Контроль качества бетонных работ

За процессом бетонирования необходимо вести систематический контроль на всех операциях, начиная от приготовления бетонной смеси и кончая распалубкой.

Этот контроль должна осуществлять строительная лаборатория вместе с непосредственными исполнителями.

Для приготовления бетонной смеси применяют качественные и чистые материалы (песок, щебень, цемент).

При этом систематически проверяют крупность песка и щебня, их влажность, количество вредных глинистых и пылеватых частиц, а также прочность щебня на сжатие.

Необходимо организовать лабораторный контроль за такими показателями цемента, как сроки его схватывания, тонкость помола и прочность на сжатие (марка).

Особое внимание уделяют точности дозирования составляющих.

При этом расход воды систематически корректируют в зависимости от фактической влажности заполнителей.

У места укладки бетонной смеси проверяют ее однородность, подвижность и объем.

Если замечено, что смесь при перевозке расслоилась, немедленно корректируют ее состав, изменяют маршрут перевозки, модернизируют транспортные средства и т. д.

При отклонении от заданной подвижности изменяют В/Ц и улучшают условия транспортирования.

На крупных объектах, где одновременно ведут укладку разных бетонных смесей, во избежание их пересортицы на каждую партию смеси, доставленную бетоновозом, нужно иметь паспорт.

В нем указывают марку смеси, ее подвижность, вид цемента, крупность заполнителя и объем партии.

Контроль за качеством подачи, распределения и укладки бетонной смеси должен вести технический персонал стройки. Контроль заключается в наблюдении за организацией работ и выполнением всех без исключения технологических операций. Здесь не может быть мелочей.

Как указывалось выше, качество бетона сильно зависит от качества опалубки, отсутствия в ней щелей, мер, принятых против расслоения бетонной смеси при подаче и укладке, послойной укладки, качества подготовки рабочих швов, способа виброуплотнения, ухода за бетоном, своевременной и правильной распалубки.

Поэтому все эти и другие факторы должны постоянно находиться под контролем технических руководителей стройки.

Особое внимание необходимо уделять контролю за виброуплотнением бетонной смеси. Контроль за процессом вибрирования пока ведут визуально, судя по степени осадки смеси, прекращению выхода из нее пузырьков воздуха и появлению цементного молока.

Субъективность оценки приводит к ошибкам и в конечном счете к снижению качества бетона.

В последнее время для контроля за уплотнением бетонной смеси разработаны плотномеры, принцип действия которых основан на измерении поглощения гамма-излучения.

При этом у хорошо уплотненного бетона степень поглощения радиактивного излучения выше, и наоборот.

Созданы приборы, использующие для контроля за степенью уплотнения бетонной смеси изменение ее омического сопротивления. Внедрение такого контроля повышает качество бетона.

Контроль прочности бетона

Прочность на сжатие монолитного бетона во всех областях строительства, кроме гидротехнического, оценивают по результатам испытаний образцов-кубов 150×150×150 мм в возрасте 28 суток в соответствии с ГОСТом.

Контрольные образцы-кубы готовят на месте укладки из бетонной смеси, непосредственно укладываемой в дело и выдерживаемых в условиях нормального твердения (при 20 (±2)° С и относительной влажности не менее 90%).

Каждая серия контрольных образцов состоит из трех одинаковых кубов.

Количество серий определяют в зависимости от вида конструкций или сооружений, их габаритов и массивности.

Одну серию образцов-кубов назначают на следующие объемы работ:

- на каждые 50 м³ массивных конструкций при объеме блока бетонирования более 1000 м³, при объеме блока меньше 100 м³ - на каждые 250 м³;

- на каждые 100 м³ крупных фундаментов, но не менее одной серии на каждый блок;

- на каждые 50 м³ массивных фундаментов под технологическое оборудование объемом более 50 м³, но не менее одной серии на каждый блок, а при объеме менее 50 м³ - не менее одной серии на каждый фундамент;

- на каждые 20 м³ каркасных и тонкостенных конструкций (колонны, балки, плиты и т. п.);

- не менее двух серий на 200 м³ оснований и покрытий дорог и аэродромов, одна из которых (три образца-куба) - для испытаний на сжатие, другая - три призмы для испытаний на растяжение при нагибе;

на каждые 50 м³ сооружений, возводимых в скользящей опалубке, не менее трех серий (одна для испытаний в возрасте трех суток), но не менее чем на каждые 2 м высоты сооружения.

Помимо образцов-кубов стандартного размера в отдельных случаях прочность на сжатие бетона определяют испытанием образцов-кубов с длиной ребра 10, 20 и 30 см, а также образцов-цилиндров диаметром 15 см и высотой 30 см.

Размеры образцов-кубов зависят от наибольшей крупности заполнителя:

Крупность заполнителя, мм ….. до 20 до 40 до 70 до 150

Куб с длиной ребра, мм ……….... 100 150 200 300

Результаты, полученные при испытании образцов-кубов с длиной ребра 10, 20 и 30 см, приводят к стандартной прочности, т. е. прочности при сжатии образцов-кубов с ребром 15 см. Для этого среднеарифметические значения прочности от испытания трех образцов одной серии умножают на поправочные коэффициенты.

Значения поправочных коэффициентов принимают с учетом размеров и формы испытываемых образцов:

Образцы-кубы с ребрами, см 10 20 30

Коэффициент 0,85 1,05 1,10

Для образцов-цилиндров поправочный коэффициент равен 1,10.

Прочность бетона в конструкции или сооружении считают достаточной, если ни в одной из испытанных серий снижение прочности по сравнению с проектной маркой бетона не превышает 15 %.

Если при испытании образцов окажется, что прочность бетона ниже проектной более чем на 15%, состав бетона для дальнейшего бетонирования немедленно корректируют, а возможность использования ранее забетонированных конструкций определяет проектная организация.

В отдельных случаях (например, в дорожном и аэродромном строительстве) помимо определения прочности бетона на сжатие испытывают его также на растяжение при изгибе.

В случаях, оговоренных проектом или специальными техническими условиями, бетон испытывают на прочность при осевом растяжении, на морозостойкость и водонепроницаемость.

Качество торкрета и набрызг-бетона контролируют испытанием образцов на прочность при сжатии и водонепроницаемость.

С этой целью методом торкретирования готовят плиты, из которых выпиливают образцы-кубы необходимых размеров или плитки для испытания на водонепроницаемость.

При подводном бетонировании для проверки прочности бетона на сжатие из «тела» конструкции или сооружения выбуривают образцы-цилиндры.

Испытание прочности бетона в конструкциях и сооружениях

В тех случаях, когда невозможно установить марку бетона в конструкции или сооружении путем испытания предварительно изготовленных или выбуренных образцов, его прочность на сжатие проверяют неразрушающими методами. Эти методы основаны на том, что сначала измеряют какую-нибудь физико-механическую характеристику бетона (x_i), а затем через нее определяют прочность на сжатие R_сж.

Зависимость R_сж = f(x_i) для каждого метода и вида бетона устанавливают экспериментально с составлением тарировочных графиков или таблиц.

Неразрушающие методы подразделяются на две группы: механические и физические.

К группе механических методов относится оценка прочности бетона на сжатие в конструкциях и сооружениях с помощью эталонного молотка Кашкарова.

В этом методе используется зависимость между прочностью бетона на сжатие и его поверхностной твердостью:

R_сж = f(Н).

Эталонный молоток Кашкарова:

а - схема; б - разрез; 1- корпус; 2 - стакан; 3 - головка; 4 - пружина; 5 - шарик; 6 - эталонный стержень.

Для определения прочности бетона на сжатие устанавливают молоток Кашкарова шариком на бетон и слесарным молотком наносят удар по корпусу эталонного молотка.

При этом шарик нижней частью вдавливается в бетон, а верхний - в эталонный металлический стержень, оставляя и на бетоне и на стержне отпечатки.

После измерения диаметров этих отпечатков d_би d_э находят их отношение d_б/d_э.

Предел прочности кубов размером 150×150×150 мм, кгс/см²

Тарировочная кривая для определения прочности бетона по значению d_б/d_э

По среднеарифметическому из десяти замеров d_б/d_э с помощью тарировочных кривых определяют прочность бетона насжатие. Этот метод, отличающийся простотой и малой трудоемкостью, применяют для определения прочности бетона в тонкостенных конструкциях и сооружениях. Однако он позволяет оценить свойства только поверхностных слоев бетона, что снижает его точность.

Метод Вольфа основан на использовании зависимости между прочностью бетона на сжатие и на растяжение или вырывным усилием:

R_сж=f(P_r)

Для испытания в бетоне сооружения бурят шесть скважинок диаметром 26 мм и глубиной 55 мм. В них вставляют разжимной конус, который состоит из конусообразного сердечника, четырех цанговых щек с наружным рифлением, прижимной пружины и соединительной муфты для крепления разжимного конуса к пресс-насосу. Затем конус выдергивают из скважины.

Разжимной конус:

1 – сердечник; 2 – щеки; 3 – прижимная пружина; 4 – муфта.

При выдергивании цанговые щеки за счет трения заклиниваются в скважине и выкалывают бетон вокруг нее в виде усеченного неправильного конуса. Развиваемое при этом усилие фиксируется манометром.

В зависимости от вырывного усилия P_r по тарировочному графику определяют прочность бетона на сжатие.

Зависимость прочности бетона P_б от вырывного усилия P_r

Этот метод учитывает влияние на прочность бетона не только раствора, но и крупного заполнителя и сцепления между ними.

Однако метод трудоемок (необходимо бурить скважинки) и применять его для испытания тонкостенных конструкций невозможно.

Из физических методов определения прочности бетона на сжатие широко распространен импульсный ультразвуковой. Он основан на измерении скорости распространения в бетоне продольных ультразвуковых волн и степени их затухания.

Для испытаний используют специальные ультразвуковые приборы типа УП-4 или УКБ-1.

Скорость ультразвука связана функциональной зависимостью с динамическим модулем упругости бетона.

Прочность на сжатие для бетона определенного состава определяют по тарировочным кривым или вычисляют по формуле.

Относительно нетрудоемкий импульсный ультразвуковой метод применяют для оценки прочности бетона, его однородности и выявления дефектов структуры.

При определенных условиях (постоянство технологии, идентичность исходных материалов и т. п.) этот метод обеспечивает вполне приемлемую точность контроля.

Электронный склерометр Оникс-2.5 предназначен для оперативного измерения прочности и однородности бетона методом ударного импульса по ГОСТ 22690.

Широко используется при технологическом контроле прочности бетона, обследовании объектов, в том числе для оценки прочности тяжёлых и легких бетонов, кирпича, цементного раствора и т.п.

Прибор незаменим, когда необходим контроль прочности и однородности большого количества объектов в сжатые сроки.

Внешний вид прибора «Оникс – 2.5»