Керн бетона для испытания

Обновлено: 16.05.2024

Основные методы испытаний бетона в строительной лаборатории

Исследование прочности бетона - это важнейшая часть работы строительной лаборатории, ведь именно он является самым распространенным строительным материалом для современных зданий и сооружений. Если из кирпича объекты капитального строительства строят относительно нечасто, то бетон применяется практически везде.

А это значит, что от его качества и прочности напрямую зависит срок службы и безопасность здания. Бетоны по качеству подразделяют на классы - это показатель, который определяют ту силу давления, которую бетон способен выдержать. Регламентируют методологию исследования бетона следующие ГОСТ: 22690-2015, 18105-2018, 10180-2012, 17624-2012. Это основные ГОСТы, на которые при работе ориентируется строительная лаборатория бетона.

Следует отметить, что показатели лабораторных образцов бетона могут достаточно сильно отличаться от показателей бетона, затвердевшего на объекте. И тут мы даже не говорим про фальсификацию. Так, на кубики залитые для лаборатории, просто-напросто не воздействуют никакие внешние факторы типа качества опалубки, соблюдения технологии заливки, условий транспортировки, влажности воздуха, температуры и так далее.

С кубиками все понятно, все просто: залил в "домашних условиях", подождал, пока застынут, и проверил в лаборатории. А бетон для конструкции надо правильно привезти в миксере, соблюдая время доставки, а если пробка? Или если строители забыли уплотнить его вибраторами или трамбовками? А может быть, они вообще решили поработать в мороз из-за того, что не укладывались в сроки?

Вот и получается, что залитый кубик и бетон в конструкции - это 2 разные вещи, поэтому и способы испытания бетона совершенно разные!

Методы исследования бетона подразделяются на разрушающие и неразрушающие

Еще можно подразделить на "полевой" и "лабораторный", но по сути это одно и то же. По названиям понятно, что в первом случае мы бетон не разрушаем, а проводим испытания непосредственно на конструкции, а во втором случае мы бетон разрушаем, проводя испытания в лаборатории.

Ниже мы написали основные методы испытаний бетона на прочность.

Метод пластической деформации
Ударный импульс
Упругий отскок
Отрыв со скалыванием
Скалывание ребра
Испытание бетона ультразвуком

Испытания кубиков бетона
Испытание кернов

Про кубики мы с вами частично поговорили ранее, а тут надо сказать, что выбуривание кернов - это один из самых точных методов, так как мы берем образцы для лабораторного исследования непосредственно из стены строящегося здания. Дело заключается в том, что неразрушающие методы менее точные, чем лабораторные, но в случае с кубиками, мы также не можем получить достоверные данные, поэтому отбор проб бетона непосредственно из стены - это компромисс на стыке двух основных методик испытания бетона.

Тем не менее, не смотря на преимущества, у него есть недостаток - это трудоемкость и цена, а порой на стройке время - это большие деньги, поэтому очень распространены неразрушающие методы контроля качества бетона на объекте при помощи приборов.

Так, например, ударный импульс, ультразвуковой метод и упругий отскок - гораздо менее затратные методы по сравнению с вырубкой кернов. Более сложный метод - это отрыв со скалыванием, но он в совокупности с другими дает более точную картину.

Виды испытаний бетона

Для общего развития, на наш взгляд, стоит разделить способы испытаний бетона на 2 вида: лабораторные и заводские.

Первый - это тот, который мы рассмотрели выше: испытывают уже застывший бетон в лаборатории или непосредственно на объекте строительства.

Второй - контроль бетона на бетонном заводе. Перед тем, как повести "миксер" на объект, раствор испытывают по следующим показателям:

Осадка конуса. В конусообразную форму заливают в раствор, проверяя таким образом однородность и консистенцию. После удаления конуса идет сверка материала с табличными значениями.
Проверка коэффициента уплотнения. Для этого в лаборатории завода есть специальный прибор с 2 емкостями разного размера, проходя через которые он попадает в специальный цилиндр, по которому уже смотрят плотность раствора.
Способность изменять форму и пластичность раствора. Тут все достаточно просто: при помощи специальных приспособлений раствор разливают на стол и смотрят, как он по нему растекается. По диаметру "лужи" определяют показатель пластичности.
Пустоты в растворе. Так просто их не определить в самом растворе, поэтому показатель определяют уже на застывшем образце при помощи специальных воздухомеров или пикнометров.
Визуальная оценка. Соответственно, у раствора должен быть нормальный цвет, на поверхности должно образоваться густое "цементное молочко".

В первую очередь, качество конечного продукта зависит от раствора и соблюдения правил строительства. Задача строительной лаборатории - уже по факту проверить качество.

В этой статье мы перечислили для вас основные методы, которыми пользуются строительные лаборатории и бетонные заводы при контроле качества бетона. В других наших статьях мы обязательно подробно рассмотрим для вас каждый метод.

Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

1. Заполнив форму на нашем сайте 2. По телефонам:

3. Написать нам на почту

4. А также в комментариях к публикации.

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

Керн бетона для испытания

Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

Concretes. Methods of strength determination on cores selected from structures

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 28570-2019 с ГОСТ 28570-90 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
__________________________________________________________________

Дата введения 2019-09-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева) Акционерного общества "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 февраля 2019 г. N 116-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 апреля 2019 г. N 172-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 28570-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2019 г.

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 (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на бетоны всех видов по ГОСТ 25192 на неорганических вяжущих и устанавливает методы определения прочности бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях (далее - конструкций) на сжатие, осевое растяжение, растяжение при раскалывании и изгибе при разрушающих кратковременных статических испытаниях образцов, изготовленных из выбуренных, вырубленных или выпиленных из конструкций проб бетона, а также правила отбора проб.

Контрольные образцы, изготовленные из проб бетона, испытывают до разрушения в соответствии со схемами, предусмотренными ГОСТ 10180.

Стандарт следует применять при производственном контроле прочности бетона, а также при обследованиях, инспекционных и экспертных испытаниях прочности бетона в конструкциях.

При производственном контроле прочности бетона в конструкциях настоящий стандарт следует применять совместно с ГОСТ 18105 и ГОСТ 31914.

При обследованиях, инспекционных и экспертных испытаниях прочности бетона в конструкциях и испытании отдельных видов бетона и конструкций также следует учитывать дополнительные требования программ испытаний.

Определение прочности ячеистого бетона по образцам-кернам, отобранным из конструкций, следует проводить по ГОСТ 10180.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 8.326-89* Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация средств измерений

* В Российской Федерации действуют ПР 50.2.104-09 "Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа", ПР 50.2.105-09 "Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок утверждения типа стандартных образцов или типа измерений", ПР 50.2.106-09 "Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок выдачи свидетельств об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений, установления и изменения срока действия указанных свидетельств и интервала между проверками средств измерений" и ПР 50.2.107-09 "Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к знакам утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений и порядок их нанесения".

ГОСТ 127.1-93 Сера техническая. Технические условия

ГОСТ 9077-82 Кварц молотый пылевидный. Общие технические условия

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Методы определения плотности

ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 24555-81* Система государственных испытаний продукции. Порядок аттестации испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления

ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 10180, ГОСТ 18105 и ГОСТ 31914, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 контрольный участок: Участок конструкции или фрагмента конструкции, из которого проводят отбор проб бетона.

3.1.2 проба бетона: Выпиленные, вырубленные или выбуренные из контрольного участка конструкции фрагменты бетона (керны, вырубки), предназначенные для изготовления контрольных образцов.

3.1.3 серия образцов: Образцы, изготовленные из одной пробы бетона, отобранной на одном участке конструкции, предназначенные для определения одного вида прочности.

3.1.4 парная серия образцов: Две серии образцов, состоящие из контрольной и основной серий, при экспериментальном определении масштабных и переходных коэффициентов и зависимостей.

3.1.5 контрольная серия образцов: Образцы серии базового размера и/или формы, и/или испытанные при определенном виде напряженного состояния, по отношению к которым устанавливают масштабный или переходный коэффициент или зависимость.

3.1.6 основная серия образцов: Образцы серии небазового размера и/или формы, и/или испытанные при небазовой схеме нагружения, для которых устанавливают масштабный или переходный коэффициент или зависимость.

3.1.7 масштабный коэффициент: Коэффициент, устанавливающий отношение средней прочности бетона серий основных образцов к средней прочности бетона серий контрольных образцов.

3.1.8 переходный коэффициент: Коэффициент перехода от прочности бетона основных серий контрольных образцов к прочности контрольных серий образцов, учитывающий разницу формы, напряженного состояния и схем испытания.

3.1.9 переходная зависимость: Корреляционная зависимость, устанавливающая взаимосвязь между прочностью бетона основных и контрольных серий образцов.

3.2 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

- площадь рабочего сечения образца, мм;

- ширина поперечного сечения призмы при испытании образцов на растяжение при изгибе;

- высота поперечного сечения призмы при испытании образцов на растяжение при изгибе;

- диаметр цилиндрического образца, мм;

- разрушающая нагрузка, Н;

- высота цилиндрического образца, мм;

- средний переходный коэффициент;

- расстояние между опорами при испытании образцов на растяжение при изгибе, мм;

Керн бетона для испытания

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА БЕТОНА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ ПО КЕРНАМ

Дата введения 1967-07-01

Внесены Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидротехники имени Б.Е.Веденеева

Утверждены Главтехстройпроектом МЭиЭ СССР 22 февраля 1967 г.

В Рекомендациях изложены существующие виды контроля качества бетона гидротехнических сооружений, описаны способы бурения и ведения документации кернов бетона, буроскопический осмотр и фотографирование стенок скважин в бетонных сооружениях, приложены наставления по упомянутым способам с чертежами конструкций буроскопа и фотобуроскопа, а также даны основные правила определения физико-механических свойств бетона по выбуренным кернам.

Рекомендации разработаны под общим руководствам проф., доктора техн. наук В.В.Стольникова (ВНИИГ имени Б.Е.Веденеева) и начальника ОИСМа НИСа Гидропроекта Б.Ф.Микуловича.

Разделы I-V и IX составлены А.М.Викторовым (Отдел исследований строительных материалов НИСа Гидропроекта), разделы VI-VIII - Л.Р.Веревкиным (Лаборатория бетона ВНИИГа имени Б.Е.Веденеева), которым выполнено также объединение всех разделов Рекомендаций. Редактирование Рекомендаций выполнено инженером Т.В.Кривцовой.

Настоящие Рекомендации по оценке качества бетона по кернам составлены по указанию Главтехстройпроекта МЭиЭ СССР в соответствии с решением семинара по контролю качества гидротехнического бетона, проходившего в г.Огре Латвийской ССР 25-28 мая 1965 года, и совещания по обеспечению выполнения решения этого семинара, проведенного 2 декабря 1965 г. во ВНИИГе имени Б.Е.Веденеева.

В условиях все возрастающего объема гидротехнического строительства особое значение приобретает вопрос оценки качества бетона по выбуренным кернам.

Бетон гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации подвержен физико-химическим воздействиям, вызывающим коррозию, а также действию многообразных факторов, влияющих на интенсивность протекания коррозионных процессов в естественных условиях службы.

Показатели основных технических свойств бетонных контрольных образцов, приготовленных из бетонной смеси, взятой на заводе, имеют, как правило, меньший разброс, чем показатели важнейших свойств бетона, уложенного в сооружение. Последние, как показывает практика, изменяются в довольно широких пределах в силу целого ряда производственных неравномерностей, возникающих при транспортировке, укладке и уходе за бетоном, и ряда других факторов.

Существующий метод контроля качества бетона по контрольным образцам, приготовленным из бетонной смеси, взятой на заводе, не позволяет получить показатели основных технических свойств реального бетона, уложенного в сооружение.

Очень важно знать показатели основных технических свойств реального бетона как в начале, так и после определенного срока эксплуатации гидротехнических сооружений. Путем сравнения этих показателей можно в некоторой степени прогнозировать долговечность обследуемого сооружения.

О состоянии бетона внутри массивов нельзя судить только по данным визуального обследования и определения поверхностной прочности, так как под прочным наружным бетонным слоем могут находиться зоны недоброкачественного или поврежденного бетона. Надежная оценка качества бетона внутри массивов может быть произведена только после определения основных физико-механических свойств бетона по выбуренным кернам из обследуемых сооружений; ценным в этом случае является также определение водопоглощения в натурных условиях с использованием полученных скважин.

Следует отметить, что существующие неразрушающие методы определения прочности бетона внутри массивов не дают надежных результатов. Кроме того, этими методами нельзя определить другие не менее важные физико-механические свойства бетона: объемный вес, водопоглощение, водонепроницаемость, морозостойкость и др.

В настоящее время для всесторонней оценки изменения технических свойств бетона, как в период строительства, так и в период эксплуатации сооружений, производится испытание кернов, выбуренных из тела сооружений.

Разработка данных Рекомендаций проводилась с целью выработки единой методики взятия и испытания кернов из бетонных сооружений, с целью улучшения проведения обследований состояния бетона в сооружениях, повышения надежности получаемых результатов его испытания и более правильной оценки состояния бетона гидротехнических сооружений.

Рекомендации предназначены для научно-исследовательских институтов, проектных организаций и строительств Министерства энергетики и электрификации СССР. Они составлены на основании обобщения материалов экспериментальных исследований бетонных кернов и натурных исследований, проведенных ВНИИГом имени Б.Е.Веденеева, а также на основании обобщения материалов натурных исследований бетона в гидротехнических сооружениях, проведенных ОИСМом НИСа Гидропроекта.

I. ВИДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА БЕТОНА В СООРУЖЕНИЯХ

1. Контроль качества бетона, уложенного в гидротехнические сооружения, необходимо осуществлять по результатам контрольных испытаний бетона неразрушающими методами физико-механических испытаний и в специальных случаях бурением скважин в сооружении с получением керна бетона.

2. Неразрушающие способы исследования бетона в сооружениях разделяются на следующие виды.

Визуальные, дающие ориентировочное представление о качестве бетона по состоянию его поверхности в сооружениях. К ним относятся:

а) описание и зарисовка дефектов: трещин, осколков, отколов, облущивания, каверн, фильтрации, течей, свищей, натеков по поверхности бетонного сооружения;

б) нанесение на поверхность бетонного сооружения различного вида углублений, с последующими их замерами, диском Губбера (ДПГ-4), маятниковым прибором Царицына-Карниловича, молотками системы Франка, Физделя (НИИМосстроя), Кашкарова и Эйнбека;

в) простукивание вертикальной и горизонтальной поверхности бетонного сооружения молотками-склерометрами, с замером высоты отскока бойка, пружинным молотком системы Шмидта или системы Оргсовхозстроя и т.д.

Физические ударные, дающие косвенные сведения о качестве бетона по скорости прохождения звуковой волны, возбуждаемой ударом молотка с электронным измерителем времени на приборе Лермита или ультразвуковым прибором.

Физические ультразвуковые импульсные, дающие косвенные показатели прочности и упругости по скорости прохождения импульсов через бетон.

Способов использования ультразвука для определения качества бетона много [6]. В СССР применяются ультразвуковые приборы системы НИИСКа Госстроя (УП-4), Кишиневского завода "Электроточприбор" (УКБ-1) и других систем.

Радиоактивный (способ гамма-дефектоскопии), дающий указания о плотности бетона с помощью изотопов.

Нейтронный, дающий показатель влажности.

II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БУРОВЫХ РАБОТ ПО БЕТОНУ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

3. В случае обнаружения дефектов в бетоне при наружном осмотре сооружения, а также при неясных показаниях приборов по оценке качества бетона (I-2) производится выбуривание из бетона кернов при минимальном количестве буровых скважин. На производство буровых работ составляется проект, в котором указываются: место расположения скважин с учетом возможности проведения буровых работ; количество скважин по каждому узлу бетонных гидротехнических сооружений; диаметр и глубина скважин в зависимости от крупности заполнителя бетона и количества блоков; характеристика скважин в зависимости от формы бетонного сооружения (вертикальные, наклонно-восходящие под углом 4-7° к горизонту, наклонно-нисходящие и горизонтальные); предполагаемый выход керна в процентах по весу; наличие и диаметр арматуры в местах заложения скважин; условия промывки и способ подачи воды при бурении; способы крепления станков на подмостях при подвеске во время бурения горизонтальных и наклонно-восходящих скважин; условия проведения бурения в местах соприкосновения с оборудованием электростанций; количество смен бурения; условия хранения и документация кернов бетона; техника безопасности при буровых работах; метод проведения опытных нагнетаний и тампонажа; способ цементации скважин после бурения; аппаратура для буроскопического осмотра и фотографирования стенок скважин; снабжение фотобуроскопа электроэнергией (напряжение 12 в); стоимость метра бурения с учетом диаметра и глубины скважины.

III. БУРЕНИЕ БЕТОНА И ПОЛУЧЕНИЕ КЕРНА

4. Бурение бетона, для проходки вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин, производится станками колонкового бурения, приспособленными для передвижения на гидротехнических сооружениях. Для получения керна большого диаметра (см. приложение 1) используются станки, которыми при проведении геолого-разведочных работ проходят мелкие скважины. Диаметр коронок подбирается в зависимости от крупности заполнителя бетона при условии, что отношение внутреннего диаметра буровой коронки к наибольшей крупности заполнителя будет не меньше двух. Для бетона с фракцией крупного заполнителя 5-20 мм диаметр керна должен быть не менее 60 мм, с фракцией 5-40 мм - не менее 100 мм, 5-80 мм - не менее 160 мм.

5. Колонковое бурение скважин в бетоне, как и в горных породах, основывается на механическом вращении коронки в забое посредством колонны полых штанг. Вращение, подъем и спуск буровых штанг производится при помощи лебедки и двигателя. При бурении применяется промывка забоя водой, которая нагнетается по штангам и возвращается наверх по зазорам между штангами и стенками скважин. При этом струя воды уносит с собой шлам, т.е. растертые частицы бетона и крупинки металла от буровой дроби.

В нижней части колонковой трубы находится коронка с зачеканенными резцами из твердых сплавов. Наиболее часто применяются резцы из победита. При бурении в бетонах, содержащих заполнители из очень твердых пород, например кварцитов, сливных песчаников, гранита и др., резцы заменяются мелкой чугунной дробью, которая засыпается через штанги и поступает во время вращения под коронку через специальную прорезь. При вращении коронки бурение осуществляется с помощью дроби, которая истирается в металлический порошок.

Во время бурения из бетонного забоя скважины вырезается керн (бетонный цилиндр), который постепенно поступает в колонковую трубу, а затем при произвольном или специальном заклинивании обламывается. На поверхность керн извлекается колонковой трубой. Если в массиве бетона имеются пустоты, каверны и трещины, то керн в виде цилиндра не извлекается. Часто вместо столбика в колонковой трубе заклиниваются мелкие обломки разрушенного бетона. Часть керна при бурении измельчается до состояния каменной муки или мелкой щебенки и уходит в шлам с промывочной водой.

Малый выход керна при бурении вертикальных скважин объясняется не только неудовлетворительным составом и сложением бетонного массива, но также и особенностями процесса колонкового бурения, в некоторой степени разрушающего бетон вращением и ударами коронки, резцов и обломками керна.

Вывод о степени плотности и сохранности бетона в массиве сооружения должен быть основан на выходе керна, его составе, величине и форме. Поэтому получение керна при колонковом бурении представляет основную задачу буровых работ, проводимых на бетонном сооружении.

6. С целью получения наибольшего выхода керна желательно производить бурение карбонатных бетонов коронками с победитовыми резцами, а бурение бетонов на гравии или щебне из гранитов, диабазов, песчаников - алмазно-металлическими коронками*. В настоящее время промышленность выпускает алмазные коронки с наибольшим диаметром 93 мм. Коронки диаметром 110-120 мм следует изготовлять самостоятельно. Это должны быть комбинированные алмазно-победитовые коронки на базе стандартных победитовых коронок с внутренним диаметром 112 мм и дефектных алмазных коронок с наружным диаметром 76 мм (см. рис.1, а, б).

Рис.1. Коронка алмазно-победитовая для бурения бетона гидротехнических сооружений

а) общий вид; б) схематический чертеж: 1) промывочная выемка в короночном кольце; 2) алмазно-металлический зуб-сегмент; 3) победитовый резец

Для равномерного, недробящего и ускоренного бурения бетона с равнопрочными заполнителями для получения керна диаметром 110 мм используется алмазно-победитовая буровая коронка, режущая часть которой представляет собой чередование твердосплавных победитовых резцов и 6 алмазно-металлических зубьев-сегментов, полученных от разрезки дефектной алмазной коронки 76 мм, и впаянных в стандартное короночное кольцо диаметром в 130 мм. Между зубьями и резцами оставляются промывочные выемки*.

* С 1967 г. экспериментальный завод Института сверхтвердых материалов (г.Киев) выпускает буровые коронки, армированные искусственными алмазами диаметром в 112 и 130 мм, марки АКВ-112 и АКВ-130, которые изготавливаются по специальным заказам.

IV. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДА КЕРНА БЕТОНА

7. Определение действительного выхода керна производится обычно по замеру длины цилиндров, выбуренных из скважин бетона, с учетом обломков (в случае выхода раздробленного керна) в керновых ящиках по глубине отбора образцов-кернов из скважин. При этом не учитывается степень разрыхления и выход неполноценного керна.

Во избежание неправильного определения выхода керна из буровой скважины следует применять комбинированный способ определения*: по замеру для нормального и по весу для раздробленного керна.

8. Керны, полученные из скважин, разделяются на четыре группы. К I группе относятся керны-цилиндры, длина которых больше их диаметра, что позволяет изготовлять из них образцы-керны для испытания на сжатие. Ко II группе принадлежат керны, длина которых меньше их диаметра. III группу составляют обломки кернов, а также зерна крупного заполнителя, выбитые из бетона буровой коронкой. В состав IV группы входят мелкие обломки бетона вместе с буровым шламом и цементно-песчаная рыхлая масса с зернами мелкого заполнителя.

9. Выход керна по каждой отдельной скважине определяется следующим образом. Нормальные керны I и II групп замеряются линейкой, выход их из скважины определяется обычным путем: по отношению к длине интервала бурения. Для кернов бетона III и IV групп определение выхода керна производится взвешиванием.

Определение выхода керна III группы иллюстрируется примером 1 приложения 4.

Определение выхода керна III и IV групп по весу дает более точные результаты, чем по обычно применяемой рядовой укладке образцов.

10. Бетоны разделяются с учетом их состава, формы и характера поверхности зерен крупного заполнителя на два вида, которые отличаются по степени буримости и выходу керна. К первому виду относятся бетоны, в которых заполнителем является щебень прочных горных пород или частицы гравия с шероховатой поверхностью; ко второму - бетоны на гравии с очень гладкой, отшлифованной поверхностью (рис.2).

Примечание: Примером заполнителей второго рода служат зерна гравия из сливных кварцевых песчаников, кремней, яшм, кремнистых известняков, сланцев и других горных пород, обладающих скрытокристаллической и аморфной структурой и высокой твердостью породообразующих минералов.

Рис.2. Бетонные керны с гладкой поверхностью

11. Колонковое бурение бетонов первого вида, как правило, дает цилиндрический керн с выходом из скважин обычно от 80 до 100%, независимо от направления бурения.

Совершенно другие результаты получаются при бурении в бетонах второго вида, особенно в том случае, если в этих бетонах применены различные цементы невысокого качества при зимнем бетонировании сооружений. Обычно выход керна из таких бетонов мал.

Выход керна при вертикальном бурении уменьшается вследствие непрерывных вибрирующих ударов резцов коронки или дроби о бетонный забой. При этом происходит расшатывание зерен заполнителя в бетоне.

В ряде случаев заполнители - округлые частицы гравия - выпадают из бетона при бурении и, вращаясь, истирают вместе с коронкой бетон на забое скважины. Разрушение забоя происходит также от перепиленных буровой коронкой кусков арматуры, вращающихся на забое.

Истирание забоя обломками заполнителя усиливается при циркуляции воды, которая подается в скважину для промывки. Такое дробление бетона в ряде случаев превращает его в полужидкую "кашицу", состоящую из цементной массы, песка и мелких частиц заполнителя гравия. Цементная масса и частично песок выносятся водой при промывке в виде шлама, а в забое остаются крупные зерна заполнителя. Продолжающаяся промывка придает шламу в забое абразивность, усиливая и без того дробящую роль выпавшего из бетона крупного заполнителя.

12. Для улучшения процесса бурения следует применять скважины наклонно восходящего направления. При бурении таких скважин исключаются многие причины, мешающие извлечению керна. Этот тип бурения ограничивается теми участками плотины, где можно установить буровые станки.

Для размещения станков устраиваются специальные подвесные деревянные подмости-люльки, которые подвешиваются на стальных тросах и пеньковых канатах к штырям, забиваемым в разбуриваемую стенку.

Штанги и колонковые трубы во время бурения наклонно восходящих скважин располагаются под углом 4-7° к горизонту и оказывают давление на забой только с помощью рычага, что уменьшает вибрацию коронки во время бурения.

В этом случае шлам не остается в скважине, а сразу же вымывается к ее устью. Выпавшие зерна заполнителя, обломки бетона и куски перепиленной арматуры не вращаются по забою, а выкатываются свободно в колонковую трубу и затем легко извлекаются. Забой остается всегда чистым. Керн в колонковую трубу поступает сравнительно легко. Откол его происходит близко от забоя.

Керн бетона для испытания

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

Concretes. Methods of strength evaluation on cores drilled from structures

Дата введения 1991-01-01

1. РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

Государственным комитетом СССР по народному образованию

Министерством энергетики и электрификации СССР

Министерством транспортного строительства СССР

М.И.Бруссер, канд. техн. наук (руководитель темы); Л.А.Малинина, д-р техн. наук; С.А.Подмазова, канд. техн. наук; И.М.Дробященко, канд. техн. наук; Г.В.Сизов, канд. техн. наук; Н.Ф.Шестеркина, канд. техн. наук; О.В.Белоусов, канд. техн. наук; В.И.Шарстук, канд. техн. наук; М.Ю.Лещинский, д-р техн. наук; Ю.Г.Хаютин, д-р техн. наук; В.А.Дорф, канд. техн. наук; И.С.Кроль; Э.Г.Соркин, канд. техн. наук; Р.О.Красновский, канд. техн. наук; А.М.Шейнин, канд. техн. наук; С.П.Абрамова; В.В.Тищенко; И.Н.Нагорняк

2. ВНЕСЕН Научно-исследовательским проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 24.05.90 N 50

4. ВЗАМЕН ГОСТ 10180-78 в части определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер раздела, пункта, приложения

Вводная часть, 1.2.1, 2.8, 3.2-3.4, 4.3, 4.7, 5, 6.2, 6.4

Вводная часть, 2.5

Настоящий стандарт распространяется на бетоны всех видов по ГОСТ 25192 и устанавливает методы определения их прочности в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях и изделиях (далее - конструкциях), отбора проб из конструкций, изготовления из этих проб контрольных образцов и определения предела прочности бетонов на сжатие, осевое растяжение, растяжение при раскалывании и растяжение при изгибе (далее - прочности) при разрушающих кратковременных статических испытаниях образцов.

Стандарт следует применять, как правило, при инспекционных и экспертных испытаниях прочности бетона в конструкциях действующих и реконструируемых зданий и сооружений.

При производственном контроле прочности бетона конструкций настоящий стандарт следует применять совместно с ГОСТ 18105, в котором установлены правила и нормы отбора проб, твердения и хранения образцов, а также правила оценки прочности бетона на основе результатов испытаний образцов.

Определение прочности ячеистого бетона по образцам, отобранным из конструкций, следует производить по ГОСТ 10180.

1. СУЩНОСТЬ МЕТОДОВ

1.1. Прочность бетона определяют измерением минимальных усилий, разрушающих выбуренные или выпиленные из конструкций образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью роста нагрузки, и последующем вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала.

1.2.1. Форма и номинальные размеры образцов в зависимости от вида испытаний бетона должны соответствовать ГОСТ 10180.

Допускается применение цилиндров диаметром от 44 до 150 мм, высотой от 0,8 до 2,0 диаметров при определении прочности на сжатие, от 0,4 до 2,0 диаметров при определении прочности на растяжение при раскалывании и от 1,0 до 4,0 диаметров при определении прочности на осевое растяжение.

За базовый при всех видах испытаний принимают образец с размерами рабочего сечения (150150) мм.

1.2.2. Минимальный размер образца (диаметр и высота цилиндра, ребро куба, сторона поперечного сечения призмы) должен превышать максимальный номинальный размер крупного заполнителя, использованного для изготовления бетона конструкции, из которой отбирают образец для испытаний, если он не превышает 70 мм не менее чем:

Бетонные керны: отбор, подготовка, испытания

В процессе бурения бетона важное место занимает операция по отбору кернов. Главной целью ее проведения является определение прочности материала и самой конструкции, возведенной из него. Кернами называются, как известно, извлеченные образцы материала. Эксперты подвергают их тщательному визуальному осмотру, а затем - ряду испытаний, которые помогают выявить классовую принадлежность бетона, уровень его прочности и другие важные характеристики.

Бурение, а затем отбор кернов должны проводиться только профессионалами, с привлечением высокотехнологичного алмазного оборудования и специальной технологии, разработанной именно для этого процесса. Надежное современное оборудование позволяет извлечь керн, не повредив при этом несущие железобетонные конструкции.

Работа по изучению состава кернов подразделяется на 3 этапа.

Этап первый: отбор. Подразумевает бурение отверстий с целью извлечь оттуда бетонный фрагмент (выбуривание керна). Обычно для этого применяют мощную установку алмазного бурения. Место, откуда осуществляется отбор, а также наличие / отсутствие арматуры — на выбор компании-заказчика.
Этап второй: подготовка образцов. Полученные выбуриванием материалы проходят надлежащую подготовку к испытаниям согласно ГОСТ 28570-90. Вооружившись специальной установкой для резки камня, образцы распиливают, получая в итоге цилиндры в количестве 2-3 штук (зависит от диаметра керна). К испытаниям могут быть привлечены только идеально выровненные керны, имеющие правильные геометрические пропорции. Чтобы придать образцу нужную форму, используют станок для торцевания. В некоторых случаях допускается нанесение так называемых выравнивающих составов. В них входят эпоксидные смолы, тестообразный цемент, песчаная смесь. В лабораторных условиях подготовленные керны могут храниться только 6 дней. Если этот срок истек, необходимо будет позаботиться о подготовке новых образцов.
Этап третий: испытания. Прежде чем приступить к ним, специалисты оценивают внешний вид цилиндра на предмет трещин, сколов, инородных включений и проч. Дефективные образцы рассматриваются как брак. Сначала проводятся стандартные измерения (вес, удельный вес, параллельность и перпендикулярность граней, общая геометрия). Образец помещают под пресс; результаты эксперимента выводятся на дисплей компьютера.

После этого приступают к гранулометрическому изучению: выделяют наполнитель и его размер, высчитывают запесоченность образца, выявляют наличие посторонних включений. Эти измерения помогают сделать выводы о прочности бетона, которые представляются в виде технического отчета.

Испытание образцов бетона в Москве

ООО «ИЛ Северный город» проводит лабораторные испытания бетона на прочность в оборудованном исследовательском центре. Гарантируем приемлемые цены, высокую точность и объективность экспертизы образцов.

Основная цель испытаний бетона в условиях лаборатории заключается в определении основных характеристик материала — прочности, морозостойкости, плотности, пористости, водонепроницаемости и ряда других свойств. Для каждого параметра существуют регламенты ГОСТ и СНиП. В процессе исследований специалистами устанавливается соответствие требованиям.

Подготовка бетонных образцов к лабораторным испытаниям

Разрушающий метод исследований предполагает изъятие определенных частей из готовой конструкции или строительной смеси перед её заливкой в опалубку. Для испытаний подготавливают либо цилиндры различного диаметра и высоты, либо кубы бетона.

При изготовлении экземпляра кубической формы из проверяемой бетонной смеси следует придерживаться следующих правил:

элементы должны иметь нормируемые размеры. Для испытаний используют кубы бетона с ребром 100, 150, 200 и 300 мм;
пробу следует брать из средней части раствора. Если используется бетононасос, то образцы берут в три подхода в течение 10 минут с регулярным перемешиванием смеси в форме;
бетон заливают через 20 минут после взятия кубов для испытаний;
образцы производят и проверяют сериями. Число таких проб в одной партии может достигать 3–4 штук. При этом серии могут использоваться для установления характеристик смеси в различном периоде кристаллизации. Отклонения средней плотности бетонного изделия не должны быть выше 50 кг/м 3 . В противном случае результаты не являются достоверными;
лабораторные испытания образцов бетона проводятся через 28 суток после затвердения смеси. Оценка прочностных характеристик устанавливается в соответствии с ГОСТ.

Цилиндрические пробы изымаются из готовых конструкций с целью визуального и инструментального анализа образцов. Изготовление кернов для испытаний бетона включает следующие этапы:

отбор образцов из конструкции. С помощью специального оборудования для алмазного бурения производится изъятие керна из бетона для дальнейших испытаний. Важно обеспечить отсутствие арматуры в полученных пробах;
подготовка элементов к экспертизе. Выбуренный керн распиливают на несколько образцов цилиндрической формы. Для торцевания используется специальный станок или это делается вручную. Готовые экземпляры выдерживают перед проверкой в течение 6 дней;
испытания кернов бетона на прочность при сжатии. Перед проверкой их исследуют на наличие трещин, сколов, раковин и неоднородности бетонной смеси, взвешивают. После этого их помещают под пресс и прикладывают нагрузку.

Основные методы испытаний кернов на прочность в лаборатории

Существует несколько основных способов проверить материал по следующим параметрам:

Растяжение и сжатие. Производится с использованием прессов. Характеристики определяются в зависимости от марки цемента, состава и способа изготовления смеси, режима кристаллизации, возраста материала и т. д.
Подвижность и плотность. Используется железный конус Адамса, в который вливают бетон в три слоя по 100 мм каждый. Слои прокалывают стержнем, срезают излишек раствора и сжимают форму. Затем железная оболочка снимается. Бетонный конус дает различную осадку, что позволяет определить подвижность и плотность материала.
Водонепроницаемость и морозостойкость. Стойкость к влаге проверяют путем помещения образца в воду под давлением, после чего замеряется вес жидкости. Чем он меньше, тем выше коэффициент водонепроницаемости. Морозостойкость определяют путем попеременного замораживания и оттаивания образца в климатических камерах.
Испытания образцов бетона на удобоукладываемость. Используется вискозиметр. Параметр определяется в секундах: чем быстрее прибор сможет уложить определенное количество смеси, тем качественнее бетон.
Проверка на усадку при помощи гидравлических прессов.

В исследовательском центре «ИЛ Северный город» Вы можете заказать комплексную экспертизу образцов бетона. Менеджеры компании организуют выезд специалистов на объект для взятия проб, помогут рассчитать цену услуг и оформят необходимую документацию.

Читайте также: