Бетон получил широкое распространение благодаря своей универсальности.
Это тот материал, состав которого можно контролировать, адаптируя тем самым его под решение разных задач. В процессе изготовления бетона можно задавать ему такие технические характеристики, как:
Изменение одного из вышеперечисленных параметров изменяет свойства бетона. Поэтому его соответствие проектным техническим характеристикам необходимо контролировать. Для этого выполняют контроль качества бетона после его изготовления или принимают пробы сухой смеси перед тем, как взять ее в работу. Это позволяет определить, была ли выдержана технология и соответствует ли использованное сырье надлежащего качества.
Необходимость контроля обусловлена тем, что все несущие конструкции, построенные из бетона, рассчитаны на определенную проектную нагрузку. Если проверка качества бетона выявит прочностные показатели, которые ниже проектных, несущие конструкции не прослужат определенный им срок. Они будут разрушаться не только под воздействием нагрузки, но и от таких внешних факторов, как влага и перепады температуры. Проверку бетона следует выполнять для всех проектов, начиная от фундамента под жилой дом и заканчивая железобетонными зданиями промышленного значения. Рассмотрим, как выполняется контроль прочности бетона, и почему он должен соответствовать ГОСТу.
Когда выполняют контроль качества бетона
Из-за того, что материал достигает проектной прочности через 28 дней, по истечении этого срока выполняется проверка бетона на качество. Есть некоторые исключения, касающиеся сборно-монолитных и сборных конструкций. Для них проверка бетона на качество выполняется через 28 дней или при сдаче объекта в эксплуатацию, если приемка выполняется до того, как здание наберет проектную прочность. Качество материала монолитных конструкций проверяется, когда снимается опалубка или сооружение нагружается. Проверка может производиться и на более ранних сроках. Если результат покажет, что бетон затвердел более 90%, оценка качества может не производиться по истечении 28 дней или при сдаче объекта в эксплуатацию.
Внеплановый контроль качества выполняется в тех случаях, когда происходит повреждение несущих конструкций. Для этого производится экспертиза независимыми организациями. Существует методы анализа с отбором образцов и неразрушающие, при всем этом методика определения прочности бетона различается. Кроме того, неразрушающих методов гораздо больше. Рассмотрим, как осуществляется контроль качества бетона разными методами.
Разрушительные методы контроля прочности бетона
Чтобы выполнить экспертизу разрушительным методом, необходимо из готовой строительной конструкции выпилить керны, используя алмазный бурь, и провести контроль качества. Можно пойти и по более простому пути, когда выполняют контроль качества бетонной смеси до того, как она будет использована. Для этого из каждой изготовляемой партии сухой смеси отбирают пробы. Из них производят бетон в форме кубиков, и когда они затвердевают в условиях, приближенных к строительной площадке, воздействуют на них прессом. Когда кубики разрушаются, фиксируется предпринимаемое на них усилие, что позволяет определить их прочности качества. На вырезанные из готовой конструкции керны тоже оказывают влияние прессом, определяя прочность по такому же принципу. Диаметр кернов аналогичен размерам кубиков, изготовленных из отобранной смеси. Они составляют 10, 15, 20 и 30 сантиметров.
Неразрушающие методы контроля качества бетона
Как говорилось выше, существует несколько способов проверки без разрушения готовой конструкции. Это значительно экономит затраты времени и сил, поскольку экспертиза выполняется по месту объекта. Рассмотрим каждый способ подробно.
Скалывание ребра
Чтобы провести анализ таким методом, необходимо отколоть от бетонной конструкции небольшой кусок ребра. При этом прикладывается определенное усилие, которое фиксируется, отталкиваясь от этого значения, определяется прочность конструкции. Такой способ неразрушающего контроля качества бетона не подходит для густоармированных конструкций маленькой толщины.
Выравнивание анкеров
Для данного метода требуется анкер. В бетоне для него нужно просверлить отверстие, куда он вклеивается при помощи специального клея. После того, как клей полностью полимеризуется, производится выравнивание анкера и фиксируется приложенное усилие. Такой неразрушающий контроль прочности бетона позволяет определить качество даже густоармированных конструкций.
Отрыв дисков
Этот способ предполагает не выравнивание, а вырывание анкера. На бетонную поверхность с помощью эпоксидной смолы клеится металлический диск. После застывания клея диск отрывается от стены с куском бетона, а прилагаемое при этом усилие фиксируется. Дополнительно прессом проверяют прочность вырванного куска бетона.
Молотки Физделя и Кашкарова
Молоток Физделя работает по принципу механического воздействия. По бетону наносится удар молотком, после чего в материале остается лунка. Поскольку измерения выполняются десятыми частицами миллиметра, для более высокой точности производят до 12 лунок и вычисляют средний арифметический диаметр. Полученное значение сравнивается с тарировочной кривой, чтобы рассчитать реальную прочность бетона.
Контроль прочности бетона неразрушающим методом с использованием такого устройства, как молоток Кашкарова, тоже основан на механическом воздействии. Но принцип исследования отличается от аналогичного устройства Физделя тем, что лунка наносится ударным механизмом не только на испытуемую поверхность, но и на специальный эталонный стержень. Полученные оттиски сравнивают, чтобы определить, соответствует ли прочность бетона проектной или нет. Независимо от того, какой молоток используется, перед началом проверки необходимо очистить поверхность бетона от шпатлевки, краски и штукатурки
Ультразвуковой метод контроля прочности бетона
Этот метод контроля возможен благодаря связи между плотностью материала и скоростью распространения в нем ультразвуковых волн. Чтобы выполнить проверку, необходим специальный прибор, в конструкции которого установлен электронный блок и датчики. Такой прибор позволяет определить плотность материала по двум схемам:
-
- Скорость, с которой волна проходит через конструкцию.
-
- Время прохождения волны через бетон.
Ультразвуковая волна через бетонную конструкцию проходит в сопровождении помех. Поэтому ультразвуковой прибор имеет в своей конструкции аналоговые и цифровые фильтры. Благодаря фильтрам помехи отделяются и устройство получает чистый сигнал.
Если сравнивать ультразвуковой контроль качества бетона с неразрушающими методами механического воздействия, последние проигрывают в точности. Все расчеты ультразвукового исследования производятся на основе того, что чем выше плотность бетона, тем труднее ультразвуковой волны преодолеть его. Соответственно, это делает с меньшей скоростью или наоборот, проходит материал быстро, если в нем есть пустые поры и трещины, что не создает помех для волны и означает низкое качество бетона.
Ультразвуковой прибор можно использовать двумя способами: поверхностным и сквозным. Последний способ самый точный, потому что датчики располагаются с двух сторон бетонной конструкции. Недостаток сквозного контроля состоит в том, что проверку можно выполнить только для линейных конструкций, таких как балки, ригели, колонны и т.п. Поверхностный метод используется для контроля стеновых панелей и плит, используемых для перекрытия. В таком случае датчики объединяют и размещают на несущей конструкции с одной стороны.
Выбор метода контроля
Из всего вышесказанного очевидно, что разрушительные методы контроля прочности бетона и не требующие разрушения конструкции не универсальны. Чтобы безошибочно определить качество бетона, рекомендуется использовать разные способы контроля. В частности, сочетание неразрушающих методов и ультразвукового исследования позволяет дать более точную картину о соответствии бетонной конструкции проектной прочности. Особенно это актуально при экспертизе высокопрочного бетона, потому что чем он прочнее, тем больше погрешность ультразвукового прибора.
