Betona stiprības noteikšana: metodes, aprīkojums, GOST. Betona stiprības kontrole un novērtēšana

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-17 19:00

Pārbaudot būvkonstrukcijas, tiek veikta betona stiprības noteikšana, lai noteiktu to stāvokli pašreizējā laikā. Faktiskā veiktspēja pēc ekspluatācijas sākuma parasti neatbilst konstrukcijas parametriem. Tos tieši ietekmē deformācijas slodzes un ārējie faktori. Diagnostikas procesā var izmantot dažādas metodes.

Pamattermini un definīcijas

Pirms apsvērt betona stiprības uzraudzības un novērtēšanas pamatmetodes, ieteicams iepazīties ar dažiem jēdzieniem, lai turpmāk nerastos jautājumi. Visi termini un definīcijas, kas nepieciešami skaidrākai tēmas izpratnei, ir sniegti zemāk.

• Betons ir būvmateriāls, kas iegūts mākslīgi javas sacietēšanas rezultātā ar saistvielu un pildvielām. Lai sasniegtu vislabāko veiktspēju, maisījumam var pievienot papildu piedevas.
• Stiprums - rūdīta materiāla īpašība uztvert mehāniskās slodzes, nelūstotkurā. Ekspluatācijas laikā konstrukcijas tiek pakļautas kompresijai un spriedzei, kā arī citai ietekmei.
• Stiprības robeža - pieliktās mehāniskās slodzes lielākā vērtība, kas samazināta tieši līdz noteiktam šķērsgriezuma laukumam, pēc kuras sasniegšanas notiek daļēja vai pilnīga materiāla iznīcināšana.
• Destruktīvās metodes betona stiprības noteikšanai - uzskaitīto parametru kontrole, ņemot kontrolparaugus, kas ņemti no pārbaudītās konstrukcijas atbilstoši GOST 28570 punktiem.

• Nesagraujošā pārbaude - atsevišķu konstrukcijas elementu pamatīpašību uzticamības pārbaude bez demontāžas. Izmantojot šo metodi, objekts nav jāpārtrauc.
• Strukturālās pārbaudes laukums - noteikta apjoma, garuma vai ierobežotu izmēru laukuma proporcija, kurai tiek veikti stiprības testi.

Kam paredzēta vadīkla?

Būvējot dzīvojamās ēkas, ražošanas vai tirdzniecības objektus, betona stiprības noteikšana ļauj izvairīties no daudzām negatīvām sekām. Materiāls tiek izmantots dažādos ēku būvniecības posmos dažādiem mērķiem. Atkarībā no konstrukciju veida prasības maisījumiem var ievērojami atšķirties. Piemēram, pamatu un sienu ieliešanai izmanto dažādu marku betonu, ko nosaka stiprības raksturlielumi.

Prasībām neatbilstošu maisījumu izmantošana var izraisīt plaisu veidošanos, darbības pasliktināšanosīpašības un priekšlaicīga konstrukcijas atteice. Bieži vien ir nepieciešama izpēte, lai noteiktu, vai ēku var turpmāk izmantot jebkādiem mērķiem.

Betona stiprības tabula: atbilstības klases un pakāpes

Javas tiek iedalītas kategorijās, kurās tiek ņemti vērā dažādi parametri. Parasti betona stiprību MPa iedala klasēs, ko norāda ar lielo burtu ar skaitli. Šāda marķēšana profesionālā vidē tiek uzskatīta par ērtāko. Piemēram, B25 javas stiprība būs 25 MPa.

Kas attiecas uz betona zīmolu, tas izsaka aptuveno vērtību kilogramos uz kvadrātcentimetru. Apzīmējums tiek veikts saskaņā ar to pašu principu. Taču ar rādītāju attiecību normatīvais variācijas koeficients var būt 13,5 procenti.

Piemēram, tiek piedāvāts iepazīties ar īpašu betona stiprības tabulu, kurā parādīta atbilstība starp maisījumu klasēm un pakāpēm.

Klase	Zīmols	Spēks, kgf/kv. m
B5	M75	65
B10	M150	131
B15	M200	196
B25	M350	327
B35	M450	458

Kas ietekmē izturību?

Ķīmisko procesu gaitā betona maisījums sacietē. Ūdens mijiedarbojas ar saistvielu. Atsevišķu faktoru ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu var paātrināt vai palēnināt. Betona galīgā stiprība zināmā mērā būs atkarīga no tiem.

Svarīgi faktori:

• sākotnējā saistvielas darbība;
• ūdens daudzums kompozīcijā;
• blīvēšanas līmenis;
• temperatūra un mitrums;
• sajaukšanas komponentu kvalitāte.

Svarīgu lomu spēlē izmantoto pildvielu kvalitāte. Komponenti ar smalku frakciju un māla vielām izraisa stiprības samazināšanos. Lielām daļiņām ir labāka saķere ar saistvielu. To lietošana pozitīvi ietekmē spēka rādītājus.

Pētīšanas metožu klasifikācija

Nosakot betona stiprību būvkonstrukcijās, nepieciešams risināt sarežģītas tehniskas problēmas. Teorētisko un praktisko pētījumu attīstība ēku kompozīciju kvalitātes kontroles jomā ir novedusi pie daudzu metožu rašanās. Katram no tiem ir noteikta darbības joma, kā arī plusi un mīnusi.

Ja ņemam ietekmēšanas metodi tieši uz pārbaudīto struktūru, tad var izdalīt trīs galvenās metodes.

1. Iznīcinoši. Pēc kontroles darbībām paraugu nevar izmantot paredzētajam mērķim.
2. Negraujošs. Pārbaudes veiktspēja neietekmē struktūras veiktspēju.
3. Lokāli destruktīvs. Pēc īpašiem notikumiem nepieciešama atjaunošana.

Pārbaude jāveic tikai pēc detalizētas iepazīšanās ar projektu un tehnisko dokumentāciju. Saņemot noteiktu informāciju par izmantoto sastāvu un konstrukcijas ražošanas tehnoloģiju, varat sākt darbu pie stiprības īpašību noteikšanas.

Kādi faktori nosaka metodes izvēli?

Lai noskaidrotu betona stiepes izturību, vispirms jāizlemj par pētījuma metodoloģiju. Viņas izvēli ietekmē šādi faktori:

• ēku kombinācijas stāvoklis;
• testa vietu pieejamība;
• apkopotās informācijas daudzums;
• neviendabīgu slāņu esamība vai neesamība struktūrā.

Nr. Turklāt tiek rūpīgi izpētīts paraugs, kas ņemts tieši no konstrukcijas korpusa, nevis no augšdaļas.

Destruktīvās kontroles metodes

Metožu būtība slēpjas paraugu izpētē, kas iegūti, urbjot vai izzāģējot gatavu konstrukciju. Tie tiek pakļauti statiskai slodzei, pakāpeniski palielinoties augšanas ātrumam. Rezultātā ir iespējams aprēķināt spriegumus zem pieliktajiem spēkiem.

Ņemto paraugu izmēri un forma ir atkarīga no veicamās pārbaudes veida. Tiem jāatbilst GOST 10180 prasībām.

Pētīšanas metode	Pārbaudāmo paraugu forma	Elementu izmēri milimetros
Betona stiepes un spiedes stiprības noteikšana	Kubs	Figūras malu garums var būt 100, 150, 200 vai 300 mm
	Cilindrs	Pētīšanai paraugu ņem divu diametru augstumā, no kuriem vienam var būt tādi paši izmēri kā kuba malām.
Aksiālā sprieguma stiprības indikatoru pārbaude	Prizma ar kvadrātveida sekciju	Pārbaudāmā elementa izmēri var būt: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 vai 200 x 200 x 800 mm.
	Cilindrs	Testēšanas laikā tiek ņemti tāda paša izmēra paraugi kā iepriekš minētajā gadījumā.
Stiepes stiprības noteikšana liecē un šķelšanā	Prizma ar kvadrātveida sekciju	Darba laikā tiek ņemti šādu izmēru paraugi: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 un 150 x 150 x 600 mm.

Lai noteiktu betona stiprību, tā paraugus ņem, urbjot vai izzāģējot atsevišķas detaļas.

1. Sēdvietas tiek piešķirtas pēciepriekšēja pārbaude. Dizaina pārbaudes laukumam jāatrodas zināmā attālumā no savienojumiem un malām.
2. Pēc paraugu ņemšanas atlikušās rievas ir aizmūrētas ar smalkgraudainu betonu.
3. Urbšanas vai zāģēšanas procesā tiek izmantoti dimanta zāģa asmeņi, speciāli urbumu zāģi vai piemēroti karbīda instrumenti.
4. Paraugu ņemšanas zonām jābūt bez pastiprinājuma. Ja šo iespēju nevar realizēt, tad paraugiem, kuru izmēri ir lielāki par 10 cm, ņem betona gabalu ar metāla stieņiem ar šķērsgriezumu līdz 16 mm.
5. Armatūras klātbūtne ir nepieņemama aksiālās spriedzes un saspiešanas pētījumos. Tas negatīvi ietekmē galīgo sniegumu. Turklāt lieces stiepes testos prizmas formas paraugos nedrīkst atrasties stieņi.
6. Paraugu ieguves vietas, to skaitu, kā arī izmērus nosaka betona stiprības kontroles noteikumi, ņemot vērā GOST 18105 punktus.

Katrs paņemtais gabals ir atzīmēts un aprakstīts protokolā. Pēc tam tas tiek rūpīgi sagatavots turpmākai pārbaudei. Visiem paraugiem jābūt ar īpašu shēmu, kas skaidri atspoguļo detaļu orientāciju tieši dizainā.

Mehāniskā nesagraujošā pārbaude

Šīs metodes pamatā ir kalibrēšanas atkarības. Tie ir balstīti uz netiešām īpašībām. Tie ietver:

• rādītāji uzbrucēja atsitienam tieši no betona virsmas;
• sitaminstrumentu enerģijas parametriimpulss;
• nospiedumu izmēri, kas palikuši mehāniskas ietekmes rezultātā;
• stress, kas izraisa lokālu lūzumu šķiršanās laikā;
• spēks, laužot konstrukcijas malu.

Betona stiprības kontroles noteikumi paredz testēšanas laikā izmantot noteiktu mērierīču komplektu: suportu, leņķisko skalu, pulksteņa indikatoru un dažus citus instrumentus. Veikto pārbaužu skaits un attālumi starp darba zonām ir norādīti tabulā.

Lietišķā pētījuma metode	Notikto pasākumu skaits	Attālums milimetros
		No struktūras malām	Starp darba zonām
Rievu šķeldošana	2	-	200
Plastiskā deformācija	5	50	30
Atdalīšana	1	50	Dubultā diska diametrs
Elastīgs atsitiens	5	50	30
Šoka impulss	10	50	15
Noplēst ar šķembām	1	150	Rakšanas dziļums,reizināts ar 5

Iepriekš minētās darbības jāveic betona konstrukciju laukumā ar kopējo platību 100-600 kvadrātmetri. sk. Pēc galveno testu veikšanas dati tiek ievadīti īpašā žurnālā, lai noteiktu kalibrēšanas atkarības starp sacietējušā javas netiešajiem raksturlielumiem un stiprības rādītājiem.

Nedestruktīva pārbaude ar fiziskās ietekmes metodēm

Šādu metožu kategorijā ietilpst akustiskā trieciena un caurejošā starojuma tehnoloģijas. Tie sniedz iespēju spriest par konstrukcijas kvalitatīvajiem raksturlielumiem pēc iekšējās struktūras, jo elastīgo vibrāciju viļņu izplatīšanās ātrums tiek mērīts tieši caur testējamo materiālu.

Visbiežāk izmantotā ierīce betona stiprības noteikšanai ir ultraskaņas metode. Tas ļauj veikt rādījumus bez mehāniskas ietekmes uz konstrukciju. Tas mēra ātrumu, ar kādu ultraskaņas viļņi iziet cauri betona slānim. Izmantojot caurlaidīgu izpēti, sensori var atrasties abās pusēs, bet virspusēji - vienā pusē.

Kontrole, izmantojot ultraskaņu, tiek uzskatīta par visinformatīvāko un diezgan vienkāršu. Tas ļauj ne tikai novērtēt stiprības parametrus, bet arī atrast iespējamos defektus slāņu iekšpusē. Izmantotajai ierīcei ir vairāki darbības režīmi, kas parādīti tabulā.

Režīms	Apraksts
Kalibrēšana	Ļauj pielāgot ierīci betona īpašībām. Sacietējušā maisījuma iekšpusē tiek mērīti bīdes viļņi, noteikti svarīgi parametri, kas nepieciešami masīva struktūras kvalitatīvu attēlu uzņemšanai.
Pārskats	Dod iespēju ātri izpētīt struktūras iekšējo struktūru. Tiek izmērīts biezums, tiek atklāti defekti vai objekti masīvā (veidgabali, caurules, kabeļi).
Kolekcija	Ievākti ultraskaņas dati. Ieraksts tiek veikts dažādās pozīcijās. Skenēšana tiek veikta sloksnes (vai īpašas lentes) veidā.
Skatīt	Izmanto, lai analizētu datus ilgā laika periodā. Šajā gadījumā ekrānā ir redzami visu veidu attēli. Tos var parādīt pa vienam vai visus uzreiz.

Ultraskaņas betona stiprības testeris ļauj atkārtoti veikt vairākus testus, pastāvīgi uzraugot parametru izmaiņas. Trūkums ir kļūda akustisko raksturlielumu attiecībās ar pamata parametriem.

Par būvmaisījumu sacietēšanu uz cementa bāzes

Pastāv tieša betona stiprības atkarība no temperatūras cietēšanas procesa laikā. Par normāliem apstākļiem tiek uzskatīts režīms no 15 līdz 20 grādiem. Temperatūrai pazeminoties, spēka pieaugums palēninās. Sasaldējot, notiks sacietēšana, ja sastāvam ir pievienotas īpašas piedevas.

Temperatūras paaugstināšana paātrina sacietēšanas procesu, īpaši, ja ir pietiekams mitrums. Tomēr karsēšana virs 85 grādiem ir kontrindicēta, jo ir grūti aizsargāt betona maisījumu no izžūšanas. Sacietēšanas procesu var stimulēt divos veidos. Pirmais no tiem ir iekšējā siltuma izmantošana, bet otrais ir ārējā siltuma izmantošana.

Par iespējamo problēmu analīzi stiprības noteikšanā

Izmantojot ultraskaņas betona stiprības mērītāju, īpaša uzmanība jāpievērš kalibrēšanas atkarību noteikšanai. Bez tiem iegūtos datus nevar uzskatīt par pierādījumiem. Lai iegūtu precīzākus rezultātus, jums būs jāņem vērā pildvielas daudzums un sastāvs, blīvējuma līmenis, cementa patēriņš un daudz kas cits.