+7 (343) 383-59-30 +7 (343) 383-28-06
Задать вопрос
Быстро и надежно

Испытание бетона на прочность

В любых строительных работах, связанных с бетоном, важно уметь определять его прочность. От этого параметра зависит то, сколько прослужат готовые изделия. Неправильный расчет прочности может привести к печальным последствиям и крупным затратам.

Приведем несколько примеров:

  • При возведении жилого дома компания-застройщик решила сэкономить на материалах. Вместо высококачественного цемента М500 использовали М400, сроки годности которого подходили к концу. Гранитный щебень заменили на более дешевый – гравийный. В результате после возведения последнего этажа на стенах здания появились трещины. Дом пришлось снести.
  • Садоводы строили дачный домик на участке. Бетонный раствор для фундамента замешивали «на глаз». Он плохо укладывался, поэтому в него добавили больше воды, чем нужно. Вскоре после заливки фундамента он стал разрушаться. Дело не дошло даже до возведения стен.

Этих проблем можно было избежать, если бы компания-застройщик соблюдала технологию, а садоводы правильно рассчитали прочность готового бетона.

На прочность влияют самые разные факторы. Мы не будем описывать их здесь, но если вам интересно узнать о них, рекомендуем ознакомиться со статьей Прочность бетона.

А в этой статье мы расскажем о методах определения прочности. Вы узнаете, как проверяется этот параметр в лабораторных условиях и научитесь измерять его самостоятельно. Это поможет вам понять, какие нагрузки выдержит приобретенный или изготовленный вами материал.

Способы проверки зависят от того, какая у вас ситуация:

  • Вы хотите заказать готовый раствор
  • Вы уже заказали его
  • Вы хотите самостоятельно приготовить бетон
  • Вы уже самостоятельно приготовили его

Рассмотрим каждый случай по порядку.

Вы хотите заказать готовый раствор

В этом случае вам потребуется заранее выбрать нужную марку. О том, как это правильно сделать, читайте в статье Какой бетон лучш. Важно, чтобы вам привезли именно тот материал, который вы заказали.

Сложность тут вот в чем: конкретные показатели прочности бетона вы не узнаете, пока он не схватится. А для этого требуется 28 суток. К сожалению, на рынке много фирм-однодневок, которые обманывают покупателей. К моменту, когда ваш бетон будет готов к проверке, такая фирма может бесследно исчезнуть, и предъявить претензии будет некому.

Отсюда первый совет: заказывайте готовый раствор только у надежных поставщиков.

Заводы-изготовители проводят обязательные исследования каждой партии бетона в своих лабораториях. Что представляет собой этот процесс? Давайте поговорим об этом.

Лабораторные испытания бетона на прочность

Перед тем как замешанный раствор отправится на объект заказчика, из него берут два образца и направляют их в лабораторию. Цикл испытаний длится почти месяц.

Прочность проверяют двумя способами:

  • На изгиб (растяжение при изгибе)
  • На сжатие

Рассмотрим каждый подробнее.

На изгиб

Данный метод позволяет предотвратить преждевременную деформацию и разрушение зданий и конструкций из бетона.

Вот как проходят испытания:

  1. Раствор заливают в прямоугольные деревянные каркасы.
    В зависимости от размера зерен заполнителя, выбирают тот или иной размер каркасов:
    — 100х100х400 мм – если в растворе присутствует щебень фракций 5-10, 5-20, 10-15 и 10-20
    — 150х150х600 мм – если используется щебень 5-25 или 20-40
    — 200х200х800 мм – если есть зерна фракции 40-70
    — 300х300х1200 мм – для щебня 40-120
    Почему используют несколько видов каркасов? Дело в том, что если в образце размерами 100х100х400 мм окажется зерно фракции 40-120, то оно может занять значительную часть объема образца. В таком случае речь идет уже об испытании щебня, а не бетона. Поэтому форму каркаса подбирают под заполнитель.
  2. Заготовки выдерживают 2 дня, чтобы материал скрепился.
  3. Затем схватившиеся прямоугольники вынимают из деревянного каркаса и хранят не менее 28 суток при температуре от 15 до 20°C и влажности воздуха не более 80%. Это нужно, чтобы образцы набрали достаточную прочность.
  4. После подготовки образцов проводятся испытания на изгиб. Они осуществляются при помощи гидравлического пресса. Бетонную форму укладывают на два выступающих валика. Затем сверху, ровно посередине, устанавливают еще один и начинают его опускать, постепенно увеличивая нагрузку. Как только образец раскалывается, пресс останавливают. Результат фиксируют.

На сжатие

Данный метод показывает гарантированный уровень прочности при эксплуатации. По результатам этого испытания бетону присваивают определенный класс, который также соответствует марке. Он обозначается буквой «В» и числовым показателем, которое отображает выдерживаемую нагрузку давления на образец.

Испытания на сжатие тоже проводятся в лаборатории на бетонных кубах с ребром 15 см. Есть варианты с кубиками 10, 20, 25 и 30 см – это зависит от крупности заполнителя. Всего используется три контрольных образца.

Бетонный куб помещают в гидравлический пресс на сжатие строго по центру. Далее включают оборудование и давят на материал до тех пор, пока не появится первая трещина. Результат отображается на экране прибора, и на его основе образцу присваивается класс.

Ознакомиться с тем, как читать классы и чему они соответствуют, вы можете на странице Таблица прочности бетона.

После данных мероприятий заказчику передаются документы, подтверждающие качество бетона: так называемый паспорт и протокол лабораторных испытаний. В этих документах содержится информация о прочности материала, а также о соответствии той или иной марке.

Если у вас есть сомнения в порядочности поставщика, вы можете заказать независимую экспертизу. Специалисты лаборатории приедут на ваш объект, возьмут образцы бетона и проведут необходимые исследования. В результате вы получите объективную оценку прочности материала и сможете сравнить ее с данными, которые предоставил производитель.

Совет второй: требуйте от поставщика документы о лабораторных исследованиях прочности бетона. Если таких документов вам не предоставили, закажите экспертизу в независимой лаборатории.

Вы уже заказали готовый бетон

Если раствор уже привезли, и он успел затвердеть, проверить его прочность до сих пор можно.

Существует три группы методов:

  • Неразрушающие прямые
  • Неразрушающие непрямые
  • Разрушающие

В первых двух случаях сохраняется целостность конструкции, может быть лишь незначительно нарушена ее структура. Во втором отбирается большой образец, который полностью разрушается при испытании.

Неразрушающие прямые

В эту группы включаются методы:

  • Отрыва
  • Отрыва со скалыванием
  • Скола ребра

Метод отрыва

С помощью эпоксидного клея к ровной поверхности бетона прикрепляется стальной диск. Он соединен с измерительным прибором (ПОС-50МГ4, ОНИКС­ОС, ПИБ, DYNA). Для более точного измерения по краю диска делаются бороздки. После отрыва по формуле рассчитывается прочность на растяжение и сжатие.

Метод нельзя использовать при низких температурах — эпоксидный клей теряет свои характеристики. Поэтому в России он менее популярен, чем в Европе, где зимы теплее. Кроме того, оборудование для измерений стоит недешево (например, ПОС-50МГ4 обойдется вам в среднем в 100 000 рублей).

Метод отрыва со скалыванием

Этот универсальный и простой способ состоит в просверливании отверстия в бетоне и закрепления в нем анкера (крепежного механизма). Затем его вырывают специальным прибором ОНИКС-1.ОС и замеряют приложенные усилия.

Данный способ не стоит использовать для густоармированных бетонов и на образцах, толщина которых меньше, чем две длины анкера.

Метод скола ребра

Еще один вид неразрушающей проверки контроля качества. Суть метода заключается в следующем: прибор ОНИКС-1.СР прикрепляют к ребру бетона и замеряют усилие, с которым оно скалывается под действием нагрузки. Данные фиксируются.

Неразрушающие непрямые

В эту группу входят методы:

  • Ультразвуковой
  • Ударного импульса
  • Упругого отскока
  • Пластической деформации

Ультразвуковой метод

Он осуществляется специальным прибором, который называется ПУЛЬСАР-2. Он регистрирует скорость прохождения ультразвуковых волн через бетон.

Выделяют два вида этого метода: 

  • Сквозное прозвучивание, когда датчики располагаются с обеих, противоположных сторон образца или конструкции
  • Поверхностное прозвучивание, при котором преобразователи устанавливают только на одной стороне образца

Ультразвуковым методом определяют не только прочность, но и однородность материала, его плотность и пористость. Кроме того, он выявляет наличие пустот, трещин и других дефектов, которых не видно снаружи. Он также помогает определить местоположение арматуры в смеси.

Метод ударного импульса

Несмотря на свое название «ударный», метод относится к неразрушающим. Это значит, что во время испытаний образец не повредится и не разломится на несколько частей. Определяется прочность бетона в этом случае при помощи прибора ОНИКС-2.

Суть метода заключается в регистрации энергии, которая образуется при ударе специального бойка о бетонную поверхность. Метод ударного импульса довольно прост в проведении, не нуждается в высоких трудозатратах и не требует вычислений. Поэтому он считается самым популярным из неразрушающих способов проверки. К недостаткам можно отнести разве что сложность определения прочности в слое на глубине до 50 мм.

Кроме прибора ОНИКС-2 для измерений используется молоток Шмидта. Внутри прибора есть система пружин, помогающая ему осуществлять свободный отскок после удара по твердой поверхности бетона. Чем больше отскок, тем выше твердость материала. На молотке есть градуированная кривая, по которой и вычисляется показатель.

Упругого отскока

Метод похож на предыдущий. Для измерений используются молотки со сферическими штампами, в том числе молоток Шмидта. После удара прибор отскакивает, а на шкале регистрируется его путь и амплитуда. Для получения точных расчетов испытание проводят несколько раз и записывают среднюю цифру.

Пластической деформации

Старая методика, основанная на определении деформации бетона от удара или статического давления. Для испытаний используются разные приборы:

  • Ручной шариковый молоток Физделя. Ударная часть инструмента заканчивается шариком, легко вращающимся в сферическом гнезде.
  • Эталонный молоток Кашкарова. Кроме шарика снабжен стержнем и пружиной. При ударе на бетоне остается вмятина, а на стержне отпечаток. Прочность определяют соотношением двух величин.
  • Пружинный молоток ПМ
  • Сферический штамп УПМ
  • Маятниковые механизмы
  • Дисковые приборы ДПГ

Принципы работы всех механизмов построены на нанесении и последующем измерении диаметра вмятины на бетоне.

Разрушающие методы

Для испытания необходимо разрушить бетонный монолит и получить образец определенного размера (чаще всего 7×7 или 15×15 сантиметров).

Существует два способа:

  1. Выпиливания с помощью режущего инструмента
  2. Выбуривания с помощью сверла

После этого образец отправляют в лабораторию.

Каждый метод определения прочности бетона имеет свои плюсы и минусы. Они описаны в таблице.

Метод Преимущества Недостатки
Ударного импульса Компактное оборудование, простота проведения, возможность определить класс и марку Низкая точность
Упругого отскока Простота, возможность использовать в полевых условиях без специальной подготовки, экономия времени Поверхность бетона должна быть сухой и ровной, необходимо делать поверку инструментов через каждые 1000 ударов
Отрыва со скалыванием Результаты испытаний точные, они определяются ГОСТом и являются общепринятыми Не подходит для густоармированных конструкций и тонких стен, требует больших затрат времени и сил, определённых навыков
Скола ребра Простой и не требует подготовки Нельзя применять на повреждённых конструкциях и при толщине стен меньше 2 см
Отрыва Высокая точность, относительная простота применения Необходимо иметь специальное оборудование, испытания нельзя проводить при низких температурах
Ультразвуковой Не требует разрушения конструкции, позволяет определить плотность и пористость, выявить внутренние дефекты (трещины, пустоты), испытания можно проводить неограниченное число раз Метод подходит только для ровных и гладких бетонных поверхностей, для проведения нужно обладать определёнными знаниями и навыками
Разрушающие методы Позволяет точно измерять прочность бетона Приходится нарушать целостность конструкций

Все это оборудование достаточно дорогое (от 70 000 рублей и более). Если вы не занимаетесь строительством профессионально, то нет никакого смысла покупать такие дорогостоящие приборы. Можно взять их в аренду или заказать экспертизу.

Дальше мы расскажем о некоторых нюансах определения прочности при самостоятельном изготовлении бетонных растворов.

Вы хотите самостоятельно приготовить бетон

Самостоятельное приготовление бетона имеет свои преимущества. Вы точно будете контролировать качество всех компонентов, их пропорции. Вам не придется дополнительно платить за работу, транспортировку материала. Но изготовить качественную смесь без специального оборудования трудно.

Если для строительства или других работ вам подходят разновидности низких классов (В3,5-В12,5 или М50-М150), их можно приготовить старым ручным методом. Более прочный бетон нужно замешивать на бетономешалке. Начиная от марки М300-М350 стоит использовать промышленную технику.

Чтобы повысить качество материала и удобство работы с ним, можно добавить пластификаторы. Они улучшают подвижность, оптимизируют время твердения материала. При их внесении не нужно лить лишнюю воду, снижая прочность бетона. Есть добавки, которые повышают морозоустойчивость и водонепроницаемость.

Подробнее об этом вы можете прочитать в других статьях нашего сайта:

  • Как приготовить бетон
  • Как твердеет бетон
  • Какой щебень лучше для бетона

Проверить прочность еще не застывшего бетона невозможно. Для получения адекватных показателей нужно будет дождаться полного затвердевания материала. Это произойдет через 28 суток после заливки. Для проверки можно обратиться в компании, проводящие экспертизу, либо взять необходимые приборы в аренду.

Последний совет: перед приготовлением бетонного раствора обязательно учтите, для чего он будет использоваться. Неправильные пропорции компонентов или некачественные материалы в составе могут привести к необратимым последствиям.

Вы уже самостоятельно приготовили бетон

Это самый сложный случай. Если на этапе замеса раствора вы не учли планируемые нагрузки на бетон, то нужно будет заказывать экспертизу или использовать специальные приборы. По-другому определить прочность не удастся. Повысить прочность застывшего материала тоже невозможно.

Для строительства заборов, навесов, будок под инвентарь, небольших сараев бетон часто замешивают «на глаз». Как правило, этого достаточно для таких сооружений. Другое дело – когда вы строите дом или заливаете фундамент под гараж. Возрастают нагрузки на бетон, соответственно – и требования к прочности должны быть выше. Нужно внимательно подойти к подбору пропорций материалов и не отходить от инструкции.

Теперь вы знаете, как можно определить прочность бетона на разных этапах его приготовления.

Рекомендуем также ознакомиться со следующими статьями раздела:

  • Как приготовить бетон — пошаговая инструкция.
  • Какой щебень лучше для бетона — рекомендации по выбору оптимального заполнителя.
  • Как твердеет бетон — о том, сколько длится твердение и как избежать возможных проблем.
  • Прочность бетона – подробная информация о том, что это за свойство и на что оно влияет.
  • Таблица прочности бетона – соотношение классов и марок материала.

Список всех страниц по данной теме также можно найти в разделе Все о бетоне.

Хотите знать больше?

Подробнее о том, что это за материал, каковы его виды и свойства, вы можете прочитать на странице Бетон.

Также советуем познакомиться с описанием следующих марок бетона: