выдерживать его.Прочность материала на сжатие определяется способностью материала противостоять разрушению в виде трещин и трещин.

В этом испытании регистрируется сила удара, приложенная к обеим сторонам образца строительного раствора, изготовленного из цемента, и максимальное сжатие, которое образец цемента выдерживает без разрушения.

С технической точки зрения прочность цемента на сжатие означает:

Способность образца цемента противостоять сжимающему напряжению при испытании на машине для испытаний на сжатие [CTM] в течение 28 дней.

Аппарат:

Аппарат, необходимый для испытания. Прочность цемента на сжатие -

  1. Машина для испытания на сжатие соответствует IS: 14858 (2000)
  2. Стальные кубы форм 7,06 см (площадь поверхности 50 см2), соответствующие IS: 10080-1982 ,
  3. Стандартный песок, используемый для этого испытания, соответствует IS: 650-1966, песок без содержания ила и песок, который проходит через сито IS 2 мм и задерживается на сите IS 90 мкм и имеет распределение частиц по размеру ниже используется.Стандартный песок, используемый в испытании, должен иметь следующий гранулометрический состав
    Размер частиц Процентное содержание
    Более 1 мм
    (> 1 мм)
    33,33%
    и более 500 микрон
    33,33%
    33,33%
  4. Мастерок для смешивания, непористая пластина, вибратор, градуированный цилиндр, весы, цемент и вода.

Процедура:

  1. Очистите прибор сухой тканью и убедитесь, что комнатная температура для проведения этого испытания должна быть 27 ± 2 ° C.
  2. Перемешайте цемент и песок шпателем в течение 1 мин. - пористая пластина. Убедитесь, что в цементе не должно быть комков.
  3. Теперь добавьте воды и перемешивайте в течение 3 минут, пока паста не станет однородной. Количество воды, смешанной с цементом и песчаной смесью, должно составлять
    (P / 4 + 3)% , где P - процент воды, необходимый для получения стандартной консистенции
  4. Очистите форму сухим тканью и нанесите масло для форм для легкого удаления кубиков раствора после высыхания.
  5. Теперь вылейте раствор в стальную форму куба. Проденьте раствор штангой 20 раз за 8 сек, чтобы удалить захваченный воздух.
  6. Также можно использовать вибратор вместо стержня. Вибратор приводится в действие в течение 2 минут со скоростью 12000 ± 400 полуколебаний в минуту для удаления увлеченного воздуха из растворной смеси.
  7. После завершения вибрации немедленно снимите форму с вибрационной машины и поместите ее при комнатной температуре на 24 часа.
  8. После схватывания кубика раствора, Через 24 часа демонтируйте стальную форму из куба раствора.
  9. Держите испытуемые образцы под водой на установленное время. Этот процесс называется отверждением .

  10. Как уже упоминалось, образец необходимо выдерживать в воде в течение 7, 14 или 28 дней и каждые 7 дней менять воду.
  11. Проверьте три куба: один на 7-й день, другой на 14-й и третий на 28-й день.
  12. Образцы для испытаний (кубики раствора) помещают в пространство между опорными поверхностями машины для определения прочности на сжатие.
  13. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить наличия рыхлого материала или песка на металлических пластинах станка или блока образцов.
  14. Нагрузка должна прилагаться к образцу в осевом направлении без какого-либо удара и увеличиваться на со скоростью 35 Н / мм 2 / мин . до разрушения образца.
  15. Из-за постоянного приложения нагрузки на грань куба, куб из раствора начинает трескаться и разрушается в одной точке.
  16. Запишите показания машины для испытаний на сжатие, когда образец начинает разрушаться.

Формула для расчета прочности цемента на сжатие:

Формула для расчета прочности на сжатие цемента - это максимальная нагрузка, которую несет образец раствора (куб), что означает точку нагрузки на машине для испытаний на сжатие, при которой образец начинает разрушаться. разделены на площадь поверхности (контактную площадку).

Пример :

Предположим, что испытуемому образцу 28 дней, а максимальная сжимающая нагрузка, при которой образец начинает ломаться, составляет 165 кН

Как показано на рисунке выше, поверхность составляет 50 кв. См = 5000 мм 2

1 кН = 1000Н = 165 x 1000 = 165000

По формуле,

Прочность цемента на сжатие = 165000/5000 = 33Н / мм 2

Следовательно, марка цемента - 33 Grade

Наблюдения:

S. Возраст куба Площадь поверхности куба
(мм 2 )
Макс.нагрузка (Н) Прочность на сжатие
Н / мм 2
Средняя прочность на сжатие Н / мм 2
1 7 дней
2 14 дней 9018 9018 907 9018 9018
3 28 дней

По меньшей мере 3 куба 14 дней, 28 дней и среднее значение трех кубов округляются до ближайшего 0.5 Н / мм 2 . Не учитывайте образец, который отличается более чем на 10% от среднего значения прочности на сжатие.

Результаты:

Средняя прочность на сжатие цементного куба через 7 дней _________ Н / мм 2

Средняя прочность на сжатие цементного куба через 14 дней ________ Н / мм 2

Средняя прочность на сжатие цементного куба через 28 дней ________ Н / мм 2

Также читайте:

Как узнать Качество цемента на месте

Какая стандартная и нормальная консистенция цемента

Различные типы цемента

Для мгновенных обновлений Присоединяйтесь к нашей трансляции в WhatsApp. Сохраните наш контакт в Whatsapp + 919700078271 как Civilread и отправьте нам сообщение « ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ, »

Никогда не пропустите обновление Нажмите « Разрешить US » и разрешите нам или Нажмите на красный колокольчик справа внизу и разрешить уведомления.
Civil Read желает вам ВСЕГО НАИЛУЧШЕГО в вашем будущем.

Как проверить прочность бетона на сжатие

Тест на сжатие бетона Тест куба очень важен для испытания, который дает представление обо всех характеристиках бетона.Выполняя этот тест, мы можем предсказать, изготовлен ли бетон правильно или нет. Прочность бетона для обычных строительных работ варьируется от 15 МПа (2200 фунтов на квадратный дюйм) до 30 МПа (4400 фунтов на квадратный дюйм) и более в коммерческих и промышленных сооружениях.

Прочность бетона зависит от следующих факторов, таких как водоцементное соотношение, прочность используемого цемента, качество бетонных материалов, контроль качества во время производства бетона и т. Д.

Испытание на прочность при сжатии можно проводить на кубе или цилиндре.Существуют различные стандартные коды, рекомендующие бетонный цилиндр или бетонный куб в качестве стандартного образца для испытания. Американское общество по испытанию строительных материалов ASTM C39 / C39M предоставляет стандартный метод испытаний на прочность на сжатие кубических и цилиндрических образцов бетона.

Бетонный куб и бетонный цилиндр

Прочность бетона на сжатие по формуле:

Прочность на сжатие можно определить как способность материала или конструкции выдерживать нагрузки без трещин или прогибов.Материал под сжимающей нагрузкой имеет тенденцию к уменьшению размера, в то время как при растяжении размер увеличивается.

Проверка прочности бетона на сжатие любого элемента может быть рассчитана путем деления нагрузки, приложенной в точке разрушения, на площадь поперечного сечения поверхности, на которую была приложена нагрузка.

Прочность на сжатие = Нагрузка при разрушении / Площадь поперечного сечения элемента

Процедура:

Испытание бетона на прочность при сжатии Процедура испытания, приведенная ниже,

Для испытания бетона кубиками для изготовления бетона используются два типа образцов: кубики 15 см X 15 см X 15 см или 10 см X 10 см x 10 см, в зависимости от размера заполнителя. Для большинства бетонных работ обычно используются кубические формы размером 15 см x 15 см x 15 см.

Форма для бетонных кубов

Этот бетон заливают в форму и должным образом отпускают, чтобы минимизировать любые воздушные пустоты в бетоне, а затем через 24 часа эти формы открывают и образцы для испытаний замачивают в воде для отверждения. Верхняя поверхность этих образцов должна быть ровной и гладкой. Это делается путем нанесения цементного теста по всей площади образца.

Эти кубики испытываются на машине для испытаний на сжатие после 7 дней отверждения или 28 дней.Нагрузку на куб следует прикладывать постепенно со скоростью 140 кг / см2 в минуту до тех пор, пока образцы не выйдут из строя. Нагрузка при разрушении куба, деленная на площадь образца, дает прочность бетона на сжатие.

Ниже приведен метод испытания бетонных кубиков на сжатие

.

Аппарат для испытания бетонного куба:

Стандартная машина для испытаний на сжатие

Стандартная испытательная машина на сжатие

Подготовка образца бетонного куба:

Пропорции и материал для изготовления этих образцов для испытаний должны быть взяты из того же бетона, который используется в полевых условиях.

Образец:

Минимум 9 кубиков размером 15 см Макс. M15 или выше

Замешивание бетона для испытания куба:

Замешивать бетон можно вручную или в лабораторном смесителе периодического действия

Ручное смешивание:

Смешайте крупный заполнитель, цемент и мелкий заполнитель на водной платформе до тех пор, пока смесь полностью не смешается и не станет однородного цвета.
После этого добавьте воду и перемешайте, пока бетон не станет однородным и желаемой консистенции.

Образец кубиков для теста:

Очистите насыпи от бетона и нанесите масло. Залить бетон в формы в 3 слоя. Уплотните каждый слой смеси не менее 35 ударов на слой, используя утрамбовочную штангу (стальной стержень диаметром 16 мм и длиной 60 см, пуля направлена ​​на нижний конец). Верхний уровень бетонного куба и разгладьте его шпателем.

Отверждение кубиков:

Отверждение бетонного куба

Отверждение бетонного куба:

Образцы для испытаний хранятся в атмосфере влажного воздуха в течение 24 часов, после чего образцы подвергаются маркировке, извлекаются из форм и хранятся погруженными в пресную воду до тех пор, пока не будут взяты для испытаний.

Меры предосторожности при тестировании:

Вода, используемая для отверждения, должна проверяться каждые 7 дней, и температура воды должна быть 27 + -20 C.

Процедура испытания бетонного куба:
  • Выньте бетонный куб из воды по истечении заданного времени отверждения и удалите излишки воды с поверхности.
  • Измерьте размер образца с точностью до 2 мм.
  • Очистите испытательную поверхность испытательной машины.
  • Поместите образец куба в машину таким образом, чтобы нагрузка прилагалась к противоположным сторонам отливки куба.
  • Поместите образец центрально на опорной плите машины.
  • Осторожно поверните подвижную часть устройства рукой, чтобы она коснулась верхней поверхности образца.
  • Прикладывайте нагрузку к кубу постепенно, без толчков и непрерывно со скоростью 140 кг / см2 / мин, пока образец не разрушится.
  • Запишите разрывную нагрузку и отметьте любые необычные особенности типа отказа.

Расчет прочности на сжатие :

Проверка прочности бетона на сжатие

Размер бетонного куба = 15 см x 15 см x 15 см

Площадь образца куба = 225 см2

Нормативная прочность на сжатие (f ck) через 7 дней = ………….(20 Н / мм2)

Ожидаемая максимальная нагрузка = fck x площадь x f.s

Выбранный диапазон ………………… ..

Такой же расчет следует провести для 28-дневной прочности на сжатие

Максимальная прилагаемая нагрузка = ………… .КН (400КН)

Прочность на сжатие = (Нагрузка в Н / Площадь в мм2) = …………… Н / мм2 (400 / 22,5)

= ……………………… .Н / мм2 (17,77 Н / мм2)

Отчеты об испытаниях куба:

Опознавательный знак: М-20, дата
Дата испытания:
Возраст образца: 3, 7,28 суток

Результаты испытаний бетонного куба:

Ср.прочность на сжатие бетонного куба = ………… .Н / мм2 (через 7 суток)

Ср. прочность на сжатие бетонного куба = ……….

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *