Jak se provádějí zkoušky betonu?

Hlavním účelem technické prohlídky budov a staveb je zjištění skutečné kategorie technického stavu nosných konstrukcí, která závisí vč. na jeho nosnosti. Únosnost železobetonové konstrukce je do značné míry dána pevností betonu a na tomto parametru zcela závisí únosnost betonové konstrukce. Velmi důležité místo při stanovení kategorie technického stavu betonových a železobetonových nosných konstrukcí tak zaujímá stanovení pevnosti betonu. Zároveň jsou často prováděny kontroly ve vztahu k objektům během jejich provozu, což často vyžaduje provedení zkoušek s minimálním poškozením a v co nejkratším čase. Také ekonomická situace vyžaduje provádění zkoušek s minimálními vynaloženými materiálovými a časovými prostředky při zajištění spolehlivosti výsledků.

Nejběžnější metody pro stanovení pevnosti betonu jsou rozděleny do tří skupin:

1. Stanovení pevnosti betonu destruktivní metodou – stanovení pevnosti betonu pomocí kontrolních vzorků, tj. zkoušením vzorků vybraných z konstrukcí stanovených GOST 28570-90 [1];
2. Stanovení pevnosti betonu nedestruktivní přímou metodou – mechanické metody zkoušení betonu: trhání s odštěpováním a odlupováním žebra se standardním zkušebním schématem v omezeném rozsahu pevnosti betonu, stanoveným GOST 22690-2015 [2] ;
3. Stanovení pevnosti betonu nedestruktivní nepřímou metodou – mechanické metody zkoušení betonu: metoda elastického odskoku, metoda plastické deformace, metoda rázového impulsu, metoda trhání, zavedená GOST 22690-2015 [2], a také ultrazvuk metoda, zavedená GOST 17624-2012 [3].

V tomto případě jsou pravidla pro sledování a hodnocení pevnosti betonu stanovena GOST 18105-2010 [4], která spojuje všechny výše uvedené metody pro stanovení pevnosti betonu do jediného systému.

GOST 18105-2010 [4] stanovuje čtyři zkušební schémata: A, B, C a D. Z nich jsou v praxi při inspekcích budov a konstrukcí realizovatelná schémata C a D Obě schémata vyžadují při zpracování použití kalibrační závislosti výsledky zkoušek nepřímými metodami, což vyžaduje paralelní zkoušky pomocí přímých nebo destruktivních metod: pro schéma B nejméně 12 částí, pro schéma D alespoň 3 části [2, 3]. Současné normy tedy neumožňují použití pouze nepřímých metod stanovení pevnosti betonu.

S ohledem na výše uvedené, volba optimální metody pro stanovení pevnosti znamená volbu kombinace metod, sestávající z přímé nebo destruktivní metody a nepřímé. Ve většině případů je v praxi kvůli vysokým nákladům na zařízení volba přímé nebo destruktivní metody omezena na přítomnost pouze jednoho zařízení (zařízení pro stanovení pevnosti betonu), zpravidla trhání se třískami jako nejdostupnější z nich a celá volba spočívá v volbě zařízení pro nepřímou metodu. V tomto článku se však budeme zabývat také destruktivními metodami pro stanovení pevnosti betonu.

Uvažujme náklady na potřebné vybavení pro zkoušení betonu různými metodami (viz tabulka 1). Cena zařízení byla získána analýzou nabídky na trhu a odráží pořadí aktuálních cen.

Počet p / p	Testovací metoda	Cena, rub.
1	Testování vzorků (jader) odebraných z konstrukce, včetně: — stroj na vrtání jader; — stroj na ořezávání vzorků; — lis pro testování vzorků v tlaku.	730000
2	Stříhání, včetně: — příklepová vrtačka pro vrtání otvoru; — trhací zařízení s štěpkováním.	110000
3	Štípání žeber včetně: — příklepová vrtačka pro vyvrtání otvoru pro zajišťovací kotvu; – zařízení na sekání žeber.	95000
4.	Metoda elastického odskoku	20000
5.	Metoda plastické deformace	6000
7.	Metoda rázového pulzu	60000
8.	Ultrazvuková metoda	100000

Z výše uvedené tabulky vyplývá, že destruktivní metody zkoušení betonu vyžadují podstatně větší počáteční investice, což tuto metodu velmi prodražuje. Tato metoda nám však umožňuje získat nejspolehlivější údaje o pevnosti betonu v celém rozsahu pevností vč. a protože se testují hluboké vrstvy betonových konstrukcí. Náklady na zařízení pro nedestruktivní přímé metody jsou srovnatelné a lze je přiřadit stejnému cenovému rozpětí, které je výrazně nižší než náklady na zařízení pro destruktivní metody, nicméně tato třída zařízení umožňuje získat data pro konstrukci kalibrace závislosti pro nepřímé metody. Náklady na přístroje pro metody nepřímého měření se výrazně liší v závislosti na konstrukci. Zejména zařízení pro elastický odraz mohou stát až sto tisíc rublů, pokud mají elektronické součástky. Je třeba také poznamenat, že metoda plastické deformace se i přes nízkou cenu zařízení v současné době prakticky nepoužívá.

Důležitým faktorem při volbě metod zkoušení betonu je také čas na nich strávený, který se skládá z času na přípravu zařízení, přípravu zkušebních míst a přímé provádění samotných zkoušek. Je třeba si uvědomit, že při přibližně stejných časových nákladech na provedení jednoho měření pomocí různých nepřímých metod stanovení pevnosti betonu je minimální počet těchto měření pro místo, tzn. k získání síly jednotky se výrazně liší. Minimální počet měření na místě stanovený příslušnými GOST [2, 3] pro různé zkušební metody je uveden v tabulce 2.

Název metody	Minimální počet měření na místě
Ultrazvuková metoda (sondování povrchu)	2
Elastický odskok	9
Impuls nárazu	10
Plastická deformace	5
Odštípnutí žeber	2
Oddělení	1
Separace se sekáním v pracovní hloubce uložení kotvy:
>40 mm	1
2
Destruktivní metoda (s průměrem jádra 70 mm)	3*

Poznámka: vzorky pro destruktivní metodu lze vyrobit z jednoho vzorku betonu, tzn. z jednoho vybraného jádra.

Čas potřebný k provedení testů na místě tedy bude součtem času potřebného k provedení jednoho měření vynásobeného počtem těchto měření. Vzhledem k tomu, že čas na provedení jednoho měření nepřímými metodami se počítá v sekundách, pak i přes významný rozdíl v počtu minimálních požadovaných měření na úsek nebude čas potřebný k provedení testu na úseku jako celku významný a nepřesáhne 10 minut. Výjimkou je metoda plastické deformace, která vyžaduje spíše srovnání velikostí vtisků než jednoduché odečty přístrojů, což, i když ne významně, prodlužuje dobu testu ve srovnání s jinými nepřímými metodami. A je zcela zřejmé, že ultrazvuková metoda by měla být uznána za jasného lídra mezi nepřímými metodami pro zkrácení času stráveného testováním.

Nedestruktivní přímé metody, konkrétně metody trhání s vyštípnutím a vyštípnutí žebra, jsou z hlediska času stráveného na rozměr přibližně na stejné úrovni. Přitom hlavní čas při testování těmito metodami stráví příprava – vyvrtání otvoru a zajištění zařízení samotný test trvá několik minut; Na základě zkušeností s používáním těchto metod lze tvrdit, že testování jednoho úseku vyžaduje od 20 do 40 minut.

Doba potřebná k provedení testu odlupování je dána dobou vytvrzování adhezivní kompozice, která dosahuje 12 hodin, což činí tuto metodu značně časově náročnou.

Doba potřebná pro testování destruktivními metodami se skládá z času potřebného pro výběr vzorku, jeho dodání do stacionární laboratoře, přípravu na testování a samotné testy a může dosáhnout v závislosti na složitosti logistiky několika hodin až dnů. Tato metoda je tedy také velmi časově náročná.

Navzdory výše popsaným ukazatelům je hlavní věcí pro uvažované metody a zařízení, která je implementují, spolehlivost výsledků určování pevnosti betonu. Nejspolehlivější, dalo by se říci standardní, výsledky jsou získány destruktivní metodou díky tomu, že měřeným indikátorem je destruktivní tlaková síla, která přímo souvisí s pevností vzorků, a také proto, že zkoušky jsou prováděny na vzorky, které zahrnují beton z hloubky konstrukce.

Spolehlivé výsledky v rámci standardního zkušebního schématu poskytují také přímé nedestruktivní metody založené na měření síly potřebné pro lokální destrukci konstrukce, ke které dochází do určité hloubky (odštípnutí žebra, vytržení kotevního zařízení s betonovým obestavcem). ). Je však třeba poznamenat, že při zkoušení vysokopevnostního betonu by tyto metody měly být považovány také za nepřímé kvůli značnému rozdílu v pevnosti betonu na povrchu a hluboko ve struktuře.

Nejméně spolehlivé výsledky poskytují metody založené na měření nepřímé charakteristiky pevnosti betonu, protože měření se provádějí na povrchu konstrukce, jejíž beton se může výrazně lišit pevností od betonu do hloubky. Také hodnota nepřímé charakteristiky může být ovlivněna faktory, které neovlivňují pevnost betonu nebo jejichž vliv nelze při zkoušení brát v úvahu. Proto nelze použít nepřímé metody pro stanovení pevnosti betonu bez sestrojení kalibračních závislostí pro konkrétní typ betonu.

Také spolehlivost výsledků je ovlivněna chybou měření přístrojů. Z článku „O volbě metod sledování pevnosti betonu konstruovaných konstrukcí“ [5] (Tabulka 2. Výsledky studia pevnosti betonu ve vrtu různými metodami) vyplývá, že ultrazvuková zařízení mají nejmenší chybu mezi přístroje pro nepřímé metody stanovení pevnosti – průměrný variační koeficient je 4,5%, rozptyl výsledků měření metodou elastického odskoku je charakterizován variačním koeficientem 8,1%, variační koeficient u metody rázového impulsu byl 31,6 %. Lídrem mezi nepřímými metodami je tedy metoda ultrazvuková, která má minimální chybu měření.

Závěrem lze poukázat na to, že mechanické nepřímé metody stanovení pevnosti betonu jsou citlivé na prostorovou polohu konstrukce, tzn. měření závisí na směru pohybu úderníku (zdola nahoru, shora dolů, vodorovně, pod úhlem), což klade další požadavky na přesnost odečítání odečtů přístroje a které je třeba vzít v úvahu při zpracování výsledků .

Ze všeho výše uvedeného můžeme konstatovat, že optimální kombinace metod pro stanovení pevnosti betonu zahrnuje:

• z přímých nedestruktivních metod odtrhová metoda s třískáním, protože není vždy možné najít vhodný úhel pro metodu sekání žeber;
• Z nepřímých nedestruktivních metod je ultrazvuková metoda považována za optimální ve všech ohledech (přijatelná cena zařízení, vysoká rychlost měření, malá chyba měření, necitlivost na prostorovou polohu).

Použití této kombinace metod umožňuje získat spolehlivé výsledky měření pevnosti betonu s minimálními materiálovými a časovými náklady při provádění technických prohlídek budov a konstrukcí ve většině situací.

1. GOST 28570-90. Konkrétní. Metody stanovení pevnosti pomocí vzorků odebraných z konstrukcí.
   GOST 28570-90. Konkrétní. Metody pevnostního hodnocení na jádrech vrtaných z konstrukcí. (v ruštině).
2. GOST 22690-2015. Konkrétní. Stanovení pevnosti mechanickými metodami nedestruktivního zkoušení.
   GOST 22690-2015. Konkrétní. Stanovení pevnosti mechanickými metodami nedestruktivního zkoušení. (v ruštině).
3. GOST 17624-2012. Konkrétní. Ultrazvuková metoda stanovení pevnosti.
   GOST 17624-2012. Konkrétní. Ultrazvuková metoda stanovení pevnosti. (v ruštině).
4. GOST 18105-2010. Konkrétní. Pravidla pro sledování a hodnocení pevnosti.
   GOST 18105-2010. Konkrétní. Pravidla pro kontrolu a hodnocení pevnosti. (v ruštině).
5. Ulybin A.V. K volbě metod sledování pevnosti betonu stavěných konstrukcí. // Engineering and Construction Journal. 2011. č. 4(22) s. 10-15.
   Ulybin AV O volbě metod kontroly pevnosti betonu hotových konstrukcí. Časopis stavebního inženýrství. 2011. Ne. 4(22), str. 10-15.
6. SP 13-102-2003. Pravidla pro kontrolu nosných stavebních konstrukcí budov a staveb.
   SP 13-102-2003. Pravila obsledovaniya nesushchikh stroitel’nykh konstruktsii zdanii i sooruzhenii. Předpisy pro kontrolu konstrukcí budov a montáží. (v ruštině).
7. Zubkov V.A. Stanovení pevnosti betonu. M.: ASV. 1998. 120 s.
   Zubkov VA Opredelenie prochnosti betona. Stanovení pevnosti betonu. Moskva: ASV. 1998. 120s.

Existují různé stavební materiály. Pro stavbu každé 2. budovy je použit monolitický železobeton. Navzdory své dostupnosti beton vyžaduje náležitou péči a kontrolu. Na tom závisí nejen pevnost a odolnost konstrukce, ale také bezpečnost lidí. Naše společnost provádí pevnostní zkoušky betonu.

V jakých případech by měl být výzkum proveden?

• varujte se před bezohlednými výrobci betonu, je lepší vyrobit kostky před betonováním konstrukce;
• zjistit zvýšení pevnosti betonu a možnost výstavby nových konstrukcí;
• při uvádění zařízení do provozu je nutné ke skrytým protokolům o práci přiložit protokoly pevnosti betonu;
• podezření na vnitřní zničení;
• ve struktuře se objevily vnější trhliny a jiné vady;
• stavba má být prodána, před kterým je posouzen její stav;
• Budovu bude nutné zrekonstruovat nebo dokončit.

Pevnost je považována za hlavní ukazatel kvality betonu. V praxi to znamená, že konstrukce odolá mechanickým a jiným nárazům, aniž by se zhroutila. Pevnostní zkoušky betonu odhalují dvě hlavní charakteristiky:

• Třída. Označuje se písmenem B s číslem, které odpovídá pevnosti v MPa. Například B25 odpovídá pevnosti asi 25 MPa.
• Značka. Označují se písmenem M a digitálním ukazatelem, který je v rozmezí 50-1000. Například M300 odpovídá pevnosti asi 25 MPa.

Druhy zkoušek zkoušení pevnosti betonu

Při studiu kvality betonu a betonových směsí se používají různé zkušební metody. Výběr závisí na charakteristikách, které je třeba během studie zjistit. Rovněž rozsah a podmínky pro další použití betonových konstrukcí při výstavbě zařízení

Destruktivní metody. K dispozici se vzorky určitého tvaru a velikosti – mohou to být kostky, hranoly, válce. Vzorky se zhotovují před betonáží z betonové směsi nebo se odebírají z konstrukce. Při laboratorním zkoušení betonu se vzorky umístí pod lis a zkouší se odezva materiálu na zatížení. Tento test lze rozdělit na:

• Kompresní test. Betonové kostky jsou raženy pomocí lisu, přičemž se vypočítá maximální úroveň zatížení před porušením.
• Zkouška ohybem.

Nedestruktivní metody pro stanovení pevnosti betonu:

• ultrazvuková metoda;
• metoda šokového pulzu;
• metoda elastického odskoku;
• odtrhávací metoda s štěpkováním;
• metoda separace disku;

Používáme nejběžnější metody – ultrazvukové a třískové metody;

Přístroje pro stanovení pevnosti betonu.

Ovládání

Všechny metody testování pevnosti betonu byly vyvinuty pro testování betonu tak, aby splňoval konstrukční specifikace. Ve stavebnictví existují speciální normy, které je třeba dodržovat při výběru materiálů pro budoucí zařízení. V úředním jazyce se takové normy nazývají GOST s číslem dokumentu, který popisuje určité normy.

Hlavní GOST, které se používají při testování betonu:

• GOST 10180 – stanovení pevnosti na základě kontrolního vzorku;
• GOST 18105 – stanovení pevnosti nedestruktivními metodami;
• GOST 22690 – stanovení pevnosti metodou odtrhávání;
• GOST 17624 – stanovení pevnosti ultrazvukovou metodou;
• GOST 26633 – studie těžkého a jemnozrnného betonu;
• GOST 28570 – stanovení pevnosti v tlaku vzorku jádra;

Náklady na testování

Naše společnost spolupracuje přímo s každým zákazníkem v Moskvě, takže nabízíme adekvátní náklady na testování betonových směsí bez dalších poplatků. Navíc jsme vyvinuli systém slev a doplňkových bonusů pro naše stálé i velkoobchodní zákazníky. Konečný odhad závisí na rozsahu práce a také na počtu charakteristik, které mají být identifikovány.