Испытания затвердевшего бетона в конструкциях

Различные испытания затвердевшего бетона проводятся для обеспечения проектной прочности бетона и качества бетонных конструкций.

Испытания затвердевшего бетона

Испытания, проводимые на затвердевшем бетоне, можно разделить на две основные категории:

Пригодность конструкции из затвердевшего бетона определяется путем проведения соответствующих испытаний. Предпочтительно проводить такие испытания без разрушения или повреждения бетонной конструкции.
Неразрушающие испытания – это испытания, при которых конструкция не повреждается, а результаты снимаются. При разрушающих испытаниях результаты можно получить, лишь слегка повредив поверхность бетона. После проведения испытаний поверхность необходимо отремонтировать.
Мы подробно рассмотрим разрушающие и неразрушающие испытания бетона по очереди.

Разрушающие испытания затвердевшего бетона

Распространенными разрушающими испытаниями, проводимыми на бетоне, являются:
Основные разрушающие испытания затвердевшего бетона следующие.

1. Испытание бетона на кубик

Характеристики бетона определяются путем испытания прочности бетона на сжатие в кубиках. Для испытания в кубиках используются два типа образцов: кубики размером 15 см X 15 см X 15 см или 10 см X 10 см X 10 см в зависимости от размера заполнителя. Для большинства работ обычно используются кубические формы размером 15 см х 15 см х 15 см.
Эти образцы испытываются на компрессионных машинах после 7 дней твердения или 28 дней твердения. Нагрузку следует прикладывать постепенно со скоростью 140 кг/см2 в минуту до разрушения образцов. Читать далее:Испытание бетона на кубик

2. Испытание на прочность при растяжении

Бетонные конструкции сильно подвержены растрескиванию при растяжении, поэтому определение прочности бетона на растяжение очень важно. Прочность на растяжение бетонных конструкций определяется путем:

2.1 Испытание с разделенным цилиндром

Здесь прочность на растяжение определяется косвенным путем. Испытание проводится на основе 5816 – 1970. Используемый образец размером 30 см х 15 см помещается на машину для испытания на сжатие. Нагрузка прикладывается к образцу диаметрально и равномерно по всей длине цилиндра до тех пор, пока цилиндр не разрушится. Разрушение цилиндра происходит по диаметру в вертикальном направлении.

Приспособление для определения прочности при растяжении на разрыв

Между образцом и нагрузочными пластинами помещаются фанерные полосы, чтобы избежать прямого напряжения из-за непосредственной точки приложения нагрузки.
Растягивающее напряжение, формирующееся по мере продвижения нагрузки, раскалывает цилиндр на две половины. Раскалывание происходит вдоль вертикальной плоскости. Это происходит из-за косвенного растягивающего напряжения.
Пусть созданное растягивающее напряжение, приводящее к расколу, равно ft . Если “P” – сжимающая нагрузка при разрушении, “L” – длина цилиндра, а диаметр цилиндра равен “D”,

2.2 Испытание на изгиб

Рекомендации по проведению испытания на изгиб соответствуют BS 1881: Часть 118: 1983. Здесь нагружается образец бетонной балки размером 15x15x75 см. Пролет образца балки должен быть в три раза больше глубины.
Как показано на рисунке ниже, равная нагрузка прикладывается на расстоянии одной трети от концевых опор. Реакции на опорах равны. Волокно нижней балки испытывает увеличение напряжения с увеличением приложения нагрузки. Увеличение напряжения составляет 0,02 МПа и 0,10 МПа.

Экспериментальная установка для испытания на прочность при изгибе

Для низкопрочного бетона мы используем низкую скорость, а для высокопрочного – высокую скорость. Рассчитывается теоретическое максимальное растягивающее напряжение на нижней поверхности при разрушении. Это называется модулем упругости при разрыве. Он примерно в 1,5 раза больше растягивающего напряжения, определенного при испытании на раскалывание. Модуль упругости при разрыве определяется по,

3. Испытание на прочность сердечника

Цилиндрические сердечники вырезаются из готовой конструкции с помощью ротационного режущего инструмента. Сердечник замачивается, закрывается крышкой и испытывается на сжатие для определения прочности бетона в реальной конструкции. Отношение высоты керна к диаметру и место взятия керна влияют на прочность. Прочность наименьшая на верхней поверхности и увеличивается с глубиной элемента. Отношение высоты сердечника к диаметру, равное 2, дает стандартное испытание цилиндра. Подробнее: Отбор проб керна и испытание бетона.

Неразрушающие испытания бетона

Основные неразрушающие испытания на прочность затвердевшего бетона следующие.

1. Испытание отбойным молотком (твердость)

Молоток Шмидта используется в испытании на отбойную твердость, при котором металлический молоток, прижатый к бетону, ударяется другой подпружиненной металлической массой и отскакивает. Величина отскока регистрируется на шкале и дает представление о прочности бетона. Чем больше число отскока, тем выше прочность бетона.

2. Испытание на скорость ультразвукового импульса
При испытании на скорость ультразвукового импульса измеряется скорость ультразвуковых импульсов, проходящих через участок бетона от излучателя к приемнику. Скорость импульса соотносится с прочностью. Чем выше скорость, тем прочнее бетон.

3.Испытание на выдергивание

Испытание на выдергивание определяет силу, которая требуется для выдергивания стального стержня специальной формы из затвердевшего бетона, в который была залита сталь.

Машина для испытания на выдергивание и выдергивание бетонного стержня

Вытаскивание стали производится с помощью конуса из бетона, имеющего наклон 45 градусов. Усилие, необходимое для вытаскивания бетона, связано с прочностью бетона на сжатие.

4. Испытание на сопротивление проникновению

Испытания бетона на сопротивление проникновению позволяют определить относительную прочность бетона в одной и той же конструкции или относительную прочность различных конструкций. В силу природы оборудования, от него нельзя и не следует ожидать абсолютных значений прочности. ASTM C-803 дает стандартный метод испытания под названием “Сопротивление пенетрации затвердевшего бетона”.

5. Другие неразрушающие испытания
Разработано оборудование для измерения

ширины и глубины трещин

водопроницаемости и поверхностной влажности бетона

Глубина покрытия и расположение арматурных стержней

Электрохимический потенциал арматурных стержней и, следовательно, наличие коррозии.

Химические испытания затвердевшего бетона

Имеется полный спектр химических испытаний для измерения

Подробнее о химических испытаниях бетона

• Неразрушающие испытания бетона – методы, применение.
• Испытание бетона отбойным молотком – принцип, процедура, преимущества и недостатки.
• Как определить твердость строительных материалов?.
• Испытания затвердевшего бетона для проверки качества строительства.
• Испытание на прочность при сжатии бетонного керна – расчет и результаты.
• Испытания на выдергивание затвердевшего бетона.
• Испытание бетонных кернов на прочность – отбор образцов и процедура.