Определение прочности бетона. Прочность бетона


Прочность бетона | Строительный справочник

Опубликовал admin | Дата 24 Август, 2015

Прочность бетона зависит от целого ряда факторов и при одной и
 той же технологии производства (одинаковом составе, приготовлении
 и режиме твердения) может меняться весьма значительно. В основном
 прочность бетона зависит:

  1. от возраста бетона, и условий твердения;
  2. от формы и размеров испытываемого образца;
  3. от рода и характера напряженного состояния.

При различных силовых воздействиях —
 сжатии, растяжении, срезе — бетон имеет различную прочность.Отсутствие закономерности в расположении частиц, составляющих
 бетон, в расположении и крупности пор приводит к тому, что при испытании образцов, приготовленных из одной и той же бетонной смеси,
 получаются неодинаковые показатели прочности.Следует еще заметить, что неодинаковые условия испытания и неодинаковые скорости загружения образцов также приводят к разбросу
 показателей прочности бетона. Из всех прочностных характеристик бетона наиболее просто определяется его прочность при сжатии. Вместе с тем, высокое сопротивление
 бетона сжатию является его наиболее ценным свойством, широко используемым в конструкциях. По этим соображениям в качестве эталона
 прочности бетона принята марка бетона, обозначающая предельное
 сопротивление R в кг/см 2 (предел прочности) при сжатии кубика с
 ребром 20 см в возрасте 28 дней из бетона рабочего состава, изготовленного и испытанного согласно стандарту. Следовательно, определение марки бетона связывается с характером силового воздействия,
 формой и размерами образца, возрастом бетона. Предел прочности на сжатие при испытании кубика подсчитывается
 путем деления разрушающей силы Np на площадь грани кубика F:

R=Np/F

Проверка бетона на прочность

Проверка бетона на прочность

В ряде стран (США и др.) вместо кубика принят образец, имеющий
 форму цилиндра высотой 12″=30,5 см и диаметром 6″= 15,2 см. Для
 одного и того же бетона прочность цилиндрического образца таких
 размеров составляет 0,75—0,8 от прочности кубика с размером ребра 20 см. Бетон для бетонных и железобетонных конструкций в зависимости
 от его объемного веса и марки может быть:

а) тяжелый — объемным весом 1800 кг/м³ и более, марок 50, 75,
 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600;б) легкий — объемным весом менее 1800 кг/м³, марок 35, 50, 75, 100,
 150, 200, 250 и 300.В отдельных случаях в зависимости от сроков фактического загружения железобетонной конструкции, способа изготовления и условий
 твердения бетона, сроков монтажа, а также вида применяемого цемента разрешается определять расчетные характеристики бетона в возрасте, отличающемся от 28 дней. При этом в проекте, кроме марки бетона,
 указывается кубиковая прочность бетона, по которой определялись его
 расчетные характеристики, и соответствующий ей возраст бетона.Выбор оптимальной марки бетона производится на основании технико-экономических соображений ,в зависимости от типа железобетонной конструкции, условий ее эксплуатации, способа изготовления и
 монтажа. Для железобетонных конструкций применение тяжелого бетона марки ниже 150 не разрешается; легкие бетоны марки Ниже 150 могут
 применяться в тех случаях, когда по условиям эксплуатации исключено
 действие влаги и замораживания, поскольку легкие бетоны обладаютзначительной пористостью.Для сжатых железобетонных элементов из тяжелого бетона, размеры сечений которых определяются из расчета на прочность, рекомендуется применять бетон марки не ниже 200. Для сильно нагруженных
 конструкций, например для колонн нижних этажей многоэтажных зданий, а также для колонн одноэтажных зданий, воспринимающих значительную крановую нагрузку, рекомендуется принимать бетон марок 300 и 400.Для изгибаемых элементов из обычного железобетона принимают
 бетон марок 150 и 200. Предварительно напряженные железобетонные
 конструкции выполняют из бетона марок 200—600.

Опыты показывают, что прочность бетона нарастает в течение длительного времени, но наиболее быстрый рост прочности наблюдается в
 начальный период твердения. Так, прочность бетона, приготовленного на портландцементе, интенсивно нарастает в первые 28 суток, а на пуццолановом и шлаковом портландцементе медленнее — примерно в первые
 90. суток. Но и в последующем
 при наличии благоприятных,
 условий твердения, т. е. при
положительной температуре и наличии влажной среды, прочность бетона может нарастать
 весьма продолжительное время, измеряемое годами. Объясняется это явление длительным процессом окаменения
 цементного теста—твердением геля и ростом кристаллов.По данным опытов бетонные образцы, хранившиеся в течение 11
 лет, показали нарастание прочности в условиях влажной среды вдвое,
 при этом из кривых рисункаНарастание прочности бетона во временивидна тенденция и к дальнейшему росту
 прочности, а в условиях сухой среды (после первых 7 дней влажного
 хранения) —в 1,4 раза; во втором случае нарастание прочности прекратилось к концу первого года. Если бетон остается сухим, как это
 бывает при эксплуатации большинства железобетонных конструкций,
 то после истечения первого года нельзя ожидать заметного нарастания
 прочности. Бетоны высоких марок не дают заметного прироста прочности.В других опытах в течение 20 лет наблюдалось непрерывное нарастание прочности образцов, причем к концу этого срока прочность бетона увеличилась более чем в 2 раза против 28-дневной.Повышение температуры и влажности среды значительно ускоряет
 процесс твердения бетона. С этой целью железобетонные изделия на:
 заводах подвергают специальной термовлажмостной обработке при
 температуре 80—90° и влажности 90—100% или же автоклавной обработке при давлении пара около 8 ати и температуре 170°. В последнем,
 случае через 12 час. может быть получен бетон проектной марки.Однако жесткие бетонные смеси на быстротвердеющих высокопрочных портландцементах и без специальной термовлажностной обработки (требующей дополнительных, затрат и увеличивающей стоимость
 железобетона) уже через 3 суток набирают прочность, близкую к
 марочной.При замораживании в раннем возрасте нарастание прочности бетона прекращается, а после оттаивания способность его к дальнейшему
 накоплению прочности снижается. Исследованиями советских ученых
 установлено, что замораживание бетона, набравшего около 70% проектной прочности, не приводит после оттаивания к потере его способности накапливать прочность. Отсюда было установлено, что подогрев
 бетона, укладываемого при отрицательных температурах, достаточно производить лишь в течение первых 7—8 суток.

spravkidoc.ru

Всё, что необходимо знать о прочности бетона

Бетон, ли искусственный камень, занимают одну из главных позиций среди строительных материалов благодаря своему основному качеству — особой прочности. Но он не сразу становится таким надёжным. Набор прочности бетоном происходит не моментально, а как временной процесс. Который может растянуться на несколько лет. Как будет происходить этот процесс зависит от условий твердения: если они оптимальны, тогда прочность бетона будет постоянно увеличиваться на протяжении не одного года.

Этапы приобретения проектных значений

На набор прочности влияют такие показатели:

  • температура. В более жарком климат или при более высоких показателях температуры бетон твердеет быстрее. Чем ниже температура, тем скорость его отвердевания становится ниже, при всех остальных одинаковых показателях. Если бетонную смесь заморозить, в ней может процесс набора прочности остановиться совсем. Изменяют отношение к температурному показателю с помощью специальных добавок, которые могут как ускорить так и замедлить застывание;
  • значение влажности. Потеря влаги влияет не только на сам процесс твердения, но и на конечное состояние конструкции. При низкой влажности происходят быстрая потеря влаги, бетон пересыхает и начинает трескаться. При высокой влажности даже в очень жарком климате бетонные конструкции набирают проектной крепость достаточно быстро;
  • качество уплотнения смеси. Чем меньше пор, через которые будет испаряться влага, тем быстрее затвердеет бетон. Прочность бетона увеличивается при повторном вибрировании, так как ускоряется процесс гидрации цемента;
  • вид цемента.

Для создания наиболее благоприятных условий, бетонную конструкцию накрывают водонепроницаемой пленкой, покрывают влажными опилками, песком, пропаривают в среде водяного пара, достигшего состояния насыщения.

Проверка бетона на прочностьПри температурах ниже нуля, в зимнюю пору года, застывание бетона имеет определённые особенности. Сразу после укладки, бетон несколько схватывается за счет того, что выделяет собственное тепло. Но когда этот процесс тепловыделения прекратиться смесь замерзает. Остановить замерзание помогут добавки с противоморозным эффектом. так же часто в зимнее время используют не портландцемент, а глинозёмистый, который выделяет в несколько раз больше тепла.

Обратить внимание! После размораживания процесс твердения возобновляется. Но если прерывать строительство нельзя, создаются условия, при которых постоянно подогревается конструкция, пока не будет достигнут проектный % прочности.

Временная шкала набора прочности при оптимальных условиях (температура 200С) выглядит так:

  • 1-7 дней скорость застывания максимальная, достигается до 70% прочности от заявленной в документации;
  • 28 дней — при оптимальных условиях набирается 100% прочность;
  • 6 месяцев — 150% от гарантийной;
  • 1 год — 175%;
  • 2 года — 200%.

Важно помнить, что этот процесс продолжается и в дальнейшем.

Прочность и компоненты бетонной смеси

Что же понимают под прочностью бетона? В комплексном значении — это способность сопротивляться внешним и внутренним разрушающим воздействиям. Но чаще всего, это понятие связываю с тем, как бетонная смесь сопротивляется сжимающему воздействию. Прочность бетона на сжатие характеризуется классом и маркой. Марка обозначается буквой М и цифрой. Вот цифра и показывает, какое сжатие в кг на см2 сможет выдержать затонное основание после 28 дней набора прочности в нормальных условиях.Прочность бетонной смеси

Среди факторов, которые влияют на прочность бетона, основными являются такие:

  • качество заполнителя, цемента, воды, добавок;
  • количество цемента;
  • соответствие скорости набора прочности нормальным условиям;
  • соблюдение технологических требований при изготовлении смеси и её укладке.

Особое внимание уделяется цементу. Используя более активный цемент, повышают прочность.

Из цемента и воды готовится цементное тесто, которое на первом этапе заполняет пустоты между песчинками, обволакивая их. А на втором этапе, уже смесь цемента и пека так же обволакивает заполнитель и заполняет пустые пространства между его фракциями. Чем меньше пустот, тем более прочным будет бетон.

Увеличение количества воды приводит к снижению прочности. Так как при твердении вода испаряется, а на её месте в бетоне образуются пустоты.

Качество заполнителей так же важно учитывать. Лучше использовать зёрна неправильно формы с шероховатой поверхностью. Однако, следует обратит внимание на отсутствие пыли, грязи, глинистых вкраплений. Часто строители даже промывают гравий и щебень.

Как определить прочность бетона?

Исходя из того, что прочность очень важна для качественного строительства, а набирается она постепенно, используют различные методы для определения прочности бетона. Условно все методы разделяют на два типа:

  • первый вид: инфракрасный, выбуривание кернов, по стандартным образцам, с использованием электрического потенциала;
  • неразрушающий контроль: ударный импульс, пластическая деформация, упругий отскок, отрыв со скалыванием.

Когда исследуется упругий отскок, измеритель прочности бетона устанавливается бойком перпендикулярно к поверхности. Фиксируется величина отскока в серии из 5 значений, а дальше прибор перемещается в новое место и снова проводится серия ударов. После нескольких манёвров, вычисляется среднее значение, по которому о определяется прочность. Аналогичным является метод ударного импульса, нов нём фиксируется энергия удара бойка.Прибор

Самым доступным методом является метод пластической деформации. Его суть: стальным шариком ударяют по исследуемой поверхности и измеряют отпечаток. Испытание проводится несколько раз и в разных местах, а затем определяется среднее значение.

Одним из самых универсальных, считается ультразвуковой метод. Он даёт возможность проверить такие показатели прочности:

  • отпускную;
  • передаточную;
  • на этапах затвердевания.

При таком методе измеряется скорость распространения ультразвуковой волны по веществу.

stroitel5.ru

Прочность бетона формулы — Бетонные и железобетонные работы

Содержание статьи

В производстве сборного железобетона различается проектная, передаточная, распалубочная и отпускная прочность бетона.

Проектная прочность

Проектная прочность (марка) –нормируемая прочность бетона в возрасте 28 суток или в другие сроки, допускающая передачу на изделие полной проектной нагрузки. Если в проектной документации, ГОСТ или ТУ на изделие не указан срок достижения бетоном проектной марки, то таким сроком следует считать 28 суток со дня изготовления.

Усредненные значения коэффициентов прироста прочности бетонов на цементах различных видов, твердеющих на открытом воздухе при положительных температурах в возрасте 90 и 180 суток, приведены в табл. 5.

Передаточная прочность

Передаточная прочность – нормируемая прочность бетона предварительно напряженных изделий к моменту передачи на него предварительного натяжения арматуры.

Величину передаточной прочности бетона регламентирует проект, ГОСТ или ТУ на данный вид изделий.

Передаточная прочность бетона назначается не ниже 70 % проектной марки, принимаемой, как правило, для предварительно напряженных изделий, в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры; при этом фактическая величина передаточной прочности с учетом требований статистического контроля на производстве должна составлять не менее 14 МПа, а при стержневой арматуре класса Αт-VI, арматурных канатах и проволочной арматуре без промежуточных головок – не менее 20 МПа.

Основные характеристики и физические свойства тяжелого бетона приведены в табл. 4.

Арматура для тяжелых бетонов

Вид и класс напрягаемой арматуры Проектная марка бетона не ниже
Проволочная арматура классов:
B H с анкерами 250
Bp-II без анкеров при диаметре проволоки: до 5 мм включительно 250
6 мм и более К-7 (ГОСТ 13840—68 *) 400
К-19 (ТУ 14—4—22—71 *) 350
От 10 до 18 мм (включительно) классов:
A-IV и Αт-IV 200
A-V и Αт-V 250
Αт-VI 350
20 мм и более классов:
A-IV и Αт-IV 250
A-V и Αт-V 350
Αт-VI 400

Таблица 5

Вид и минералогический состав цемента Значение коэффициента К, сут
90 180
Алюминатный портландцемент (C3 A ≥ 12 %) 1,05 1.1
Алитовый портландцемент (C3 S ≥ 50 %; C3 A ≤ 8 %) 1,05 1,1
Пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент с содержанием шлака до 40· % 1,05 1,25
Белитовый портландцемент и шлакопортландцемент с содержанием шлака более 50 % 1,1 1,3

Примечание. Значения К могут определяться по формуле K = lgn / lg28 при п > 3, где

П – возраст бетона в сутках. Полученными данными можно пользоваться для ориентировочных расчетов состава бетона. При этом прочность бетона в возрасте п суток (RN) определяется по формуле RN = R28 • K.

Если проектная марка бетона принята выше указанного минимального значения, то передаточная прочность должна составлять не менее 50 % принятой проектной марки.

Распалубочная прочность

Распалубочная прочность – минимальная прочность бетона при сжатии, при которой возможна распалубка (выемка из форм) и безопасное внутризаводское транспортирование изделий без их повреждения. Величина распалубочной прочности, условия и сроки ее достижения устанавливаются для каждого вида изделий предприятием-изготовителем в соответствии с технологическими правилами производства.

Отпускная прочность

Отпускная прочность – нормативная прочность бетона, при которой изделие разрешается отгружать с завода потребителю.

Величина отпускной прочности бетона изделий регламентируется ГОСТ на данный вид изделий, а при отсутствии ГОСТ или если величина отпускной прочности не регламентирована ГОСТ, ее устанавливает предприятие-изготовитель по согласованию с потребителем и проектной организацией.

Величину отпускной прочности определяют с учетом условий транспортирования, монтажа и срока передачи нагрузки на изделия, а также с учетом технологии их изготовления и возможности дальнейшего нарастания прочности бетона в изделиях в зависимости от климатических условий района строительства и времени года.

При этом величина отпускной прочности бетона в процентах от его проектной марки по прочности на сжатие должна быть не менее приведенной ниже марке, допускается только в тех случаях, если при транспортировании и монтаже изделия могут быть допущены нагрузки, близкие к расчетным; в холодный период года, если не могут быть созданы условия для роста прочности бетона до передачи на изделие проектной нагрузки.

Бетон в изделиях Отпускная прочность, проц. от проектной марки, не менее
Тяжелый бетон и бетон на пористых заполнителях
M150 и выше 50
Тяжелый бетон М100 и ниже 70
Бетон на пористых заполнителях Ml00 и ниже 80
Бетон всех видов и марок, изготовляемых с автоклавной обработкой…. 100

arxipedia.ru

Чем и как определяется прочность бетона?

Прежде чем начать строительство небольшого дома или крупной многоэтажки, мастера и компании обязаны провести испытание стройматериала на прочность. Да, даже один из самых популярных и востребованных строительных материалов — бетон — требует проверки. Несмотря на то, что бетонную смесь считают одним из мощных и долговечных материалов для строительства, он все же подвержен неблагоприятному воздействию внешней среды. Испытание бетона на стойкость — отличный способ, чтобы определить механические характеристики материала. Такой контроль позволит в дальнейшем времени прогнозировать поведение бетонных сооружений при нагрузках и природных катаклизмах.

Общие сведения

Определение прочности бетона проводиться только после наблюдения показателей, что определяют механические характеристики смеси. Среди основных типов макроструктуры бетона выделяют плотную, плотную с пористым заполнением, ячеистую и зернистую структуры. В зависимости от нее и будет определяться способность будущего устройства конструкции выдерживать нагрузки и оказывать им сопротивление.

Прочность цементной смеси также зависит от следующих факторов:

  • качества и активности вяжущих элементов;
  • структуры бетона и гранулометрического состава заполнителей;
  • их формы, размеров и прочности;
  • количества воды на единицу объема.

Не стоит забывать и о степени уплотнения смеси, уходе за ней. Хорошему цементу можно не только «похвастаться прочностью». Он не должен крошиться, трескаться, колоться или расслаиваться. В первую очередь при выборе бетонной смеси советуем обратить внимание на ее состав. Помните, чем выше марка выбранного материала, тем большие нагрузки сможет выдерживать строение. Да, за такой продукт придется заплатить больше, но помните, на безопасности и сроке службы будущего строения экономить нельзя.

Также в бетоне должны присутствовать модификаторы, это специальные вещества, которые увеличивают прочность и скорость застывания смеси в конструкциях. Для хорошей устойчивости бетонной конструкции ее нужно дополнительно армировать. Армирование — это погружение металлических прутов или проволок в бетонный материал.

Не стоит и забывать про условия, в которых происходит заливка бетонного раствора. Позаботьтесь о подходящей температуре и влажности воздуха, теплоизоляции. Бетон должен не быть переувлажненным, но также не высохнуть слишком быстро. Нужно определить оптимальное время, чтобы цемент успел качественно прореагировать с водой.

Вернуться к оглавлению

Проверка стандартных образцов

Процедура определения прочности бетона.

Прочность бетонной смеси неразрывно связана со многими факторами. Она определяется несколькими методами, также необходим профессиональный прибор, который будет измерять технические характеристики. Методы определения прочности бетона разные. Рассмотрим самые популярные.

Испытание цемента на крепость проводят по контрольным образцам — это кубики или цилиндры из раствора. Бетон замешивают в строгих пропорциях и дают ему высохнуть 28 суток. После этого подготовленные контрольные образцы помещают в специальные приборы, например, пресс, и сжатием пытаются их разрушить.

Еще один популярный разрушающий метод — исследование кернов. Из уже готового застывшего бетонного сооружения вырубают или пытаются выбурить монолит. Кусок такого продукта отправляют на лабораторные тесты для испытания бетона (например, разрушающее испытание бетона под прессом).

Обычно монолит бурят с помощью алмазных корок, это позволяет провести процесс без вреда для конструкции. Но помните, что такие разрушающие методы исследования бетона на прочность дорогие. Также образец сложно извлечь, а если сделать это неправильно, то можно серьезно навредить конструкции.

Для определения устойчивости можно использовать неразрушающие методы. Суть этой работы заключается в том, что специалисты измеряют предел прочности бетона, а другие показатели, которые связаны между собой и влияют на этот фактор. Способы проведения неразрушающего контроля требуют больших трудоемких затрат, при этом они не всегда точные. Но все же большинство массовых и частичных инженерных задач можно решить неразрушающими методами.

Вернуться к оглавлению

Как подготовить образцы?

Для инспекции бетона на прочность используют несколько кубиков (их заливают в стандартные формы) из смеси и проводят с ним специальную обработку. Помните, что при выборе материала для тестирования в него запрещено дополнительно вносить или удалять любые наполнители. Заполнение бетоном форм должно происходить за полчаса после отбора, а извлечение — без использования воды или прочих жидкостей. Измерение прочности нужно проводить только через несколько дней. Образцы для испытания не должны иметь дефектов, трещин, расслоений, а наплывы раствора, что образовались после отливки в форму нужно удалить при помощи абразива.

Вернуться к оглавлению

Методы

  • Молоток Кашкарова.

    На сжатие. Испытание смеси на прочность проводят по разным технологическим схемам. Например, контроль прочности бетонного куба на сжатие проводится в несколько этапов. Сначала нужно установить образец в нижнюю плиту пресса, а верхняя будет постоянно опускаться. Плиты будут давить на образец до тех пор, пока бетонный куб при сжатии не разрушится. Но то, как расколется бетон должно соответствовать нормам, указанным в специальных документах. Если что-то пошло не так и результат не совпал с прогнозируемым, то такой метод не учитывается.

  • На растяжение. Можно провести испытание при помощи растяжения упругого элемента. «Подопытный» элемент помещают в испытательную машину и оказывают давление. При этом особое внимание уделяют измерению параметров упругого отскока твердых предметов и деформации бетона в месте удара.
  • Молоток Кашкарова. Опытные специалисты говорят, что нужно пользоваться приборами и методами проверки на прочность цементной смеси в комплексе и объединять результаты в единую картину. Если обратить больше внимания на метод определения прочности бетона неразрушающим контролем, то можно отметить, что он поможет установить надежность смеси в целой конструкции. Нужно ударить по бетону, а потом обязательно замерить отскок частиц и твердых предметов от поверхности, параметры деформации бетона в месте удара. Для нанесения удара обычно используют специальный «молоток Кашкарова». В местах исследования поверхность конструкции должна быть ровной, а удары нужно наносить через листы копировальной белой бумаги.
  • Отрыв. Отдельную группу представляет метод отрыва со скалыванием (на отрыв и скол). Если бетон проверяют на отрыв, то на его поверхность наклеивают диск из стали, который соединяют с механизмом, который будет работать до тех пор, пока не оторвет кусок бетона. Измерения результатов нужно записывать и сравнивать.
  • Скалывание. Метод скалывания заключается в том, чтобы от внешнего угла конструкции отколоть кусок цемента. Сразу же отметим, что для хорошей работы во время скалывания нужен крепки перфоратор или дрель. Такой неразрушающий контроль определяет прочность прочность по усилию, которое необходимо для скалывания участка конструкции, расположенному на ребре с внешней стороны.
  • Ультразвук. Ультразвуковое применяют для монолитных конструкций. Такой лабораторный тип испытания заключается в том, с какой скоростью будут распространяться звуковые колебания в бетоне. Проводят специальными приборами. Тут измеряется время, за которое распространяется ультразвук в бетоне.
Вернуться к оглавлению

Заключение

Определение прочности бетона будет эффективным и точным при условии, если мастер четко исполнит требования и правила проведения таких проверок. Чтобы достичь максимально точного результата в испытании бетона, нужно проведение в комплексе несколько методов контроля.

kladembeton.ru


Смотрите также