Данный межгосударственный стандарт охватывает все виды бетонов, устанавливает методы определения их способности сопротивляться нагрузке без разрушения при сжатии и осевом растяжении, а также при растяжениях, возникающих при раскалывании и изгибе - путем проведения статических исследований, разрушающих контрольные образцы бетона.
Не распространяется на специальные виды бетона.
ГОСТ 10180 - 2012 и испытания бетонов.
Бетоны и методы определения прочности по контрольным образцам.
ГОСТ 10180 - 2012 - основной действующий межгосударственный стандарт, регулирующий изучение способности бетонов сохраняться без разрушения при сжимающих, изгибающих, растягивающих и раскалывающих нагрузках с целью выявления предельных неразрушающих воздействий, что позволяет обеспечить безопасность и надежность инфраструктурных элементов городской застройки, фундаментов, несущих конструкций, выполненных из этого строительного материала.
Бетонами называют окаменевшую смесь твердых частиц с раствором связующего компонента. Конструкционными называются бетоны, применяемые при монтаже фундаментов, несущих элементов сооружений, исключающих воздействие агрессивной среды.
Способность конструкционных бетонов сохранять целостность при нагрузках зависит от используемого сырья, физических и эксплуатационных свойств готового продукта.
По типу связующего вещества бетоны подразделяются на:
Силикатный бетон применяется для производства перекрытий, внутренних стен, несущих панелей.
Доля наполнителя в бетоне составляет примерно 80%. По типу наполнителя конструкционные бетоны делятся на плотные и пористые. К плотным наполнителям относятся щебень, гравий и песок, причем предпочтителен щебень кубической формы фракцией до 150 мм - он более чист, склонен к более плотной упаковке, что повышает, в свою очередь, прочность готового материала до 30%. Пористыми наполнителями бетонов являются пемза, осадочные породы, керамзит и шлаки различного происхождения (естественного - вулканического; и промышленного - шлаки доменного производства и др.).
Вода для приготовления бетонов и растворов также регламентируется (ГОСТ 23732 - 79) и не должна содержать веществ, препятствующих и задерживающих затвердевание.
Характеристики сырья, в свою очередь, определяет свойства готового продукта - его структуру, удельную плотность, коррозионную и температурную стабильность, степень водопроницаемости, стойкость к истиранию – и, в итоге - прочность. Прочность бетонов характеризует способность материала сохранять целостность под воздействием разрушающих нагрузок, что отмечается определенной маркировкой. От набора физических характеристик сырья зависят эксплуатационные качества: условия твердения, период роста прочности, степень технологичности при укладке и монтаже.
ПРОЦЕДУРА СОЗДАНИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ
Для проектировщиков, архитекторов и строителей ГОСТ 10180 - 2012 представляет собой руководящий документ, который регламентирует процедуру создания опытных образцов и приводит перечень методических указаний и рекомендаций при проведении испытаний на определение прочности в статических условиях.
Линейные размеры специально изготовленных кернов-образцов бетона должны соответствовать требованиям табл. 1
Таблица 1. Форма и размеры образцов-кернов.
Керны-образцы могут быть в виде кубов, призм и цилиндров (исчерпывающую информацию о форме и размерах испытуемых образцов-кернов приведены в п. 4 и Приложении К ГОСТ 10180-12). Базовым для всех видов испытаний принят керн в виде куба и в виде призмы с площадью рабочего сечения 150×150 мм.
Величина образцов варьируется в зависимости от максимального размера зерен наполнителя, и выбирается в соответствии с указаниями таблицы 2.
Таблица 2. Максимальный размер гранул наполнителя, в мм.
Испытательные керны серийно изготавливают для проведения испытаний. Количество образцов серии (за исключением ячеистого бетона) принимается по рекомендации таблицы 3 с учетом расчетных данных на базе среднего коэффициента прочности бетона внутри серий (в соответствии с указаниями Приложения А).
Таблица 3. Число образцов внутри каждой серии
При исследовании ячеистого бетона серия образцов стандартно состоит из 3 штук.
О МЕТОДИКЕ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ ПО ГОТОВЫМ ОБРАЗЦАМ
При проведении испытаний на прочность регламентируется отклонение от стандарта плоскостей прилегания к опорным поверхностям пресса и смежных граней.
При производственном контроле бетона на прочность отбор сырья из рабочей смеси происходит в соответствии с ГОСТ 10181, ГОСТ 18105, ГОСТ 7473. Пробы сырья для изготовления образцов при проведении лабораторных исследований отбираются из специально замешанных лабораторных материалов.
Сырье перед формованием контрольного блока плотного бетона должно быть предварительно перемешано, образцы сырья для получения газонасыщенного бетона перемешивать перед формованием не следует. Сырьевая смесь не позже, чем через 20 минут после отбора уплотняется слоями не более 100 мм в калиброванных, обработанных инертной смазкой формах в соответствии с требованиями ГОСТ 22685. Каждый слой уплотняется штыкованием по спирали от краев к центру закругленным стержнем из стали диаметром 16 мм до выравнивания поверхности, до прекращения ее оседания и появления цементного тестообразного слоя.
Керны-образцы выпиливаются или выбуриваются из средней части сформованного контрольного блока после его остывания в соответствии со следующей схемой:
при горизонтальной формовке, и
при вертикальной формовке.
Технологические режимы затвердевания образцов бетона, предназначенных для производственного контроля прочности, выбираются в соответствии с требованиями ГОСТ 18105. При затвердевании в нормальных условиях образцы покрывают влажной тканью во избежание высыхания образца при комнатной температуре.
Перед испытанием образцы осматривают на предмет наличия дефектов, которые описываются в лабораторном журнале испытаний.
Верхнюю поверхность образцов цилиндрической формы заглаживают и закрывают крышкой. При испытании на сжатие образцы размещаются горизонтально, при осевом растяжении и раскалывании - вертикально.
На образцах отмечают опорные грани, к которым будет приложена нагрузка - параллельно слоям укладки смеси. Опорные грани при раскалывании выбирают перпендикулярно слоям укладки. Плоскость изгиба образцов-призм при изгибе должна быть параллельна слоям укладки.
Все образцы должны быть испытаны в течение 1 часа, перед проведением испытаний испытательные машины должны быть очищены от материалов предыдущих исследований. Шкала измерений испытательной машины выбирается с учетом предполагаемой нагрузки разрушения, и не выходит за рамки 20-80% от максимальной нагрузки.
Основными механическими параметрами по итогам испытаний образцов на сжатие, изгиб, растяжение, являются:
- модуль упругости;
- предел пропорциональности;
- предел упругости;
- физический предел текучести;
- условный предел текучести;
- предел прочности;
- остаточные деформации.
Прочность бетона определяется как минимальное контролируемое усилие, разрушающее специально изготовленные (контрольные) шаблоны бетона с неизменной скоростью нарастания нагрузки.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ
ГОСТ 10180 - 2012 - стандарт, регламентирующий методики изготовления шаблонов; проведения исследований на сохранение целостности при воздействии сжимающей, растягивающей (осевой, изгибающей и раскалывающей) нагрузке; требующий их строгого соблюдения.
Важнейшую роль при этом стандарт отводит сертифицированному оборудованию, которое допускается к проведению исследований прочностных характеристик конструкционных бетонов.
Согласно требованиями ГОСТ 10180 - 2012 при проведении исследований на сжатие образец бетона помещается в зону сжатия испытательной машины или пресса, после чего подвергается сжимающей нагрузке при заданной скорости ее увеличения. Результаты испытаний позволяют оценить способность материала выдерживать компрессионные нагрузки без разрушения.
НАШЕ СЕРТИФИЦИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Основную роль при испытаниях бетона на прочность играют универсальные испытательные машины по ГОСТ 28840-90, созданные для выявления механических свойств материалов. Они обеспечивают требуемые параметры приложения нагрузки на образцы, а также позволяют измерять деформацию и степень их разрушения.
Универсальные испытательные машины (УИМ) серии МИМ являются наиболее распространенным и востребованным типом испытательных машин в промышленной и научной сферах, обеспечивая точность и надежность при проведении исследований, рекомендованных для соблюдения требований ГОСТ 10180-12. Они представляют собой высокотехнологичное универсальное оборудование, разработанное для проведения испытаний на сжатие, растяжение и изгиб. При испытании на изгиб образец располагается горизонтально на неподвижных опорах. Один (трехточечный изгиб) или два (четырехточечный изгиб) давящих индентора создают изгибающее усилие на образец. Основной целью этих испытаний является определение способности материала или конструкции сопротивляться изгибающим нагрузкам.
Испытания на растяжение проводят на разрывных или универсальных машинах, имеющих специальные захваты для передачи усилия.
Для проведения испытаний на сжатие, сдвиг, изгиб, прокол кроме УИМ серий МИМ могут использоваться Прессы испытательные МИП.