Wytrzymałość betonu jest najważniejszą cechą, od której w dużej mierze zależy niezawodność i trwałość konstrukcji betonowej lub żelbetowej. Wartość ta jest równa maksymalnej sile ściskającej, jaką element betonowy jest w stanie wytrzymać bez zniszczenia. Charakteryzuje się marką lub klasą.
Określenie wytrzymałości można przeprowadzić za pomocą laboratoryjnych testów ściskania (w celu określenia jakości mieszanki betonowej) lub bezpośrednio na miejscu za pomocą nieniszczących i niszczących środków kontrolnych.
Czynniki wpływające na wytrzymałość betonu
W testach laboratoryjnych głównymi parametrami wpływającymi na właściwości wytrzymałościowe są właściwości cementu, piasku i kruszonego kamienia, technologia produkcji mieszanki betonowej. Testy utwardzonego betonu bezpośrednio na obiekcie mogą dać wyniki INNE niż uzyskane w laboratorium, ponieważ na wytrzymałość dodatkowo wpływa:
- sposób dostawy mieszanki betonowej z tworzywa sztucznego na plac budowy;
- metoda wylewania szalunku, jakość uszczelnienia;
- geometria konstrukcji;
- warunki temperaturowo-wilgotnościowe zestawu wytrzymałości mieszaniny.
Jakie parametry mogą pogorszyć wytrzymałość materiału:
- Dostawa materiału z tworzywa sztucznego w transporcie, w którym nie są zapewnione regulacyjne warunki transportu lub w transporcie specjalistycznym z przekroczeniem dopuszczalnego czasu przebywania produktu z tworzywa sztucznego w transporcie. Nieprawidłowy transport powoduje rozwarstwienie lub utratę plastyczności mieszanki.
- Brak ubijania po wylaniu. Bez uszczelnienia w mieszance pozostają pęcherzyki powietrza, które zmniejszają właściwości utwardzonego betonu.
- Warunki temperaturowe niezgodne z normami, silny wiatr. Niebezpieczne są zbyt niskie i podwyższone temperatury, przesuszenie.
Testy laboratoryjne próbek kontrolnych betonu na ściskanie
Określenie właściwości wytrzymałościowych betonu na podstawie próbek kontrolnych w warunkach laboratoryjnych reguluje GOST 10180-2012. do testów ściskania stosuje się próbki w kształcie sześcianu lub cylindra. Minimalny rozmiar boku sześcianu i średnica cylindra zależą od frakcji kruszonego kamienia.
Tabela zależności minimalnego dopuszczalnego rozmiaru boku próbki od maksymalnej frakcji kruszonego kamienia
| Duża wielkość kruszywa, mm | Minimalny rozmiar boku sześcianu, średnica i wysokość cylindra, mm |
| 20 | 100 |
| 40 | 150 |
| 70 | 200 |
| 100 | 300 |
Podczas testowania izolacji termicznej i konstrukcyjno-termoizolacyjnych konstrukcji betonowych na lekkich kruszywach klasy wytrzymałości B5 i mniejszych można zastosować próbki o minimalnym dopuszczalnym rozmiarze 150 mm.
Wytworzone próbki przeznaczone do utwardzania w normalnych warunkach są przechowywane w formach pokrytych wilgotną szmatką w temperaturze +25°C. formowanie odbywa się nie wcześniej niż 24 godziny i nie później niż 72 godziny. Próbki umieszcza się w komorze, w której przestrzegany jest następujący tryb:
- temperatura – + 18 … + 22°C;
- wilgotność względna 90 … 100%.
W pomieszczeniu zaplanowanym do testów należy utrzymać temperaturę +15…+ 25°C, wilgotność względna-55% lub więcej.
Przed badaniem próbki są sprawdzane i identyfikowane wady – pęknięcia, wióry, obce wtrącenia, muszle. Powierzchnie nośne dobiera się tak, aby kierunek obciążenia był równoległy do warstw wylewania mieszanki betonowej. Po ułożeniu próbki na płytach nośnych i wyrównaniu górnej płyty prasy z górną powierzchnią sześcianu lub cylindra rozpoczyna się obciążenie ze stałą prędkością narastania siły. Wyniki są rejestrowane w dzienniku.
Wytrzymałość ciężkiego betonu określa się jako średnią arytmetyczną:
- z dwóch próbek-w obu próbkach;
- z trzech próbek – w dwóch najtrwalszych;
- z czterech-po trzy najtrwalsze;
- od sześciu do czterech mocnych.
Wytrzymałość betonu komórkowego oblicza się jako średnią arytmetyczną wszystkich próbek.
Destrukcyjna Kontrola wytrzymałości bezpośrednio na obiekcie
Określenie wytrzymałości betonu w sposób destrukcyjny można przeprowadzić na próbkach pobranych bezpośrednio z samej konstrukcji budowlanej metodami piłowania lub wycinania. Miejsca pobierania próbek kontrolnych są określane przez inżynierów projektantów. Najlepszą opcją jest wskazanie tych miejsc w dokumentacji projektowej. Ta metoda jest najdokładniejsza, ale kosztowna, czasochłonna i narusza integralność konstrukcji budynku.
Rodzaje nieniszczących metod określania wytrzymałości betonu
Nieniszcząca Kontrola wytrzymałości konstrukcji betonowych i żelbetowych odbywa się bezpośrednio na obiekcie i odbywa się bez uszkodzenia konstrukcji budowlanych. Testy te są podzielone na bezpośrednie i pośrednie.
Podczas przeprowadzania takich testów betonu w obiekcie dokładność pomiarów pogarsza się z powodu kilku czynników, między innymi:
- wady na powierzchni betonu;
- nierównomierny skład mieszanki betonowej;
- wyjście prętów zbrojeniowych na powierzchnię;
- plamy oleju;
- karbonizacja powierzchni;
- wadliwe, nieskalibrowane przyrządy pomiarowe.
Metody bezpośrednich badań nieniszczących betonu
Bezpośrednia kontrola wytrzymałości betonu obejmuje testy:
- Na oderwanie. Są one wytwarzane przez przyklejenie metalowego dysku klejem epoksydowym. Za pomocą urządzeń POS-50MG4, GPNV-5 dysk podłogowy jest odrywany razem z elementem betonowym. Uzyskana siła jest przekształcana za pomocą wzorów na siłę.
- Na oderwanie z odpryskiem. W takim przypadku kotwy płatkowe są zamknięte w wywierconym otworze. Wyciągnij kotwę razem z materiałem, napraw siłę, Przetłumacz ją za pomocą wzorów na charakterystykę wytrzymałości.
- Odpryski żeber. Ta metoda dobrze nadaje się do konstrukcji z narożnikami zewnętrznymi – kolumnami, belkami, podłogami. Urządzenie jest przymocowane do wystającej części konstrukcji za pomocą kotwy z kołkiem.
Pośrednie metody testowania wytrzymałości konstrukcji betonowych i żelbetowych
Takie testy obejmują:
- Badania ultrasonograficzne. Wytrzymałość określa się przez porównanie prędkości przepływu fal w elemencie betonowym i próbce referencyjnej. Urządzenie jest instalowane na płaskiej, wolnej od wad powierzchni. Po wywołaniu uzyskane wyniki są przetwarzane przez komponenty elektroniczne. Wartości rozwijane są usuwane. Błąd w tej metodzie nie przekracza 5%. Dźwięk może być solidny i powierzchowny. Pierwsza technologia sterowania jest stosowana do konstrukcji liniowych, druga do paneli ściennych, konstrukcji płaskich i żebrowanych, elementów pustych.
- Metoda impulsu uderzeniowego. W takich testach metalowa iglica uderza w betonową powierzchnię, której właściwości wytrzymałościowe są określane zgodnie z energią uderzenia, która zamienia się w impuls elektryczny.
- Metoda sprężystego odbicia. Do takich badań stosuje się sklerometry, które rejestrują wartość odwrotnego ruchu iglicy po jej uderzeniu w powierzchnię betonu i pozwalają określić twardość elementu betonowego. Wytrzymałość i twardość materiału są funkcjonalnie powiązane.
- Metoda odkształcenia plastycznego. W tym przypadku używa się: młotka Fizdela, młotka Schmidta i młotka Kaszkarowa. Wytrzymałość produktu betonowego określa się na podstawie odcisku pozostawionego przez młotek, który porównuje się z krzywymi referencyjnymi lub kalibracyjnymi.
Nieniszczące metody testowania betonu są prostsze, bardziej ekonomiczne i nie naruszają integralności konstrukcji. Ale podczas ich wdrażania konieczne jest przestrzeganie wszystkich zasad takich prac i używanie tylko sprawnych urządzeń.
