XXVI.     Испытание прочности бетона

A.         Оценка прочности партии бетона

В зависимости от величины партионного коэффициента вариации прочности бетона, рассчитанного по данным предприятия-изготовителя товарной бетонной смеси и количества серий контрольных образцов в партии, определяются требуемые средние прочности бетона.

Прочность бетона в партии признается отвечающей требуемой, если фактическая средняя прочность и фактическая средняя прочность любой серии контрольных образцов в партии не менее требуемой прочности бетона для отдельной серии. При оценке прочности партии бетона по результатам испытания шести и более серий контрольных образцов в партии фактическая прочность бетона в 15% серий может быть ниже требуемой прочности с.

Если перечисленные условия не выполняются, то возможность использования бетонных конструкций должна быть согласована с организацией, проектирующей конструкции или осуществляющей авторский надзор за строительством.

Нормируемая прочность бетона, заданная государственными стандартами или технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

При отсутствии статистического контроля на предприятии, выпускающем товарную бетонную смесь, и на строительной площадке прочность бетона признается отвечающей требованиям при условии, что фактическая средняя прочность бетона в партии не меньше 110% нормируемой прочности, а фактическая средняя прочность бетона в отдельных сериях не менее 0,95% нормируемой прочности.

Рассмотрим производственную ситуацию, которая может возникнуть при внедрении статистического контроля на предприятии.

B.         Партионный коэффициент вариации

На бетонном заводе возникла необходимость в контроле однородности и прочности бетона марки 300 в 28-суточном возрасте (/? = 300 кгс/см2) В анализируемом периоде испытано шесть партий бетона, каждая из которых представлена двумя сериями контрольных образцов. Если бы статистический контроль не производился, то вся изготовленная продукция была бы поставлена под сомнение, так как партионная прочность бетона во всех случаях меньше 1,10 =330 кгс/см2, а в первой и пятой партиях имеются серии, средняя прочность бетона которых ниже 0,95 /?=283 кгс/см2.

Партионный коэффициент вариации, вычисленный по формуле (VI.8), составляет 7,8% и, следовательно, средняя прочность бетона в партиях и сериях превосходит табличные значения — соответственно 273 и 252 кгс/см2.

Общий коэффициент вариации прочности бетона очень мал — У0=2,5%, что свидетельствует об очень высокой устойчивости технологического процесса во времени и может быть не характерно для большинства производств. Во всяком случае, полученная величина значительно меньше 20% и фактическая однородность выше требуемой. В связи с этим должна быть произведена корректировка состава бетона и уменьшен расход цемента.

Рекомендации по подготовке к переходу на статистический контроль прочности и однородности бетона изложены в нормативно-методической литературе.

C.         Неразрушающие методы испытаний бетона

Испытание прочности бетона неразрушающими методами. Применение неразрушающих методов испытаний бетона в производственных условиях позволяет с определенной степенью приближения определять свойства бетона, в первую очередь его прочность, в отдельных частях и сечениях сооружений. С помощью этих методов можно определять степень однородности бетона по прочности, выявлять дефектные участки бетона в сооружении, контролировать рост прочности во времени в процессе твердения.

Использование неразрушающих методов позволяет повышать надежность контроля прочностных показателей бетона, улучшать эксплуатационно-технические свойства бетонных конструкций и сооружений.

Различают неразрушающие испытания прочности бетона в конструкции приборами механического действия и электронно-акустическими методами. Для определения плотности бетона, его дефектов как поверхностных, так и внутренних, расположение арматуры, влажность бетона и бетонной смеси контролируют рентгеновскими и радиометрическими, магнитными и электромагнитными методами, люминесцентной и цветной дефектоскопией.

Механические приборы для испытания прочности бетона непосредственно в конструкциях и сооружениях подразделяют на две группы: приборы, основанные на принципе заглубления наконечника в бетон и получения величины пластической деформации, а также на принципе упругого отскока от поверхности бетона и получения величины упругой деформации.

D.         Пластическая деформация

Испытания на отрыв и скалывание, сопровождающиеся местным разрушением конструкции, также относят к неразрушающим методам контроля.

Величина пластической деформации зависит от твердости бетона, а последняя характеристика непосредственно связана с прочностью бетона. Определение пластической деформации поверхностного слоя бетона производится либо путем нанесения удара — приборы динамического действия, либо вдавливанием наконечника шаровой формы — приборы статического действия.

По отпечатку на поверхности конструкции с помощью заранее подготовленной корреляционной зависимости находят прочность бетона.

Широко распространенным прибором динамического действия является эталонный молоток — молоток Кашкарова. При нанесении удара по поверхности конструкции одновременно образуется два отпечатка — на бетоне и на стальном эталоне, который закладывается в специальный стакан молотка. Полученная величина отношения служит для определения прочности бетона. Важно, что эта величина не зависит от скорости, направления и силы удара.

На практике применяют также другие приборы динамического действия с эталоном — прибор ДорНИИ, прибор Н. А. Васильева.

E.         Метод упругого отскока

Наиболее надежным прибором динамического действия без эталона является прибор типа ХПС. Испытания проводятся на сухой бетонной поверхности и позволяют определить прочность бетона на сжатие в пределах 50—600 кгс/см2. Прибор ДПГ-4 позволяет производить испытания бетона независимо от влажности последнего.

Интересен прибор статического действия системы М. А. Новгородского (КИСИ), устроенный по принципу вдавливания наконечника из металлокерамического сплава группы ВК-2 в поверхностный слой бетона. Он дает результаты по индикатору непосредственно в момент испытаний, что значительно сокращает срок испытаний и их трудоемкость.

При испытании бетона методом упругого отскока в качестве косвенного показателя прочности используется величина отскока бойка, зависящая от упруго-пластических свойств поверхностного слоя материала. Испытание бетона по методу упругого отскока производится приборами — склерометрами. К этому типу относят приборы Центральной экспериментальной базы ЦНИИСКа, КИСИ и др.

Для испытания приборами механического действия выбирают ровную, как правило, вертикальную поверхность и зачищают ее наждаком или корундом.

Следует учитывать, что результаты испытаний могут изменяться в зависимости от влажности бетона, температуры воздуха, возраста бетона и др. Не следует производить испытание обледеневшего или замороженного в раннем возрасте бетона.