§ 11. Определение прочности бетона

11.1. 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 методыоснованы 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 10180-78. Образцы, как правило, специально изготовляются из бетонной смеси, но при необходимости могут быть высверлены или вырублены из готового изделия или конструкции.

Неразрушающие методыоснованы 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 17624-78).

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 прочностиk_v(определяется методами математической статистики – гл.I). Метод позволяет в случае высокой однородности бетона (k_v< 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 В_tи растяжение при изгибе В_tb. Установленные СНиП значения этих классов бетона приведены в табл. 4.17.

Таблица 4.17

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 гл.I.

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

, (4.6)

где B_n– 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 k_d– 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

. (4.7)

Нестатический контрольоснован 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 10180-78. 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

. (4.8)

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.