Jak se provádějí zkoušky betonu?

Charakteristikou, která určuje úroveň odolnosti betonu vůči různým typům vlivů (mechanickým, fyzikálním, chemickým), je jeho pevnost. Pevnost betonu se musí vypočítat při navrhování jakýchkoliv typů stavebních prací a při stavbě betonových konstrukcí, protože na tom závisí spolehlivost konstrukce.

Stanovení pevnosti betonu

Hlavní charakteristiky pevnosti betonu:

• Třída (B) – kompresní tlak, kterému může zkoumaný vzorek odolat. Jednotky měření jsou megapascal (MPa) podle SNiP 52-01-2003.
• Stupeň betonu (M) – nejvyšší hodnota stlačení. Měřeno v kg/cm2 podle GOST 26633-2015.

Na základě výsledků charakterizačních posouzení a laboratorních zkoušek je stanovena pevnost vzorku betonu. Faktory ovlivňující jeho hodnotu:

• Kvalita použitých složek betonové směsi – frakce plniva, kvalita a čistota vody atd.
• Třída cementu – Různé třídy cementu vytvářejí různé úrovně pevnosti betonu.
• Složení – klíčovou roli hrají poměry hlavních složek v betonové směsi a množství doplňkových přísad (přísady pro zvýšení mrazuvzdornosti a voděodolnosti povrchu).
• Povětrnostní podmínky nebo mikroklima – vlhkost, teplota vzduchu, konzistence roztoku při lití a tuhnutí.

Kontrola kvality betonu by měla být prováděna během nebo bezprostředně po přípravě betonové směsi a dosažení jejích maximálních pevnostních charakteristik v průběhu času. Vzorky jsou také testovány na parametry jako: voděodolnost (W), mrazuvzdornost (F), osové napětí (Bt) a hustota (D).

Klasifikace metod zkoušení pevnosti betonu

Dnes nejběžnější formy a testovací metody jsou: destruktivní ovládání и nedestruktivní testování. Dále se dělí na ty, které se provádějí ve výzkumné laboratoři:

• Destruktivní zkoušení vzorků odlitých z připraveného roztoku v laboratorních podmínkách
• Destruktivní zkoušení řezných vzorků ze ztvrdlého betonu v laboratorních podmínkách

a ty zkoušky, které lze provést ve vybudovaném zařízení:

• Nedestruktivní testování získáváním dat pomocí speciálního zařízení přímo na vybudovaném zařízení.

Údaje získané během testování nám umožňují určit třídu betonu a jeho pevnostní ukazatele. Podívejme se na výše uvedené metody podrobněji.

Destruktivní metody

Kontrolní vzorky se získávají jedním ze dvou způsobů:

• V souladu s GOST 10180 se odlévají do tvaru válce nebo krychle. Vzorky musí být vytvrzeny za podmínek co nejbližších továrním podmínkám.
• V souladu s GOST 28570 se vzorky odebírají z tvrzeného betonu nebo ze samotné postavené konstrukce.

Vzorky jsou zničeny pod hydraulickým lisem. Všechny indikátory přístroje jsou zprůměrovány a zaneseny do protokolu.

Destruktivní metody umožňují získat nejspolehlivější ukazatele přesnosti, ale jsou pracnější.

Nedestruktivní metody

V souladu s pravidly GOST 22690 se k testování pevnosti betonu používá několik metod. Všechny metody jsou rozděleny do dvou skupin:

• Přímá technologie pro trhání kovových kotoučů. Používá se k určení rychlosti destrukce betonu v místě oddělení kovového disku určitého průměru, který je k němu připojen. Trhací síla se zaznamenává zařízením typu „Onyx“. Vydělením čísla indikátoru plochou disku se získají výsledky. Tato metoda testuje materiál v procesu kontroly pevnosti vyztužených konstrukcí.
• Vytahování kotvy s odštípnutím. Pomocí kotvy se odtrhne část kamene a změří se odpor betonu. Hlavní nevýhodou této metody je její pracnost, protože před zahájením zkoušky je nutné vyvrtat otvor pro kotevní šrouby a nainstalovat je do těla objektu.
• Vylamování konstrukčních žeber. Používá se ke studiu pevnosti lineárních výrobků (piloty, příčníky, trámy, překlady).

• Ultrazvukové zkoušení (ultrazvukové pevnostní zkoušení) betonu. Metoda, která využívá rychlost ultrazvukových vln procházejících betonem (v souladu s GOST 17624). Testy se provádějí pomocí průchozí a povrchové sondy. Hlavní výhodou tohoto způsobu testování objektu je přesnost a rychlost pořízení dat.
• Metoda rázového pulsu. Když úderník dopadne na betonový povrch, speciální zařízení snímá hodnotu energie nárazu.
• Metoda odrazu. Metoda zahrnuje měření odrazu úderníku od povrchu betonu. Test se provádí pomocí Schmidtova kladiva. Postup se provádí několikrát, hodnoty jsou zprůměrovány kvůli přítomnosti chyb.
• Metoda plastické deformace. Tato metoda používá Kashkarovovo kladivo. Liší se od všech dostupných způsobů vedení výzkumného procesu. Listy uhlíkového papíru rozložené na povrchu materiálu jsou vyraženy nástrojem. Po změření parametrů tisku na papír jsou v další fázi porovnány jejich přesné hodnoty podle informací z regulačních dokumentů.

Označení pevnosti betonu

Na základě výsledků zkoušky je pro beton stanovena třída podle GOST (M a číslo udávající pevnost v tlaku kg/cm2, B a hodnotu lomové síly při tlaku v MPa. Některé z nejstandardnějších a běžné třídy jsou: M100 a M500.

Rozdělení použití betonu v závislosti na jeho pevnosti betonu. Níže uvedený seznam ukazuje následující typy označení:

• Beton M100 a M250 — beton lehké kategorie. Není určeno pro výrobu v nosných konstrukcích. Jejich vlastnosti jsou méně vhodné pro použití při značném zatížení.
• Beton M300 a M350 – beton střední kategorie. Vhodné pro stavbu základů velkých vícepodlažních budov. Nejlepší volba pro stavbu betonových stěn a podlahových desek.
• Beton M400 a M500 — použitelné při výstavbě vícepodlažních budov. Vhodné pro výrobu železobetonových konstrukcí a extrémních provozních podmínek. M500 je referenční. Často se používá, když je nutné postavit vodní stavby.

Další metody a úkoly pro studium betonových vzorků

Kromě výše uvedených metod zdůrazňujeme další:

• Usazení kužele – konzistence, tekutost
• Zhutnění – určí se koeficient zhutnění roztoku
• Plasticita – stanovení tekutosti roztoku
• Detekce přítomnosti nebo nepřítomnosti, velikosti vzduchových pórů v těle materiálu
• Ohýbání – stanovení ukazatelů schopnosti betonové desky odolávat destrukci při ohýbání

Důležité! U určitých typů konstrukcí existují požadavky na kvalitu použitého betonu a jeho cena přímo závisí na indikátoru pevnosti. Šetření na materiálech je proto nepřijatelné a může mít různé důsledky.