Содержание статьи
Заводская лаборатория бетона является неотъемлемой частью технологического процесса производства бетонных смесей на бетонном заводе. Основная задача лаборатории заключается в обеспечении контроля качества выпускаемой продукции на всех этапах производства, от входного контроля сырьевых материалов до проверки характеристик готовой бетонной смеси. Деятельность лаборатории регламентируется комплексом государственных стандартов, определяющих методы испытаний, требования к оборудованию и процедуры оценки прочности бетона.
Минимальная комплектация заводской лаборатории
Согласно требованиям действующих стандартов, типовая лаборатория бетонного завода должна быть оснащена комплектом оборудования и приборов, обеспечивающих выполнение контролирующих функций при производстве бетонной смеси. Минимальная комплектация определяется объемом производства и номенклатурой выпускаемой продукции.
Основное испытательное оборудование
| Наименование оборудования | Назначение | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Пресс испытательный гидравлический | Определение прочности бетона на сжатие образцов-кубов | ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 28840-90 |
| Камера нормального твердения | Обеспечение нормальных условий твердения образцов при температуре 20±3°С и влажности 95±5% | ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 18105-2018 |
| Виброплощадка лабораторная | Уплотнение бетонной смеси в формах, определение жесткости смеси | ГОСТ 10181.1-81 |
| Формы для образцов бетона | Изготовление контрольных образцов-кубов размером 100×100×100, 150×150×150, 200×200×200 мм | ГОСТ 22685-89 |
| Конус для определения подвижности | Определение подвижности бетонной смеси по осадке конуса | ГОСТ 10181.1-81 |
| Весы лабораторные | Определение плотности бетонной смеси, влажности заполнителей | ГОСТ 10181.0-81 |
| Набор стандартных сит | Определение зернового состава заполнителей | ГОСТ 8735-88 |
| Шкаф сушильный | Определение влажности инертных материалов | ГОСТ 8735-88 |
Дополнительное оборудование для расширенного контроля
| Оборудование | Область применения |
|---|---|
| Приборы для неразрушающего контроля прочности | Ультразвуковой метод, метод отрыва со скалыванием, метод упругого отскока |
| Морозильная камера | Испытания на морозостойкость бетона |
| Установка для определения водонепроницаемости | Контроль водонепроницаемости бетона |
| Встряхивающий столик | Определение нормальной густоты цементного теста |
| Измеритель текучести | Оценка реологических свойств бетонной смеси |
Испытание контрольных образцов бетона
Методы определения прочности бетона по контрольным образцам регламентированы ГОСТ 10180-2012, который устанавливает процедуру изготовления, твердения и испытания специально изготовленных образцов. Стандарт распространяется на бетоны всех видов и определяет методы измерения прочности на сжатие, осевое растяжение, растяжение при раскалывании и растяжение при изгибе.
Типы и размеры контрольных образцов
Базовым размером для всех видов испытаний принят образец в виде куба или призмы с площадью рабочего сечения 150×150 мм. Размер образцов зависит от максимальной крупности зерен заполнителя в бетонной смеси.
| Максимальная крупность заполнителя, мм | Размер ребра куба, мм | Число образцов в серии |
|---|---|---|
| До 10 | 70 | 2-6 |
| Св. 10 до 20 | 100 | 2-6 |
| Св. 20 до 40 | 150 | 2-6 |
| Св. 40 до 70 | 200 | 2-6 |
Изготовление и твердение образцов
Отбор проб бетонной смеси
Пробы бетонной смеси для изготовления контрольных образцов при производственном контроле прочности бетона отбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 10181.0-81. Отобранная проба должна быть уложена в форму не позднее 20 минут с момента отбора.
Уплотнение бетонной смеси в формах
Метод уплотнения зависит от подвижности бетонной смеси. Для подвижных смесей применяют штыкование металлическим стержнем диаметром 16 мм, для жестких смесей используют виброплощадку.
| Марка по подвижности | Осадка конуса, см | Метод уплотнения | Число штыкований |
|---|---|---|---|
| П1 | 1-4 | Штыкование + вибрация | 25 на слой |
| П2 | 5-9 | Штыкование | 25 на слой |
| П3 | 10-15 | Штыкование | 25 на слой |
| П4 | 16-20 | Штыкование | 10 на всю высоту |
| П5 | Более 20 | Штыкование | 10 на всю высоту |
Условия твердения образцов
Способ и режим твердения образцов бетона, предназначенных для производственного контроля прочности, принимают по ГОСТ 18105-2018. Образцы подлежат распалубке через 24 часа после их изготовления.
Температура: 20 ± 3°С
Относительная влажность воздуха: 95 ± 5%
Срок твердения для определения проектной прочности: 28 суток
Промежуточные сроки контроля: 3, 7, 14 суток
Испытание образцов на сжатие
Подготовка образцов к испытанию
Перед испытанием образцы должны быть извлечены из камеры нормального твердения и осмотрены. Грани образцов, которые будут служить опорными при испытании, должны быть очищены от выступов и посторонних включений. При необходимости опорные грани выравнивают шлифованием или нанесением выравнивающего слоя из серы или гипса.
Проведение испытания
Испытательный пресс должен обеспечивать равномерное нарастание нагрузки со скоростью 0,6 ± 0,4 МПа/с для тяжелого бетона. Образец устанавливают центрально между плитами пресса таким образом, чтобы его опорные грани совпадали с плитами пресса.
R = F / A
где:
R — прочность бетона, МПа
F — разрушающая нагрузка, Н
A — площадь рабочего сечения образца, мм²
Пример расчета:
Для образца-куба с ребром 150 мм, разрушенного при нагрузке 450 кН:
A = 150 × 150 = 22 500 мм²
R = 450 000 / 22 500 = 20,0 МПа
Оценка прочности бетона в партии
Прочность бетона в партии определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний образцов одной серии. Требования к однородности прочности и методы статистической обработки результатов установлены в ГОСТ 18105-2018.
| Коэффициент вариации, % | Характеристика однородности | Действия |
|---|---|---|
| До 8 | Нормальная | Продолжение производства |
| Более 8 | Пониженная | Внеочередная переаттестация лаборатории, анализ причин |
Неразрушающие методы контроля прочности
Неразрушающие методы контроля позволяют определить прочность бетона непосредственно в конструкции без отбора образцов. Эти методы регламентируются ГОСТ 22690-2015 для механических методов и ГОСТ 17624-2021 для ультразвукового метода.
Механические методы неразрушающего контроля
ГОСТ 22690-2015 устанавливает следующие механические методы определения прочности бетона:
| Метод | Косвенный показатель | Область применения |
|---|---|---|
| Упругий отскок | Высота отскока бойка склерометра | Экспресс-контроль, оценка однородности |
| Ударный импульс | Энергия удара при ударе индентором | Контроль прочности в широком диапазоне |
| Отрыв со скалыванием | Усилие вырыва анкерного устройства | Прямой метод, высокая точность |
| Отрыв | Усилие отрыва металлического диска | Контроль поверхностного слоя |
| Скалывание ребра | Усилие скалывания на ребре конструкции | Контроль углов и ребер элементов |
Ультразвуковой метод
Ультразвуковой метод определения прочности бетона основан на установлении градуировочной зависимости между прочностью бетона и скоростью распространения ультразвуковых волн. Метод регламентируется ГОСТ 17624-2021.
Способы прозвучивания
| Способ | Расположение преобразователей | Применение |
|---|---|---|
| Сквозное прозвучивание | С противоположных сторон конструкции | Основной способ для монолитных конструкций |
| Поверхностное прозвучивание | С одной стороны конструкции | При недоступности обеих сторон конструкции |
Выбор метода контроля
Выбор метода неразрушающего контроля зависит от предполагаемых пределов прочности испытываемых конструкций, условий доступа к конструкциям и требуемой точности измерений. Метод отрыва со скалыванием является прямым неразрушающим методом и обеспечивает наибольшую точность результатов.
Организация контроля качества
Входной контроль материалов
Лаборатория бетонного завода осуществляет входной контроль всех поступающих материалов: цемента, заполнителей, добавок и воды. Контроль проводится в соответствии с требованиями стандартов на соответствующие материалы и техническими условиями завода.
Операционный контроль производства
В процессе производства лаборатория контролирует:
- Точность дозирования компонентов бетонной смеси
- Подвижность или жесткость бетонной смеси
- Плотность бетонной смеси
- Однородность перемешивания
- Водоотделение и расслаиваемость смеси
Приемочный контроль
Приемочный контроль прочности бетона проводят по схемам, установленным ГОСТ 18105-2018. Для монолитных конструкций рекомендуется применение схемы В с использованием неразрушающих методов контроля, для сборных конструкций и бетонных смесей применяют схемы А или Б по контрольным образцам.
| Схема контроля | Метод определения | Область применения |
|---|---|---|
| Схема А | По контрольным образцам из смеси | Бетонные смеси, сборные конструкции |
| Схема Б | По образцам из конструкций | Сборные конструкции при невозможности применения схемы А |
| Схема В | Неразрушающими методами | Монолитные конструкции (основная схема) |
| Схема Г | Неразрушающими методами без учета однородности | Монолитные конструкции при малых объемах |
Часто задаваемые вопросы
Отказ от ответственности
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Материалы статьи подготовлены на основе действующих нормативных документов и технической литературы. Информация не является руководством к действию и не может заменить официальные нормативные документы.
Автор не несет ответственности за результаты применения представленной информации. Перед выполнением любых работ необходимо руководствоваться действующими государственными стандартами, строительными нормами и правилами, проектной документацией и получить консультацию квалифицированных специалистов.
Все измерения, испытания и контроль качества должны проводиться аттестованными лабораториями с использованием поверенного оборудования квалифицированным персоналом в соответствии с требованиями нормативных документов.
Источники
- ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам»
- ГОСТ 18105-2018 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности»
- ГОСТ 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»
- ГОСТ 17624-2021 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»
- ГОСТ 10181.1-81 «Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости»
- ГОСТ 10181.0-81 «Смеси бетонные. Общие требования к методам испытаний»
- ГОСТ 22685-89 «Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия»
- ГОСТ 28840-90 «Машины для испытаний материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования»
- ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия»
- ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций»
- Баженов Ю.М. Технология бетона: Учебник. М.: АСВ, 2011
- Комар А.Г. Строительные материалы и изделия: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1988
