Прочность бетона: виды и способы измерения

Прочность бетона – важнейший показатель, характеризующий предел его сопротивляемости к механическому воздействию на сжатие. Он зависит от номенклатуры и соотношений компонентов, технологий укладки и трамбовки пластичной смеси, возраста бетонного продукта. Прочность бетона на сжатие измеряется в МПа или кгс/см², характеризуется классом.

Определение прочностных характеристик по контрольным образцам

Определение марочной (проектной) прочности бетона в соответствии с ГОСТом 10180-2012 заключается в измерении минимальных усилий, при которых происходит разрушение контрольных образцов в возрасте 28 суток при статическом нагружении с постоянной скоростью возрастания нагрузки. Для этой цели применяют следующие образцы:

• кубы с ребрами длиной 70 мм;
• призмы размером 70х70х280 мм;
• цилиндры с диаметром основания 70 мм.

Образцы разрушаются под прессом. Пределом кубиковой прочности, используемой при определении класса бетона, является давление, при котором начинается разрушение образца-куба. Призменная прочность равна 75% от кубиковой для бетона класса В25 и более, 80% – для класса ниже В25.

Виды прочности бетона

В строительной документации используются следующие понятия:

• Требуемая прочность бетона. Это минимальное среднее значение, которое допускается проектной документацией для партии бетонных готовых смесей или конструкций.
• Распалубочная прочность бетона. Ее величина регламентируется СНиПами. Минимальное значение для ненагруженных горизонтальных конструкций при пролете до 6 м составляет 70% от проектной прочности, более 6 м – 80%.
• Критическая прочность – величина, характеризующая грань при наборе прочности, после которой бетон переходит в стабильное состояние и не нуждается в особом уходе. Это значение является важным при зимнем бетонировании. Опытным путем было доказано, что образцы, набравшие критическую прочность, после замерзания и оттаивания продолжают набор прочностных характеристик до достижения марочных значений. Если замораживание бетонной смеси произошло до достижения критического значения, то после оттаивания материал сможет набрать только 50% от запланированной марочной величины.

Таблица критической прочности бетонов разных классов

• Передаточная прочность бетона – минимальная величина, при которой бетонные и железобетонные изделия могут выдерживать воздействия, характерные для разгрузочно-погрузочных работ и транспортных перевозок. Потребность в назначении этой величины возникает в основном на предприятиях, производящих бетонные и железобетонные изделия. Ждать, пока продукция достигнет марочных прочностных характеристик, слишком невыгодно для компании-производителя. Поэтому ЖБИ продают с таким расчетом, что они должны набрать марочные характеристики до приложения эксплуатационных нагрузок.

Способы измерения прочности бетона

Существует несколько технологий неразрушающего контроля прочностных характеристик бетонных изделий и конструкций.

Механические

Для таких испытаний применяют:

• Молотки Фидзеля – инструменты, действие которых базируется на пластической деформации. Прочностные характеристики определяются измерением диаметров оставляемых отпечатков и их сравнением с результатами лабораторных испытаний.
• Молотки Кошкарова. Оставляют два отпечатка – на изучаемом элементе и эталонном образце. Прочностные характеристики определяют с помощью тарировочного графика по соотношению этих двух отпечатков.
• Пистолеты ЦНИИСКа и Борового. Исследования проводятся путем измерения отскока бойка от бетонной поверхности.

Ультразвуковой

Этот метод основывается на связи, которая существует между прочностными характеристиками материала и скоростью прохождения по нему ультразвуковых волн. Прозвучивание может быть сквозным и поверхностным. Первый метод применяется для протяженных бетонных элементов – колонн, ригелей, опор, второй – для плоских и ребристых строительных конструкций. Акустический контакт между строительным элементом и ультразвуковым прибором может быть сухим (с помощью протекторов и конусных насадок) и вязким (с использованием солидола и подобных вязких материалов).