Испытания бетона на отрыв со скалыванием по ГОСТ

Контрольные кубики испытали в лаборатории и получили требуемую прочность. Можно ли после этого утверждать, что бетон в залитой плите, колонне или фундаменте имеет точно такую же прочность? Нет: результат испытания характеризует контрольный образец, а не автоматически каждую точку готовой конструкции.

После укладки бетон конструкции твердеет уже в условиях объекта. На его состояние влияют уплотнение смеси, температура, влажность, уход за бетоном и другие технологические факторы. Поэтому испытания бетона могут решать две разные задачи: определить прочность изготовленных образцов или получить данные непосредственно по конструкции.

Именно отсюда возникает необходимость правильно выбрать метод контроля. Если исследуется кубик, его можно разрушить прессом. Если требуется оценить бетон уже выполненной конструкции, применяют методы контроля непосредственно на объекте. Один из них — отрыв со скалыванием.

КСС — Строительная лаборатория испытаний выполняет контроль прочности бетона как по образцам, так и непосредственно в бетонных и железобетонных конструкциях. Разберем, что показывают эти испытания, почему показание прибора еще не всегда является прочностью бетона и когда требуется проверка бетона на отрыв со скалыванием.

Испытание бетонных кубиков: что именно проверяет лаборатория

Контрольные образцы изготавливают из отобранной бетонной смеси, формуют, уплотняют и выдерживают в предусмотренных условиях. Затем образец устанавливают в испытательный пресс и увеличивают нагрузку до разрушения.

По разрушающей нагрузке с учетом площади рабочего сечения определяют прочность образца на сжатие.

Методы определения прочности бетона по контрольным образцам устанавливает ГОСТ 10 180. Таким способом можно проверить, какую прочность получил испытанный образец в соответствующем возрасте.

Но здесь возникает принципиальное различие:

испытали кубик → получили характеристику контрольного образца;
необходимо оценить плиту или фундамент → требуется информация о бетоне конкретной конструкции.

Это не одно и то же измерение.

Что показывают результаты испытания бетонных кубиков

Представим, что лаборатория испытала серию контрольных образцов и получила требуемую прочность. Этот результат подтверждает характеристики испытанных образцов при установленных условиях их изготовления, твердения и испытания.

Бетон на объекте проходил другой путь: смесь транспортировали, укладывали в опалубку, уплотняли и выдерживали непосредственно в конструкции. Условия твердения разных участков также могут различаться.

Из этого не следует, что результат кубиков обязательно должен отличаться от результата контроля конструкции. Следует другое: результат испытания образца нельзя без соответствующих оснований считать измерением прочности каждой точки конструкции.

Поэтому сначала необходимо определить инженерную задачу. Если требуется контроль по образцам — испытывают образцы. Если вопрос относится к фактическому бетону плиты, стены, колонны или фундамента — исследуют конструкцию.

Получите расчёт стоимости работ по вашему объекту за 24 часа

Подберем необходимые испытания, рассчитаем стоимость и сроки выполнения работ.

Когда нужно определение прочности бетона неразрушающим методом

Допустим, необходимо установить прочность уже выполненной монолитной плиты. Поместить плиту под лабораторный пресс невозможно, а изготовленный ранее кубик является отдельным образцом.

В такой ситуации применяют методы, позволяющие проводить измерения непосредственно на конструкции.

КСС выполняет определение прочности бетона неразрушающим методом при контроле бетонных и железобетонных конструкций. Конкретный способ нельзя выбирать только по удобству или скорости работы прибора. Необходимо учитывать задачу контроля, тип конструкции, предполагаемый диапазон прочности, состояние участка и требования нормативной документации.

По ГОСТ 22 690 к механическим методам неразрушающего контроля относятся упругий отскок, пластическая деформация, ударный импульс, отрыв, скалывание ребра и отрыв со скалыванием.

Но перечислить методы недостаточно. Главное различие между ними заключается в том, что именно измеряет прибор и каким образом из этого показателя получают прочность бетона.

Прямые и косвенные методы определения прочности бетона

Представим два прибора. Первый фиксирует характеристику отскока после удара по поверхности. Второй измеряет усилие, необходимое для вырыва установленного в бетон анкера.

Оба используются для контроля прочности, но физически измеряют разные параметры.
При косвенных методах сначала получают показатель, связанный с прочностью, а затем используют градуировочную зависимость. Поэтому цифра, которую показывает прибор, и прочность бетона на сжатие — не обязательно одна и та же физическая величина.

Ударно-импульсный метод определения прочности бетона

При ударно-импульсном методе прибор воздействует на поверхность и регистрирует параметры ударного импульса. Затем измеряемый показатель связывают с прочностью посредством установленной градуировочной зависимости.

Преимущество такого подхода — возможность быстро выполнять измерения на различных участках конструкции. Но скорость контроля не отменяет требований к методике.

Получить число на дисплее прибора недостаточно. Необходимо понимать, какая градуировочная зависимость используется и применима ли она к исследуемому бетону.

Метод упругого отскока при определении прочности бетона

Метод упругого отскока работает иначе. После механического воздействия прибор регистрирует величину отскока ударника.

И здесь действует тот же принцип: отскок — это измеряемый параметр, а не результат испытания кубика на сжатие. Для определения прочности применяется соответствующая зависимость между показателем прибора и прочностью.

Поэтому два распространенных утверждения — «прибор показал прочность» и «кубик показал прочность» — могут скрывать принципиально разные способы получения результата.

Почему метод отрыва со скалыванием отличается

При стандартной схеме метод отрыва со скалыванием относится к прямым механическим методам неразрушающего контроля. При испытании измеряется усилие местного разрушения бетона при вырыве установленного анкерного устройства.

Это не означает, что прибор непосредственно показывает готовый итог без дальнейшей обработки. Измеренное усилие необходимо обработать в соответствии с методикой.

Именно поэтому определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием нельзя свести к действию «установили анкер — потянули — записали число».

Проверка бетона на отрыв: что происходит с конструкцией

Термин «проверка бетона на отрыв» часто используется как общее обозначение испытания, но по ГОСТ необходимо различать отрыв и отрыв со скалыванием.

При методе отрыва усилие передается через металлический диск, закрепленный на поверхности бетона.

При отрыве со скалыванием в бетон устанавливается анкерное устройство. Испытательный прибор прикладывает к нему возрастающее усилие. Вокруг анкера формируется локальная зона разрушения, а прибор фиксирует усилие вырыва.

Таким образом, бетон конструкции действительно локально повреждается. Название «неразрушающий контроль» в данном случае не означает абсолютного отсутствия каких-либо повреждений. Метод не требует разрушения самой конструкции или извлечения из нее крупного образца для испытания на прессе, но в точке контроля остается локальная зона вырыва.

Это важное отличие от ударного импульса и упругого отскока.

Как проводят испытания бетона на отрыв со скалыванием по ГОСТ

Результат испытания начинает формироваться еще до включения прибора. Ошибка при выборе участка или установке анкера способна повлиять на результат не меньше, чем неправильная обработка показаний.

Выбор участка для испытания бетона

Нельзя установить анкер в произвольной точке только потому, что к ней удобно подойти.

Участок контроля выбирают с учетом требований метода и особенностей конструкции. Необходимо учитывать состояние бетона, расположение краев конструкции, арматуры и зон действия напряжений.

Если зона вырыва взаимодействует с арматурным стержнем или испытание проводится на неподходящем участке, характер разрушения изменяется. В результате полученное усилие уже может не характеризовать бетон так, как предполагает стандартная схема испытания.

Поэтому специалист сначала определяет где можно измерять, и только потом выполняет измерение.

Установка анкера для метода отрыва со скалыванием

На выбранном участке устанавливают анкерное устройство. Его тип и параметры должны соответствовать принятой схеме контроля.

Здесь имеет значение не просто наличие анкера. Учитываются его размеры, глубина заделки и условия установки.

После подготовки анкер соединяют с испытительным прибором. При этом необходимо убедиться, что схема приложения нагрузки соответствует требованиям метода.

Испытание на отрыв со скалыванием

Дальнейшая последовательность выглядит так:

выбор участка → подготовка места испытания → установка анкера → подключение прибора → приложение нагрузки → локальное разрушение бетона → фиксация усилия → проверка характера вырыва → обработка результата.

Нагрузку увеличивают с установленной методикой скоростью. Для испытания методом отрыва со скалыванием ГОСТ 22 690 предусматривает скорость увеличения нагрузки 1,5−3,0 кН/с.

После вырыва недостаточно посмотреть только на максимальное показание прибора. Специалист оценивает фактический характер испытания и параметры вырыва.

Получите расчёт стоимости работ по вашему объекту за 24 часа

Подберем необходимые испытания, рассчитаем стоимость и сроки выполнения работ.

Как из усилия вырыва получают прочность бетона

Это один из ключевых моментов, который позволяет понять смысл метода.

Предположим, прибор зафиксировал определенное усилие в кН. Это еще не означает, что-то же число можно записать как прочность в МПа: килоньютон характеризует силу, а мегапаскаль — напряжение.

Поэтому измеренное усилие проходит обработку в соответствии с ГОСТ и принятой схемой испытания. Учитываются предусмотренные методикой параметры и коэффициенты.

В результате получают уже не просто силу вырыва анкера, а расчетное значение прочности бетона на сжатие.

Отсюда следует практический вывод:

показание прибора → еще не окончательный результат;
измерение + проверка условий испытания + обработка → результат определения прочности.

Именно поэтому сравнивать два испытания только по цифрам на дисплеях приборов некорректно.

Зачем нужна градуировочная зависимость при контроле прочности

Особенно хорошо разница видна на косвенных методах.

Предположим, прибор измерил характеристику упругого отскока. Сам по себе отскок не измеряется в МПа и не является прочностью на сжатие. Необходима связь между измеряемым показателем и фактической прочностью.

Такую связь описывает градуировочная зависимость.

Для косвенных методов она позволяет перейти:

измеряемый параметр → установленная зависимость → прочность бетона.

Поэтому использование прибора с заводской шкалой само по себе еще не отменяет требований нормативной методики к установлению и применению градуировочных зависимостей.

Отрыв со скалыванием при стандартной схеме отличается тем, что ГОСТ предусматривает возможность определения прочности по установленной зависимости с учетом условий применения метода.

Что выбрать: кубики, отрыв со скалыванием или ударный метод

Нельзя назвать один метод «лучшим» для любой строительной задачи. Сначала определяется объект контроля.
Например, если необходимо установить прочность изготовленных контрольных образцов, нет смысла заменять испытание на сжатие молотком Шмидта.

И наоборот: если инженерный вопрос звучит как «какова прочность бетона этой плиты?», результат отдельного контрольного кубика и измерение непосредственно на плите отвечают не на полностью идентичные вопросы.

В отдельных задачах методы не конкурируют, а дополняют друг друга. Прямой метод может применяться и при установлении или корректировке зависимости для косвенного контроля.

Когда результаты испытания бетона нельзя просто принять

Представим, что на одном участке получили 32 МПа, а на другом — 24 МПа. Ошибочно сразу сделать вывод, что второй участок однозначно выполнен из более слабого бетона.

Сначала необходимо проверить условия получения обоих результатов.

На результат способны повлиять расположение участка, арматура, параметры установки анкера, характер вырыва, состояние поверхности при поверхностных методах, применяемая градуировочная зависимость и соблюдение требований конкретного метода.

При отрыве со скалыванием особенно важно оценивать характер локального разрушения и положение зоны вырыва относительно арматуры.

Поэтому лабораторный контроль состоит не только из измерения. Он включает:
выбор метода → выбор участков → измерения → проверку корректности результатов → обработку → оценку полученных значений.

Пропуск одного из этих этапов способен сделать точное показание прибора инженерно бесполезным.

ГОСТ: неразрушающие методы контроля прочности бетона

Для рассматриваемых механических методов основным нормативным документом является ГОСТ 22690 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

Стандарт устанавливает требования к методам контроля, средствам измерений, подготовке и проведению испытаний, установлению градуировочных зависимостей и обработке результатов.

Для испытания контрольных образцов применяется другая нормативная логика. Методы определения прочности по контрольным образцам устанавливает ГОСТ 10180.

Разделение можно представить просто:

ГОСТ 10180 → испытываем контрольный образец;
ГОСТ 22690 → механическими методами контролируем бетон непосредственно в конструкции.

Именно поэтому фраза «прочность уже проверили по кубикам» сама по себе не отвечает на вопрос, требуется ли дополнительно исследовать бетон конструкции. Это определяется задачей строительного контроля.

Когда необходимо проверять прочность бетона в конструкции

Не существует правила, согласно которому после каждого испытания кубиков обязательно требуется отрыв со скалыванием или другой неразрушающий метод.

Дополнительный контроль возникает тогда, когда необходимо получить данные не о контрольном образце, а непосредственно о бетоне конструкции либо решить другую предусмотренную нормативной, проектной или обследовательской задачей проблему.

Например, такой вопрос может возникнуть при обследовании существующего сооружения, контроле фактически выполненной монолитной конструкции, необходимости оценить отдельные участки или получить данные для принятия инженерного решения.

На объектах КСС — Строительная лаборатория испытаний сначала определяет именно задачу контроля. От нее зависит, нужно ли испытывать образцы, выполнять прямой неразрушающий контроль или применять косвенные методы.

Это принципиальнее выбора конкретного прибора: сначала определяется, какую характеристику и какого объекта необходимо получить, затем выбирается метод измерения.

Что получает заказчик после испытания бетона

Результат работы лаборатории — не фотография показания прибора и не отдельная цифра без контекста.

Должно быть понятно:

  • какая конструкция контролировалась;
  • каким методом определяли прочность;
  • где располагались участки контроля;
  • каким оборудованием выполнялись измерения;
  • какие значения получены;
  • как результаты были обработаны.
КСС — Строительная лаборатория испытаний выполняет испытания строительных материалов и конструкций с оформлением результатов контроля в соответствии с задачей и применяемыми нормативными требованиями.

Именно протокол позволяет связать итоговое значение с конкретным методом, участком конструкции и проведенным испытанием.

Почему кубики и контроль конструкции дают разную информацию

Вернемся к исходной ситуации.

Лаборатория разрушила бетонный куб и получила требуемую прочность. Этот результат отвечает на вопрос:

«Какую прочность имеет испытанный контрольный образец?»

Если затем выполняется определение прочности бетона непосредственно в плите, возникает другой вопрос:

«Какую прочность показывает контроль бетона этой конструкции на исследованных участках?»

Поэтому задача состоит не в том, чтобы выбрать между «старым методом с кубиками» и «современным прибором». Это разные способы получения данных для разных задач.

Правильная последовательность обратная:

что требуется проверить → где находится исследуемый бетон → какой метод применим → как получить измерение → как обработать результат → какой вывод можно сделать.

Такой подход позволяет не подменять инженерный контроль одной цифрой и понимать, что именно показывает каждое испытание.

Часто задаваемые вопросы

В разговорной практике эти понятия иногда смешивают, но ГОСТ различает методы отрыва и отрыва со скалыванием. При отрыве усилие передается через закрепленный на поверхности диск, а при отрыве со скалыванием используется установленное в бетон анкерное устройство. Специалисты КСС — Строительная лаборатория испытаний указывают в документации фактически примененный метод контроля, а не общее название проверки.

Смотрите также