Требуемая прочность бетона


Прочность бетона

3 Фев by admin

Содержание:

  • Для чего нужно знать прочность бетона?
  • Как определяется прочность?
  • От чего зависит прочность?
  • Прочность бетона через 7 суток и 28 дней
  • Прочность бетона по маркам
  • Применение бетонной смеси в зависимости от его прочности
  • Прочность бетона – это техническая характеристика, определяющая его способность противостоять механическому и химическому воздействию.

    Для чего нужно знать прочность бетона?

    Практически при любом строительстве, будь то жилые здания, или хозяйственные постройки, используется бетон. В зависимости от вида и этапа строительства, требования, предъявляемые к строительным материалам, могут существенно изменяться. Так, например, для заливки фундаментов и возведения стен используются различные марки бетона. Марка бетона в свою очередь определяется его прочностью. Прочность бетона – это наиболее важная характеристика, определяющая свойства и эксплуатационные качества бетонных конструкций и элементов строительных сооружений.

    Знание показателей прочности бетона позволит избежать многих нежелательных последствий для строительных сооружений. Например, использование бетона, имеющего недостаточный уровень прочности, может привести к снижению эксплуатационных качеств постройки, появлению трещин, преждевременному разрушению и досрочному выходу здания из строя. Определение прочности бетона является также обязательной процедурой для застройщиков перед сдачей здания в эксплуатацию.

    Как определяется прочность бетона?

    Прочность бетона определяется в лабораторных условиях при помощи специальных приборов на отобранных пробах и контрольных образцах. Все испытания регламентируются строительными ГОСТами, принятыми для определенного вида бетона. Прочность бетона также можно определить непосредственно в процессе строительства на строительной площадке. Подобные испытания проводятся для контроля качества возведенных элементов сооружения.

    Существует несколько методов определения прочности бетона. В зависимости от характера воздействия различают следующие способы:

    • Разрушающие.
    • Неразрушающие.

    Разрушающие методы предполагают разрушение образца, изготовленного из контрольной пробы бетонной смеси, а также взятого из бетонной поверхности при помощи алмазного бура.

    При этом методе исследования происходит раздавливание кубиков или выпиленных цилиндров бетона под испытательным прессом. Нагрузка увеличивается непрерывно и равномерно до момента разрушения контрольного образца. Полученная в результате цифра критической нагрузки фиксируется и по ней происходит дальнейший расчет прочности бетона.

    Разрушающий метод считается наиболее точным для определения прочности бетона. Обследование здания методом раздавливания бетонных проб, определяет прочность бетона на сжатие. Согласно действующим в настоящее время СНиПам, он является обязательным перед сдачей здания в эксплуатацию.

    Неразрушающие методы не требуют получения образцов и их последующего разрушения. Испытания проводятся при помощи различных приборов и инструментов.

    В зависимости от используемых приспособлений различают следующие неразрушающие методы исследований:

    • частичного разрушения;
    • ударного воздействия;
    • ультразвукового обследования.

    Метод частичного разрушения основан на местном воздействии на бетонную поверхность и приводит к незначительному ее повреждению.

    Различают следующие методы частичного разрушения:

    • на отрыв;
    • скалыванием;
    • отрыв со скалыванием.

    Метод отрыва состоит в закреплении на участке бетонной поверхности металлического диска при помощи специального клея и последующего его отрыва. Усилие, необходимое для разрушения бетона при подобном методе фиксируется и используется в дальнейших вычислениях прочности. Метод скалывания заключается в механическом воздействии скользящего характера на ребро конструкции и регистрации усилия, при котором происходит откалывание его участка.

    Метод отрыва со скалыванием характеризуется большей точностью, по сравнению с остальными методами частичного разрушения. Суть его состоит в закреплении на участке бетонной конструкции анкерных устройств и последующего их отрыва от поверхности. Методы ударного воздействия основаны на применении к бетонной поверхности силового воздействия ударного типа.

    Различают 3 метода определения прочности ударом:

    • метод ударного импульса;
    • упругого отскока;
    • пластической деформации.

    Метод ударного импульса достаточно прост в использовании и состоит в регистрации силы удара и возникающей при этом энергии.

    Метод упругого отскока не менее прост и заключается в определении величины отскока бойка ударника от бетонной поверхности.

    Метод пластической деформации состоит в силовом воздействии на исследуемую область приборов с закрепленными на их ударной поверхности штампов шарикового или дискового типа. По глубине полученных в результате удара или давления отпечатков определяется прочность бетона.

    Метод ультразвукового обследования подразумевает использование прибора, испускающего ультразвуковые волны. При этом определяется скорость ультразвука, проходящего сквозь бетонную конструкцию. Преимущество подобного метода – в возможности исследования не только поверхности бетона, но и его глубинных слоев. Недостаток – в большом проценте погрешности при расчетах.

    От чего зависит прочность бетона?

    В результате химических процессов, происходящих при взаимодействии бетонной смеси с водой прочность бетона в процессе его застывания увеличивается. Под влиянием различных факторов скорость химических реакций может замедляться и ускоряться. От этого же будет зависеть показатель прочности бетона.

    Выделяют следующие основные факторы, влияющие на прочность бетона:

    • активность цемента;
    • процентное содержание цемента;
    • соотношение цемента и воды в растворе;
    • технические характеристики и качество наполнителей;
    • качество смешивания составляющих бетонной смеси;
    • степень уплотнения;
    • время, затраченное на застывание раствора;
    • внешние условия (температура воздуха и влажность среды);
    • применение повторного вибрирования.

    Наиболее важным фактором, определяющим прочность бетона, является активность цемента. Выяснена и определена прямая зависимость между активностью цемента и прочностью бетона. Чем выше активность, тем более прочными получаются бетонные изделия и наоборот, чем она ниже, тем меньше прочность и качество бетона.

    Процентное содержание цемента не менее важная величина, определяющая показатели прочности. Увеличение количества цемента в смеси ведет к повышению прочности бетонных конструкций. Уменьшение – к ее снижению. При этом существует следующая закономерность: увеличение прочности происходит лишь до определенного момента. В дальнейшем показатели прочности бетона возрастают незначительно, а вот его нежелательные качества – усадка и ползучесть, увеличиваются.

    Соотношение цемента и воды влияет на прочность вследствие физических особенностей застывающей бетонной смеси. Одной из них является способность бетона связывать лишь 15-25% входящей в его состав воды. В бетонном же растворе, как правило, присутствует от 40 до 70% воды, необходимой для облегчения укладывания бетона в форму. Излишек воды приводит к образованию пор в толще бетона, что ведет к снижению его прочности. Отсюда вытекает следующая закономерность: при возрастании величины водоцементного соотношения В/Ц, прочность бетона уменьшается, а при ее уменьшении – увеличивается.

    Качество и свойства наполнителей также играют немалую роль в формировании прочности бетона. Наличие органических и глинистых веществ, использование мелкофракционных наполнителей, приводит к снижению прочности. Крупные фракции имеют лучшее сцепление с цементным связующим, и их использование увеличивает прочность бетона.

    Качество смешивания и применение вибрирования влияет на степень уплотнения бетонного раствора. От плотности бетона зависит его прочность. Чем плотнее улеглись частицы бетонного состава, тем выше будет прочность бетона.

    Внешние условия и время отвердевания бетона – еще один из факторов, определяющих показатели его прочности. Наиболее благоприятной считается температура от 15 до 20С0. Влажность воздуха при этом должна составлять от 90 до 100%. При таких параметрах среды происходит быстрое возрастание прочности бетона и увеличивается время его отвердевания. С течением времени, показатель прочности увеличивается. Его рост прекращается лишь после полного высыхания бетона или его замерзания.

    Прочность бетона через 7 суток и 28 дней

    Давно выяснена и рассчитана закономерность, при которой происходит возрастание прочности бетона в зависимости от времени его застывания. В соответствии с ней наибольший показатель предела прочности – 100%, бетон набирает на 28-е сутки застывания. На 7-е сутки бетон показывает 60-80% своей потенциальной прочности. На 3-и сутки соответственно 30%. По ГОСТу, именно в эти дни рекомендовано производить испытания бетонных кубиков.

    Изменение прочности бетона с течением времени происходит по следующей логарифмической зависимости: Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28, где Rb – прочность бетона, n-количество дней, а lg-десятичный логарифм возраста бетона.

    Расчет прочности по формуле дает лишь приблизительные показатели прочности. Важно учесть также, что подобным образом можно определить прочность бетона начиная с 3-х дневного возраста.

    Прочность бетона по маркам

    Марка бетона указывает предел его прочности на сжатие и выражается в кгс/см2 (килограмм-силы на см2). Обозначается она буквой М, а цифра после буквы указывает среднее, приблизительное значение прочности. В строительстве чаще всего используются бетоны следующих марок: М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500.

    Показатели прочности бетона по маркам:

    • М100 — показатель прочности равен 98,23 кгс/см2
    • М150 – от 130,97 до 163,71 кгс/см2
    • М200 – 196,45 кгс/см2
    • М250 – 261,93 кгс/см2
    • М300 – от 294,68 до 327,42 кгс/см2
    • М350 – от 327,42 до 360,18 кгс/см2
    • М400 – 392,9 кгс/см2
    • М450 – 458,39 кгс/см2
    • М500 – 523,87 кгс/см2

    Марка бетона и его прочность зависит от количества цемента, входящего в его состав. Чем больше содержание цемента, тем выше будет марка и наоборот, чем ниже марка, тем меньше цемента содержит бетонная смесь.

    Применение бетона в зависимости от его прочности

    Наиболее важной характеристикой бетона является его прочность на сжатие, определяемая маркой бетонной смеси. Для каждого вида строительных работ используются свои марки бетона.

    Бетон марки М100 – разновидность легких бетонов. Применяется на начальных этапах строительства, для подготовки основания под фундамент, заливкой монолитных стен, перед арматурными работами, а также в дорожном строительстве при устройстве бордюров.

    М150 – имеет несколько более высокую прочность, поэтому помимо подготовительных работ, может использоваться для стяжки пола, устройства пешеходных дорог. Возможно его применение в качестве фундамента при строительстве малоэтажных построек. Так же, как и марка М100, является одним из видов легких бетонов.

    М200 – наиболее часто используемая в строительстве марка. Обладает достаточно высоким показателем прочности и применяется практически на всех этапах строительных работ. Бетоном, имеющим такую марку, заливают фундаменты, площадки, пешеходные дорожки. Используют его и для устройства лестниц и лестничных пролетов, а также возведения несущих стен. При строительстве дорог, бетоном марки М200 формируют подушку под бордюр.

    М250 – охватывает сферу применения предыдущей марки. Однако вследствие более высокой прочности может также применятся в производстве плит для перекрытий при возведении малоэтажных зданий.

    М300 – не менее популярная марка в строительстве, чем бетон марки М200. Из него изготавливаются блоки несущих стен, плиты перекрытий, лестницы, заборы. М300 используется для заливки монолитных фундаментов, площадок и в других подобных работах.

    М350 – имеет достаточно высокую прочность. Область применения – изготовление фундаментных плит при возведении многоэтажных зданий, плит перекрытий и опорных балок. Используют марку М350 в монолитном строительстве, при изготовлении аэродромных плит, опорных колонн, бассейнов и подобных изделий.

    М400 – сфера применения — изготовление ЖБИ, строительство гидротехнических сооружений и зданий, несущих повышенную, по сравнению с жилыми постройками, нагрузку. Это могут быть многоэтажные торгово-развлекательные комплексы, аквапарки и так далее.

    М450 – применяется при возведении плотин, строительстве дамб и метро.

    М500 – основная сфера применения – гидротехнические сооружения и железобетонные конструкции.

    nerudr.ru

    1 Расчет состава тяжелого бетона класса в20

    Исходные данные по сырьевым материалам приведены в таблице 1.1.

    Таблица 1.1 – Характеристики сырьевых материалов

    Материал

    Насыпная плотность

    , кг/м3

    Истинная плотность

    , кг/м3

    Прочие характеристики

    ППЦ

    900

    2800

    НГ = 32 %

    Щебень

    1400

    2660

    НК = 80 мм, W = 5 %

    Песок

    1320

    2650

    Мкр = 1,9, Вп = 8 %, W = 3 %

    Рассчитать состав тяжёлого бетона класса В 20 при коэффициентах вариации прочности бетона Vп = 6; 11; 15 %. Жесткость бетонной смеси - 15 с. Рассчитать дозировку материалов на замес для бетоносмесителя V = 500 л.

    1.2 Определение требуемой прочности бетона по гост 18105-2010

    Согласно ГОСТ 18105-2010 («Бетоны. Правила контроля и оценки прочности») требуемая прочность бетона (отпускная в промежуточном или проектном возрасте) при нормировании ее по классам (Rт, МПа) определяется по формуле (1.1):

    , (1.1)

    где Bнорм – нормируемое значение прочности в МПа для бетона данного класса по прочности на сжатие, или осевое растяжение, или при изгибе; в данной задаче Bнорм = 20 МПа;

    Кт – коэффициент требуемой прочности, принимаемый в зависимости от среднего коэффициента вариации прочности бетона Vп (таблица 1.2).

    Таблица 1.2 – Значение коэффициента Кт в зависимости от Vп

    Vп, %

    менее

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    14

    15

    16

    Кт

    1,07

    1,08

    1,09

    1,11

    1,14

    1,18

    1,23

    1,28

    1,33

    1,38

    1,43

    1.3 Определение водоцементного отношения в зависимости от качества материалов и рекомендуемой по прочности бетона марки цемента

    Определение водоцементного отношения (В/Ц) производится в зависимости от качества материалов (по таблице 1.3) и рекомендуемой по прочности бетона марки цемента (по таблице 1.4).

    Таблица 1.3 – Коэффициенты качества материалов

    Характеристика материалов

    А,

    В/Ц ≥ 0,4

    А1,

    В/Ц ≤ 0,4

    Высококачественные

    0,65

    0,43

    Рядовые

    0,6

    0,4

    Пониженного качества

    0,55

    0,37

    Примечание:

    1) Высококачественные материалы: щебень из плотных горных пород высокой прочности; песок, отмытый оптимальной крупности; портландцемент (ПЦ) высокой активности без добавок или с минимальным количеством гидравлической добавки; заполнители чистые, промытые, фракционированные, с оптимальным зерновым составом;

    2) Рядовые материалы: заполнители среднего качества в том числе гравий; ПЦ среднего качества или высококачественный шлакопортландцемент (ШПЦ);

    3) Материалы пониженного качества: крупный заполнитель пониженной прочности, песок; цементы низкой активности.

    По таблице 1.3 определяем значение коэффициента качества материалов. Материалы рядовые А=0,6.

    Таблица 1.4 – Зависимость марки цемента от класса бетона (по СНиП 5.01.23–83)

    Класс бетона

    B7,5

    B10

    B15

    B20

    B22,5

    B25

    B30

    B35

    B40

    B50

    Рекомендуемая

    марка цемента

    300

    400

    400

    400

    400

    400

    500

    550

    600

    600

    Допускаемая

    марка цемента

    300

    400

    300

    500

    300

    500

    500

    500

    500

    600

    500

    600

    500

    550

    550

    По таблице 1.4 определяем марку цемента для бетона класса В20 - рекомендуемая марка 400. Допускаемые марки – 300 и 500.

    Водоцементное отношение (В/Ц) определяют по формуле (1.2):

    , (1.2)

    где А – коэффициент, определяемый по таблице 1.3 для рядовых материалов (заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средней активности или высококачественный ШПЦ), А=0,6;

    Rц – марка цемента (для бетона класса В20 принимаю марку цемента 400, Rц=40), МПа;

    Rб – средний уровень прочности бетона, МПа.

    Определяем водоцементное отношение:

    .

    studfiles.net

    ГОСТ "Бетоны. Правила контроля прочности"

    СНИП/Бетоны. Правила контроля прочности

    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР>

    БЕТОНЫ

    ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ

    ГОСТ 18105-86

    МИНСТРОЙ РОССИИ

    Москва

    Группа Ж19

    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

    БЕТОНЫ

    Правила контроля прочности ГОСТ 18105 — 86

    Concretes. Rules for the strength control

    ОКП 58 7000 Дата введения 01.01.87

    Настоящий стандарт распространяется на конструкционный тяжелый, легкий и ячеистый (включая конструкционно-теплоизоляционные), а также плотный силикатный бетоны сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее — конструкций) и устанавливает правила контроля прочности бетона на сжатие, осевое растяжение и растяжение при изгибе (далее — прочности).

    Правила контроля прочности бетона, установленные стандартом, могут быть применены и для напрягающих, а также для других видов специальных бетонов, при условии, что коэффициенты требуемой прочности у этих бетонов соответствуют принятым в стандарте.

    При контроле прочности бетона в соответствии с настоящим стандартом обеспечиваются принятые при проектировании конструкцией расчетные и нормативные сопротивления бетона с минимальным расходом цемента.

    Пояснения к терминам, используемым в настоящем стандарте, приведены в приложении 1.

    Переиздание с Изменением

    Настоящий ГОСТ Бетоны. Правила контроля прочности не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Минстроя России

    1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    1.1. На предприятиях при изготовлении бетонной смеси и производстве сборных конструкций, а также на строительных площадках при бетонировании монолитных конструкций должны производиться статистический контроль и приемка бетона по прочности с учетом однородности в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

    Приемка бетона путем сравнения его фактической прочности с нормируемой без учета характеристик однородности прочности не допускается.

    1.2. Контролю подлежат:

    • отпускная прочность бетона — для сборных конструкций без предварительного напряжения и сборных конструкций с предварительным напряжением, если отпускная прочность выше передаточной;
    • передаточная прочность бетона — для предварительно напряженных конструкций;
    • прочность бетона в установленном проектной документацией промежуточном возрасте — для монолитных конструкций (при снятии несущей опалубки и т.д.);
    • прочность бетона в проектном возрасте — для сборных и монолитных конструкций.

    В случаях, когда нормируемые отпускная или передаточная прочность бетона составляют 90 % и более от установленной для данного класса (марки), контроль прочности в проектном возрасте не производят.

    1.3. Контроль прочности бетона по каждому виду нормируемой прочности, указанному в п. 1.2, производят с использованием данных контроля предыдущих партий в следующем порядке:

    • определяют прочность бетона в каждой из партий, изготовленных в течение установленного стандартом периода (анализируемого);
    • вычисляют характеристики однородности прочности бетона за анализируемый период;
    • определяют по характеристикам однородности прочности бетона в анализируемом периоде требуемую прочность бетона для последующего контролируемого периода;
    • определяют прочность бетона в данной контролируемой партии, сравнивают ее с требуемой прочностью и принимают решение о приемке этой партии.

    1.4. Прочность бетона в партии определяют в соответствии с настоящим стандартом на основе результатов испытаний образцов бетона согласно ГОСТ 10180 (далее — контроль по образцам) либо неразрушающими методами по действующим государственным стандартам на эти методы.

    При определении прочности бетона монолитных конструкций неразрушающими методами должны применяться или ультразвуковой метод по ГОСТ 17624 при сквозном прозвучивании, или метод отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690. Применение других методов неразрушающего контроля допускается по согласованию с головными научно-исследовательскими организациями.

    Прочность бетона на растяжение, а в проектном возрасте бетона сборных конструкций и на сжатие определяют только по образцам.

    1.5. В качестве характеристики однородности, используемой при контроле для определения требуемой прочности бетона РТ, вычисляют средний коэффициент вариации прочности Vn по всем партиям бетона за анализируемый период.

    1.6. Одновременно с определением требуемой прочности вычисляют средний уровень прочности бетона Ry для использования при подборе состава бетона в соответствии с ГОСТ 27006 на предстоящий контролируемый период.

    При этом, если средний уровень прочности бетона в предстоящем контролируемом периоде снижается по сравнению с предыдущим (за счет получения бетона с более высокой однородностью), то должен быть соответственно сокращен расход цемента.

    2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА В ПАРТИИ

    2.1. В состав партии следует включать бетон сборных или монолитных конструкций, формуемых на одном технологическом комплексе из бетонной смеси одного номинального состава по ГОСТ 27006 по одной технологии в течение не менее одной смены и не более одной недели.

    При контроле по образцам в состав партии бетона сборных конструкций может включаться бетон одной или нескольких партий конструкций, образованных в соответствии с действующими стандартами или техническими условиями на эти конструкции.

    При определении прочности бетона сборных конструкций неразрушающими методами в состав партии включают бетон одной партии конструкций.

    2.1а. Допускается в состав партии объединять бетоны одного класса (марки) по прочности разного номинального состава, если выполняются следующие условия:

    • максимальный из средних значений партионного коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период объединенных составов не превышает 12%;
    • разность между максимальными и минимальными значениями партионного коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период по объединенным составам не превышает 2%;
    • наибольшая крупность заполнителя и показатель удобоукладываемости объединенных составов отличаются не более чем в два раза, а расход цемента в этих составах отличается не более чем на 15% от среднего значения.

    Регламентируемые условия объединения проверяют один раз в год по результатам определения статистических характеристик однородности бетона по прочности отдельно по каждому номинальному составу за последние два контролируемых периода.

    При объединении в партию различных составов значение коэффициента вариации прочности бетона в первый контролируемый период определяют как среднее арифметическое значение усредненных значений коэффициентов вариации по отдельным номинальным составам.

    (Введен дополнительно, Изм. № 1).

    2.2. При контроле по образцам для определения прочности бетона из произвольно выбранных замесов в соответствии с ГОСТ 10181.0 отбирают не менее двух проб бетонной смеси от каждой партии бетона (за исключением ячеистого бетона) и не менее одной пробы;

    • в смену — на предприятии — изготовителе сборных конструкций;
    • в 1 сут — на предприятии — изготовителе бетонной смеси для монолитных конструкций;
    • в 1 сут — на строительной площадке для монолитных конструкций.

    По согласованию с проектной организацией, осуществляющей авторский надзор, пробы бетонной смеси на месте укладки их в монолитную конструкцию допускается не отбирать, а оценивать прочность бетона по данным контроля предприятия — изготовителя бетонной смеси.

    2.3. Из каждой пробы бетонной смеси изготавливают в соответствии с ГОСТ 10180 по одной серии образцов бетона для контроля: — отпускной прочности; — передаточной прочности; — прочности бетона в промежуточном возрасте; — прочности бетона в проектном возрасте. Допускается изготавливать серии контрольных образцов для определения прочности бетона сборных конструкций в проектном возрасте не из каждой пробы, но не менее чем из двух проб, отбираемых от одной партии в неделю при классе бетона по прочности В30 (марки 400) и ниже, и четырех проб, отбираемых от двух партий в неделю при классе бетона по прочности В35 (марки 450) и выше.

    Для контроля прочности ячеистого бетона из готовых конструкций каждой партии или из блоков, изготовленных одновременно с этими конструкциями, выпиливают или выбуривают не менее двух серий образцов по ГОСТ 10180.

    2.4. Контрольные образцы бетона сборных конструкций должны твердеть в одинаковых с конструкциями условиях до определения отпускной или передаточной прочности. Последующее твердение образцов, предназначенных для определения прочности бетона в проектном возрасте, должно производиться в нормальных условиях при температуре (20 ± 2)°С и относительной влажности воздуха не менее 95%.

    Контрольные образцы бетона монолитных конструкций на предприятии — изготовителе бетонной смеси должны твердеть в нормальных условиях, а на строительной площадке — в условиях, одинаковых с условиями твердения конструкций.

    (Измененная редакция, Изм. № 1).

    2.5. При контроле неразрушающими методами для определения отпускной или передаточной прочности бетона сборных конструкций от партии отбирают 10 %, но не менее трех конструкций.

    Для определения прочности бетона монолитных конструкций неразрушающими методами в промежуточном возрасте контролируют не менее одной конструкции из объема бетона, уложенного в течение каждых суток (или часть конструкции в случае, когда ее бетонирование производится более 1 сут).

    2.6. На каждой сборной конструкции, отобранной для определения прочности бетона неразрушающими методами, назначают не менее двух, а для монолитной — не менее четырех контролируемых участков.

    Число и расположение контролируемых участков должно указываться проектной организацией в рабочих чертежах конструкций в зависимости от геометрических размеров, назначения и технологии их изготовления и быть не менее:

    • для линейных конструкций — одного участка на 4 м длины;
    • для плоских конструкций, за исключением монолитных конструкций сплошных стен, — одного участка на 4 м2 площади;
    • для монолитных конструкций сплошных стен — одного участка на 8 м2 площади.

    При отсутствии указаний в рабочих чертежах контролируемые участки устанавливает изготовитель по согласованию с проектной или научно-исследовательской организацией.

    Число измерений, выполняемых на каждом контролируемом участке, принимают по действующим стандартам на методы неразрушающего контроля.

    2.7. Прочность бетона в партии (Rm), МПа, вычисляют по формуле

     (1)

    где Ri — единичное значение прочности бетона, МПа;

    п — общее число единичных значений прочности бетона в партии.

    За единичное значение прочности бетона принимают:

    • при контроле по образцам — среднюю прочность бетона в одной серии образцов, определенную по ГОСТ 10180;
    • при контроле неразрушающими методами — среднюю прочность бетона конструкции или среднюю прочность бетона контролируемого участка конструкции, определенную по действующим государственным стандартам на методы неразрушающего контроля. Указания по выбору вида единичного значения прочности при применении неразрушающих методов приведены в приложении 2.

    3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОРОДНОСТИ БЕТОНА ПО ПРОЧНОСТИ

    3.1. Продолжительность анализируемого периода для определения характеристик однородности бетона устанавливают от одной недели до 2 мес. Число единичных значений прочности бетона в течение этого периода должно составлять не менее 30.

    3.2. В течение анализируемого периода для каждой партии бетона вычисляют среднее квадратическое отклонение Sm и коэффициент вариации Vm прочности. Указанные характеристики вычисляют для всех видов нормируемой прочности по п. 1.2. При этом допускается коэффициент вариации прочности бетона в проектном возрасте для сборных конструкций не вычислять, а принимать его равным 85% от коэффициента вариации отпускной прочности.

    3.3. При контроле по образцам среднее квадратическое отклонение прочности бетона в партии (Sm), МПа, при числе единичных значений прочности бетона в партии п больше шести вычисляют по формуле

    , (2)

    Если число единичных значений прочности бетона в партии от двух до шести, значение Sm вычисляют по формуле

    (3)

    где Wm — размах единичных значений прочности бетона в контролируемой партии, определяемый как разность между максимальным и минимальным единичными значениями прочности, МПа;

    a — коэффициент, зависящий от числа единичных значений (п) и принимаемый по табл. 1.

    Таблица 1

    Число единичных значений п 2 3 4 5 6
    Значение коэффициента a 1,13 1,69 2,06 2,33 2,5

    При контроле неразрушающими методами в случае, когда за единичное значение принимают среднюю прочность бетона конструкции, значение Sт, МПа, вычисляют с учетом отклонений градуировочной зависимости по формуле

    , (4)

    где SТ — среднее квадратическое отклонение градуировочной зависимости, определяемое по действующим государственным стандартам на неразрушающие методы, МПа;

    п — число единичных значений (проконтролированных конструкций) в партии;

    р — число контролируемых участков в конструкции. В случае, когда за единичное значение принимают прочность бетона на контролируемом участке, значение Sm, МПа, вычисляют по формуле

    , (5)

    где Kn — поправочный коэффициент, определяемый по приложению 2;

    п — число единичных значений прочности бетона (контролируемых участков) в партии.

    3.4. Коэффициент вариации прочности бетона в партии (пар-тионный коэффициент) (Vm) в процентах вычисляют по формуле

    (6)

    3.5. Среднее значение партионного коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период (п) в процентах вычисляют по формуле

    , (7)

    где Vm, i — коэффициенты вариации прочности бетона в каждой i-й из п проконтролированных в течение анализируемого периода партий бетона, вычисляемые по формуле (6);

    ni — число единичных значений прочности бетона в каждой i-й из п партий бетона, проконтролированных в течение анализируемого периода;

    — общее число единичных значений прочности бетона за анализируемый период (не менее 30).

    3.6. При контроле прочности бетона на строительной площадке коэффициент вариации прочности бетона принимают по документу о качестве бетонной смеси предприятия-изготовителя.

    3.7. Допускается при контроле нерегулярно выпускаемых сборных конструкций и бетонных смесей коэффициент вариации принимать равным коэффициенту вариации бетона другого состава при условии его изготовления по той же технологии и на одинаковых материалах и отличающегося по прочности не более чем на два класса (марки).

    4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

    4.1. Требуемую прочность бетона (отпускную, передаточную, в промежуточном или проектном возрастах) при нормировании прочности по классам (Рт), МПа, вычисляют по формуле

    RТ =KТ Bнорм, (8)

    где Bнорм — нормируемое значение прочности бетона (отпускной, передаточной, в промежуточном или проектном возрасте) для бетона данного класса по прочности на сжатие, осевое растяжение или растяжение при изгибе, МПа;

    KТ — коэффициент требуемой прочности для всех видов бетонов, принимаемый соответствии с табл. 2 в зависимости от среднего коэффициента вариации прочности бетона Vn по всем партиям за анализируемый период, вычисленного по формуле (7).

    При использовании неразрушающих методов контроля прочности бетона в случаях, когда за единичное значение принимают прочность бетона контролируемого участка конструкции, правую часть формулы (8) следует умножать на коэффициент, равный 0,95.

    4.2. Требуемую прочность бетона при нормировании прочности по маркам определяют в соответствии с приложением 3.

    Таблица 2

     

    Vn %

    для всех видов бетонов (кроме плотных силикатных, ячеистых) и конструкций, кроме массивных гидротехнических для плотного силикатного бетона для автоклавного ячеистого бетона для массивных гидротехнических конструкций
    6 и менее 1,07 1,06 1,08 1,09
    7 1,08 1,07 1,09 1,10
    8 1,09 1,08 1,10 1,11
    9 1,11 1,09 1,12 1,13
    10 1,14 1,12 1,13 1,14
    11 1,18 1,14 1,14 1,16
    12 1,23 1,18 1,17 1,18
    13 1,28 1,22 1,22 1,20
    14 1,33 1,27 1,26 1,22
    15 1,38 1,33 1,32 1,23
    16 1,43 1,39 1,37 1,25
    17   1,46 1,43 1,28
    18   1,50 1,32
    19 Область недопустимых 1,57 1,36
    20 значений 1,39
    21 и более  

    4.3. При необходимости контроля прочности бетона отдельных. партий коэффициент требуемой прочности может приниматься по табл. 2 или таблице приложения 3 в зависимости от коэффициента вариации прочности бетона в данной партии, вычисленного по формуле (6). При этом число единичных значений прочности бетона в этой партии должно быть не менее 30.

    4.4. В начальный период до накопления необходимого для ведения статистического контроля числа результатов испытаний требуемую прочность бетона (RТ) определяют по формул (10)

    где Кб — коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от вида бетона.

    Таблица 3

    Вид бетона Кб
    1. Для всех бетонов (кроме ячеистого и плотного силикатного) 0,78
    2. Ячеистый 0,70
    3. Плотный силикатный 0,75

    4.5. Продолжительность контролируемого периода, в течение которого может использоваться установленное значение требуемой прочности, следует принимать от одной недели до 1 мес.

    5. ПРИЕМКА БЕТОНА ПО ПРОЧНОСТИ

    5.1. Партии бетона сборных конструкций принимают по отпускной и передаточной прочности, а монолитных конструкций — по прочности бетона в проектном возрасте.

    5.2. Партия бетона подлежит приемке, если фактическая прочность бетона в партии (Rm) будет не ниже требуемой прочности (RO), т.е.

    Rm ? RO (11)

    5.3. Контроль обеспечения прочности бетона сборных конструкций в проектном возрасте проводят периодически в сроки, установленные в п. 2.3, сравнением требуемой прочности в проектном возрасте со средней прочностью бетона в этом возрасте всех проконтролированных за неделю партий.

    Прочность бетона сборных конструкций в проектном возрасте признают отвечающей требованиям настоящего стандарта, если выполняется условие формулы (11). При этом результаты проверки относят ко всем партиям бетона, изготовленным за неделю.

    В случае нарушения этого условия изготовитель обязан в трехдневный срок после окончания всех испытаний сообщить об этом потребителю.

    5.4. Возможность использования партий конструкций, прочность бетона которых не отвечает требованиям пп. 5.2 и 5.3, должна быть согласована с проектной организацией.

    Такое же согласование необходимо на дальнейшее изготовление и использование конструкций, если средний партионный коэффициент вариации на последующий контролируемый период попадает в область недопустимых значений.

    5.3, 5.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

    5.5. Значения фактической и требуемой прочности бетона должны быть указаны в документе о качестве партии сборных конструкций по ГОСТ 13015.3 или бетонной смеси по ГОСТ 7473 и в журнале бетонных работ для монолитных конструкций.

    6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО УРОВНЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

    6.1. Средний для контролируемого периода уровень прочности отпускной, передаточной для сборных конструкций, в промежуточном и в проектном возрасте для монолитных конструкций) бетона (Ro), МПа, определяют по формуле

    Rу = RO Kм.п, (12)

    где Км.п — коэффициент, принимаемый по табл. 4 в зависимости от среднего за анализируемый период коэффициента вариации Vn.

    www.topbetonural.ru

    Способы измерения прочности бетона

    Бетон является разновидностью искусственного камня, который широко применяется во всем мире уже не одно столетие. Это материал получается в результате твердения правильно составленной смеси из воды, цемента и заполнителей. В состав также могут входить различные добавки, усиливающие или снижающие то или иное свойство бетонной смеси, влияя на такой важный показатель, как средняя прочность бетона.

    Основные свойства бетонной смеси

    Качество затвердевшей бетонной смеси определяется показателями прочности, плотности, однородности, пластичности и рядом других свойств. Технические характеристики определяются лабораторными исследованиями, основанными на механическом воздействии на образец или ультразвуковым воздействием с последующим построением градуировочной зависимости, где данные показаны в виде графика или таблицы.

    Плотность затвердевшего раствора является одним из показателей его качества и определяется соотношением массы к объему. Плотность материала зависит от количества вовлеченного воздуха при последующем его застывании. Чем меньше воздуха – тем меньше пор и, соответственно, выше плотность материала. Чем плотней бетон, тем он прочнее.

    Существует прямая зависимость прочности бетона от его плотности. Так как плотность измерить достаточно сложно, в строительстве существует такое понятие, как средняя прочность.

    Полученному в результате 95 из 100 лабораторных испытаний среднему показателю присваивается обозначение, которое и является классом бетона. Класс в проектной документации является единым во всем мире, обозначается буквой «В» и измеряется в мПа.

    Прочность

    Это важнейший показатель качества материала, который гарантируется ГОСТ на 28 сутки его естественного твердения. Значением прочности принято считать сопротивление к разрушению целостности структуры вследствие внутренних напряжений и внешних воздействий.

    Бетон, как и любой искусственный камень, имеет пористую структуру, поэтому лучше всего сопротивляется сжатию. Показатель прочности бетона на сжатие определяет его марку, которая обозначается буквой «М» и измеряется в кгс/см2. Например: Смесь М400 говорит о том, что прочность на сжатие его составляет 400 кгс/см2.

    Существует соответствие класса и марки бетона, которая представлена в таблице.

    Марка Класс, мПа Прочность, кгс/см2
    М 75 В 5 65 кгс/см2
    М 100 В 7,5 98 кгс/см2
    М 150 В 10 131 кгс/см2
    М 200 В 15 196 кгс/см2
    М 250 В 20 262 кгс/см2
    М 300 В 22,5 294 кгс/см2
    М 350 В 25 327 кгс/см2
    М 400 В 30 393 кгс/см2

    Виды

    Различают два типа прочности бетона на сжатие – это кубиковая и призменная.

    Кубиковая

    Кубиковая прочность неармированного бетона – это способность образца (кубика), твердевшего 28 суток при влажности 95-100 % и температуре окружающего воздуха 20-23 °С, выдерживать определенное давление. Измеряется в мПа.

    Призменная

    Призменная прочность бетона – это временное сопротивление бетонной призмы сжатию. Как правило, призменная ниже кубиковой. Чем больше зависимость между высотой и основанием образца, тем меньше его прочность. Измеряется в кгс/ч.

    При производстве железобетонных конструкций различают проектную, нормируемую, требуемую, фактическую, распалубочную, передаточную и отпускную прочность бетона.

    1. Проектная – это прочность бетона при его определенном возрасте. Если нет особых требований, то предел проектной прочности достигается при возрасте уложенной смеси 28 дней.
    2. Нормируемая – это значение, установленное проектной или другой нормативной документацией.
    3. Требуемая – это минимально допустимое значение прочностных характеристик изделий в рамках одной партии.
    4. Фактическая — это средний показатель характеристик изделий в рамках одной партии.
    5. Распалубочная прочность армированного бетона считается минимально допустимым значением, при котором изделие можно вынимать из формы.
    6. Передаточная прочность армированного бетона – это регламентируемое значение кубиковой прочности к моменту его армирования. Передаточная прочность не назначается ниже 70% от проектной и не может быть менее 14 мПа.
    7. Отпускная прочность бетона – это характеристика, при которой изделие разрешено отпускать потребителю.

    Как определяется

    Существует два метода определения прочности: разрушающий и не разрушающий. Разрушающий метод состоит в раздавливании образцов материала и является наиболее точным. Критическая прочность бетона фиксируется и является исходным показателем для расчета прочности бетона и определяется в мПа. К разрушающим методам контроля относятся кубиковое и призменное испытание образцов, описанное выше. Испытания регламентируются ГОСТ 18105-86.

    К неразрушающим методам контроля относятся методы воздействия ударом, частичного разрушения и ультразвуковое исследование образца.

    Метод ударного обследования образца

    Существуют три основных ударных метода исследования:

    1. Ударного импульса. Метод заключается в определении выделенной энергии при определенной силе удара.
    2. Отскока. Метод регистрирует величину отскока бойка от поверхности изделия или образца.
    3. Деформации. При таком методе производится давление на бетонную поверхность с последующей регистрацией давления в мПа и глубины деформации.

    Метод частичного разрушения изделия

    Этот метод также предполагает три типа воздействия на бетонный образец.

    Отрыв. Метод заключается в приклеивании к бетонной поверхности металлического диска с последующим его отрывом. Определяющим значением является усилие, значение которого используется в дальнейших вычислениях. Определяется в мПа.

    Скалывание. Метод скалывания заключается в скользящем воздействии на грань образца с регистрацией усилия, необходимого для частичного разрушения объекта.

    Отрыв со скалыванием. Суть этого метода состоит в анкерном креплении на поверхности бетонной конструкции специального устройства с последующим его отрывом и регистрацией данных.

    Ультразвуковое обследование

    В основе метода лежит построение градуировочной зависимости между прочностью бетона и скоростью прохождения через него ультразвука. На построение градуировочной зависимости влияет:

    • состав и фракция заполнителя;
    • уменьшение или увеличение массы цемента;
    • способ приготовления и уплотнения смеси;
    • напряженность бетона.

    Градуировочную зависимость определяют по единичным значениям скорости распространения ультразвуковых волн и прочности бетона. За единичное значение прочности бетона принимают средние значения при исследованиях идентичных образцов. Градуировочную зависимость выстраивают в виде таблицы или графика, построенного на основе линейного или экспоненциального вида. На предприятиях, выпускающих ЖБ конструкции, проверку градуировочной зависимости осуществляют не реже 1 раза в 2 месяца, согласно ГОСТ 17624-87.

    Отчего зависит

    Среди технологических факторов, влияющих на структуру и прочность бетона можно выделить:

    1. Активность или качество цемента.
    2. Количество цемента. С количеством цемента следует быть внимательным, так как с его увеличением выше оптимального значения происходит повышение плотности, но снижение других свойств бетона.
    3. Чистота и форма заполнителей. Загрязненный и гладкий заполнитель имеет низкую сцепливаемость с цементным молочком, вследствие чего уменьшается качество смеси.
    4. Качество замеса. Недостаточное перемешивание значительно снижает прочностные характеристики бетона.
    5. Способ уплотнения. Плотность, а, соответственно, и прочность бетонного изделия выше при уплотнении вибраторами. Ручное уплотнение значительно снижает качество смеси.
    6. Возраст. Нарастание прочности бетона наступает по прошествии 28 суток естественного твердения.
    7. Условия твердения. Максимальную прочность получает бетон, твердевший во влажной среде при температуре 15-20 °С. При понижении температуры нарастание прочности снижается. Нижний температурный предел твердения составляет 0 °С.

    Отдельного разговора заслуживает влагоцементное соотношение, которое является главным фактором в требуемых прочностных характеристиках смеси. Самый «правильный» бетон получится, если в смесь добавить 20% воды от массы цемента. Но при такой зависимости смесь получается слишком сухая, что приведет к потере пластичности и сделает практически невозможным ее укладку. Именно поэтому в раствор добавляется воды в несколько раз больше необходимой нормы. При твердении влага из раствора испаряется, что приводит к появлению пор, снижающих плотность материала.

    Если обобщить вышесказанное, то основной закон прочности бетона состоит в зависимости показателя от качества применяемых материалов и плотности затвердевшей смеси.

    Наиболее прочный материал

    Большинство наших соотечественников интересует вопрос, какой должен быть состав и технические характеристики у самого качественного в мире бетона? Буквально несколько месяцев назад представитель японской компании Taiheiyo Cement сообщил прессе, что ими был разработан самый прочный бетон, способный выдержать давление более 4,5 т на 1 см2. Такое заявление произвело в строительном мире «эффект разорвавшейся бомбы», так как предельная прочность металлических конструкций на сегодняшний день не превышает 2 т на см2.

    Технология производства является коммерческой тайной компании. Полный состав заполнителей также не разглашается, но, по словам представителя компании, в составе бетона используются особые кремниевые добавки.

    Будем надеяться, что эта технология в скором времени появится и на нашем рынке, что даст возможность отечественным компаниям значительно повысить качество и скорость строительства новых объектов.

    tehno-beton.ru


    Смотрите также