Набор прочности бетона.
Твердение бетона представляет собой сложное физико-химическое явление, при котором цемент, взаимодействуя с водой, образует новые соединения. Вода проникает вглубь частиц цемента постепенно, в результате все новые его порции вступают в химическую реакцию. Поэтому бетон твердеет постепенно, даже через несколько месяцев твердения внутренняя часть зерен цемента еще не успевает вступить в реакцию с водой. Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон на портландцементе через 7-14 дней после приготовления набирает 60-70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.
Иногда используют дорогостоящий глиноземистый цемент, который через сутки твердения дает 80-90% 28-дневной прочности. Ускоряют процесс твердения быстротвердеющие портландцементы, а также жесткие бетонные смеси на обычных цементах.
Для ускорения твердения бетона могут применяться добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси.
При твердении бетона всегда изменяется его объем. Твердея, бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Также, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетона вследствие выделения тепла при схватывании цемента.
Рис. 6.1. Усредненные кривые набора прочности бетона В15-В25 на сжатие на портландцементе М400 — М500 по дням в зависимости от температуры выдерживания.
Точно рассчитать срок набора прочности бетона в конструкции в условиях строительной площадки невозможно, даже при гарантированном качестве товарной смеси, из-за перепадов температур и изменения влажности окружающей среды.
В условиях производства работ в зимнее время для обеспечения требуемого качества бетона проводят дополнительные технологические мероприятия. При отрицательных температурах замерзает содержащаяся в бетоне свободная вода, образуются кристаллы льда большего объема, чем имела вода. Поэтому в порах бетона развивается большое давление, приводящее к разрушению структуры еще не затвердевшего бетона и снижению его конечной прочности. Конечная прочность снижается тем больше, чем в более раннем возрасте замерз бетон. Наиболее опасно замерзание бетона в период схватывания цемента. Для снижения температуры кристаллизации воды в состав бетона вводят противоморозные химические добавки. Для создания благоприятных условий набора прочности бетоном применяют различные способы поддерживания температурно-влажностного режима выдерживания, такие как, электрообогрев, обогрев паром и устройство «термоса». Выбор противоморозных добавок и их оптимальное количество зависят от вида бетонируемой конструкции, степени ее армирования, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды. Некоторые добавки могут вызывать коррозию арматуры, что снижает прочность сцепления бетона с профилем арматуры, ухудшать удобоукладываемость и вызывать образование высолов на поверхности конструкций. Противоморозные химические добавки в основном приводят к замедлению набора прочности бетоном по сравнению со скоростью твердения бетона в нормальных условиях.
От чего зависит набор прочности
На процесс набора прочности влияет множество факторов. Однако основными можно считать:
- температуру;
- влажность;
- марку бетона;
- время.
Температура
Чем холоднее на улице, тем медленнее повышается прочность бетона. При отрицательных температурах процесс останавливается, так как замерзает вода, обеспечивающая гидратацию цемента. Как только температура воздуха повысится, набор прочности бетона продолжится. При снижении температуры может опять остановиться.
Потепление способствует ускорению процесса созревания бетона. При 40 °C марочное значение может быть достигнуто уже через неделю. Именно поэтому заливку бетона на приусадебном участке для сокращения сроков строительства лучше производить в жаркую погоду.
Зимой может потребоваться подогрев бетона, что выполнить собственными силами крайне проблематично: требуется специальное оборудование и знание технологии выполнения работ. Следует учесть, что нагрев раствора свыше 90 °C недопустим.
Чтобы понять, как температура оказывает влияние на процесс твердения, стоит изучить график набора прочности бетона. Кривые построены на основании информации, собранной для марки М400 при различных температурах. По графику можно определить, какой процент от марочного значения будет достигнут через определенное количество суток. Каждая кривая соответствует конкретной температуре. Первая линия 5°C, последняя – 50° С.
График позволяет определить срок распалубки монолитной конструкции. Опалубку можно снимать, как только прочность превысит 50% от своего марочного значения
Следует обратить внимание, что согласно графику, если температура воздуха ниже 10 °C, марочное значение не будет достигнуто даже через две недели. При таких погодных условиях уже стоит задуматься о подогреве заливаемого раствора
Время
Для определения нормативно-безопасного срока начала работ часто используется следующая таблица. В ней в зависимости от марки бетона и его среднесуточной температуры приведена информация о наборе прочности через определенное количество суток:
| Марка бетона | Среднесуточная температура бетона в °C | Срок твердения в сутках | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 14 | 28 | ||
| Прочность бетона на сжатие (процент от марочной) | ||||||||
| М200–300, замешанный на портландцементе М 400–500 | -3 | 3 | 6 | 8 | 12 | 15 | 20 | 25 |
| 5 | 12 | 18 | 28 | 35 | 50 | 65 | ||
| +5 | 9 | 19 | 27 | 38 | 48 | 62 | 77 | |
| +10 | 12 | 25 | 37 | 50 | 58 | 72 | 85 | |
| +20 | 23 | 40 | 50 | 65 | 75 | 90 | 100 | |
| +30 | 35 | 55 | 65 | 80 | 90 | 100 | – |
Если нормативно-безопасный срок установлен на уровне приблизительно 50%, то безопасным сроком начала работ можно считать 72 – 80% от марочного значения.
Состав и характеристики цемента
Если сразу после заливки цемент способен набирать прочность благодаря своему тепловыделению, то после замерзания воды процесс неизменно остановится. Именно поэтому при выполнении работ в зимний и осенне-весенний период предпочтительно использовать смеси с противоморозными добавками.
Глиноземистый цемент после укладки способен выделить в семь раз больше тепла, чем обычный портландцемент. Именно поэтому приготовленная на его основе смесь набирает прочность даже при отрицательной температуре.
Марка также оказывает влияние на скорость процесса. Чем ниже марка, тем выше критическая прочность. Таблица наглядно отражает такую зависимость:
| Марка бетона (по прочности на сжатие) | Критическая прочность (процент от марочной), минимум |
| для предварительно напряженных конструкций | 70 |
| М15 – 150 | 50 |
| М200 – 300 | 40 |
| М400 – 500 | 30 |
Влажность
Пониженная влажность негативно отражается на процессе. При полном отсутствии влаги гидратация цемента становится невозможной, и твердение практически останавливается.
При максимальной влажности и высокой температуре (70 – 90 °C) скорость нарастания прочности значительно повышается. В таком режиме осуществляется пропаривание состава в автоклавах паром высокого давления.
Нагрев до столь высоких температур при минимальной влажности неизбежно приведет к высыханию залитого раствора и снижению скорости набора. Чтобы этого не произошло, следует своевременно производить увлажнение. В таком случае в жаркую погоду прочность будет набрана в минимально возможные сроки.
Что представляет собой график набора прочности бетона и как выбрать марку цемента для производства бетона
В строительной сфере используют график набора прочности бетона, который наглядно демонстрирует зависимость временного момента, необходимого для набора 100%-ой прочности, от температурного режима и уровня влажности окружающей среды. Данный фактор важен для операций по уходу за недавно вылитым бетонным слоем и защиты от механических повреждений свежей бетонной кладки, а также, для определения сроков проведения работ и периодов сдачи строительных объектов в эксплуатацию.
Укладка бетона в зимнее время имеет свои особенные технологические параметры, которые влияют на скорость твердения материала. Выделение тепла собственно бетоном после заливки в течение 1 суток позволяет ему набрать небольшую прочность, однако при дальнейшем действии низких температурных режимов и при отсутствии специальных присадок, бетон замерзает без приобретения необходимой твердости. Эксплуатационный уход за бетонным слоем, который еще не набрал установленной технологическими нормами прочности, определен регламентами, которые объединены одним общим положением: бетонную массу необходимо согревать до набора ею определенного процента уровня прочности.
Бетон при схватывании выделяет значительное количество тепловой энергии, при этом увеличивается риск преждевременного высыхания и снижается скорость его замерзания. В связи с этим, принимая в расчет сезон проведения работ с бетоном, применяют:
• летом — портландцемент, который выделяет мало тепла: 200 кДж на 1 кг/7 дней;
• зимой — глиноземистый цемент, выделяющий много тепловой энергии: 200 кДж на 1 кг/1 день.
Кроме того, для ускорения набора прочности бетоном в условиях минимальной влажности используют пескобетон, с низким водоцементным отношением, а также, добавляют в бетон суперпластификаторы (С-3, Лигнопан Б-4 и пр.)
При выборе марки цемента для производства бетона учитывают не только сезон проведения работ. Это и назначение конструкции, условия эксплуатации с учетом величины отпускной прочности бетона для сборных сооружений и проектный срок использования объектов строительства. Принимая бетонную кладку, при наступлении расчетного срока набора прочности, или определяя качество заводских монолитных элементов из бетона, необходимо осуществлять их проверку по следующим основным критериям:
— внешний вид;
— соответствие проектным геометрическим размерам;
— соответствие проектным уровням наклона и выравнивания;
— наличие закладной части (если обусловлено проектом) и ее антикоррозийная защита;
Сколько сохнет бетон в опалубке и на улице
Бетон называют искусственным камнем со свойствами, которые проявляют себя после набора заявленной изготовителем прочности. Во время схватывания и твердения в растворе возникают прочные связи, обеспечивающие прочностные характеристики состава.
Работы с бетоном требуют точно рассчитать период схватывания и затвердевания раствора. Прочная конструкция – это соблюдение времени высыхания смеси, и от этого зависит минимизация разрушения конструкции.
Рассчитывая, сколько должен сохнуть бетон, следует помнить, в процессе происходит не только испарение воды из раствора, но и химическое затвердевание смеси компонентов.
Испытание на прочность под давлением
Расчет набора прочности и время высыхания бетона
Процентное значение прочности бетонной конструкции высчитывается по уравнению Боломея-Скрамтаева:
R6 – ARц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц ³ 0,4; Ц / В £ 2,5;
R6 – A1Rц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц 2,5;
Где:
- R6–марка бетона в четырехнедельном возрасте;
- Rц – марка цемента; А и А1 – коэффициенты качества наполнителей;
- Ц и В – цемент и вода.
Характеристики коэффициентов А и А1 указаны в таблице:
| Параметры наполнителей | А | А1 |
| Высокое качество: высокопрочный щебень горных пород, песок оптимальной фракции, промытый наполнитель или смесь наполнителей. | 0,65 | 0,43 |
| Стандарт: все компоненты со средними характеристиками крупности, качества, марки. | 0,6 | 0,3 |
| Низкое качество: крупные наполнители и цемент низкого качества, мелкий песок. | 0,55 | 0,37 |
На прочность влияет соотношение цемента и воды, которое соблюдается для того, чтобы получить требуемую марку бетона.
Для Ц / В ≤ 2,5 работает формула Ц / В = R6 / ARц + 0,5;
Для Ц / В > 2,5 формула будет Ц / В = R6 / A1Rц — 0,5.
Первые 48 часов не берутся в расчет при вычислении прочности объекта. Контрольный срок для набора заявленной марочной прочности – 3 дня, неделя и 28 суток. Практика строительства показала, сколько времени сохнет бетон – на 14-й день после заливки опалубки фундамент набирает 50-70% расчетной прочности. Сооружения высокой степени сложности возводятся на основе бетона марки M 400 и выше, заданные параметры прочности достигаются дольше – 45-60 суток.
Состав смеси
На процесс высыхания раствора в заливочной форме влияет температура окружающей среды. Летом за свежезалитой конструкцией необходим соответствующий уход – полив водой, укрывание от прямых солнечных лучей. Иначе верхний слой может растрескаться из-за неравномерности испарения влаги из раствора. Ускорить схватывание и затвердевание смеси можно добавлением пластификаторов и других специальных веществ.
Но даже в таких условиях прочность будет набираться не менее 4-х недель, поэтому самое лучшее время для строительных работ – ранняя осень или поздняя весна, когда среднесуточная температура не поднимается выше 200С, а атмосферная влажность высокая — ≥ 75%.Если ведется строительство небольшого объекта, то продолжать работы на свежезалитом фундаменте разрешается через 120 часов.
Через 5-6 суток фундамент уже способен выдерживать минимальные нагрузки, и моно выкладывать первые ряды кирпича или пенобетона. Если возводится конструкция, предназначенная для выдерживания высоких нагрузок и большого веса (мост, подземный переход, тоннель), то необходимо пользоваться таким определением, как контрольный срок затвердевания.
Это время составляет до 90 суток, и через три месяца бетонная конструкция становится прочнее на 20%, чем через 28 суток после заливки раствора в опалубку.
От чего зависит набор прочности?
На процесс набора прочности влияет множество факторов. Однако основными можно считать:
Температура
Чем холоднее на улице, тем медленнее повышается прочность бетона. При отрицательных температурах процесс останавливается, так как замерзает вода, обеспечивающая гидратацию цемента. Как только температура воздуха повысится, набор прочности бетона продолжится. При снижении температуры может опять остановиться.
Потепление способствует ускорению процесса созревания бетона. При 40 °C марочное значение может быть достигнуто уже через неделю. Именно поэтому заливку бетона на приусадебном участке для сокращения сроков строительства лучше производить в жаркую погоду.
Зимой может потребоваться подогрев бетона, что выполнить собственными силами крайне проблематично: требуется специальное оборудование и знание технологии выполнения работ. Следует учесть, что нагрев раствора свыше 90 °C недопустим.
Чтобы понять, как температура оказывает влияние на процесс твердения, стоит изучить график набора прочности бетона. Кривые построены на основании информации, собранной для марки М400 при различных температурах. По графику можно определить, какой процент от марочного значения будет достигнут через определенное количество суток. Каждая кривая соответствует конкретной температуре. Первая линия 5°C, последняя – 50° С.
График позволяет определить срок распалубки монолитной конструкции. Опалубку можно снимать, как только прочность превысит 50% от своего марочного значения
Следует обратить внимание, что согласно графику, если температура воздуха ниже 10 °C, марочное значение не будет достигнуто даже через две недели. При таких погодных условиях уже стоит задуматься о подогреве заливаемого раствора
Время
Для определения нормативно-безопасного срока начала работ часто используется следующая таблица. В ней в зависимости от марки бетона и его среднесуточной температуры приведена информация о наборе прочности через определенное количество суток:
| Марка бетона | Среднесуточная температура бетона в °C | Срок твердения в сутках | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 14 | 28 | ||
| Прочность бетона на сжатие (процент от марочной) | ||||||||
| М200–300, замешанный на портландцементе М 400–500 | -3 | 3 | 6 | 8 | 12 | 15 | 20 | 25 |
| 5 | 12 | 18 | 28 | 35 | 50 | 65 | ||
| +5 | 9 | 19 | 27 | 38 | 48 | 62 | 77 | |
| +10 | 12 | 25 | 37 | 50 | 58 | 72 | 85 | |
| +20 | 23 | 40 | 50 | 65 | 75 | 90 | 100 | |
| +30 | 35 | 55 | 65 | 80 | 90 | 100 | – |
Если нормативно-безопасный срок установлен на уровне приблизительно 50%, то безопасным сроком начала работ можно считать 72 – 80% от марочного значения.
В зависимости от времени выдержки искомое значение можно определить по следующей формуле:
Состав и характеристики цемента
Если сразу после заливки цемент способен набирать прочность благодаря своему тепловыделению, то после замерзания воды процесс неизменно остановится. Именно поэтому при выполнении работ в зимний и осенне-весенний период предпочтительно использовать смеси с противоморозными добавками.
Глиноземистый цемент после укладки способен выделить в семь раз больше тепла, чем обычный портландцемент. Именно поэтому приготовленная на его основе смесь набирает прочность даже при отрицательной температуре.
Марка также оказывает влияние на скорость процесса. Чем ниже марка, тем выше критическая прочность. Таблица наглядно отражает такую зависимость:
| Марка бетона (по прочности на сжатие) | Критическая прочность (процент от марочной), минимум |
| для предварительно напряженных конструкций | 70 |
| М15 – 150 | 50 |
| М200 – 300 | 40 |
| М400 – 500 | 30 |
Влажность
Пониженная влажность негативно отражается на процессе. При полном отсутствии влаги гидратация цемента становится невозможной, и твердение практически останавливается.
При максимальной влажности и высокой температуре (70 – 90 °C) скорость нарастания прочности значительно повышается. В таком режиме осуществляется пропаривание состава в автоклавах паром высокого давления.
Нагрев до столь высоких температур при минимальной влажности неизбежно приведет к высыханию залитого раствора и снижению скорости набора. Чтобы этого не произошло, следует своевременно производить увлажнение. В таком случае в жаркую погоду прочность будет набрана в минимально возможные сроки.
Процесс набора прочности бетона
Основная характеристика бетона. которая определила его широкое распространение — это высокая прочность. Материал набирает любую прочность в реальных условиях, так как есть много причин, которые способствуют недобору величины, соответствующей бетону определенной марки. Знание этих причин и их особенностей способствует формированию бетонных фундаментов, конструкций с максимальными эксплуатационными показателями.
Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня. Новое качество формируется в течение многих суток (окончательно примерно через полгода) и в идеале прочностные свойства бетонной конструкции должны соответствовать бетону определенного класса и марки. По времени процесс вызревания камня имеет две последовательные стадии: начальная — схватывание, и завершающая — твердение. По его завершении бетон может нагружаться.
Схватывание
Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.
Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха — от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.
Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.
Оптимальное течение гидратации при твердении раствора: температурный коридор от 18 до 20 град. влажность близкая к 100%. Отклонения от данных параметров в значительной степени изменяют скорость твердения камня. Полное вызревание бетона длиться несколько лет.
Вместе с тем на этой стадии скорость твердения закономерно изменяется со временем. К примеру, для бетона М300 к концу 3-го дня она достигает 50%, на 14–й день составляет до 90%, а на 28 день — 100%. Далее через три месяца прочность повышается еще на 20%, а через 3 года может стать на 100% больше, чем была к концу 28 суток после затворения.
График по суткам
График получения заводской прочности бетона по суткам указывает временной интервал, за который смесь приобретает заводские свойства. В благоприятной среде состав успевает «созреть» за 28 суток, при этом наибольшая эффективность твердения замечается в течение первых 5 дней. Через неделю с момента заливки прочностной показатель достигает 70%. При этом приступать к дальнейшим работам разрешается только после получения 100% значения, т.е. через 28 суток.
Однако при изменении окружающих условий показания графика могут меняться. Чтобы точно определить, за сколько времени бетон полностью затвердеет, следует выполнить контрольные испытания образцов.
В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:
- Выдержка бетона в опалубке.
- Созревание смеси после демонтажа опалубочной конструкции.
Если работа выполняется в холодный период, конструкцию нужно дополнительно обогревать и защищать гидроизолирующими материалами. В противном случае процесс полимеризации будет замедлен.
| Марка бетона М200-М300 (раствор создавался на базе портландцемента М400-М500) | Среднесуточная температура, при которой твердеет бетон, °C | Интервал твердения | ||||
| 1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 14 | |
| Прочность бетона на сжатие (% от заводского значения) | ||||||
| -3 | 3 | 6 | 8 | 12 | 15 | 20 |
| 5 | 12 | 18 | 28 | 35 | 50 | |
| +5 | 9 | 19 | 27 | 38 | 48 | 62 |
| +10 | 12 | 25 | 37 | 50 | 58 | 72 |
| +20 | 23 | 40 | 50 | 65 | 75 | 90 |
Для ускорения процесса и сокращения времени выдержки следует воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды к цементу. Если пропорции воды и цемента равны ¼, сроки из графика будут сокращены в 2 раза. Чтобы получить положительный результат, состав можно разбавить пластификаторами.
Методы определения прочности бетона
Для присвоения бетону класса прочности испытывают кубические образцы с размером ребра 150 мм. В ходе испытания образцы разрушаются.
Существуют и другие методы определения прочности бетона путем механического воздействия:
- Метод отрыва и скалывания. В ходе испытания из бетона выдергивается заранее заделанный стержень.
- Метод вдавливания. Используется специальный штамп или шариковый молоток (например, молоток системы Физделя, молоток Кашкарова).
- Метод упругого отскока.
Последний относится к неразрушающим методам, что очень удобно, если нужно узнать прочность готовой конструкции: метод простой, точный и оперативный в применении. Для его проведения используется молоток Шмидта (склерометр), который используется также для определения прочности других материалов (например, кирпича). Поэтому молотки выпускаются с разными вариантами энергии удара.
Для испытания необходим участок конструкции площадью не менее 100 см2. Небольшие изделия должны быть закреплены. Молоток устанавливается перпендикулярно к зоне измерения. Его удар не должен приходиться на арматуру или крупные раковины.
На каждом участке производят не менее 10 замеров.
При ударе молоток замеряет значение отскока; по окончании испытаний высчитывается средняя величина с поправкой на угол, под которым молоток соприкасался с поверхностью, после чего с помощью кривых перевода высчитывается прочность материала на сжатие.
Способы регулирования скорости отвердевания бетона
Итак, время застывания и высыхания бетона можно регулировать – причем в две стороны. Это позволяет либо сократить время на строительные работы, либо переместить их на другое время.
Ускорение твердения
Для этого есть 3 способа:
- Уменьшение количества воды в составе. В этом случае повышается жесткость бетона, что снижает время на высыхания. Использовать этот способ не стоит, т.к. усложняется утрамбовка, при этом цементация ухудшается.
- Обработка горячим паром. Способ ускоряет испарения, при этом не приводит к пересыханию. В отличие от уменьшения количества воды, качество бетона не ухудшается, но процедура более затратная.
- Добавление ускорителей. Время высыхания бетона с добавками может значительно сокращаться, но они, как правило, снижают прочность.
Также не стоит забывать, что твердение бетона в зависимости от температуры меняется. Заливка летом застынет в 1,5 раза быстрее, чем осенью или весной.
Ускорить затвердение зимой можно с помощью следующих способов:
- Установка принудительного инфракрасный прогрев.
- Укладка светоотражающего полотна. Некоторые виды бетона, особенно глиноземистый, выделяют тепло при гидратации, которое можно закупорить в опалубке светоотражающей пленкой.
- Хлориды. Класс веществ, которые снижают температуру застывания воды. Это решит проблему с замерзанием жидкости в толще при глубоком минусе.
Замедление твердения
Замедление возможно только с помощью специальных добавок. Это может быть полезно в случае, если состав необходимо будет перевести в другое место или при многоэтапной заливке.
Также замедлить процесс гидратации можно увеличением пропорции воды в составе. Делать так не стоит, т.к. качество бетона может ухудшится, а зимой и вовсе приведет к кристаллизации и трещинам.
Измерители прочности
Измерители прочности – класс приборов, позволяющих проводить диагностику изделий из кирпича и бетона для определения их прочностных характеристик. Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.
Прочность бетонного изделия можно установить двумя способами:
- разрушающим – в специальном прессе раздавливаются заранее отобранные образцы (так называемые кубики — образцы кубической формы, отлитые из контролируемого типа бетона, или керны — цилиндры, выбуренные из контролируемой поверхности бетона) и при этом получают непосредственное значение прочности.
- неразрушающим – контролируемое изделие не подвергается механическим разрушениям, контроль осуществляется косвенно путем измерения и пересчета некоторых физических величин, отвечающих за прочностные свойства материала и связанных с прочностью корреляционной зависимостью.
Наиболее часто на практике для определения прочности бетона используют следующие косвенные методы неразрушающего контроля: метод ударного импульса, упругого отскока, ультразвуковой и частичного местного разрушения.
Из всех перечисленных, метод частичного разрушения является наиболее трудоемким, но при этом самым точным. В ходе таких испытаний получают фактическую прочность изделия путем вырыва небольшого образца материала из исследуемого сооружения. Приборы, основанные на этом принципе, также еще используют для корректировки показаний других приборов (ультразвуковых и ударных) – путем получения коэффициентов совпадения, являющих собой результат деления показаний прочностей, полученных при одновременном проведении испытаний эталонным прибором и контролируемым на одном и том же объекте.
Ультразвуковой метод контроля прочности основан на измерении прибором времени прохождения ультразвукового импульса в материале от излучателя к приемнику. Скорость распространения ультразвука в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин, пустот), определяющих прочность и качество. Приборы, основанные на ультразвуковом методе, часто используют как дефектоскопы, так как помимо прочности, можно получить еще и сведения о глубине образовавшихся трещин, найти пустоты, произвести более глубокий анализ конструкции.
Работа третьей группы приборов (склерометров) основана на ударе металлического бойка о поверхность и измерение либо энергии ударного импульса, либо значение отскока бойка от поверхности бетона. Ударный импульс и упругий отскок используются в основном в приборах экспресс-анализа, тогда, когда достаточно данных о поверхностной прочности, а также, когда невозможно проведение измерений другими методами. Такие приборы просты в применение, а процесс измерения прочности бетона не требует много времени. Для облегчения работы с ними, в их память на заводе-изготовителе вносят усредненные градуировочные зависимости, позволяющие пользователю во время измерений учитывать тип заполнителя, возраст бетона, условия твердения бетона, направление удара бойка. Как следствие, именно приборы этого класса имеют наибольшее распространение. Для контроля прочности бетона по результатам измерений или корректировки градуировочных зависимостей желательно использовать несколько приборов разного принципа действия.
