Строительные конструкции на базе смеси из вяжущего вещества, песка и заполнителя нуждаются в тестировании на предмет надежности и безопасности. Однако подобные исследования не должны стать причиной прерывания эксплуатации испытываемого объекта, поэтому производится неразрушающим методом. Это позволяет сократить расходы, снизить трудоемкость и исключить локальные повреждения.

Прямые методы контроля

Данные способы необходимы для формирования градуировочных зависимостей и их последующей корректировки для косвенных методов, проводимых на тех же самых участках сооружения. Технология может быть применима при освидетельствовании на различных стадиях возведения строений, а также при эксплуатации и реконструкции готовых объектов.

Отрыв со скалыванием

Подобная операция производится в соответствии с государственными стандартами, где отражены основные сведения о способе проведения. На полученные результаты не оказывает никакого влияния состояние поверхности.

Для проведения исследований используются анкерные устройства трех типов.

1. Рабочий стержень, оснащенный анкерной головкой.
2. Прибор с наличием разжимного конуса и рифленых сегментных щек.
3. Устройство с полым разжимным конусом, который имеет специальный стержень для фиксации приспособления в одном положении.

Примечание! Выбирая тип приспособления и глубину проникновения анкера, следует брать в расчет предполагаемую прочность состава и размеры заполнителя, что отражено в таблице ниже.

Условия высыхания смеси	Тип применяемого устройства	Глубина погружения анкера в мм	Предполагаемая прочность в МПа	Значение коэффициента
				Легкий состав	Тяжелый раствор
Тепловая обработка	1	4835	<50>50	1,2	1,32,6
	2	4830	<50>50	1,0	1,12,7
	3	35	<50	—	1,8
Естественное твердение	1	4835	<50>50	1,2	1,12,4
	2	4830	<50>50	1,0	0,92,5
	3	35	<50	—	1,5

В монолитных конструкциях проверка прочности бетона неразрушающим методом, предполагающим отрыв со скалыванием, производится сразу на трех участках. При корректировке градуировочных зависимостей совместно с данным способом осуществляются три косвенных теста.

Скалывание ребра

Данный метод подразумевает отсечение ребра испытуемой конструкции. В первую очередь он применяется для контроля линейных сегментов вроде ригелей, колонн, свай, перемычек и опорных балок. Проведение операции не требует дополнительной подготовки, однако при наличии защитного слоя толщиной менее 20 мм метод не может быть применим.

Отрыв металлических дисков

Еще одно мероприятие, которое позволяет осуществлять неразрушающий метод контроля бетона, не нашло широкого распространения в нашей стране, что связано с ограниченным температурным режимом. Еще одним отрицательным фактором считается необходимость проделывания борозды сверлом, а это снижает производительность исследования.

Сам способ предполагает снятие регистрации напряжения, которое требуется для местного разрушения затвердевшего состава при отрыве стального диска. При определении прочностных качеств учитывается приложенное усилие и площадь проекции поверхности.

Косвенные методы контроля

Подобные исследования проводятся, когда нужно оценить значение прочностных характеристик, используя их в качестве одного из нескольких факторов, дающих представление о техническом состоянии сооружения. Полученный результат не допускается использовать, если не была определена частная градуировочная зависимость ().

Ультразвуковое тестирование

Широкое распространение получил способ испытания бетона неразрушающим методом, подразумевающим использование ультразвуковых волн. При проведении операции устанавливается связь между скоростью колебаний и плотностью затвердевшей смеси.

На зависимость могут влиять самые различные факторы.

• Фракция заполнителя и его количество в растворе.
• Выбранный способ приготовления состава.
• Степень уплотнения и напряжение.
• Изменение расхода вяжущего вещества более, чем на 30 процентов.

Дополнение! Ультразвуковые изыскания предоставляют возможность выполнять массовые испытания практических любых конструкций неограниченное количество раз. Основной недостаток кроется в допускаемой погрешности.

Упругий отскок

Неразрушающий контроль прочности бетона этим методом позволяет установить зависимость между прочностью на сжатие и упругостью материала. При исследовании металлический боек основного прибора после удара отдаляется на определенное расстояние, которое является показателем прочностных качеств конструкции.

Во время испытаний приспособление фиксируется так, чтобы стальной элемент плотно соприкасался с бетонной поверхностью, для чего применяются специальные винты. После крепления маятник устанавливается горизонтально. В этом случае он защелкивается непосредственно спусковым крючком.

Приложив устройство перпендикулярно к плоскости, нажимают на курок. Боек взводится автоматически, после чего самостоятельно освобождается и совершает удар под действием особой пружины. Металлический элемент отскакивает на какое-то расстояние, которое измеряется специальной шкалой.

В качестве основного инструмента для испытаний используется прибор системы КИСИ, который имеет достаточно сложное строение. Прочность затвердевшей смеси удается определить на основании данных устройства после проведения 6-7 тестов по специальному графику.

Придание ударного импульса

Благодаря этому методу исследования можно зафиксировать энергию удара, освобождающуюся в момент соприкосновения бойка с бетонной конструкцией. Положительным моментом считается то факт, что приборы неразрушающего контроля бетона, работающие по принципу ударного импульса, имеют компактные размеры. Однако их цена достаточно высока.

Пластическая деформация

При проведении операции осуществляется измерение размеров следа, оставленного на бетонной поверхности стальным элементом. Метод считается несколько устаревшим, но в связи с дешевизной оборудования он продолжает активно использоваться в строительной среде. После нанесенного удара измеряются оставшиеся отпечатки.

Устройства для определения прочности такого типа базируются на вдавливании стержня непосредственно в плоскость путем статического давления нужной силы или обычного удара. В качестве основных приборов используются маятниковые, молотковые и пружинные изделия.

Ниже приводятся условия проведения операции.

• Испытания должны осуществляться на участке, площадь которого колеблется от 100 до 400 кв. см.
• При проведении данной операции следует делать не менее пяти измерений с высокой точностью.
• Ударная сила должна иметь перпендикулярное направление относительно испытываемой плоскости.
• Для определения прочностных характеристик требуется гладкая поверхность, которая достигается формованием в опалубке из металла.

Важно! Если производится измерение прочности бетона неразрушающим методом с использованием устройств молоткового типа, то образцы должны устанавливаться на идеально ровное основание.

Сравнительная характеристика на примере

В качестве объекта берется колодец, изготовленный из монолитного железобетона. Его глубина составляет 8 м, а радиус – 12 м. Заливка боковых поверхностей велась захватками, которые разделяют конструкцию на 7 ярусов по высоте.

Результаты исследований представлены в таблице ниже.

Ярус	Косвенные методы исследования
	Ультразвуковой		Ударный импульс		Упругий отскок		Испытание прессом
	Ср. знач. в м/c	Процентное соотношение	Ср. знач. в МПа	Процентное соотношение	Ср. знач. в у. ед.	Процентное соотношение	Ср. знач. в МПа
1	4058	3,9	41,9	23,4	46,2	7,8	41,6
2	4082	4,6	24,4	40,2	43,7	7,6	35,0
3	4533	5,2	49,6	28,7	49,7	9,9	36,5
4	4300	3,9	38,1	36,3	46,6	8,3	40,1
5	4094	4,1	38,2	28,5	48,2	8,5	42,1
6	4453	3,6	45,5	41,6	47,6	7,6	39,3
7	3836	4,5	42,8	26,5	44,6	7,3	30,6
Ср. знач. V		≈4,26		≈32,2		≈8,14

Вывод! Из приведенной таблицы становится понятно, что минимальная погрешность при исследованиях характерна для ультразвукового метода. Разброс при проверке ударным импульсом максимален.

Тестирование без использования приборов

Выше были рассмотрены исследования, проводимые при помощи специальных устройств, однако в случае необходимости незамысловатые испытания можно осуществить своими руками. Точную информацию о прочностных качествах получить не удастся, но определить класс бетона вполне реально.

Сначала подготавливается необходимый инструмент: зубило и молоток, вес которого колеблется в пределах 400-800 г. Ударно-режущее приспособление устанавливается перпендикулярно поверхности.

По нему наносятся удары средней силы, по следам которых и будет производиться анализ.

• Еле заметный отпечаток может свидетельствовать о том, что затвердевшая смесь относится к классу B25 и выше.
• Сильно заметные следы на поверхности конструкции остаются обычно при использовании бетона B15.
• Существенные углубления и наличие крошек позволяют отнести применяемый состав к классу B10.
• Если же острие инструмента вошло в плоскость на глубину более 1 см, то возможно для работ использовался бетон B5.

Внимание! Осуществить проверку таким способом можно в течение нескольких минут без какого-либо оборудования. После этого уже будет представление о том, какую прочность имеет затвердевший состав.

Государственный стандарт

Регламентируются неразрушающие методы контроля прочности бетона по ГОСТу 22690-88, пункты которого распространяются на легкие и тяжелые смеси. Однако в нем отражены только механические способы, не включающие ультразвуковое исследование. Их предельные значения представлены в таблице.

Работа с бетоном

• Для формирования конструкций на основе строительной смеси изготавливается деревянная или металлическая опалубка, способная придать нужную форму материалу.
• Для улучшения качественных характеристик в состав помещается сетка из стальной арматуры, скрепленная сваркой или проволокой . Обычно величина ячеек колеблется от 10 до 20 сантиметров.
• Если необходимо отделить от сооружения какую-то часть, то применяется резка железобетона алмазными кругами . Подобная операция может проводиться с использованием воды, чтобы избежать сильного запыления.
• Заливка раствора осуществляется, как правило, при плюсовых температурах . Однако при наличии специального оборудования для прогрева допустимо проводить работы при отрицательных показателях термометра.
• Для создания вентиляции внутри бетонной конструкции (например, для фундамента или чердачного помещения) осуществляется алмазное бурение отверстий в бетоне.
• Нагружать готовое сооружение допускается только после окончательного затвердевания смеси, то есть спустя 28 суток .

Который определяет его эксплуатационные свойства. Поэтому при возведении важных несущих конструкций, строители тщательно следят за этим показателем. Наиболее распространенным способом контроля является определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием. Однако, существует и масса других способов.

Поэтому в данной статье мы подробно рассмотрим, как определить прочность бетона наиболее распространенными современными методами.

Виды способов проверки прочности

Наиболее достоверным способом контроля качества бетона является испытание бетонной конструкции, после того, как материал наберет свою проектную прочность.

Что касается испытания отдельно выполненных контрольных образцов, то оно позволяет определить лишь , но не прочности материала в конструкции. Связано это с невозможностью обеспечение одинаковых условий набора прочности опытного образца (вибрирование, нагрев и пр.) и бетонного изделия.

Все существующие методы контроля подразделяются на три группы:

• Прямые неразрушающие;
• Разрушающие;
• Косвенные неразрушающие.

Нередко используют неразрушающие способы контроля, однако, чаще всего работу выполняют косвенными методами. К последней группе относится испытание контрольных образцов, а также образцов отобранных из бетонной конструкции.

Обратите внимание! По показателю прочности при сжатии определяют класс бетона. Для этого бетонные кубики раздавливают при помощи гидравлического пресса, который выдает результат.

Надо сказать, что разрушающие способы также широко распространены в строительстве, однако применяют их реже, так как они нарушают целостность конструкции. Кроме того, цена таких испытаний очень высокая.

Поэтому на сегодняшний день наиболее распространенными являются следующие методы определения прочности:

• Способ упругого отскока;
• Ультразвуковой метод;
• Способ ударного импульса.

Надо сказать, что разные способы проверки имеют разную погрешность:

Основные требования к проверке прочности

Согласно требованиям, изложенным в СП 13-102-2003, выборку бетона для исследования косвенным и прямым методами необходимо выполнять более чем на 30 участках, однако, этого недостаточно для построения и использования градуировочной зависимости.

Еще необходимо, чтобы зависимость, полученная парным корреляционно-регрессивным исследованием, имела коэффициент корреляции не меньше 0,7, а также среднеквадратическое отклонение составляло менее 15 процентов средней прочности. Для выполнения этих условий, точность измерений должна быть очень высокой, при этом прочность бетона должна меняться в широком диапазоне.

Надо сказать, что при исследовании конструкций, эти условия соблюдаются довольно редко. Дело в том, что базовый метод испытаний сопровождается значительной погрешностью.

Кроме того, прочность бетона на поверхности может отличаться от прочности на некоторой глубине. Однако, если бетонирование выполнено качественно и бетон соответствует своему проектному классу, то параметры однотипных конструкций не меняются в широком диапазоне.

Чтобы определить прочность без нарушения действующих норм, следует воспользоваться прямыми неразрушающими или разрушающими способами.

По ГОСТ 22690-88 к прямым способам относятся:

• Метод отрыва;
• Отрыв бетона со скалыванием;
• Скалывание ребра.

Теперь подробней рассмотрим наиболее распространенные технологии определения качества бетона.

Технология определения прочности

Способ отрыва

Принцип данного метода базируется на измерении усилия, которое нужно приложить для отрыва участка бетонной конструкции. Отрывающую нагрузку применяют к ровной поверхности бетонной конструкции. Для этого к ней приклеивается стальной диск, который при помощи тяги соединяется с измерительным прибором.

Диск приклеивают при помощи клея на эпоксидной смоле. ГОСТ 22690-88 рекомендует использовать клей ЭД20 с цементным наполнителем. Правда, в наше время существуют надежные двухкомпонентные клеи.

Данная технология подразумевает приклеивание диска без дополнительных мер по ограничению участка отрыва. Что касается площади отрыва, то она непостоянная и определяется после каждого испытания.

Правда, в зарубежной практике участок отрыва предварительно ограничивается бороздой, выполняемой кольцевыми сверлами. В этом случае площадь отрыва постоянная и известная.

После определения необходимого для отрыва усилия, получают устойчивость материала к растяжению.

По нему, при помощи эмпирической зависимости вычисляют прочность на сжатие при помощи такой формулы – Rbt = 0,5∛(R^2), где:

• Rbt – прочность на растяжение.
• R – прочность на сжатие.

Для исследования бетона методом отрыва применяются те же приборы, что и для метода отрыва со скалыванием, это:

• ОНИКС-ОС;
• ПОС-50МГ4;
• ГПНС-5;
• ГПНВ-5.

Обратите внимание! Чтобы выполнить испытание, также понадобится захватное устройство, а именно – диск с закрепленной на нем тягой.

На фото — проверка качества бетона отрывом со скалыванием

Отрыв со скалыванием

Данный способ имеет много общего с вышеописанным методом. Основное его отличие заключается в способе монтажа устройства к бетонной конструкции. Чтобы приложить к ней отрывающее усилие применяют лепестковые анкеры, которые могут быть разных размеров.

Анкеры вставляются в отверстия, пробуренные в области измерения. Как и в предыдущем случае, прибор измеряет разрушающее усилие.

Вычисление прочности на сжатие осуществляется при помощи зависимости, выраженной формулой — R=m1*m2*P, где:

• m1 обозначает коэффициент максимального размера крупного наполнителя;
• m2 обозначает коэффициент перехода к прочности на сжатие. Он зависит от условий вида бетона, а также условий набора прочности.
• P – разрушающее усилие, полученное в результате исследований.

В нашей стране этот метод является одним из наиболее популярных, так как он достаточно универсальный. Он предоставляет возможность выполнить испытание на любом участке конструкции, так как не требует наличия ровной поверхности. Кроме того, закрепить лепестковый анкер своими руками в толще бетона не составляет труда.

Правда, имеются и некоторые ограничения, которые заключаются в следующих моментах:

• Густое армирование конструкции – в этом случае измерения будут недостоверными.
• Толщина конструкции – она должна быть в два раза больше длины анкера.

Скалывание ребра

Данная технология является последним прямым методом неразрушающей проверки контроля. Основной ее особенностью является определение усилия, которое прикладывается для скалывания участка бетона, расположенного на ребре конструкции.

Конструкция прибора, который можно установить на бетонное изделие с одним внешним углом, была разработана относительно недавно. Монтаж устройства к одной из сторон осуществляется при помощи анкера с дюбелем.

После получения данных с прибора, определяют прочность на сжатие по следующей нормированной зависимости, выраженной формулой — R=0,058*m*(30P+P2), где:

• m – коэффициент, учитывает крупность заполнителя.
• P — усилие, приложенное для скалывания бетона.

Ультразвуковое определение

Ультразвуковой метод определения прочности бетона основан на взаимосвязи между прочностью материала и скоростью распространения в нем ультразвуковых волн.

Причем существует две градуировочные зависимости:

• Времени распространения волн ультразвука и прочности материала.
• Скорости распространения волн ультразвука и прочности материала.

Каждый способ предназначен для определенного типа конструкций:

• Сквозное прозвучивание в поперечном направлении – применяют для линейных сборных конструкций. При таких исследованиях приборы устанавливают с двух сторон испытываемой конструкции.
• Поверхностное прозвучивание – применяют для исследования ребристых, плоских, многопустотных плиты перекрытия и стеновых панелей. В этом случае устройство устанавливается только с одной стороны конструкции.

Для обеспечения качественного акустического контакта между испытываемой конструкцией и ультразвуковым преобразователем, применяют вязкие материалы, к примеру, солидол. Также распространен «сухой контакт», но в этом случае используют конусные насадки и протекторы.

Приборы для ультразвукового исследования состоят из двух основных элементов:

• Датчиков;
• Электронного блока.

Датчики могут быть:

• Раздельными – для сквозного прозвучивания.
• Объединенными – предназначенные для поверхностного прозвучивания.

К достоинствам данного способа проверки относится простота и универсальность.

Исследование молотком Кашкарова

Процесс испытание бетона молотком Кашкарова регламентирован ГОСТом 22690.2-77. Данный способ используют для определения прочности материала в диапазоне 5-50 МПа.

Инструкция по исследованию бетона данным методом выглядит следующим образом:

• Вначале подыскивается ровный участок конструкции.
• Если на его поверхности имеется шероховатость или краска, то необходимо выполнить зачистку участка металлической щеткой.
• Затем на поверхность бетона следует положить копировальную бумагу и сверху лист обычной белой бумаги .

• Далее по бетонной поверхности наносится удар молотком Кашкарова средней силы перпендикулярно к плоскости бетона. В результате удара остается два отпечатка – на эталонном стержне и листе бумаги.
• После этого металлический стержень сдвигается не менее чем на 10 мм и наносится еще удар . Для большей точности исследования, процедуру нужно повторить несколько раз.
• Затем следует измерить отпечатки на эталонном стержне и бумаге с точностью до 0,1 мм.
• Измерив отпечатки, следует сложить отдельно диаметры, полученные на бумаге, и диаметры на эталонном стержне .

Косвенным параметром прочности бетона является средняя величина отношения отпечатков на эталонном стержне и на бетоне.

Метод отскока

Данный способ исследования является наиболее простым. Испытание выполняется при помощи специального электронного прибора. В нем имеется молоток, вдавливающий шарик в бетон. Электроника определяет прочность материала по отскоку шарика после вдавливания.

Для испытания бетона надо упереть устройство в бетонную поверхность и нажать соответствующую кнопку. Результаты высвечиваются на экране прибора. Надо сказать, что практически так же происходит процесс испытания материала при помощи устройства ударно-импульсного типа.

Вот и все основные способы определения качества бетона, которые чаще всего применяются в современном строительстве.

Вывод

Как мы выяснили, существует довольно много способов определения прочности бетона. Причем, назвать какой-то из них лучшим невозможно, так как разные способы, как правило, предназначены для разных типов бетонных конструкций, а также имеют разные погрешности.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

1 РАЗРАБОТАН Структурным подразделением АО «НИЦ «Строительство» Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 18 июня 2015 г. № 47)

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения		Минэкономики Республики Армения
Беларусь		Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан		Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия		Кыргызстандарт
Молдова		Молдова-Стандарт
Россия		Росстандарт
Таджикистан		Таджикстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 сентября 2015 г. № 1378-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22690-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2016 г.

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения в части требований к механическим методам неразрушающего контроля прочности бетона следующих европейских региональных стандартов:

EN 12504-2:2001 Testing concrete in structures - Part2: Non-destructive testing - Determination of rebound number (Испытание бетона в конструкциях. Часть 2. Неразрушающий контроль. Определение критерия отскока);

EN 12504-3:2005 Testing concrete in structures - Determination of pull-outforce (Испытание бетона в конструкциях. Часть 3. Определение усилия отрыва).

Степень соответствия - неэквивалентная (NEQ)

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ГОСТ 22690-2015

Concretes
Determination of strength by mechanical methods of nondestructive testing

Дата введения - 2016-04-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые, мелкозернистые, легкие и напрягающие бетоны монолитных, сборных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее - конструкции) и устанавливает механические методы определения прочности на сжатие бетонов в конструкциях по упругому отскоку, ударному импульсу, пластической деформации, отрыву, скалыванию ребра и отрыву со скалыванием.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

Примечание - Стандартные схемы испытаний применимы в ограниченном диапазоне прочности бетона (см. приложения и ). Для случаев, не относящихся к стандартным схемам испытаний, следует устанавливать градуировочные зависимости по общим правилам.

4.6 Метод испытания следует выбирать с учетом данных, приведенных в таблице , и дополнительных ограничений, установленных производителями конкретных средств измерений. Применение методов за пределами рекомендуемых в таблице диапазонов прочности бетона допускается при научно-техническом обосновании по результатам исследований с использованием средств измерений, прошедших метрологическую аттестацию для расширенного диапазона прочности бетона.

Таблица 1

Наименование метода	Предельные значения прочности бетона, МПа
Упругий отскок и пластическая деформация	5 - 50
Ударный импульс	5 - 150
Отрыв	5 - 60
Скалывание ребра	10 - 70
Отрыв со скалыванием	5 - 100

4.7 Определение прочности тяжелых бетонов проектных классов В60 и выше или при средней прочности бетона на сжатие R m ≥ 70 МПа в монолитных конструкциях необходимо проводить с учетом положений ГОСТ 31914 .

4.8 Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоение защитного слоя, трещины, каверны и т. п.).

4.9 Возраст бетона контролируемых конструкций и ее участков не должен отличаться от возраста бетона конструкций (участков, образцов), испытанных для установления градуировочной зависимости, более чем на 25 %. Исключениями являются контроль прочности и построение градуировочной зависимости для бетона, возраст которого превышает два месяца. В этом случае различие в возрасте отдельных конструкций (участков, образцов) не регламентируется.

4.10 Испытания проводят при положительной температуре бетона. Допускается проводить испытания при отрицательной температуре бетона, но не ниже минус 10 °С, при установлении или привязке градуировочной зависимости с учетом требований . Температура бетона при испытаниях должна соответствовать температуре, предусмотренной условиями эксплуатации приборов.

Градуировочные зависимости, установленные при температуре бетона ниже 0 °С, не допускается применять при положительных температурах.

4.11 При необходимости проведения испытаний бетона конструкций после тепловой обработки при температуре поверхности T ≥ 40 °С (для контроля отпускной, передаточной и распалубочной прочности бетона) градуировочную зависимость устанавливают после определения прочности бетона в конструкции косвенным неразрушающим методом при температуре t = (T ± 10) °С, а испытания бетона прямым неразрушающим методом или испытания образцов - после остывания при нормальной температуре.

5 Средства измерений, аппаратура и инструмент

5.1 Средства измерений и приборы для механических испытаний, предназначенные для определения прочности бетона, должны быть аттестованы и поверены в установленном порядке и должны соответствовать требованиям по приложению .

5.2 Показания приборов, градуированных в единицах прочности бетона, следует рассматривать как косвенный показатель прочности бетона. Указанные приборы следует использовать только после установления градуировочной зависимости «показание прибора - прочность бетона» или привязки зависимости, установленной в приборе в соответствии с .

5.3 Инструмент для измерения диаметра отпечатков (штангенциркуль по ГОСТ 166), используемый для метода пластических деформаций, должен обеспечивать измерение с погрешностью не более 0,1 мм, инструмент для измерения глубины отпечатка (индикатор часового типа по ГОСТ 577 и др.) - с погрешностью не более 0,01 мм.

5.4 Стандартные схемы проведения испытаний методом отрыва со скалыванием и скола ребра предусматривают применение анкерных устройств и захватов в соответствии с приложениями и .

5.5 Для метода отрыва со скалыванием следует применять анкерные устройства, глубина заделки которых должна быть не менее максимального размера крупного заполнителя бетона испытуемой конструкции.

5.6 Для метода отрыва следует использовать стальные диски диаметром не менее 40 мм, толщиной не менее 6 мм и не менее 0,1 диаметра, с параметрами шероховатости приклеиваемой поверхности не менее Ra = 20 мкм по ГОСТ 2789 . Клей для приклейки диска должен обеспечивать прочность сцепления с бетоном, при которой разрушение происходит по бетону.

6 Подготовка к испытаниям

6.1.1 Подготовка к испытаниям включает в себя проверку используемых приборов в соответствии с инструкциями по их эксплуатации и установление градуировочных зависимостей между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности.

6.1.2 Градуировочную зависимость устанавливают на основании следующих данных:

Результатов параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций одним из косвенных методов и прямым неразрушающим методом определения прочности бетона;

Результатов испытаний участков конструкций одним из косвенных неразрушающих методов определения прочности бетона и испытаний образцов-кернов, отобранных из тех же участков конструкции и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570 ;

Результатов испытаний стандартных бетонных образцов одним из косвенных неразрушающих методов определения прочности бетона и механических испытаний по ГОСТ 10180 .

6.1.3 Для косвенных неразрушающих методов определения прочности бетона градуировочную зависимость устанавливают для каждого вида нормируемой прочности, указанной в для бетонов одного номинального состава.

Допускается строить одну градуировочную зависимость для бетонов одного вида с одним типом крупного заполнителя, с единой технологией производства, отличающихся по номинальному составу и значению нормируемой прочности при соблюдении требований .

6.1.4 Допустимое отличие возраста бетона отдельных конструкций (участков, образцов) при установлении градуировочной зависимости от возраста бетона контролируемой конструкции принимают по .

6.1.5 Для прямых неразрушающих методов по допускается использовать зависимости, приведенные в приложениях и для всех видов нормируемой прочности бетона.

6.1.6 Градуировочная зависимость должна иметь среднеквадратическое (остаточное) отклонение S T . H. M , не превышающее 15 % среднего значения прочности бетона участков или образцов, использованных при построении зависимости, и коэффициент (индекс) корреляции не менее 0,7.

Рекомендуется использовать линейную зависимость вида R = a + bK (где R - прочность бетона, K - косвенный показатель). Методика установления, оценки параметров и определения условий применения линейной градуировочной зависимости приведена в приложении .

6.1.7 При построении градуировочной зависимости отклонения единичных значений прочности бетона R i ф от среднего значения прочности бетона участков или образцов, использованных для построения градуировочной зависимости, должны быть в пределах:

От 0,5 до 1,5 среднего значения прочности бетона при ≤ 20 МПа;

От 0,6 до 1,4 среднего значения прочности бетона при 20 МПа < ≤ 50 МПа;

От 0,7 до 1,3 среднего значения прочности бетона при 50 МПа < ≤ 80 МПа;

От 0,8 до 1,2 среднего значения прочности бетона при > 80 МПа.

6.1.8 Корректировка установленной зависимости для бетонов в промежуточном и проектном возрасте должна проводиться не реже одного раза в месяц с учетом дополнительно полученных результатов испытаний. Число образцов или участков дополнительных испытаний при проведении корректировки должно быть не менее трех. Методика корректировки приведена в приложении .

6.1.9 Допускается применять косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона, используя градуировочные зависимости, установленные для бетона, отличающегося от испытуемого по составу, возрасту, условиям твердения, влажности, с привязкой в соответствии с методикой по приложению .

6.1.10 Без привязки к конкретным условиям по приложению градуировочные зависимости, установленные для бетона, отличающегося от испытуемого, допускается использовать только для получения ориентировочных значений прочности. Не допускается использовать ориентировочные значения прочности без привязки к конкретным условиям для оценки класса бетона по прочности.

Затем выбирают участки в количестве, предусмотренном , на которых получены максимальное, минимальное и промежуточные значения косвенного показателя.

После испытания косвенным неразрушающим методом участки испытывают прямым неразрушающим методом или отбирают образцы для испытания по ГОСТ 28570 .

6.2.4 Для определения прочности при отрицательной температуре бетона участки, выбранные для построения или привязки градуировочной зависимости, сначала испытывают косвенным неразрушающим методом, а затем отбирают образцы для последующего испытания при положительной температуре или отогревают внешними источниками тепла (инфракрасные излучатели, тепловые пушки и др.) на глубину 50 мм до температуры не ниже 0 °С и испытывают прямым неразрушающим методом. Контроль температуры отогреваемого бетона проводят на глубине установки анкерного устройства в подготовленном отверстии или по поверхности скола бесконтактным способом с помощью пирометра по ГОСТ 28243 .

Отбраковка результатов испытаний, используемых для построения градуировочной зависимости при отрицательной температуре, допускается только в том случае, если отклонения связаны с нарушением процедуры испытания. При этом отбраковываемый результат должен быть заменен результатами повторного испытания в той же зоне конструкции.

6.3.1 При построении градуировочной зависимости по контрольным образцам зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона стандартных образцов-кубов.

За единичное значение косвенного показателя принимают среднее значение косвенных показателей для серии образцов или для одного образца (если градуировочную зависимость устанавливают по отдельным образцам). За единичное значение прочности бетона принимают прочность бетона в серии по ГОСТ 10180 или одного образца (градуировочная зависимость по отдельным образцам). Механические испытания образцов по ГОСТ 10180 проводят непосредственно после испытаний косвенным неразрушающим методом.

6.3.2 При построении градуировочной зависимости по результатам испытаний образцов-кубов используют не менее 15 серий образцов-кубов по ГОСТ 10180 или не менее 30 отдельных образцов-кубов. Образцы изготовляют в соответствии с требованиями ГОСТ 10180 в разные смены, в течение не менее 3 сут из бетона одного номинального состава, по одной технологии, при том же режиме твердения, что и конструкция, подлежащая контролю.

Единичные значения прочности бетона образцов-кубов, используемых для построения градуировочной зависимости, должны соответствовать ожидаемым на производстве отклонениям, при этом быть в пределах диапазонов, установленных в .

6.3.3 Градуировочную зависимость для методов упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации, отрыва и скалывания ребра устанавливают на основе результатов испытаний изготовленных образцов-кубов сначала неразрушающим методом, а затем разрушающим методом по ГОСТ 10180 .

При установлении градуировочной зависимости для метода отрыва со скалыванием изготовляют основные и контрольные образцы по . На основных образцах определяют косвенную характеристику, контрольные образцы испытывают по ГОСТ 10180 . Основные и контрольные образцы должны быть изготовлены из одного бетона и твердеть в одинаковых условиях.

6.3.4 Размеры образцов следует выбирать в соответствии с наибольшей крупностью заполнителя в бетонной смеси по ГОСТ 10180 , но не менее:

100×100×100 мм для методов отскока, ударного импульса, пластической деформации, а также для метода отрыва со скалыванием (контрольные образцы);

200×200×200 мм для метода скалывания ребра конструкции;

300×300×300 мм, но с размером ребра не менее шести глубин установки анкерного устройства для метода отрыва со скалыванием (основные образцы).

6.3.5 Для определения косвенных характеристик прочности проводят испытания согласно требованиям раздела на боковых (по направлению бетонирования) гранях образцов-кубов.

Общее число измерений на каждом образце для метода упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации при ударе должно быть не менее установленного числа испытаний на участке по таблице , а расстояние между местами ударов - не менее 30 мм (15 мм для метода ударного импульса). Для метода пластической деформации при вдавливании число испытаний на каждой грани должно быть не менее двух, а расстояние между местами испытаний - не менее двух диаметров отпечатков.

При установлении градуировочной зависимости для метода скалывания ребра проводят по одному испытанию на каждом боковом ребре.

При установлении градуировочной зависимости для метода отрыва со скалыванием проводят по одному испытанию на каждой боковой грани основного образца.

6.3.6 При испытаниях методом упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации при ударе образцы должны быть зажаты в прессе с усилием не менее (30 ± 5) кН и не более 10 % ожидаемого значения разрушающей нагрузки.

6.3.7 Образцы, испытанные методом отрыва, устанавливают на прессе так, чтобы к опорным плитам пресса не прилегали поверхности, на которых проводили вырыв. Результаты испытаний по ГОСТ 10180 увеличивают на 5 %.

7 Проведение испытаний

7.1.1 Число и расположение контролируемых участков в конструкциях должны соответствовать требованиям ГОСТ 18105 и указываться в проектной документации на конструкции или устанавливаться с учетом:

Задач контроля (определение фактического класса бетона, распалубочной или отпускной прочности, выявление участков пониженной прочности и т. п.);

Вида конструкции (колонны, балки, плиты и др.);

Размещения захваток и порядка бетонирования;

Армирования конструкций.

Правила назначения числа участков испытаний монолитных и сборных конструкций при контроле прочности бетона приведены в приложении . При определении прочности бетона обследуемых конструкций число и расположение участков должны приниматься по программе проведения обследования.

7.1.2 Испытания проводят на участке конструкции площадью от 100 до 900 см 2 .

7.1.3 Общее число измерений на каждом участке, расстояние между местами измерений на участке и от края конструкции, толщина конструкций на участке измерений должны быть не менее значений, приведенных в таблице в зависимости от метода испытаний.

Таблица 2 - Т ребования к участкам испытаний

Наименование метода	Общее число измерений на участке	Минимальное расстояние между местами измерений на участке, мм	Минимальное расстояние от края конструкции до места измерения, мм	Минимальная толщина конструкции, мм
Упругий отскок
Ударный импульс
Пластическая деформация
Скалывание ребра
Отрыв		2 диаметра диска
Отрыв со скалыванием при рабочей глубине заделки анкера h :
≥ 40мм
< 40мм

7.1.4 Отклонение отдельных результатов измерений на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 10 %. Результаты измерений, не удовлетворяющие указанному условию, не учитывают при вычислении среднего арифметического значения косвенного показателя для данного участка. Общее число измерений на каждом участке при вычислении среднего арифметического должно соответствовать требованиям таблицы .

7.1.5 Прочность бетона в контролируемом участке конструкции определяют по среднему значению косвенного показателя по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с требованиями раздела , при условии, что вычисленное значение косвенного показателя находится в пределах установленной (или привязанной) зависимости (между наименьшим и наибольшим значениями прочности).

7.1.6 Шероховатость поверхности участка бетона конструкций при испытании методами отскока, ударного импульса, пластической деформации должна соответствовать шероховатости поверхности участков конструкции (или кубов), испытанных при установлении градуировочной зависимости. В необходимых случаях допускается зачищать поверхности конструкции.

При использовании метода пластической деформации при вдавливании, если нулевой отсчет снимают после приложения начальной нагрузки, требований к шероховатости поверхности бетона конструкции не предъявляют.

7.2.1 Испытания проводят в следующей последовательности:

Положение прибора при испытании конструкции относительно горизонтали рекомендуется принимать таким же, как и при установлении градуировочной зависимости. При другом положении прибора необходимо вносить поправку на показатели в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;

7.3.1 Испытания проводят в следующей последовательности:

Прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось перпендикулярно испытуемой поверхности в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;

При применении сферического индентора для облегчения измерений диаметров отпечатков испытание допускается проводить через листы копировальной и белой бумаги (в этом случае испытания для установления градуировочной зависимости проводят с применением такой же бумаги);

Фиксируют значения косвенной характеристики в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;

Вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.

7.4.1 Испытания проводят в следующей последовательности:

Прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось перпендикулярно испытуемой поверхности в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;

Положение прибора при испытании конструкции относительно горизонтали рекомендуется принимать таким же, как и при испытании при установлении градуировочной зависимости. При другом положении прибора необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;

Фиксируют значение косвенной характеристики в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;

Вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.

7.5.1 При испытании методом отрыва участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.

7.5.2 Испытание проводят в следующей последовательности:

В месте приклейки диска снимают поверхностный слой бетона глубиной 0,5 - 1 мм и очищают поверхность от пыли;

Диск приклеивают к бетону, прижимая диск и удаляя излишки клея за пределами диска;

Прибор соединяют с диском;

Нагрузку плавно увеличивают со скоростью (1 ± 0,3) кН/с;

Измеряют площадь проекции поверхности отрыва на плоскости диска с погрешностью ± 0,5 см 2 ;

Определяют значение условного напряжения в бетоне при отрыве как отношение максимального усилия отрыва к площади проекции поверхности отрыва.

7.5.3 Результаты испытаний не учитывают, если при отрыве бетона была обнажена арматура или площадь проекции поверхности отрыва составила менее 80 % площади диска.

7.6.1 При испытании методом отрыва со скалыванием участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.

7.6.2 Испытания проводят в следующей последовательности:

Если анкерное устройство не было установлено до бетонирования, то в бетоне выполняют отверстие, размер которого выбирают в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора в зависимости от типа анкерного устройства;

В отверстие закрепляют анкерное устройство на глубину, предусмотренную инструкцией по эксплуатации прибора, в зависимости от типа анкерного устройства;

Прибор соединяют с анкерным устройством;

Нагрузку увеличивают со скоростью 1,5 - 3,0 кН/с;

Фиксируют показание силоизмерителя прибора Р 0 и величину проскальзывания анкера Δh (разность между фактической глубиной вырыва и глубиной заделки анкерного устройства) с точностью не менее 0,1 мм.

7.6.3 Измеренное значение силы вырыва Р 0 умножают на поправочный коэффициент γ, определяемый по формуле

где h - рабочая глубина заделки анкерного устройства, мм;

Δh - величина проскальзывания анкера, мм.

7.6.4 Если наибольший и наименьший размеры вырванной части бетона от анкерного устройства до границ разрушения по поверхности конструкции отличаются более чем в два раза, а также, если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерного устройства более чем на 5 % (Δh > 0,05h , γ > 1,1), то результаты испытаний допускается учитывать только для ориентировочной оценки прочности бетона.

Примечание - Ориентировочные значения прочности бетона не допускается использовать для оценки класса бетона по прочности и построения градуировочных зависимостей.

7.6.5 Результаты испытания не учитывают, если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерного устройства более чем на 10 % (Δh > 0,1h ) или была обнажена арматура на расстоянии от анкерного устройства, меньшем, чем глубина его заделки.

7.7.1 При испытании методом скалывания ребра на участке испытания не должно быть трещин, околов бетона, наплывов или раковин высотой (глубиной) более 5 мм. Участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.

7.7.2 Испытание проводят в следующей последовательности:

Прибор закрепляют на конструкции, прикладывают нагрузку со скоростью не более (1 ± 0,3) кН/с;

Фиксируют показание силоизмерителя прибора;

Измеряют фактическую глубину скалывания;

Определяют среднее значение усилия скалывания.

7.7.3 Результаты испытания не учитывают, если при скалывании бетона была обнажена арматура или фактическая глубина скалывания отличалась от заданной более чем на 2 мм.

8 Обработка и оформление результатов

8.1 Результаты испытаний представляют в таблице, в которой указывают:

Вид конструкции;

Проектный класс бетона;

Возраст бетона;

Прочность бетона каждого проконтролированного участка по ;

Среднюю прочность бетона конструкции;

Зоны конструкции или ее части при соблюдении требований .

Форма таблицы представления результатов испытаний приведена в приложении .

8.2 Обработку и оценку соответствия установленным требованиям значений фактической прочности бетона, полученных с применением приведенных в настоящем стандарте методов, проводят по ГОСТ 18105 .

Примечание - Статистическую оценку класса бетона по результатам испытаний проводят по ГОСТ 18105 (схемы «А», «Б» или «В») в тех случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости, построенной в соответствии с разделом . При использовании ранее установленных зависимостей путем их привязки (по приложению ) статистический контроль не допускается, а оценку класса бетона проводят только по схеме «Г» ГОСТ 18105 .

8.3 Результаты определения прочности бетона механическими методами неразрушающего контроля оформляют в заключении (протоколе), в котором приводят следующие данные:

Об испытанных конструкциях с указанием проектного класса, даты бетонирования и проведения испытаний или возраста бетона на момент проведения испытания;

О применяемых методах контроля прочности бетона;

О типах приборов с заводскими номерами, сведения о поверках приборов;

О принятых градуировочных зависимостях (уравнение зависимости, параметры зависимости, соблюдение условий применения градуировочной зависимости);

Используемые для построения градуировочной зависимости или ее привязки (дата проведения и результаты испытаний неразрушающими косвенными и прямыми или разрушающими методами, корректирующие коэффициенты);

О числе участков определения прочности бетона в конструкциях с указанием их расположения;

Результаты испытаний;

Методику, результаты обработки и оценки полученных данных.

Приложение А
(обязательное)
Стандартная схема испытания методом отрыва со скалыванием

А.1 Стандартная схема испытания методом отрыва со скалыванием предусматривает проведение испытаний при соблюдении требований - .

А.2 Стандартная схема испытаний применима в следующих случаях:

Испытания тяжелого бетона прочностью на сжатие от 5 до 100 МПа;

Испытания легкого бетона прочностью на сжатие от 5 до 40 МПа;

Максимальная фракция крупного заполнителя бетона не более рабочей глубины заделки анкерных устройств.

А.3 Опоры нагружающего устройства должны равномерно прилегать к поверхности бетона на расстоянии не менее 2h от оси анкерного устройства, где h - рабочая глубина заделки анкерного устройства. Схема испытания приведена на рисунке .

1 2 - опора нагружающего устройства;
3 - захват нагружающего устройства; 4 - переходные элементы, тяги; 5 - анкерное устройство;
6 - вырываемый бетон (конус отрыва); 7 - испытуемая конструкция

Рисунок А.1 - Схема испытания методом отрыва со скалыванием

А.4 Стандартной схемой испытания методом отрыва со скалыванием предусмотрено применение анкерных устройств трех типов (см. рисунок ). Анкерное устройство типа I устанавливают в конструкции при бетонировании. Анкерные устройства типов II и III устанавливают в предварительно подготовленные в конструкции отверстия.

1 - рабочий стержень; 2 - рабочий стержень с разжимным конусом; 3 - сегментные рифленые щеки;
4 - опорный стержень; 5 - рабочий стержень с полым разжимным конусом; 6 - выравнивающая шайба

Рисунок А.2 - Типы анкерных устройств для стандартной схемы испытаний

А.5 Параметры анкерных устройств и допустимые для них диапазоны измеряемой прочности бетона при стандартной схеме испытаний указаны в таблице . Для легкого бетона при стандартной схеме испытаний применяются только анкерные устройства с глубиной заделки 48 мм.

Таблица А.1 - Параметры анкерных устройств при стандартной схеме испытаний

Тип анкерного устройства	Диаметр анкерного устройства d , мм	Глубина заделки анкерных устройств, мм		Допустимый для анкерного устройства диапазон измерений прочности на сжатие бетона, МПа
		рабочая h	полная h"	тяжелого	легкого
				45 - 75
				10 - 50	10 - 40
				40 - 100
				5 - 100	5 - 40
				10 - 50

А.6 Конструкции анкеров типов II и III должны обеспечивать предварительное (до приложения нагрузки) обжатие стенок отверстия на рабочей глубине заделки h и контроль проскальзывания после испытания.

Приложение Б
(обязательное)
Стандартная схема испытания методом скалывания ребра

Б.1 Стандартная схема испытания методом скалывания ребра предусматривает проведение испытаний при соблюдении требований - .

Б.2 Стандартная схема испытаний применима в следующих случаях:

Максимальная фракция крупного заполнителя бетона не более 40 мм;

Испытания тяжелого бетона прочностью на сжатие от 10 до 70 МПа на гранитном и известняковом щебне.

Б.3 Для проведения испытаний применяют прибор, состоящий из силовозбудителя с блоком силоизмерителя и захвата со скобой для местного скалывания ребра конструкции. Схема испытания приведена на рисунке .

1 - прибор с нагружающим устройством и силоизмерителем; 2 - опорная рама;
3 - скалываемый бетон; 4 - испытуемая конструкция; 5 - захват со скобой

Рисунок Б.1 - Схема испытания методом скалывания ребра

Б.4 При местном скалывании ребра должны быть обеспечены следующие параметры:

Глубина скалывания a = (20 ± 2) мм;

Ширина скалывания b = (30 ± 0,5) мм;

Угол между направлением действия нагрузки и нормалью к нагружаемой поверхности конструкции β = (18 ± 1)°.

Приложение В
(рекомендуемое)
Градуировочная зависимость для метода отрыва со скалыванием

При проведении испытаний методом отрыва со скалыванием по стандартной схеме согласно приложению кубиковую прочность бетона на сжатие R , МПа, допускается вычислять по градуировочной зависимости по формуле

R = m 1 m 2 P ,

где m 1 - коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырывай принимаемый равным 1 при крупности заполнителя менее 50 мм;

m 2 - коэффициент пропорциональности для перехода от усилия вырывав килоньютонах к прочности бетона в мегапаскалях;

Р - усилие вырыва анкерного устройства, кН.

При испытании тяжелого бетона прочностью 5 МПа и более и легкого бетона прочностью от 5 до 40 МПа значения коэффициента пропорциональности m 2 принимают по таблице .

Таблица В.1

Тип анкерного устройства	Диапазон измеряемой прочности бетона на сжатие, МПа	Диаметр анкерного устройства d , мм	Глубина заделки анкерного устройства, мм	Значение коэффициента m 2 для бетона
				тяжелого	легкого
	45 - 75
	10 - 50
	40 - 75
	5 - 75
	10 - 50

Коэффициенты m 2 при испытании тяжелого бетона со средней прочностью выше 70 МПа следует принимать по ГОСТ 31914 .

Приложение Г
(рекомендуемое)
Градуировочная зависимость для метода скалывания ребра
при стандартной схеме испытания

При выполнении испытания методом скалывания ребра по стандартной схеме согласно приложению кубиковую прочность на сжатие бетона на гранитном и известковом щебне R , МПа, допускается вычислять по градуировочной зависимости по формуле

R = 0,058m (30Р + Р 2),

где m - коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя и принимаемый равным:

1,0 - при крупности заполнителя менее 20 мм;

1,05 - при крупности заполнителя от 20 до 30 мм;

1,1 -при крупности заполнителя от 30 до 40 мм;

Р - усилие скалывания, кН.

Приложение Д
(обязательное)
Требования к приборам для механических испытаний

Таблица Д.1

Наименование характеристик приборов	Характеристика приборов для метода
	упругого отскока	ударного импульса	пластической деформации	отрыва	скалывания ребра	отрыва со скалыванием
Твердость ударника, бойка или индентора HRCэ, не менее
Шероховатость контактной части ударника или индентора, мкм, не более
Диаметр ударника или индентора, мм, не менее
Толщина кромок дискового индентора, мм, не менее
Угол конического индентора			30° - 60°
Диаметр отпечатка, % диаметра индентора			20 - 70
Допуск перпендикулярности при приложении нагрузки на высоте 100 мм, мм
Энергия удара, Дж, не менее		0,02
Скорость увеличения нагрузки, кН/с Уравнение зависимости «косвенная характеристика - прочность» принимают линейным по формуле Е.2 Отбраковка результатов испытаний После построения градуировочной зависимости по формуле () проводят ее корректировку путем отбраковки единичных результатов испытаний, не удовлетворяющих условию: где среднее значение прочности бетона по градуировочной зависимости рассчитывают по формуле здесь значения R i H , R i ф, , N - см. экспликации к формулам (), (). Е.4 Корректировка градуировочной зависимости Корректировка установленной градуировочной зависимости с учетом дополнительно получаемых результатов испытаний должна проводиться не реже одного раза в месяц. При корректировке градуировочной зависимости к существующим результатам испытаний добавляют не менее трех новых результатов, полученных при минимальном, максимальном и промежуточном значениях косвенного показателя. По мере накопления данных для построения градуировочной зависимости результаты предыдущих испытаний, начиная с самых первых, отбраковывают, чтобы общее число результатов не превышало 20. После добавления новых результатов и отбраковки старых минимальное и максимальное значения косвенной характеристики, градуировочную зависимость и ее параметры устанавливают вновь по формулам () - (). Е.5 Условия применения градуировочной зависимости Применение градуировочной зависимости для определения прочности бетона по настоящему стандарту допускается только для значений косвенной характеристики, попадающей в диапазон от H min до Н mах. Если коэффициент корреляции r < 0,7 или значение , то проведение контроля и оценка прочности по полученной зависимости не допускаются. Приложение Ж (обязательное) Методика привязки градуировочной зависимости Ж.1 Значение прочности бетона, определяемое с использованием градуировочной зависимости, установленной для бетона, отличающегося от испытуемого, умножают на коэффициент совпадения K с. Значение K с вычисляют по формуле где R ос i - прочность бетона в i -м участке, определяемая методом отрыва со скалыванием или испытанием кернов по ГОСТ 28570 ; R косв i - прочность бетона в i -м участке, определяемая любым косвенным методом по используемой градуировочной зависимости; n - число участков испытаний. Ж.2 При вычислении коэффициента совпадения должны быть соблюдены условия: Число участков испытаний, учитываемых при вычислении коэффициента совпадения, n ≥ 3; Каждое частное значение R ос i /R косв i должно быть не менее 0,7 и не более 1,3: 1 на 4 м длины линейных конструкций; 1 на 4 м 2 площади плоских конструкций. Приложение К (рекомендуемое) Форма таблицы представления результатов испытаний Наименование конструкций (партии конструкций), проектный класс прочности бетона, дата бетонирования или возраст бетона испытанных конструкций Обозначение 1) № участка по схеме или расположение в осях 2) Прочность бетона, МПа Класс прочности бетона 5) участка 3) средняя 4 ) 1) Марка, условное обозначение и (или) расположение конструкции в осях, зоны конструкции, или части монолитной и сборно-монолитной конструкции (захватки), для которой определяется класс прочности бетона. 2) Общее число и расположение участков в соответствии с . 3) Прочность бетона участка в соответствии с . 4) Средняя прочность бетона конструкции, зоны конструкции или части монолитной и сборно-монолитной конструкции при количестве участков, отвечающих требованиям . 5) Фактический класс прочности бетона конструкции или части монолитной и сборно-монолитной конструкции согласно пунктам 7.3 - 7.5 ГОСТ 18105 в зависимости от выбранной схемы контроля. Примечание - Представление в графе «Класс прочности бетона» оценочных значений класса или значений требуемой прочности бетона для каждого участка отдельно (оценка класса прочности по одному участку) не допустимо. Ключевые слова: конструктивные тяжелые и легкие бетоны, монолитные и сборные бетонные и железобетонные изделия, конструкции и сооружения, механические методы определения прочности на сжатие, упругий отскок, ударный импульс, пластическая деформация, отрыв, скалывание ребра, отрыв со скалыванием

Способность бетона противостоять механическому и температурному воздействию называется прочностью. Эта важнейшая характеристика, влияющая на эксплуатационные параметры конструкции.

Все правила, касающиеся проведения испытаний бетона на растяжение, сжатие и изгиб прописаны в ГОСТ18105-86. Важной характеристикой надежности материала выступает коэффициент вариации, характеризующий однородность смеси (Vm).

где S m - квадратичное отклонение прочности, R m – прочность бетона в партии.

Согласно ГОСТ10180-67 определяется кубиковая прочность материала при сжатии. Она вычисляется при сжатии контрольных образцов-кубов, имеющих ребра жесткости в возрасте 28 дней. Для класса В25 и выше призменный показатель должен равняться 0,75, для составов классом ниже В25 – 0,8.

Требования по расчетной прочности кроме ГОСТов прописаны еще и в СНиПах. Например, распалубный показатель незагруженных горизонтальных конструкций, имеющих пролет менее 6 метров, должен быть не менее 70% от проектной прочности, если длина пролета превышает 6 метров – 80%.

Испытание образцов дает возможность определить качество смеси, но не характеристики бетона в составе конструкции. Проводятся такие исследования согласно ГОСТ18105-2010 и используют следующие методы:

• разрушающие,
• косвенные разрушающие,
• прямые разрушающие.

Значительной популярностью пользуются прямые методы неразрушающего контроля. К основным методам данного типа относят ультразвуковые или механические.

Методы контроля прочности бетона по ГОСТ22690-88

• отрыв;
• отрыв со скалыванием;
• скалывание ребра.

Инструменты, необходимые для проведения исследований

• электронный блок;
• прибор для отрыва с устройством для приклеивания к бетону;
• датчики;
• дюбели и анкеры;
• эталонный металлический стержень.

График отражает набор прочности материала во времени, при этом линия A – это вакуумная обработка, B - естественное твердение, C – изменение показателя после прохождения вакуумной обработки.

Проверка прочности бетона методом отрыва

В основе данного типа исследования лежит измерение максимального усилия для отрыва части бетонной конструкции. Причем отрывающая нагрузка должна применяться к ровной поверхности путем приклеивания диска прибора. Для приклеивания используют клеевые составы на эпоксидной основе. В ГОСТ22690-88 указываются клеи ЭД16 и ЭД20 с цементным наполнителем. Также можно применять двухкомпонентные составы. Площадь отрыва определяется после проведения каждого испытания. После отрыва и вычисления усилия измеряют прочность бетона (Rbt) на растяжение. Используя эмпирическую зависимость и данный показатель, можно вычислить показатель R - прочность на сжатие. Для этого следует воспользоваться формулой:

Rbt = 0,5 ∛ (R^2)

Отрыв со скалыванием

После отвердения бетона в заранее высверленное отверстие ставят анкерное устройство, после чего вырывают его с частью бетона. Этот метод во многом схож с описанным ранее. Основное отличие - способ крепления инструмента к поверхности. Отрывающее усилие создается за счет лепестковых анкеров. Анкер укладывается в шпур и измеряется P - разрушающее усилие. В ГОСТ 22690 указан переход прочности бетонного состава на сжатие по формуле:

R = m1 * m2 *P,

где m2 – коэффициент перехода прочности на сжатие, зависящий от условий затвердевания и вида бетона, m1 – коэффициент, отражающие максимальные параметры большого заполнителя (сыпучие каменные материалы).

Ограничениями для использования данного способа исследования является густое армирование и незначительная толщина конструкции. Толщина поверхности должна превышать удвоенную длину анкера.

Метод скалывания ребра

Прочность бетона при данном методе определяется по усилию (P), требуемому для скалывания части конструкции, размещенной на ребре внешней стороны. Прибор крепится на поверхности с помощью анкерного болта с дюбелем. Для определения показателя используется следующая формула:

R = 0,058 * m * (30P + P2),

где под m понимают коэффициент, отражающий крупность заполнителя.

Ультразвуковой метод

Действие ультразвуковых приборов контроля основано на взаимосвязи между скоростью, с которой распространяются волны по конструкции и ее прочностью. На основе данного метода определено, что скорость, также как и время распространения волн отвечают прочности бетона.

Для сборных линейных конструкций применяется метод сквозного просвечивания. При этом ультразвуковые преобразователи располагаются с противоположных сторон конструкции. Плоские, многопустотные и ребристые плиты перекрытия, а также стеновые панели исследуют поверхностным просвечиванием, при котором волновой преобразователь (дефектоскоп) ставят с одной стороны конструкции.

Для обеспечения максимального акустического контакта с рабочей поверхностью выбирают вязкие контактные материалы (например, солидол). Возможен сухой вариант с применением протекторов и конусных насадок. Инсталляция ультразвуковых приборов производится на удалении не менее 3 см от края.

Испытания проводятся согласно ГОСТ22690.2-77. Определение прочности бетона производится в пределах 5-50 Мпа. По ровной испытываемой поверхности наносится удар, в результате чего образуются два отпечатка: на эталонном металлическом стержне и на поверхности основания. С каждым ударом стержень перемещают на 10 мм в отверстие корпуса молотка. Удары по основанию наносятся через белую копировальную бумагу. Для измерения отпечатков на бумаге используют угловой масштаб.

Для исследований на основе упругого отскока используют молоток Шмидта, пистолеты Борового, ЦНИИСКа, склерометр КМ со стержневым ударником. Взвод и пуск бойка происходят автоматически в момент прикосновения ударника к испытываемому основанию. Величина отскока бойка фиксируются специальным указателем на шкале аппарата.

Прочность несущих и ограждающих конструкций в значительной мере зависит от характеристик используемых строительных материалов. Комплексное испытание бетона на отрыв со скалыванием относится к категории неразрушающих и позволяет с высокой точностью определить параметры и качество используемых смесей. Исследования проводятся согласно требованиям ГОСТ 22690-2015 с применение специальных приборов.

В нашей стране данная методика испытаний бетона получила широкое распространение в силу своей универсальности и удобству. Прочностные характеристики материала проверяются путем воздействия непосредственно на бетон конструкции и вызывающее его частичное скалывание. В ходе исследований определяется усилие, позволяющее оторвать фрагмент строительной конструкции с помощью заложенного в шпур лепесткового анкера.

Порядок проведения испытаний бетонных конструкций на отрыв со скалыванием

Описываемая методика контроля позволяет установить прочностные показатели материала в диапазоне измерений от 5 до 100 МПа. Данный способ испытаний применим для четырех разновидностей бетона:

• легкие;
• тяжелые;
• мелкозернистые;
• напрягающие в монолитных и сборных железобетонных изделиях.

Исследование данного строительного материала путем отрыва анкера со скалыванием осуществляется в порядке, предписанном действующим ГОСТ:

1. Подготовка оборудования и объекта.
2. Проведение исследований и фиксация получаемых результатов.
3. Обработка данных с использованием стандартных методик.
4. Создание градуировочной зависимости.

Для выполнения программы изготавливают два вида образцов контрольные и основные из материалов того исследуемого вида. Отверждение их должно осуществляться в одинаковых условиях с испытуемыми изделиями. При этом основные образцы необходимы для определения косвенных характеристик бетонных смесей.

Подготовительные работы

Испытание строительных конструкций и ЖБИ с использованием данной методики потребует значительного времени. Перед проведением исследований бетона путем отрыва со скалыванием выполняется ряд подготовительных мероприятий:

1. Прибор и анкерное устройство осматриваются, проверяется их техническое состояние.
2. Выбирается место установки прибора не обязательно ровное, кривизна поверхности при этом не должна препятствовать его применению.
3. В исследуемой конструкции высверливают шпур, из которого удаляется пыль и мусор. При температуре окружающей среды ниже -10 °С отверстие и прилегающий массив по всей длине прогреваются.

Исследуемый участок, где планируется отрывать бетон со скалыванием, должен находиться на достаточном удалении от предварительно напряженной арматуры. Кроме того исследуемая зона не должна испытывать больших эксплуатационных нагрузок.

Процедура проведения исследований прочности бетона

Испытание бетона методом отрыва может проводиться, в том числе и с использованием анкеров, заложенных до момента заливки конструкции из цементно-песчаных смесей.
Описываемая методика проверки прочностных характеристик бетона, при которой проходит отрыв и скалывание, предполагает выполнение ряда операций:

1. В заранее высверленный шпур вводится анкер лепестковый на полную глубину и фиксируется в нем.
2. Производится монтаж прибора и соединение закладного устройства с ним.
3. Постепенно повышают нагрузку (скорость возрастания –1,5 -3 кН/с).
4. Фиксация показаний: силы и значения проскальзывания анкера (разница между глубиной шпура и отверстия, на которой происходит отрыв фрагмент материала от массива).

Полученный результат – сила вырыва вноситься в протокол испытаний и используется для построения градуировочной зависимости. При этом точность измерения показателя проскальзывания закладного анкера должны быть не менее 0,1 мм.

Обработка результатов

Зафиксированные в ходе исследований данные позволяют оценивать прочность упомянутого материала по величине приложенной нагрузки, при которой происходит скалывание. Значение силы, при которой отрывается фрагмент бетона в результате скалывания, умножается на поправочный коэффициент. Последний вычисляется по следующей формуле:

γ=h 2 /(h- Δh) 2 ,
где h – величина заглубления анкера,
а Δh – значение проскальзывания.

Если максимальная длина части материала, которая была оторвана в ходе испытания, более чем вдвое превышает минимальную, то результат считается ориентировочным. Аналогичным образом поступают, если глубина шпура превышает величину проскальзывания анкера на 5% и больше. Использование ориентировочных значений для определения класса прочности материала недопустимо.

Испытания признаются недействительными, если глубина вырыва отличается от длины анкера на 10% или на расстоянии, не превышающем глубину отверстия, обнаруживается арматура.

Преимущества и особенности метода исследований

Одним из главных достоинств описываемого метода является высокая точность в широком диапазоне измерений. Москва – лидер по количеству возводимых объектов и подобные испытания бетона на отрыв с последующим скалыванием востребованы. Данный способ оценки прочности материала единственный из методов, позволяющий построить градуировочную зависимость без разрушения конструкции.

При контроле характеристик с использованием данного метода необходимо учитывать климатические условия, а также ряд иных факторов. В частности, толщина изделия должна быть вдвое больше заглубления анкера, а расстояние межу точками измерений превышать данное значение пятикратно. Заказать испытания бетона путем отрыва со скалыванием в Москве по доступной цене можно непосредственно на нашем сайте или позвонив по контактному телефону.