Помимо традиционно применяемых испытаний на разлом цилиндра, практикуются также иные – методы испытания бетона. Выбирая методы мониторинга прочности бетона при сжатии, важным видится учёт влияния на процесс. Если одни процессы тестирования допускают работу непосредственно на месте, выполнение других требует времени и обращений к сторонним структурам. Помимо времени, важным критерием видится точность результатов испытаний, определяющая качество бетона.
СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :
- 1 Традиционный метод испытаний бетона на прочность
- 2 Методы испытания бетона ГОСТ и ASTM – семь вариантов
- 2.1 Метод #1: молоток Шмидта (ASTM C805)
- 2.2 Метод #2: Тест на сопротивление внедрению (ASTM C803)
- 2.3 Метод #3: ультразвуковой импульсный метод (ASTM C597)
- 2.4 Метод #4: испытание бетона на отрыв (ASTM C900)
- 2.5 Метод #5: колонковое бурение керном (ASTM C42)
- 2.6 Метод #6: сборно-монолитные цилиндры (ASTM C873)
- 2.7 Метод #7: использование беспроводных датчиков зрелости (ASTM C1074)
- 3 Комбинированные методы испытаний бетона на прочность
- 4 Методы испытания бетона на прочность — выбор
Традиционный метод испытаний бетона на прочность
Распространённой методикой на контроль прочности монолита бетона считается исследование разломом цилиндра, полученного в полевых условиях. Практика применяется на протяжении более двух веков. Образцы отливают и после твердения тестируют на прочность сжатием по ГОСТ. Обычная работа для лабораторий на различных этапах строительства.
С момента появления метода тестирования разломом цилиндра отмечен целый ряд разработок, направленных на сокращение времени твердения структуры бетона. Например:
- Использование обогревающих одеял.
- Применение добавок замедлителей парообразования.
Однако многие строительные компании предпочитают придерживаться традиционной практики тестирования, объясняя выбор устоявшейся практикой.
Методы испытания бетона ГОСТ и ASTM – семь вариантов
Старый метод теста бетона на прочность далеко не самый быстрый и точный. Фактически, кроме теста через залитые цилиндры, существует масса других вариантов тестирования. Рассмотрим семь современных подходов, претендующих на выбор лучшего метода испытаний бетона на прочность.
Метод #1: молоток Шмидта (ASTM C805)
Инструмент молоток Шмидта содержит в составе конструкции стальной молот на пружине и механизм сдерживания. Срабатывание механизма приводит к выбросу стального ударного стержня, соприкасающегося с бетонной поверхностью. Скорость движения от силы пружины постоянна и воспроизводима. Уровень отскока головки относительно стального ударного стержня (или другие значения отскока) измеряется по линейной шкале, составляющей единое целое с корпусом инструмента.
Плюсы: методика относительно проста для применения, допускает выполнения тестирования непосредственно на месте строительных работ.
Минусы: точность измерений обусловлена предварительной калибровкой на основе проб. Результаты испытаний напрямую обусловлены состоянием поверхности, наличием заполнителя, присутствием арматуры в зоне производства испытания.
Метод #2: Тест на сопротивление внедрению (ASTM C803)
Для того чтобы выполнить испытания на сопротивление внедрения в бетон, специальным механизмом внедряется штифт (зонд) в структуру бетона. Величина силы, полученная в момент внедрения в структуру, плюс величина заглубления — параметры, соотносимые с прочностью тестируемой области бетона.
Плюсы: методика относительно проста для практики применения и допускает выполнение непосредственно на месте.
Минусы: полученные данные во многом связаны состоянием бетонной поверхности. Кроме того, играет роль тип используемой формы и агрегатов. Для получения точных измерений прочности необходимо предварительно калибровать механизм с упором на несколько образцов.
Метод #3: ультразвуковой импульсный метод (ASTM C597)
Этот способ тестирования бетона основан на скорости прохождения импульса ультразвука сквозь структуру бетонной плиты. На основе результата прохождения импульса измеряются параметры:
- эластичности структуры,
- сопротивления деформациям,
- плотности структуры.
Впоследствии измеренные данные характеризуют бетонную структуру по степени прочности.
Плюсы: способ относится к вариантам неразрушающего контроля, допускает также обнаружение дефектов, в частности, трещин и наличия сот в бетонной структуре.
Минусы: на результат сильно влияет наличие арматуры, заполнителей и уровня влаги бетонной структуры. Также для точного тестирования требуется калибровка с учётом нескольких образцов.
Метод #4: испытание бетона на отрыв (ASTM C900)
Основной принцип испытания на сцепление подразумевает вытягивании бетона с помощью металлического стержня, залитого на месте или внедрённого в бетон. Приложенная сила для вытягивания конической формы инструмента является определяющим параметром предела прочности бетонной структуры при сжатии.
Плюсы: отмечается простое применение, плюс применение, как на новых, так и на старых бетонных конструкциях.
Минусы: тестирование сопровождается раздавливанием или повреждением бетонной структуры. Для точности результата требуется несколько образцов под испытания в разных зонах бетонной плиты.
Метод #5: колонковое бурение керном (ASTM C42)
Для извлечения пробы из бетонной структуры применяют специальное корончатое сверло. Затем полученные образцы сжимаются машиной контроля прочности монолитного бетона.
Плюсы: более высокая точность по сравнению с образцами, застывшими в полевых условиях. Бетон, который проверяется на прочность, подвергается действительной термической истории и условиям отверждения плиты на месте.
Минусы: относится к методике разрушения целостности структуры бетонного материала. После проведения необходим ремонт места расположения жил. Для получения данных о прочности необходимо обращаться в лабораторию.
Метод #6: сборно-монолитные цилиндры (ASTM C873)
Принцип тестирования предполагает помещение цилиндрических форм в место заливки. Внутрь форм, остающихся внутри плиты, заливается свежий бетон. После затвердевания образцы удаляют и сжимают для определения прочности.
Плюсы: считается более точным вариантом по сравнению с образцами, отверждёнными в полевых условиях. Бетон подвергается тем же условиям отверждения, что и плита на месте, в отличие от образцов, отверждённых в полевых условиях.
Минусы: считается методикой разрушения, требующей нарушения структурной целостности плиты. После проведения места отверстий необходимо ремонтировать. Для получения данных о прочности требуется привлекать лабораторию.
Метод #7: использование беспроводных датчиков зрелости (ASTM C1074)
Этот метод основан на принципе определения прочности бетона напрямую зависящей от температуры гидратации. Перед заливкой смеси в бетонную опалубку, на арматуре закрепляются беспроводные датчики. Данные о температуре собираются датчиком и загружаются на любое интеллектуальное устройство через беспроводное соединение.
Информация, получаемая через программное приложение, используется для расчёта прочности при сжатии монолитного бетонного элемента на основе уравнения зрелости, используемого программным приложением.
Плюсы: данные о прочности при сжатии получают в режиме реального времени с возможностью периодически обновляемых сведений (обычно15 минут). Получаемые таким способом данные считаются более точными и надёжными, поскольку датчики встроены непосредственно в бетон. То есть сенсоры подвергаются тем же условиям твердения, что и монолитный бетонный элемент. Значительно сокращается время получения результатов. Исключается привлечение лаборатории.
Минусы: требуется однократная калибровка для тестирования каждой пробы для построения кривой графика с применением тестов на разлом цилиндра.
Комбинированные методы испытаний бетона на прочность
Комбинация методов измерения прочности при сжатии иногда используется для обеспечения контроля качества и гарантии качества бетонной конструкции. Комбинированный метод даёт более полный обзор структуры бетонной плиты, позволяя получить данные о прочности, используя более одного метода испытаний.
Также повышается точность данных относительно прочности, поскольку использование нескольких методов помогает учесть влияющие факторы:
- тип цемента,
- размер заполнителя,
- условия отверждения.
Например, возможна комбинация испытания ультразвукового импульсного метода и тестирования молотком Шмидта. Аналогичным образом, при использовании метода тестирования беспроводными датчиками зрелости на стройплощадке, для проверки прочности при сжатии рекомендуется выполнить испытания на разрыв цилиндра. Делается это на 28-й день жизненного цикла бетона для приёмки и подтверждения прочности плиты непосредственно на месте.
Методы испытания бетона на прочность — выбор
Такие тесты, как молоток Шмидта и метод сопротивления пробою, пусть и просты, но считаются менее точными, чем другие методы тестирования. Объясняется это отсутствием исследования центральной области бетонного элемента. Фактически тестируются только условия отверждения непосредственно под поверхностью бетонной плиты.
Ультразвуковой импульсный метод, а также испытание на вытягивание, выполнять сложнее, поскольку процесс калибровки инструмента является длительным и требует большого количества образцов для получения точных данных.
Решение относительно выбора метода тестирования логично принимать исходя из наличия знаний и привычек. Однако точность испытаний и время, необходимое для получения данных о прочности, являются важными факторами. Эти факторы следует обязательно принимать во внимание.
Точность выбранной техники может в будущем привести к проблемам с долговечностью и эксплуатационными характеристиками бетонной конструкции. Кроме того, выбор метода, который требует дополнительного времени для получения данных относительно прочности, может отрицательно сказаться на сроках выполнения строительного проекта.
И наоборот, выбор правильного инструмента может оказать положительное влияние на исполнение сроков строительного проекта, позволит завершить проект в рамках бюджета или с экономией средств.
При помощи информации: ForConstructionPros