Metody a typy zkoušení betonu na pevnost, jaké zařízení se používá ke studiu pevnostních vlastností betonu, pevnostní třídy

Beton se velmi často používá pro výrobu nosných prvků různých konstrukcí. Jeho pevnostní charakteristiky do značné míry určují spolehlivost a trvanlivost konstrukcí. K jejich kontrole jsou poskytovány laboratorní zkoušky betonů a malt, které vyžadují speciální přístup a důkladné provedení. Skutečné výsledky o kvalitě materiálu můžete získat pouze studiem vlastností a postupu použití různých technik.

Jaká je pevnost betonu?

Pevnost betonu je nejdůležitější charakteristikou, která určuje míru jeho odolnosti vůči vnějším vlivům (mechanickým, fyzikálním, chemickým) během provozu. Je třeba to vzít v úvahu při provádění výpočtů a navrhování jakékoli betonové konstrukce. Indikátor síly je určen dvěma hlavními charakteristikami:

1. Třída betonu (označuje se písmenem B) je tlakový tlak, kterému materiál vydrží bez výraznějších změn (deformací). Měřeno v MPa podle SNiP 52-01-2003.
2. Třída betonu (označená – M) – pevnost v tlaku, měřená v kg/cm2. Instalováno v souladu s GOST 26633-2015.

Pevnost betonu je určena výsledky laboratorních zkoušek. Záleží na následujících faktorech:

1. Cementová třída. Čím je vyšší, tím pevnější bude beton se stejným poměrem přísad.
2. Složení směsi. Podstatný vliv má poměr hlavních složek betonu a také množství přísad (změkčovadla, přísady atd.). Důležitou funkci plní přísady pro zvýšení voděodolnosti a mrazuvzdornosti.
3. Kvalita přísadvčetně čistoty vody, typu plniva, jeho zrnitosti a frakcionace atd.
4. Správná příprava roztoku — rovnoměrné míchání, dodržení receptury. Svou roli hraje způsob hnětení – ruční nebo strojové. V míchačce na beton je kvalita míchání znatelně vyšší.
5. Podmínky nalévání — konzistence roztoku, zhutnění, okolní teplota, vlhkost.
6. Podmínky mrazu. Beton nabývá na síle postupně, maximální hodnoty dosahuje po 28 dnech. Tento indikátor závisí na teplotě a vlhkosti během období úplného vytvrzení roztoku. Příliš rychlé vytvrzení může způsobit praskání materiálu.

Kontrola nejdůležitějších parametrů materiálu by měla být provedena ve fázi přípravy roztoku a po dosažení maximální pevnosti. Kromě pevnosti v tlaku se zjišťuje osová pevnost v tahu (Bt), voděodolnost (W), mrazuvzdornost (F) a hustota (D).

Metody zkoušení pevnosti betonu

K určení pevnosti betonu existuje několik metod nedestruktivního a destruktivního výzkumu:

1. Testování vzorků odlitých z připraveného roztoku v laboratorních podmínkách. Ze směsi určené k lití konstrukce se vyrábějí vzorky ve formě válců, kostek a kuželů. Poté se pomocí lisu určí jejich pevnost v tlaku.
2. Zkoušení vzorků oddělených ze ztvrdlého betonového monolitu. Mohou být řezány nebo vyřezány. Nejčastěji se vzorky vyrábějí vrtáním diamantovými vrtacími korunkami. Pevnost se zjišťuje v laboratorních podmínkách pomocí lisu.
3. Nedestruktivní metody pomocí speciálních přístrojů. Používá se ultrazvuk, rázový impuls nebo jiné moderní principy fungování.

Důležité! Moderní technologie umožňují určit sílu pomocí přístrojů, ale laboratorní testy zůstávají nejběžnějšími metodami, které poskytují přesnější výsledky.

Typy konkrétního výzkumu

Kromě základních zkušebních metod se používají další typy zkoušení betonu:

1. Kuželový průvan. Tato technika umožňuje studovat vlastnosti připraveného roztoku. Nalévá se do kovového kužele. Po vytvoření kužele se vyjme a zkoumá se konzistence, rovnoměrnost, tekutost a další ukazatele, které ovlivňují strukturu a pevnost betonu.
2. Zhutňovací studie. Stanoví se koeficient zhutnění hotového roztoku. Zkouška se provádí v zařízení se dvěma nádobami vybavenými nálevkami. Přes ventil je roztok z jím naplněné nádoby vypouštěn do druhé nádoby, odkud vstupuje do odměrného válce.
3. Stanovení plasticity a změny tvaru. Pro studium těchto parametrů roztoku se nejprve nalije do speciálního kornoutu, ze kterého se nakloněním formy podává na stůl. Takto se určují rozmetací parametry materiálu.
4. Detekce vzduchových inkluzí (pórů). Test lze provést dvěma způsoby. První možnost je založena na měření hmotnosti vzorku z roztoku před a po intenzivním protřepávání ve speciální instalaci. Další způsob zahrnuje vymačkávání vzorku pomocí lisu.

Při samostatné přípravě roztoku a lití betonové konstrukce se často používají jednoduché nepřímé metody. Pevnost betonu se dá posoudit podle barvy, protože kvalitní beton má zelenošedou barvu a čím zelenější, tím lepší. Nažloutlý odstín značí snížení kvality. Správná kvalita je indikována výskytem cementového mléka na povrchu betonové vložky, která musí být co možná nejtlustší. Oddělené frakce plniva by neměly vystupovat na povrchu lité hmoty. Nakonec lze na vytvrzený monolit lehce udeřit kladivem. Od dobrého betonu se to zvonivým zvukem odrazí a na povrchu zůstane jen malý důlek.

Destruktivní metody

Pro laboratorní zkoušky se vzorky oddělují od ztvrdlého betonu destruktivními metodami. Postup jejich provádění je upraven GOST 10180-2012. Jsou vybrány následující vzorky:

• kostky vyřezané z monolitu;
• válce (jádra) vyříznuté vrtáním diamantovým vrtákem.

Postup testu je celkem jednoduchý. Vzorky jsou umístěny pod lis a zničeny. Síla potřebná k tomu je zaznamenána.

Destruktivní metody způsobují určité poškození monolitu a jsou poměrně pracné, ale poskytují nejpřesnější hodnoty pevnosti. Proto jsou tyto metody povinné při výrobě kritických betonových konstrukcí. Počet odebraných vzorků závisí na objemu betonářské práce, počtu dávek malty a jejích možných variacích.

Nedestruktivní metody

Pro stanovení pevnostních charakteristik betonu pomocí nedestruktivních metod se používají speciální zařízení. V podstatě se jedná o nepřímé metody, které umožňují získat výchozí data pro provedení nezbytných výpočtů. Jsou porovnány se zavedenými standardy shrnutými v tabulkách.

Používají se následující metody:

1. Ultrazvukové vyšetření. Rychlost šíření takových vln závisí na hustotě materiálu a struktury. Skutečně získané výsledky se porovnají s referenčním vzorkem. K testování se obvykle používá aparatura UGM-1. Chyba měření se odhaduje na 5 %.
2. Technika rázového pulsu. Beton je vystaven kulovému kovovému úderníku bez zničení materiálu. Speciální přístroje magnetostrikčního nebo piezoelektrického typu převádějí rázový impuls na elektrický signál, jehož parametry přístroje zaznamenávají.
3. Metoda odrazu. Při testování se pomocí skleometru zjišťují parametry odrazu úderníku při dopadu na betonový povrch.
4. Metoda plastické deformace. Kovová kulička narazí na povrch betonu, takže zůstane důlek. Změřením síly nárazu a rozměrů vybrání se stanoví pevnost materiálu porovnáním s normou.