Как рассчитать прочность бетона

Обновлено: 28.04.2024

Разрушающая нагрузка на бетон: ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

Испытание бетона – важный и обязательный этап, необходимый для проверки качества используемого материала при реализации ремонтно-строительных работ. С целью подтверждения материала заявленным характеристикам и показателям, нормам СНиП и ГОСТ, его проверяют на прочность, сопротивление на изгиб/растяжение. Также дополнительно могут проверяться удобоукладываемость, плотность, морозостойкость, водонепроницаемость и т.д.

Основные контролируемые и нормируемые показатели качества бетона:

Прочность на сжатие – определяется в классах, обозначается буквой В
Прочность на осевое растяжение – также определяется классами, индекс Bt
Морозостойкость – исчисляется марками, обозначается F
Водонепроницаемость – также марка, буква W
Средняя плотность – указывают в марках, индекс D

Испытания бетона могут проводиться с использованием различных методов – исследуются только что залитые или вырубленные из монолита образцы, разрушающие и неразрушающие способы и т.д. Оптимальный вариант испытаний определяют специалисты или сам мастер, с учетом имеющегося в его распоряжении арсенала знаний, навыков, инструментов.

Благодаря своевременно и правильно выполненным мероприятиям по проверке и подтверждению качества бетона удается гарантировать надежность и прочность конструкций, зданий, соответствие выполненных работ всем нормативам и показателям.

От чего зависит и на что влияет прочность бетона

Показатель прочности бетона – самая важная характеристика материала, которая учитывается как в процессе проектирования и выполнения расчетов, так и при выполнении работ. Прочность бетона задает марка, обозначается классом В (измерение в МПа) или М (кг/см2), отображает максимальное давление сжатия, которое материал может спокойно выдержать без деформации.

Когда проводится испытание бетона на прочность, лаборатория или строительная организация (возможно, сам мастер) руководствуются требованиями основных нормативных документов – это ГОСТы 10180-2012, 22690-88, 18105-2010, 28570.

Способность бетона эффективно сопротивляться внешнему воздействию благодаря внутреннему напряжению напрямую зависит от марки цемента и компонентов, входящих в состав раствора. При проверке бетона на соответствие указанной марке, на исследуемом образце не должно быть деформаций, разрушений, расслоений, трещин, сколов и т.д.

Лабораторные испытания бетона на прочность должны проводиться обязательно, особенно в случае заливки важных конструкций, несущих элементов и т.д. Ведь даже минимальное несоответствие (которое часто становится результатом экономии на цементе, других компонентах) может стать причиной быстрого разрушения здания, элемента конструкции.

Прочность состава зависит от: марки цемента, соотношения наполнителей и цемента, фракции наполнителей, качества всех компонентов, чистоты воды, введенных в состав пластификаторов и присадок. Если планируется заливать конструкции, подвергаемые серьезным нагрузкам, бетон дополнительно упрочняют армированием стальными прутьями или сетками, проволокой.

Большое влияние на прочность бетона, испытание которого проводится, оказывают внешние условия, в которых выполняется заливка и сохнет бетон. Также существенно повышается прочность при использовании вибрации, которая удаляет пузырьки воздуха из монолита, делает его более плотным.

Если бетон заливается при минусовых температурах, то компоненты и сам материал либо прогревают, либо смешивают со специальными противоморозными добавками. Могут устанавливаться электроды в заливку, применяться укрытие основания теплоизоляционными материалами, опилками и т.д. Чтобы поверхность монолита не покрывалась трещинами, нужно ее после заливки увлажнять, препятствуя слишком быстрому испарению влаги.

Несмотря на то, что прочность бетона зависит от массы факторов, правильно и своевременно проведенные испытания раствора помогут исключить вероятность приготовления некачественной смеси и избежать вероятности разрушения всей конструкции.

При условии соответствия бетона указанным показателям прочности влияние других факторов на качество раствора можно уменьшить или нивелировать.

Классификация методов испытаний

Испытания бетона проводятся с использованием различных методов, выбор которых зависит от имеющихся мощностей, условий эксплуатации, давности заливки монолита, возможности коррекции состава смеси, исходных данных и требуемых результатов.

Основные методы испытания бетона на прочность:

Испытание образцов бетона, которые отливаются в условиях лаборатории – из смеси создают цилиндры и кубики, конусы, потом проверяют с использованием пресса.
Проверка образцов, которые были вырублены/выпилены из уже готового монолита – обычно бурят алмазными коронками, керны отправляют в лабораторию, там определяют прочность с использованием пресса.
Неразрушающие методы – с применением приборов/инструментов, которые позволяют изучить свойства монолита без необходимости помещения их в определенные устройства и условия. Используются ультразвук, ударно-импульсный метод и т.д.

Несмотря на появление множества современных приборов и разнообразных методов, по-прежнему самым эффективным и популярным считается испытание образцов бетона под прессом (на сжатие).

Другие виды исследований бетона:

Осадка конуса – позволяет изучить консистенцию и однородность замешанного раствора. Металлический конус заполняют смесью, снимают форму и изучают показатели, изменения структуры материала.
Проверка на уплотнение – для определения коэффициента уплотнения партии раствора. Используется специальный аппарат с 2 мерными емкостями с воронками. В первую заливают бетон, потом через клапан пускают во вторую, откуда смесь уходит в специальный цилиндр.
Проверка на изменение формы/пластичность – смесь заливают в конус, его кладут на опорный стол, потом форму убирают и стол опускают, изучают характеристики растекшегося бетона.
Испытание на предмет наличия воздушных пустот – используют 2 метода: измерение веса до и после встряхивания/перемешивания бетона в специальном устройстве, испытание давлением.

Исследование бетона в бытовых условиях эмпирическим методом:

Цвет – бетон высокого качества должен быть зеленовато-серого оттенка и чем зеленее, тем лучше (желтый оттенок – признак плохого качества).
Появление цементного молочка на поверхности залитого бетона – чем гуще, тем лучше.
Непокрытые смесью фракции наполнителя – их не должно быть.
От затвердевшего монолита молоток при ударе должен отскакивать со звоном, оставляя небольшую вмятину.

Этапы проведения испытаний

Существует две основных группы методов исследований бетона, которые сегодня используются повсеместно для определения качества материала и соответствия его указанным характеристикам.

Разрушающие методы

Испытания проводятся с применением пресса и исследованием кубиков, цилиндров из бетона, полученных в условиях лаборатории либо выпиленных из уже готового монолита (что может сказаться на прочности всей конструкции). На куски бетона оказывают возрастающее давление, пока не удастся зафиксировать разрушение контрольного образца.

Использование такого воздействия на бетон является наиболее точным методом исследования его на прочность и считается обязательным при создании ответственных сооружений.

Неразрушающие методы

В данном случае речь идет об исследовании, которое не предполагает какого-либо разрушающего воздействия на образец или повреждения всей конструкции. Прибор взаимодействует с поверхностью монолита механическим способом посредством: отрыва, отрыва со скалыванием, а также скалывания ребра.

Если используется испытание посредством отрыва, на монолит эпоксидным клеем крепят стальной диск, потом отрывают его специальным устройством с фрагментом конструкции. Полученный показатель усилия по формуле переводят в нужную величину.

Когда проводится отрыв со скалыванием, прибор крепят в полость бетона. Лепестковые анкеры вкладывают в пробуренные шпуры, потом достают часть материала и фиксируют разрушающее усилие. Чтобы определить марочные характеристики, используют переводные коэффициенты.

Скалывание ребра используется там, где есть внешние углы (перекрытия, колонны, балки). Прибор (обычно ГПНС-4) крепят к любому выступающему сегменту анкером с дюбелем, нагружают плавно. В момент разрушения происходит фиксация глубины скола и усилия, прочность потом определяют по формуле, которая обязательно учитывает фракцию наполнителя.

Неразрушающие косвенные методы:

Исследование ультразвуком – скорость распространения продольных волн в монолите и эталонном образце сравниваются: УГВ-1 устанавливают на идеально ровную поверхность и прозванивают участки по плану, потом данные обрабатывают по имеющимся таблицам, электронным базам. Погрешность обычно составляет 5%.
Ударный импульс – применяется энергия удара бойка из металла сферической формы о монолит. Магнитострикционное или пьезоэлектрическое устройство преобразует удар в электрический импульс, время и амплитуда которых связаны с прочностью бетона.
Метод обратного отскока – используется склерометр, который фиксирует величину обратного отскока бойка, устанавливая твердость конструкции.
Пластическая деформация – измеряется след на бетоне после удара металлическим шариком, сравнение с эталонным образцом.

Порядок проведения проверки на удобоукладываемость

Чтобы изучить данное свойство бетона, в условиях лаборатории применяют специальный прибор – вискозиметр. Он дает возможность измерить в секундах время, которое нужно для укладки смеси. Укладку начинают и одновременно запускают вискозиметр, потом фиксируют получившиеся показатели. Чем меньше времени нужно для выполнения работ, тем лучше материал.

Порядок проведения испытаний на растяжение

Сначала готовят бетонный конус, его помещают горизонтально в специальный прибор, на средину образца оказывается разрушающая нагрузка по нарастающей. Шаг оказываемого воздействия составляет 0.5 МПа/с. Результат фиксируют после того, как структура бетона разрушилась в центре образца.

Порядок проведения испытаний на сжатие

Благодаря данному методу удается определять марку бетона. Сначала из материала отливают кубики (либо вырезают их из уже залитой смеси) размером 100-300 миллиметров по грани.

Также могут использоваться в испытаниях призмы и цилиндры. В лаборатории образцы отливаются на вибростоле, все испытания осуществляют на 3, 7, 28 (основная проверка) сутки после заливки.

Образец помещается под пресс, давящий на кубик с мощностью 140 кгс/м2 с шагом, равным 3.5 кгс/м2. Вектор силы должен быть строго перпендикулярным основанию бетона. По полученным данным определяют способность сопротивления бетона сжатию, марка записывается в протокол испытаний.

Марки прочности бетона и сфера их применения

Бетону присваивают марку по ГОСТу, которая обозначается буквой М и цифрой в соответствии со способностью сопротивления материала на сжатие. И чем больше значение, тем прочнее считается изделие. Как правило, марка прочности зависит от марки и объема цемента в растворе, качества и соотношения компонентов. Бетон бывает марок М100-М500. Есть марки и меньше, и выше, но они редко используются в строительстве.

Класс бетона определяет его способность работать в агрессивных средах. Бетоны марок М100-М250 относятся к ячеистым, легким. Обычно используются для заливки ненагруженных конструкций, в обустройстве фундаментов малых зданий, бордюров, пешеходных дорожек.

Бетоны марок М300-М350 применяются для обустройства фундаментов многоэтажных строений, для отливки плит перекрытия, монолитных стен. Наиболее прочные бетоны марок М400-М500 актуальны для производства железобетонных конструкций, которые эксплуатируются в сложных условиях, с повышенными нагрузками.

Испытание бетона – важный и обязательный этап контроля и оценки прочности материала, который лучше всего проводить до начала реализации работ, чтобы не разрушать конструкцию и иметь возможность откорректировать состав, предпринять меры для изменения свойств материала.

Заказывая материал в Москве или регионах, необходимо обязательно требовать сертификаты соответствия с результатами лабораторных проверок.

Расчетное сопротивление бетона сжатию - марка и класс на сжатие

Структура тяжелого бетона испытуемого образца

Расчетное сопротивление бетона сжатию – одна из ключевых характеристик, которые необходимо учитывать при проектировании какой-либо конструкции из данного материала, и в начале любого строительства. При этом, нужно обращать на нее внимание не только профессионалам, но и обычным мастерам-подсобникам, решившимся на возведение дома своими руками.

Определения

Прочность – основное качество, которое точно описывает его несущую способность. Определяется она пределом на сжатие – это наивысший предел нагрузки, при котором наступают разрушения образца. И это основной показатель, который и учитывают при его использовании.

Расчетное сопротивление – это показатель стойкости материала нагружающим воздействиям. Используется он при проектировочных расчетах, и неотъемлемо связан с нормативными показателями сопротивления сжатию.

До 2000−х годов ориентировались только на марки материала, которые и принимали как расчетный показатель, но по новым техническим документам, каждой марке присвоен новый критерий соответствия образца сжимающим нагрузкам.

Он выявлен в лабораторных условиях, узаконен специалистами и отражен в СП 52−101−2003. Согласно этому техническому документу, нормативное сопротивление материала осевому сжатию – это и есть класс на сжатие, заданный с 95%-ой обеспеченностью. Условие означает, что оно выполняется в 95% тестируемых случаев, и только в 5% может отклоняться от установленных показателей.

Но даже такой процент доказывает, что пользоваться при проектировании средними расчетными показателями неоправданно рискованно. А при выборе наименьшего значения, увеличится сечение конструкции или изделия, что в свою очередь отразится на перерасходе денежных и энергоресурсов.

Согласно СП 52−101−2003, нормативные значения сопротивления представлены на фото ниже.

Нормативные и расчетные значения сопротивления

Есть еще такое определение, как предел прочности на растяжение. По своей природе, данный материал в разы хуже выдерживает растягивающие нагрузки. Поэтому его и армируют в ЖБИ, стяжках пола большой толщины, фундаментах и прочее.

При расчетах используют в приоритете показатель при сжатии. В принципе, любое изделие или конструкция, испытывают большие нагрузки именно от сжимающих статических или динамических воздействий. Но сопротивление к изгибающим воздействиям учитывают при проектировании. В таких случаях, просто пользуются таблицей соответствия классов.

Таблица 6.7 из СП 63.13330.2012″СНиП 52-01-2003, в которой указаны марки сопротивление к сжатию, растяжению.

ВидБетонНормативные сопротивления МПа, и расчетные сопротивления для предельных состояний второй группы и МПа, при классе материалапо прочности на сжатие В1,5В2В2,5В3,5В5В7,5В10В12,5В15В20В25В30В35В40В45В50В55В60В70В80В90В100Сжатие осевое растяжениеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———2,73,55,57,59,5111518,52225,529323639,54350576471Легкий——1,92,73,55,57,59,5111518,52225,529————————Ячеистый1,41,92,43,34,66,99,010,511,5—————————————Растяжение осевоеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———0,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,102,252,452,602,753,003,303,603,80Легкий——0,290,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,10————————Ячеистый0,220,260,310,410,550,630,891,001,05————————————

От прочности в срезе при скалывании, зависит устойчивость к сжатию от корреляционных показателей.

Примечание. Сопротивление сжатию В25 наиболее часто встречающийся показатель при проектировании материала.

Осевое сжатие. Расчеты и значения

При расчетах нужно учитывать, что класс (В) напрямую зависит от его средней прочности R, МПа. Соответственно, используется следующая формула:

В= R (1−tV), где, t – класс обеспеченности, заложенный при проектировании, в основном берут значение 0,95, соответственно t=1,64; V – коэффициент вариации прочности. 1 – постоянная.

Если в расчетах использовался нормативный коэффициент V = 13,5% (0,135), то средняя прочность равна R = В/0,778.

Другое дело, когда рассчитываются всевозможные железобетонные конструкции. Особо тщательно просчитывается граничная высота оговариваемой зоны. Она выражает такую высоту, при которой перед разрушением напряжения в сжатом материале и растянутой арматуре, достигают своих максимальных значений одновременно. Только при таком условии можно считать сечение нормально армированным.

При этом относительная высота этой зоны (таблица), используется для определенного изделия своя. Их можно найти в нормативных документах, и применять данные при расчетах. В принципе, представленная информация вкратце разъяснила, что представляет собой зона сжатия и сопротивление осевому сжатию.

Методы определения прочности по контрольным образцам бетона

Разобравшись с тем, что такое сопротивление материала на сжатие, рассмотрим основные методы определения данного показателя.

Испытание бетона разрушающим способом

Проверка на сжатие проводится, как правило, в аккредитованных строительных лабораториях на поверенном оборудовании. Главное, что для него понадобится − пресс.

Также будут необходимы точные лабораторные весы, штангенциркуль и испытуемые образцы. Последние готовятся заранее из нужной партии. Форма стандартная – куб со сторонами 10 см. Согласно техническим документам, используют от 3 до 5 штук образцов для одной партии.

Совет. Изначально их нужно подготовить, отчищая от загрязнения и взвешивают для определения соответствия плотности, веса и проектной марки материала. Если эти значения в норме, то на 95% можете быть уверены в должном уровне устойчивости.

Абсолютно ровными гранями образец устанавливается на пресс, включается и начинается проверка. Максимальная нагрузка, при которой началось разрушение образца – это и есть предельное сжатие.

Среднее значение устанавливается по результатам контроля всех отобранных образцов. По конечной цифре определяется, соответствует или нет фактическая прочность нормативным и проектным значениям. После чего она заносится в журнал.

Галерея: процесс испытания разрушающим методом с помощью пресса.

Контроль неразрушающими методами

Предыдущий метод обязателен на любом строительном производстве и на любом этапе строительства.

Он считается наиболее достоверным:

На результаты протоколов, лабораторных разрушающих исследовании, опираются конструкторы и архитекторы при возведении зданий и изготовлении железобетонных изделий.
Когда же нет возможности определить прочность образцов разрушающим методом, или же требуется через определенное время повторный анализ характеристик, используют специальные устройства.
Они необходимы для того, чтобы протестировать материал на сжатие непосредственно на месте. Одним легким нажатием они определяют числовое значение и при желании другие необходимые характеристики, касающиеся однородности и уплотнения тела материала.
Существует масса подобного оборудования, но наиболее распространённый в строительных кругах – прибор ИПС − МГ различной модификации. Он прост в использовании, точен и цена на него вполне доступна.

Фото автоматизированного аппарата.

Преимущественно его используют на строительной площадке. Этот электронный измеритель позволяет в короткие сроки определить показатели плотности, прочности и упруго−пластические свойства методом ударного импульса. Этот способ хоть и не является приоритетным, но все же, предусмотрен ГОСТ 22690.

Совет. Обязательно перед «простреливанием» бетона необходимо выбрать или подготовить поверхность. Она должна быть ровной без шероховатостей, вмятин, пустот, трещин и прочих дефектов площадью не меньше 100 см2. При необходимости нужно зашкурить поверхность.

Количество участков должно приниматься по программе испытаний, но их должно быть не менее трех. Обычно для объемной железобетонной конструкции берут среднее значение 15 проб.

Это количество зависит от площади, так как точки контроля должны находиться на расстоянии друг от друга 15 мм и от края не менее 50 мм. Идеальные места – между гранулами щебня и крупными раковинами в бетонном теле.

Чтобы провести тестирование конструкции, необходимо:

включить прибор, при этом он сразу будет в режиме испытания;
ввести данные об испытываемом материале;
взвести рычаг на «пистолете»;
плотно прижать перпендикулярно к тестируемой поверхности и отпустить рычаг;
на табло появится результат, он запоминается с последующими испытаниями;
после 15 проб выводится автоматически среднее значение, если количество «прострелов» меньше, то можно заранее просмотреть средний результат.

Чем хорош такой прибор – все данные на нем могут сохраняться на компьютере и архивироваться. В любой момент можно просмотреть предыдущие испытания на компьютере и составить протокол.

Одним из важных этапов строительства дома является определение прочности бетона, который будет использоваться. Такое исследование необходимо для прогнозирования поведения материала при механических и физических нагрузках. Лаборатория проводит испытания по контрольным образцам, которые отбираются в соответствии рецептурой материала. При этом применяют разрушающие или неразрушающие методы.

Содержание

Зачем проверять?

Домостроительство — очень ответственное дело. Стройматериалы должны соответствовать всем ГОСТам. Чтобы проверить прочностные показатели бетона проводятся исследования образцов, изготовленных в нужных пропорциях и придерживаясь технологии. Некачественный бетонный кубик не должен крошиться и растрескиваться. Если такие требования не выполняются, то строить из этого материала запрещено. Испытание бетона на прочность показывает, какую нагрузку может выдержать материал. Особенно это важно при многоэтажном строительстве. Так как при использовании одинакового сырья несколько образцов может иметь разную прочность, специалисты используют понятие расчетное сопротивление.

От чего зависит прочность?

Класс бетона В15 и марка М200 обозначает стойкость к сжатию 15 МПа и предел прочности 200 кгс/м2.

При изготовлении бетонных изделий рекомендуется придерживаться всех стандартов и правильной технологии производства. Требуемая прочность бетона приобретается через 1 месяц после заливки. При этом в течение этого времени должен быть обеспечен надлежащий уход. Для ускорения набора необходимых характеристик используют способ пропаривания бетона. Факторы, влияющие на прочность в бетонных конструкциях выделяют такие:

активные свойства вяжущего компонента;
объем воды в растворе и ее качество;
степень уплотнения;
температура и влажность внешней среды;
марка выбранного бетона;
режимы обработки;
однородность смешивания компонентов смеси.

Таблица зависимости класса бетона от прочности:

Подготовка образцов

Лабораторные исследования бетонного изделия проводится на основании подготовленных кубов из этого материала. Главным условием приготовления образцов является замес такого же раствора, как у планируемой конструкции. Изменять марку бетона, добавлять или исключать из состава какие-либо добавки или присадки не допустимо. Раствор заливается в формы и выдерживается 28 дней, при котором достигается максимальная длительная прочность. Для ускорения затвердения используется тепловлажностная обработка или пропарка бетона. Только после этого времен можно начинать проведение физико-механических испытаний на изгиб или растяжение. Готовые изделия не рационально удерживать на заводе до полного затвердения, поэтому их отправляют на продажу, когда ими достигается передаточная прочность бетона (Rbp), составляющая не менее 70% от проектной.

Как определяется?

Для определений характеристики бетона применяется пресс, с помощью которого проводится испытание на сжатие.

Определить прочность бетона можно в лабораторных условиях. Для проведения понадобится пресс и другие средства для механического воздействия на отобранные образцы. Чаще всего испытания бетона на прочность проводятся комплексно и результат делается на основании нескольких методов. Распалубочная прочность бетона позволяет перемещать не полностью застывшие объекты внутри предприятия. Достижение изделием необходимых характеристик сопровождается контролем. При этом измеряется относительная влажность бетона. Проверка предусматривает использовать измеритель влажности — влагомер.

Ориентировочно определит прочность (Рб) можно по формуле, для которой нужно знать марку цемента (Rц) и цементно-водное соотношение (Ц/В). Используемый коэффициент А при нормальном качестве заполнителя равен 0,6. Формула выглядит таким образом:

Rb = А*Rц*(Ц/В-0,5).

Неразрушающие методы

Механические

ГОСТ 22690–2015 предусматривает такую классификацию способов проверки:

Методом упругого отскока. Учитывается связь бетонного изделия со значением отскакивания бойка от исследуемой поверхности.
Пластическая деформация. Для измерения прочности изучают глубину и диаметр углубления, образованного при ударе с использованием специального молотка. Определяется поверхностная твердость стройматериала.
Ударный импульс. Сила удара соотносится с видоизменениями бетонной поверхности, что помогает для измерения прочности.

Градуировочная зависимость предусматривает сравнение результатов по нескольким образцам. Ультразвуковые волны требуют изучения не менее 15 объектов, в то время как отрыв со скалыванием всего лишь 3.

Зимнее строительство может привести к замерзанию рабочего материала, поэтому применяются присадки для смеси.

Строительство зимой предусматривает замерзание изделия. Критическая прочность бетона показывает минимальное значение показателя, при котором замораживание не приведет к потере прочностных и других характеристик. Если изделие не достигает этого показателя и замерзает, то это разрушит его. Чтобы предотвратить этот процесс и повысить морозоустойчивость можно добавить присадки для бетона.

Физические

Динамическая прочность бетона обозначает способность выдерживать условие длительных нагрузок с прогрессивной динамикой. Основными способами физических проверок являются такие:

Импульсные. Самым популярным является ультразвуковое испытание, которое основывается на скорости передачи волн по бетонному объекту. Прибор имеет УЗ-датчики, которые помогают определить показатель.
Радиоизотопные. С помощью радиоактивных изотопов определяется плотность стройматериала, а подготовленные зависимости помогут определить прочность ячеистых бетонных изделий.

Разрушающие методы

СНИПом предусмотрено обязательное применение подобных методов исследования. Испытания проводятся с применением заготовленных образцов, извлечения части бетонной конструкции или самостоятельно изготовленных изделий. Отпускная прочность бетона регулируется ГОСТом или документацией производителя, при определении которой учитываются условия транспортировки и хранения изделий. Разрушающий метод контроля включает такие мероприятия:

Испытания на сжатие. Проводится с помощью пресса, между плитами которого устанавливается изготовленный образец. Нижняя часть остается недвижима, а верхняя — сдавливает исследуемый куб до полного разрушения. Результат устанавливается на основании состояния раскола образца, который соответствует нормам, предусмотренных специальной документацией.
Отрыв со скалыванием. Методы заключаются в усилии оторвать от бетонной конструкции кусок бетона либо отколоть с помощью вибро-машинки.

Основной закон прочности определяет зависимость показателя от качества используемого сырья.

Способы исследования бетона разрушающего типа считаются самыми точными, но в то же время трудоемкими. Большинство предприятий, которые не имеют собственной лаборатории проверяют прочностные характеристики материала с помощью неразрушающих методов. Если такие результаты не являются удовлетворительными, то отобранные образцы проверяют в частной компании. Европейские нормы имеют более высокие стандарты.

Расчет состава и пропорций тяжелых бетонов

О нлайн калькулятор расчета и подбора составов тяжелых бетонов на цементном вяжущем с применением крупного и мелкого заполнителей. С учетом пластифицирующих добавок, метода уплотнения и подвижности бетонной смеси. Расчет примерный, и может отличаться от реального, в зависимости от применяемых материалов, их влажности и других характеристик. Для более точного определения пропорций необходимо производить пробный замес.

Для расчета пропорций на один замес в бетоносмесителе, необходимо указать количество бетона равное рабочему объему бетоносмесителя (60-70% от общего).

Краткое описание тяжелых бетонов

Ж елезобетонные изделия для строительства изготавливаются не только на специализированных предприятиях, но и очень часто отливаются непосредственно на возводимом объекте. Без бетона не обходится ни одна стройка. Для создания надежной конструкции с заданными техническими характеристиками используют тяжелый бетон, который в соответствии со строительными нормами обладает объемной массой свыше 1 800 кг/м3.

Отличительные особенности тяжелого бетона

Легкие бетоны - производятся на основе «легких» наполнителей, которые значительно снижают объемную массу и повышают теплоизоляционные свойства. К тому же чем легче бетон, тем он имеет большую пористость, а значит низкую гидравлическую сопротивляемость, поэтому изделия из легкого бетона применяются для внутренних неответственных конструкций без сильного динамического разрушающего воздействия.
Тяжелые бетоны - характеризуются высокой прочностью и малой пористостью, что гарантирует отменную стойкость к любым механическим и химическим воздействиям. Строительные материалы из тяжелого бетона применимы для особо ответственных конструкций с открытой (природной) эксплуатацией, в том числе для возведения фундаментов, стен, и заливки полов.

Характеристики тяжелого бетона

Прочность – главный показатель способности железобетонных изделий выдерживать разрушающую нагрузку. Именно этот показатель указывает на область применения бетона в высотных зданиях, фундаментах или гидротехнических сооружениях. Показатель классифицируют от В3,5 до В60, что соответствует маркировке пределу прочности от М50 до М1000 (от 5 до 100 Мпа).
Температурное расширение и огнестойкость тяжелого бетона – показатель возможности использования строительных изделий в зонах температурного воздействия. Так, заливка пола из тяжелого бетона имеет коэффициент расширения не более 0,5 мм на погонный метр. Бетон способен выдерживать температуру до 500 градусов (выше происходит разрушение), а при температуре порядка 200 градусов теряется его прочность не более 30%.
Пористость, водостойкость и морозостойкость – смежные показатели, от суммы которых зависит эксплуатационная стойкость железобетонных изделий. Пористость тяжелого бетона не должна превышать 15%. Морозостойкость маркируется по способности выдерживать циклическое замораживание от F50 до F1000. Тяжелый бетон применяется при строительстве каналов и мостов, поэтому их водостойкость в пределах по маркировке W2 — W20 (цифра – показатель воздействия воды в кгс/см2).

Применение тяжелого бетона

О чень важно правильно проводить расчет и подбор состава и пропорций тяжелых бетонов, т.к. от этого зависит марка получаемого бетона и области его применения:

- Особо ответственные конструкции и гидросооружения должны возводиться из бетона марки не ниже М500.

- Ответственные сооружения, фундаменты и стены многоэтажек, плитные основания изготавливаются из бетона М250 – М350.

- Индивидуальное строительство может осуществляться бетонами М150 – М200.

- Неответственные бетонные изделия для дорожек, отмосток и элементов дорожного или ландшафтного дизайна могут отливаться прочностью М50 – М150.

Расчет состава тяжелых бетонов производится по методике в соответствии с ГОСТ 27006 - 86 (1989) "Бетоны. Правила подбора составов" и ГОСТ 7473 - 94 "Смеси бетонные. Технические условия".

Структурные особенности тяжелого бетона

Заполнители используются обязательно двух типов: крупноформатные и мелкие. Крупноформатные заполнители (щебень или гравий) обеспечивают прочность бетона, а мелкий - за счет уплотненного распределения повышает плотность и снижает пористость бетона. Заполнитель крупных форматов с угловатыми формами обеспечивает меньшую усадку отливки и эксплуатационную высокую динамическую прочность. Фракция мелкого заполнителя также влияет на характеристики бетонного изделия: чем мельче, тем плотность и водостойкость повышается. Стоит учесть, что от прочности крупноформатного заполнителя зависит и прочность самой бетонной отливки.
Пластичность бетона или удобоукладываемость – способность бетонной смеси полностью заполнить заливаемую форму с достаточным уплотнением для гарантирования расчетной его прочности. Пластичность маркируют от П1 (минимальная) до П5 (максимальная). Для заливки открытых площадок с применением уплотняющей (вибрационной) техники можно брать бетоны П1, но для сложных конструкций необходимо применять высоко пластичные бетонные растворы от П3 до П5.

Вода – важный расчетный ингредиент, добавление которого сверх нормы не допустимо.

О шибочно думать, что добавлением воды можно повысить пластичность бетона без вреда его качеству, т.к. падает его однородность и прочность и увеличивается усадка. Для повышения пластичности бетона используют пластификаторы, которые улучшают способность перемещения наполнителей, что гарантирует качественное заполнение формы и легкий выход из отливки воздуха с равномерной структурой всего бетона. Профессиональное строительство обязательно использует пластификаторы.

Подвижность бетонной смеси

Ж2 – применима для массивных железобетонных конструкций и опорных площадок. Обязательно использование виброуплотняющей техники.
Ж1 – бетонные смеси для возведения стеновых конструкций гражданского и промышленного назначения. Заполнение малых форм допустимо производить без механического уплотнения, но объемные изделия изготавливаются только с применением виброуплотнения.
П1 – рекомендуется проводить отливку непосредственно на месте возведения элемента конструкции. Подвижность применима для изготовления тонкостенных изделий с армированием не более 1%. В частном строительстве отливаются плиты, опоры и балки малого сечения с ручным и механическим уплотнением.
П2 – применяется для ответственных армированных (более 1%) конструкций: балки, элементы бункеров и мостов. Изготавливаемые детали обладают повышенной прочностью. В зависимости от формы используется ручное или механическое уплотнение.
П3 – бетон с отличной заполняющей способностью, заливаемый в скользящие опалубки с армированием более 1%. Особо популярен как в частном строительстве, так и коммерческом. В отдельных случаях необходимо для качественного заполнения сложных форм применение вибратора.
П4 – раствор легко заполняет любые формы опалубки без применения вибраторов, поэтому такой бетон очень популярен в частном строительстве: отливка фундаментов, стеновых и плитных конструкций. К тому же раствор с пластичность П4 идеально подходит для заполнения форм с густым армированием более 1%, при этом качество укладки обеспечивается простой штыковкой.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Если вы не нашли ответа на свой вопрос, вы можете связаться с нами по обратной связи.

Расчеты

Стадия проектирования – один из основных этапов строительства. Перед заливкой бетонной конструкции или ее монтажом, следует вычислить ее геометрические размеры, подобрать армирование и тип бетона. Также учесть теплопроводность, водонепроницаемость, морозостойкость материала и т. д. Подобрать пропорции смеси, необходимые добавки (если требуется).

Но и не нужно забывать про экономическую составляющую. Грамотный расчет поможет избежать лишних затрат.

Щебень один из обязательных компонентов бетона. Его применение позволяет удешевить смесь, повысить прочность и

При строительстве объекта нужно заранее рассчитать количество основных материалов. Особенно это важно, если объем

В бетоне цемент является составом, связывающим все его компоненты. От его количества и качества

Строительство здания начинается с возведения надежной основы, при выборе которой важно учесть определенные факторы.

Прочность бетона на сжатие, является важнейшей технической характеристикой, регламентируемой действующими нормативными документами: ГОСТ и СНиП. В соответствии с практическими исследованиями 80-85% марочной прочности бетон приобретает на 28 сутки после затворения водой.

Содержание Свернуть

Конечно, при этом температура окружающего воздуха должна находиться в пределах 20-25 градусов Цельсия. Максимально же возможная прочность бетонной конструкции достигается через 3-4 года после заливки.

Оценка прочности бетона различными методами

Так как прочность бетона является самой важной характеристикой, от которой зависит прочность сооружения, конструкторами и технологами разработаны и активно применяются следующие варианты испытаний бетона на прочность:

Неразрушающие механические методы контроля. Основаны на опосредственной оценке технической характеристики, полученной методами: упругого отскока, удара, и отрыва со скалыванием.
Определение прочности бетона ультразвуковым методом. В этом случае используется специальная ультразвуковая установка, которая «просвечивает» проверяемую конструкцию и определяет прочность бетона в зависимости от скорости распространения ультразвуковых волн.
Метод разрушающего контроля прочности. Согласно существующим СНиПам разрушающий контроль является обязательным при приемке здания или сооружения в эксплуатацию.
Самостоятельный метод определения прочности бетона с помощью подручных материалов и инструментов: молотка, зубила и штангенциркуля.

Перечисленные способы имеют различную степень точности, находящуюся в пределах допускаемой погрешности.

Определение прочности бетона неразрушающими методами

Определение прочности с помощью молотка Физделя. При ударе рабочей частью молотка Физделя на поверхности бетона очищенной от посторонних материалов образуется отпечаток в виде лунки определенного диаметра. Величина диаметра, измеренная штангенциркулем, характеризует прочность бетона. Для достоверности результатов производится 12-15 ударов. Для расчета прочности принимается средний диаметр лунки.
Определение прочности с помощью молотка Кашкарова. Удар молотком Кашкарова оставляет на поверхности бетона два отпечатка. Один отпечаток остается на исследуемом объекте, второй отпечаток остается на эталоне (бетонном стержне известной прочности). В зависимости от соотношений диаметров отпечатков определяется прочность проверяемого объекта.
Прочность бетона неразрушающими методами определяемая с помощью: пистолета ЦНИИСКа, молотка Шмидта и склерометра. Указанные методы основаны на принципе упругого отскока рабочего органа от испытываемого объекта. Величина прочности бетона оценивается по шкале прибора, на которой фиксируются полученные данные.
Отрыв со скалыванием. Для проведения испытаний выбирается участок поверхности в теле, которого нет арматурного пояса. Для проверки прочности используются специальные анкерные устройства, внедряемые в толщу бетона. Оценка прочности производится по шкале анкерного устройства.

Определение прочности бетона с помощью ультразвука

Технология использует связь, которая существует между скоростью распространения ультразвуковых импульсов и прочностью бетонной конструкции. Для реализации метода необходимо специальное оборудование, состоящее из генератора ультразвуковых волн, блока управления и датчиков.

Кроме прочности бетона, приборы ультразвукового исследования позволяют определять дефекты, однородность, модуль упругости и плотности толщи исследуемого объекта.

Разрушающие методы определения прочности бетона

В соответствии с требованиями действующего СП 63.13330.2012 г., проверка конструкций разрушающими методами являются обязательными, застройщикам остается выбрать приемлемый способ определения прочности бетона по контрольным образцам из следующего списка:

Контроль прочности, осуществляемый специальными прессами, разрушающими контрольные образцы, залитые в специальные формы. Аналогичным способом осуществляется проверка отпускной прочности бетона ГОСТ 18105-2010. «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности».
Контроль прочности бетона разрушением образцов выпиленных или высверленных из толщи проверяемой конструкции.
Контроль прочности методом разрушения образцов изготовленных непосредственно на строительной площадке. В связи с тем, что время и условия набора прочности образцами и время и условия набора прочности залитой конструкцией существенно различаются, данный метод считается относительно достоверным.

Определения прочности бетона своими руками

Более-менее достоверные сведения о прочности залитого бетона можно получить без использования специального оборудования. Для самостоятельных испытаний потребуется следующий инструмент:

Слесарный молоток массой ударной части 400-600 граммов.
Штангенциркуль с глубиномером.
Слесарное зубило средней величины.

При этом показатель прочности бетона – размер следа и глубина проникновения зубила после нанесения удара молотком средней силы.

Если след от зубила едва виден, прочность бетона соответствует классу В25.
Более глубокая и хорошо видная отметина идентифицирует бетон класса В15-В25.
Проникновение зубила в тело материала более чем на 0,5 мм говорит о том, что перед нами бетон класса В10,
Проникновение зубила в толщу бетона более чем на 10 мм идентифицирует бетон класса прочности В5.

Несмотря на то, что самостоятельный метод определения прочности бетона весьма простой и очень экономичный, прочность материала особо ответственных конструкций лучше всего определять «научными» способами привлекая соответствующих специалистов оснащенных соответствующим оборудованием.

Класс прочности всех марок бетонов

Заключение

Показатели марки и класса бетонных материалов – это самые важные показатели их сопротивления сжатию и осевой растяжке. В отличии от качеств относительно стойкости к низким температурам, влаге, именно они учитываются в первую очередь при покупке материалов.

Читайте также: