- •Кафедра строительных материалов и архитектуры
- •Методическое пособие
- •Санкт-Петербург
- •Введение
- •1. Общие сведения о проведении лабораторного контроля свойств строительных материалов
- •1.1 Лабораторный контроль качества строительных материалов
- •Понятие о метрологии
- •Математическая обработка результатов лабораторных испытаний
- •2. Определение показателей основных физических свойств материалов
- •2.1. Основные средства измерений показателей физических свойств
- •2.2. Определение плотности
- •2.3. Определение средней плотности
- •2.4. Определение насыпной плотности
- •2.5. Определение пористости и пустотности
- •2.6. Определение влажности
- •2.7. Определение водопоглащения
- •3. Определение показателей основных механических свойств материалов
- •3.1. Основные средства измерений показателей механических свойств
- •3.2. Определение предела прочности при сжатии
- •3.3. Определение предела прочности при растяжении
- •3.4. Определение предела прочности при изгибе
- •4. Испытание естественных каменных материалов
- •4.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •4.2. Ознакомление с образцами естественных каменных материалов
- •4.3. Определение плотности
- •4.4. Определение средней плотности
- •4.5. Определение пористости
- •4.6. Определение водопоглощения
- •4.7. Определение предела прочности при сжатии
- •4.8. Определение твердости естественного камня
- •5. Испытание гипса строительного
- •5.1. Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипса
- •5.2. Определение сроков схватывания гипса
- •5.3. Определение предела прочности на растяжение при изгибе и сжатие
- •6. Испытание портландцемента
- •6.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •6.2. Определение тонкости помола цемента
- •6.3. Определение нормальной густоты цементного теста
- •6.4. Определение сроков схватывания
- •6.5. Определение равномерности изменения объема
- •6.6. Определение предела прочности при изгибе и сжатии
- •6.7. Определение прочности цемента при пропаривании
- •6.8. Особенности статистической обработки результатов испытаний при расчете нижней доверительной границы и коэффициента вариации марочной прочности цемента
- •7. Испытание плотного мелкого заполнителя
- •7.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •7.2. Определение зернового состава песка
- •7.3. Определение модуля и группы крупности песка
- •7.4. Определение содержания в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц отмучиванием
- •7.5. Определение содержания органических примесей
- •7.6. Определение насыпной плотности
- •7.7. Определение зависимости насыпной плотности песка от его влажности
- •8. Испытание плотного крупного заполнителя
- •8.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •8.2. Определение зернового состава фракций щебня
- •8.3. Подбор оптимальной смеси фракций щебня
- •8.4. Определение марки щебня по прочности исходной горной породы
- •8.5. Определение марки щебня по износу
- •8.6. Определение средней плотности щебня
- •8.7. Определение насыпной плотности щебня
- •8.8. Определение пустотности щебня
- •9. Испытание бетонной смеси
- •9.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •9.2. Определение подвижности бетонной смеси
- •9.3. Определение жесткости бетонной смеси
- •9.4. Определение раствороотделения бетонной смеси
- •9.5. Определение водоотделения бетонной смеси
- •9.6. Определение плотности бетонной смеси
- •9.7. Определение влияния водоцементного отношения на удобоукладываемость и связность бетонной смеси
- •10. Определение прочности бетона
- •10.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •10.2. Определение прочности бетона на сжатие путем испытания образцов
- •10.3. Определение прочности бетона на осевое растяжение
- •10.4. Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
- •10.5. Определение прочности бетона неразрушающим ультразвуковым импульсным методом
- •10.6. Определение влияния водоцементного отношения на прочность бетона
- •11. Изучение методов интенсификации твердения бетона
- •Основные сведения к лабораторной работе
- •11.2. Испытание бетонов ускоренного твердения
- •Подбор состава и испытание строительного раствора
- •Основные сведения к лабораторной работе
- •Подбор состава кладочного раствора
- •Определение подвижности растворной смеси
- •Определение прочности раствора
- •Определение средней плотности раствора
- •12.6. Определение сравнительной эффективности пластифицирующих добавок
- •Коэффициенты к статическим расчетам
- •Коэффициент для оценки выпадающих результатов в ряду из n измерений
- •Значения велечены м
- •Экспериментальное определение масштабных коэффициентов и коэффициентов перехода от прочности при одном виде напряженного состояния к прочности при другом виде напряженного состояния
- •Минимальные значения переходных коэффициентов
- •Коэффициенты требуемой прочности
- •Расходы вяжущего для производства строительного раствора
- •Значения плотности глиняного теста для различных видов глины
- •Пример расчета состава строительного раствора
- •Лабораторный контроль качества строительных
- •4.2. Ознакомление с образцами естественных камен-
10. Определение прочности бетона
10.1. Основные сведения к лабораторной работе
В соответствии требованиями СНиП при строительстве зданий и сооружений необходимо систематически проверять прочность бетона. Для этого используются различные методы. В зависимости от воздействия на структуру материала они подразделяются на разрушающие и неразрушающие.
Разрушающие методы основаны на механических испытаниях, приводящих к существенному нарушению структуры бетона (разрушению). Наиболее распространенными на них и обязательными при определении средней прочности в проектном возрасте являются испытания статической нагрузкой в соответствии с ГОСТ 10180-90. Образцы, как правило, специально изготовляются из бетонной смеси, но при необходимости могут быть высверлены или вырублены из готового изделия или конструкции.
Неразрушающие методы основаны на определении прочности по косвенным характеристикам физических или механических свойств, которые устанавливаются в результате испытаний, не вызывающих существенного изменения структуры бетона. Основное назначение этих методов – контроль прочности бетона непосредственно в конструкциях. Наиболее эффективным из них является ультразвуковой метод (ГОСТ 17624-87).
Неразрушающие методы применяются наряду с разрушающими или взамен их – для контроля передаточной и отпускной прочности.
По степени гарантирования фактической прочности различаются два метода контроля – статистический и нестатистический.
Статистический контроль основан на достаточно большом количестве испытаний. Он позволяет гарантировать прочность бетона с учетом ее фактической однородности, которая характеризуется коэффициентом вариации прочности kv (определяется методами математической статистики – гл. I). Метод позволяет в случае высокой однородности бетона (kv < 13,5%) получать нормируемые значения показателей прочности бетона при более низких значениях его фактической средней прочности, что приводит к сокращению расхода цемента или улучшению других технико-экономических показателей качества бетона.
Унифицированными статистическими характеристиками прочности бетона являются его классы по прочности на сжатие В, осевое растяжение Вt и растяжение при изгибе Вtb. Установленные СНиП значения этих классов бетона приведены в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Классификация тяжелого бетона по прочности
Вид класса бетона |
Унифицированные обозначения классов |
По прочности на сжатие
По прочности на осевое растяжение По прочности на растяжение при изгибе |
В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60 Вt0,8; Вt1,2; Вt1,5; Вt2; Вt2,4; Вt2,8; Вt3,2 Вtb2,8; Вtb3,2; Вtb3,6; Вtb4,0; Вtb4,4; Вtb4,8; Вtb5,2; Вtb5,6; Вtb6,0; Вtb6,4 |
Неунифицированными характеристиками прочности бетона при статистическом контроле являются средняя (фактическая) прочность партии , средний уровень прочностии требуемая прочность бетона. Средняя прочность партии определяется по методике, приведенной в пп. 3.2-3.4.
Средний уровень прочности соответствует среднему статистическому значению прочности бетона, на которое подбирается его номинальный состав и которое поддерживается в процессе его производства в течение контролируемого периода. Средний уровень прочности назначается на каждый контролируемый период с учетом межпартийной вариации прочности бетона в предшествующем анализируемом периоде. Правила назначения среднего уровня прочности установлены ГОСТ 18105-86.
До начала производства бетона, когда еще нет достаточного для ведения статистического контроля числа результатов испытаний, средний уровень прочности для тяжелого и легкого цементных бетонов может быть определен по формуле
, (10.1)
где Bn – нормируемое значение класса бетона.
Требуемая прочность соответствует минимально допустимому значению средней (фактической) прочности бетона, которое определяется при статистическом контроле прочности в зависимости от ее коэффициента вариации в партии бетона (в партии сборных конструкций или контролируемых участков монолитных конструкций – при неразрушающем методе контроля). Она вычисляется по формуле
,
где kd – коэффициент требуемой прочности, определяемый по методике, установленной ГОСТ 18105-86.
В начальный период контроля для цементных тяжелого и легкого бетонов требуемая прочность может быть найдена по формуле
. (10.2)
Нестатический контроль основан на испытании одной или нескольких серий контрольных образцов или единичных изделий и конструкций, когда нет возможности получить достаточное для вычисления статистических характеристик количество результатов этих испытаний.
Характеристикой прочности при нестатистическом контроле является средняя прочность серии образцов , определяемая по методике, установленной ГОСТ 10180-90. Эта же характеристика принимается в качестве единичного значения прочности, учитываемого при получении ее статических характеристик. Переход от класса бетона к соответствующей ему средней прочности, определяемой на производстве при нормативном коэффициенте вариации прочности 0,135, для цементных тяжелого и легкого бетонов может быть выполнен по формуле
. (10.3)
В соответствии с ГОСТ 18105-86 приемка бетона путем сравнения его фактической прочности с нормируемой без учета характеристик однородности прочности не допускается.
Партия бетона принимается, если фактическая средняя прочность в ней будет не ниже требуемой прочности, т.е. соблюдается условие.
В лабораторной работе оценивается прочность бетона с использованием различных методов ее определения и учетом влияющих факторов: прочности бетона на сжатие, осевое растяжение и растяжение при изгибе с использованием разрушающих испытаний образцов, прочности на сжатие с использованием ультразвукового импульсного метода испытаний, водоцементного отношения.