Испытание бетонных и растворных смесей

Согласно ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», различают бетонные смеси (сокр. б.с.) заданного качества и бетонные смеси заданного состава. Разница между этими двумя наименованиями состоит в том, что в первом случае заказчик задает заводу-изготовителю требуемые свойства и характеристики б.с. (например, класс прочности В20, марка по морозостойкости F150, марка по водонепроницаемости W6, подвижность б.с. П4), которые тот, в свою очередь, обязуется обеспечить, а во втором случае – задает состав (соотношение компонентов б.с. по массе) и используемые для изготовления б.с. компоненты (цемент, песок, щебень, добавка, вода), которые в надлежащем качестве и в указанных пропорциях должны содержаться в поставляемой б.с. В подавляющем большинстве случаев при строительстве жилых домов, промышленных зданий и сооружений подрядные строительные организации заказывают у заводов-изготовителей б.с. заданного качества, предоставляя в заявке сведения из проектной документации (В20 F150 W6). При строительстве объектов дорожной инфраструктуры (дорожные развязки, опоры и фундаменты мостов и т.п.) возникают ситуации, когда есть целесообразность изготовления б.с. заданного состава. Делается это, прежде всего, из-за определенных ограничений на используемые компоненты для приготовления б.с., изложенные в НТД по дорожному строительству. В частности, ГОСТ Р 55224-2012 «Цементы для транспортного строительства. Технические условия» ограничивает использование при изготовлении б.с. для дорожного и аэродромного строительства цементов с высоким содержанием алита С3S и высокой удельной поверхностью (Sуд>3500 см2/г), содержанием в вяжущем металлургического шлака в виде минеральной добавки в количестве более 15 % и т.п. Данные меры введены для повышения срока эксплуатации дорожных бетонов. Ввиду этого, службы контроля качества Росавтодора могут требовать от заводов-поставщиков бетона соблюдения вышеизложенных положений, обязуя подрядчиков заказывать б.с. заданного состава в соответствии с имеющимися картами подбора состава бетона.

В соответствии с требованиями ГОСТ 5802-86 «Растворы строительные. Методы испытаний» и ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Общие технические условия» в область контроля качества растворных смесей (сокр. р.с.) входят оценка технологических свойств непосредственно р.с. – подвижности, средней плотности, температуры и пр., а также оценка основных свойств затвердевшего раствора - прочности на сжатие, морозостойкости и средней плотности. Наиболее важной технологической характеристикой р.с. является подвижность. Она определяется по глубине погружения эталонного конуса в сосуд с испытываемой р.с. Этот показатель задается при заказе р.с. у завода-поставщика в соответствии с типом производимых строительных работ. Например, р.с. для кладочных работ, как правило, применяются с маркой подвижности Пк2, для выполнения штукатурных и облицовочных работ - Пк2-Пк4. Высокоподвижные р.с. (марка по подвижности Пк4) применяются, в основном, при механизированном способе нанесения штукатурных составов, а также при заливке пустот в стеновой кладке с помощью бетононасоса.

Основным свойством, определяющим качество затвердевшего раствора, является его прочность на сжатие. Для проведения испытательных работ по определению предела прочности на сжатие раствора из поставляемой на стройплощадку р.с. изготавливают серии контрольных образцов (сокр. КО) с размерами 70,7х70,7х70,7 в стандартных формах. Количество образцов-кубов в каждой серии – 3 шт. Количество серий КО определяется исходя из журнала производства монолитных работ. Полученные КО твердеют в нормальных условиях в течение 28 суток. Перед проведением испытаний по определению предела прочности КО на сжатие, вычисляется плотность затвердевшего образца раствора, принимаемая равной отношению массы к объему. Измерение массы образца раствора производится на точных весах, определение геометрических размеров - с помощью штангенциркуля или линейки. Предел прочности на сжатие КО определяется при испытаниях разрушающим методом на гидравлическом прессе как среднее из трех результатов. Данная величина позволяет установить марку раствора по прочности на сжатие. В строительной практике, как правило, применяются р.с. марок М75-М200. Высокомарочные р.с. (М150-М200) используются для финишной отделки пола, выравнивающей стяжки плит перекрытия, покрытия. Контроль рассмотренных показателей качества применяемых р.с. позволяет снизить вероятность наличия дефектов и последующего разрушения строительных конструкций и облицовочных покрытий при выполнении кладочных и отделочных работ. Помимо этого, при оценке прочностных показателей стяжки из затвердевшего строительного рабтвора, может применяться метод ударного импульса, реализуемый с помощью специального прибора - склерометра по ГОСТ 22690-2015. Следует отметить, что проведение таких испытаний может быть регламентировано требованиями проектной документации, ввиду возможности получения наглядных результатов испытаний прямо на строительном объекте. Также данный способ применяется для определения прочности стяжки из строительного раствора при обследовании и монитроринге эксплуатирующихся объектов капитального строительства или зданий и сооружений, находящихся в аварийном состоянии.

Как отмечалось выше, для производства монолитных работ применяются б.с., заказываемые у завода-изготовителя в соответствии с требуемыми показателями качества. При этом, основной задачей подрядчика при оценке качества б.с. является проведение операций входного контроля непосредственно на строительном объекте. Сначала необходимо проверить соответствие технологических свойств запрашиваемым – это, прежде всего, определение подвижности (по осадке конуса) и температуры б.с. Следует помнить, что, если б.с. имеет подвижность меньше заданной, ее будет сложнее укладывать и уплотнять в опалубке. Проверка температуры б.с. особенно актуальна в зимнее время, при минусовых температурах воздуха. В соответствии с требованиями НТД в области проведения бетонных работ, температура б.с., укладываемой в опалубку для возведения монолитных конструкций, должна быть не менее +5 ˚С при использовании для обогрева метода термоса и не менее 0 ˚С при использовании способа электротермообогрева. Даже в случае наличия теплового прогрева и применения б.с., содержащей противоморозные добавки, при низких отрицательных температурах не рекомендуется уменьшать начальную температуру б.с. ниже +5 ˚С.

Помимо технологических свойств, на стойплощадке необходимо проводить входной контроль прочности бетона, изготавливаемого из применяемой б.с. Для этих целей в стандартных формах изготавливаются серии контрольных образцов-кубов с размерами граней 150х150х150 мм (базовый размер) или 100х100х100 мм. Количество образцов в серии принимается в соответствии со средним внутрисерийным коэффициентом вариации прочности бетона (по данным завода-поставщика) и ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».

 

Твердение контрольных образцов должно происходить в нормальных условиях или в условиях твердения конструкции. В первом случае, КО выдерживаются в камере нормального твердения (сокр. КНТ) до момента достижения проектного возраста бетона. Во втором случае, твердение КО осуществляется непосредственно на стройплощадке. По истечении проектного возраста (как правило, для бетонов, изготовленных с применением цементов общестроительного назначения, проектный возраст составляет 28 суток) производятся испытания КО.

   

В соответствии с ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности», приемо-сдаточные испытания прочности бетона конструкции (партии конструкций) необходимо производить по ГОСТ 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля» или по ГОСТ 17624-2012 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности» по результатам сплошного неразрушающего контроля в проектном возрасте. Альтернативным, но более трудозатратным и дорогостоящим в финансовом плане вариантом, является определение прочности бетона по образцам-кернам, выбуренным из конструкций по ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций».

В настоящее время на многих заводах по выпуску товарной бетонной смеси (БСТ), существует устоявшаяся практика приемки партии БСТ по прочности на сжатие при контроле по схеме А. Следует отметить, что данная схема контроля предусматривает оценку прочности бетона по результатам испытания КО на гидравлическом прессе по истечении проектного возраста при твердении в нормальных условиях. При этом на заводах постоянно ведется статистика результатов таких испытаний и с определенной периодичностью производится определение среднего внутрисерийного коэффициента вариации прочности бетона по ГОСТ 10180-2012 и ГОСТ 18105-2010. Исходя из среднего внутрисерийного коэффициента вариации завод по производству бетонной смеси указывает в документе о качестве на каждую партию БСТ требуемую прочность и класс бетона по прочности. Этот показатель, наряду с марками по морозостойкости и водонепроницаемости, при входном контроле является основным критерием оценки соответствия используемого бетона указанному в проекте.

В свете последних изменений в НТД, включая разработку и введение в действие новых ГОСТов и СП, касающихся освидетельствования бетонных работ, необходимо отметить, что практиковавшийся ранее при проведении приемо-сдаточных испытаний, разрушающий метод определения прочности бетона по КО действительно не является корректным в силу ряда объективных причин: объем изготовления стандартных образцов-кубов не соизмерим с объемами бетонирования конструкций и сооружений, условия формования и твердения бетонных кубов не соответствуют условиям изготовления и твердения монолитных конструкций. Поэтому прочностные характеристики стандартных образцов могут значительно отличаться от фактической прочности бетона в конструкциях. Исходя из вышеизложенного, легко видеть, что испытания бетона на прочность по КО могут применяться в качестве дополнительных мероприятий входного контроля качества б.с., поставляемой на стройплощадку, а также для приемки партии БСТ на заводе-изготовителе.

Виды испытаний бетонных и растворных смесей, а также нормативно-технические документы, регламентирующие их проведение, приведены ниже в таблице.

 

Испытание бетонных и растворных смесей

Наименование испытательных работ

Нормативные документы

 Прочность по контрольным образцам, изготовленным из бетонной (растворной) смеси

ГОСТ 10180-2012

ГОСТ 18105-2010

ГОСТ 5802-86

ГОСТ 28013-98