Испытания затвердевшего бетона для проверки качества строительства

Затвердевший бетон со временем набирает прочность, и испытания этого затвердевшего бетона для проверки качества очень важны для строительства. Существуют различные виды испытаний для проверки различных свойств затвердевшего бетона, о которых и пойдет речь.

Свойства затвердевшего бетона

  • Раннее изменение объема
  • Свойства ползучести
  • Проницаемость
  • Отношение напряжение-деформация

Раннее изменение объема (усадка) может привести к образованию трещин. Пластическая усадка происходит из-за потери воды из свежей пасты в результате испарения или всасывания сухой поверхностью. Объем уменьшается до 1%, когда паста еще пластична. Контроль потери воды может помочь предотвратить пластическую усадку бетона.
Сухая усадка происходит из-за потери воды и/или охлаждения. 15-30% сухой усадки происходит в первые 2 недели, 65-85% – в первый год. Сухая усадка может быть вызвана недостаточным твердением, высоким водоцементным отношением, высоким содержанием цемента, низким содержанием крупного заполнителя и наличием стальной арматуры. Она зависит от размера и формы структуры бетона и может быть неравномерной из-за неравномерной потери воды.
Набухание может произойти, если бетон после отстаивания постоянно выдерживается в воде. Его влияние относительно невелико и не вызывает значительных проблем.
Отношение напряжения к деформации затвердевшего бетона показано на рисунке ниже:
НАПРЯЖЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЯ БЕТОНА
Агрегат и цементная паста по отдельности показывают линейное напряжение-деформацию из-за микротрещин между границей раздела агрегата и цементной пасты, но бетон нелинеен. Для проектирования конструкций нам необходимы прочность на сжатие (fc) и модуль упругости (E).

Испытания затвердевшего бетона

Затвердевший бетон подвергается следующим испытаниям:

  • Испытание на прочность при сжатии (наиболее распространенное) – DT
  • Модуль упругости – NDT
  • Испытание на растяжение при разрыве – DT
  • Испытание на прочность при изгибе – DT
  • Испытание отбойным молотком – NDT
  • Испытание на сопротивление проникновению – неразрушающий контроль
  • Испытание на скорость ультразвукового импульса – неразрушающий контроль
  • Испытание на зрелость – неразрушающий контроль
  • Испытание на прочность при сжатии (fc’)

    ИСПЫТАНИЕ БЕТОНА НА СЖАТИЕ
    ASTM C39: Для этого испытания используется цилиндрический образец (6 на 12 дюймов). Для бетона нормального веса: диапазон fc’ составляет от 21 МПа до 34 МПа (3000 фунтов на кв. дюйм – 5000 фунтов на кв. дюйм). Прочность на сжатие зависит от размера образца, в больших образцах больше вероятность слабых элементов, что снижает прочность и имеет меньшую изменчивость и лучше отображает реальный бетон.
    Как происходит разрушение?
    Наиболее слабым местом затвердевшего бетона является граница раздела между цементной пастой и заполнителем.

    Модуль упругости – Ec-тест на затвердевшем бетоне

    ASTM C469 используется для определения модуля упругости по хорде. В этом методе требуется 3-4 этапа нагружения. Используется один и тот же образец. Этот метод обеспечивает полезную взаимосвязь с прочностью. Диапазон результатов испытаний составляет 14 ГПа – 41 ГПа (2000 кси – 6000 кси).
    Коэффициент Пуассона определяется по стандарту ASTM C469. Диапазон составляет от 0,11 до 0,21 в зависимости от заполнителя, влажности, возраста и прочности на сжатие.

    Испытание на растяжение при раздельном растяжении затвердевшего бетона

    ИСПЫТАНИЕ БЕТОНА НА РАСТЯЖЕНИЕЭто испытание измеряет прочность бетона на растяжение (ASTM C496). Цилиндр подвергается сжимающей нагрузке вдоль вертикального диаметра с постоянной скоростью до усталости. Разрушение происходит вдоль вертикального диаметра из-за напряжения, развивающегося в поперечном направлении.
    Напряжение в поперечном направлении рассчитывается по формуле T = 2p/BLD
    где:
    T = предел прочности при растяжении, МПа (psi)
    p = нагрузка при разрушении, Н (psi)
    L = длина образца, мм (дюйм)
    D = диаметр образца, мм (дюйм).
    Прочность на растяжение варьируется от 2,5 МПа до 31 МПа (360 psi – 450 psi), около 10% от прочности на сжатие.

    Испытание на прочность при изгибе (ASTM C78) на затвердевшем бетоне

    ИСПЫТАНИЕ БЕТОНА НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ИЗГИБЕЭто испытание используется для измерения модуля разрыва (MR). Это важное испытание для бетонных покрытий дорог и аэропортов. Образец балки квадратного х-образного сечения загружается в трехточечный нагрузочный аппарат…

    Расчет модуля разрыва

    Если разрушение происходит в средней 1/3 части пролета

    R = PL/(bd^2)

    Где:
    R = прочность на изгиб, МПа (psi)
    P = максимальная приложенная нагрузка, Н (фунты)
    L = длина пролета, мм (дюйм)
    b = средняя ширина образца, мм (дюймы)
    a = средняя глубина образца, мм (дюймы).
    Если разрушение происходит дальше средней трети, результаты следует отбросить.
    Полезные зависимости:

  • R = (0,62 – 0,83)fc’^0,5 (единицы измерения S.I.)
  • R = (7,5 – 10)fc’^0,5 (английские единицы).
  • Испытание отбойным молотком (испытание молотком Шмидта) на затвердевшем бетоне

    Испытание отбойным молотком
    Это неразрушающее испытание, проводимое на затвердевшем бетоне. Подпружиненная масса ударяется о поверхность бетона, а весы измеряют, насколько далеко масса отскакивает. Чем выше отскок, тем тверже поверхность бетона и тем выше его прочность.
    Используйте прилагаемые калибровочные графики, чтобы соотнести отскок с прочностью. Для каждого образца проводится от 10 до 12 измерений. Испытание используется для проверки однородности бетона.

    Испытание на сопротивление проникновению (испытание зондом Виндзора)

    Это неразрушающее испытание. Устройство, напоминающее пистолет, выстреливает зонды в структуру бетона. Он проводится на каждом из трех отверстий в специальном шаблоне. Затем определяется средняя глубина. Глубина находится в обратной зависимости от прочности. Этот метод дает более точную оценку, чем отбойный молоток.
    Отбойный молоток проверяет только поверхность, в то время как тест на сопротивление проникновению проводит измерения в глубине образца.

    Испытание на скорость ультразвукового импульса (ASTM C597)

    ИСПЫТАНИЕ НА СКОРОСТЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИМПУЛЬСАЭтот тест измеряет скорость ультразвуковой волны, проходящей через бетон. Длина между преобразователями/время прохождения = средняя скорость распространения волны. Он используется для обнаружения разрывов, трещин и внутреннего разрушения в структуре бетона.

    Испытание на зрелость (ASTM C1074)

    Зрелость это степень гидратации цемента, которая изменяется со временем и температурой. Предполагается, что прочность является функцией зрелости для конкретной бетонной смеси. Используются приборы для измерения температуры бетона с течением времени.

    Испытание на проницаемость затвердевшего бетона

    Это испытание влияет на прочность затвердевшего бетона и позволяет воде и химическим веществам проникать через его поверхность. Это приводит к снижению морозостойкости, щелочно-агрегатной реактивности и других химических веществ, коррозии стальной арматуры.
    Воздушные пустоты, влияющие на проницаемость, образуются в результате неполного уплотнения свежего бетона, испарения воды затворения, которая не используется для гидратации цемента. Увеличение соотношения вода/цемент оказывает сильное влияние на проницаемость. Другими факторами, влияющими на проницаемость, являются возраст бетона, тонкость частиц цемента, воздухововлекающие агенты.

    Свойства ползучести затвердевшего бетона

    Ползучесть это постепенное увеличение деформации с течением времени под действием длительной нагрузки. Это длительный процесс (несколько лет), который зависит от типа конструкции. Он вызывает увеличение прогиба и увеличение напряжения в стали, постепенную передачу нагрузки от бетона к стали и потерю части силы предварительного напряжения в предварительно напряженном бетоне.

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: