18105 2020 бетоны правила контроля и оценки прочности: Библиотека государственных стандартов
Правила контроля и оценки прочности бетона в монолитных конструкциях
Прочность бетона на сжатие возможно основная характеристика, от которой зависят эксплуатационные свойства монолитных конструкций. В зависимости от прочности устанавливается класс бетона. Говоря о прочности бетона подразумевают способность бетона противостоять агрессивным средам и внешним механическим воздействиям. На сегодняшний день наиболее актуальные способы определения прочности бетона на сжатие — это методы неразрушающего контроля правила для которых устанавливаются по ГОСТ 18105, ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624.
Ниже мы рассмотрим основные неразрушающие методы для определения прочности бетона в монолитных конструкциях:
Ультразвуковой метод определения прочности бетона на сжатие
Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона в промежуточном и проектном (как правило, 28-суточном) возрасте и возрасте, превышающем проектный при обследовании конструкций.
Измерения в бетоне проводят методами сквозного или поверхностного прозвучивания. Определение прочности бетона монолитных конструкций в основном проводят методом поверхностного прозвучивания.
Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени и скорости распространения ультразвука в бетоне, аттестованными и поверенными в установленном порядке. Наиболее распространенные на сегодняшний день приборы для определения прочности бетона ультразвуковым методом это приборы отечественного производства, такие как «УК1401», «УКС МГ4», «Пульсар 2.2» и т.д
При использовании нескольких приборов при контроле прочности бетона на одном строительном объекте их показания перед установлением градуировочной зависимости следует оттарировать на одном эталоне так, чтобы погрешность их показаний не превышала 0,5%.
При поверхностном прозвучивании размер базы измерительного прибора должен быть не менее 120 и не более 200 мм, а в зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов высотой более 0,5 мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.
При построении градуировочной зависимости по результатам параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний образцов, отобранных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых значение косвенного показателя максимальное, минимальное и имеет промежуточные значения.
После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или отбирают из них образцы для испытания по ГОСТ 28570.
Возраст бетона отдельных участков не должен отличаться более чем на 25% среднего возраста бетона зоны конструкции или группы конструкций, подлежащей контролю. Возраст отдельных участков конструкции не учитывают, если градуировочную зависимость устанавливают для конструкций, возраст которых превышает два месяца.
На каждом участке определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Прозвучивание проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно к ней. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (рисунок 1).
Рисунок 1 — Расположение линии прозвучивания. 1 – положение прибора при испытании; 2 – расположение арматуры
Отклонение отдельных результатов измерений скорости или времени распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2%. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при вычислении среднеарифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.
Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона. За единичное значение косвенного показателя принимают среднее значение косвенных показателей на участке. За единичное значение прочности бетона принимают прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.
Метод упругого отскока, метод ударного импульса
Наиболее популярные приборы отечественных производителей это приборы серии «Оникс» (Оникс 2.5, 2.6), среди импортного производства «молотки Шмидта» (Original Shmidt, Digi Shmidt), Испытания проводят в следующей последовательности:
- прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось перпендикулярно испытуемой поверхности в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- положение прибора при испытании конструкции относительно горизонтали рекомендуется принимать таким же, как и при испытании при установлении градуировочной зависимости. При другом положении прибора необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- фиксируют значение косвенной характеристики в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.
Так же, как и для ультразвукового метода, при использовании приборов упругого отскока или ударного импульса необходимо устанавливать градуировочную зависимость между косвенными и прямыми показателями прочности бетона.
Метод отрыва со скалыванием
В большинстве случаев для испытаний бетона методом «отрыва со скалыванием» используются отечественные приборы, такие как «ПОС50МГ4» или «ОНИКС-ОС».
При испытании методом отрыва со скалыванием участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.
Испытания проводят в следующей последовательности:
- если анкерное устройство не было установлено до бетонирования, то в бетоне выполняют отверстие, размер которого выбирают в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора в зависимости от типа анкерного устройства;
- в отверстие закрепляют анкерное устройство на глубину, предусмотренную инструкцией по эксплуатации прибора, в зависимости от типа анкерного устройства;
- прибор соединяют с анкерным устройством;
- нагрузку увеличивают со скоростью 1,5-3,0 кН/с;
- фиксируют показание силоизмерителя прибора и величину проскальзывания анкера (разность между фактической глубиной вырыва и глубиной заделки анкерного устройства) с точностью не менее 0,1 мм.
Измеренное значение силы вырыва умножают на поправочный коэффициент, определяемый по формуле:
где h — рабочая глубина заделки анкерного устройства, мм; Δh — величина проскальзывания анкера, мм.
Если наибольший и наименьший размеры вырванной части бетона от анкерного устройства до границ разрушения по поверхности конструкции отличаются более чем в два раза, а также, если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерного устройства более чем на 5%, то результаты испытаний допускается учитывать только для ориентировочной оценки прочности бетона.
Ориентировочные значения прочности бетона не допускается использовать для оценки класса бетона по прочности и построения градуировочных зависимостей. Так же результаты испытания не учитывают, если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерного устройства более чем на 10% или была обнажена арматура на расстоянии от анкерного устройства, меньшем, чем глубина его заделки.
Всего за 8 месяцев 2020 года сотрудниками ГБУ «ЦЭИИС» на объектах капитального строительства было проведено более 900 работ по определению фактического класса бетона по прочности на сжатие требованиям проектной документации и техническим регламентам.
Работниками ГБУ «ЦЭИИС» по полученным результатам были подготовлены экспертные заключения, которые в установленном порядке направлены в Мосгосстройнадзор.
______________________________________________________________________________________
Список используемой литературы
- ГОСТ 18105 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности»
- ГОСТ 17624 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»
- ГОСТ 22690 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»
- ГОСТ 28570 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций»
Новые ГОСТы. | Новости НКПРОМ.РУ
ГОСТ 18105-2018 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности»Утвержден приказом Росстандарта от 12 апреля 2019 года № 130-ст.
Стандарт распространяется на все виды бетонов по ГОСТ 25192, для которых нормируется прочность, и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетона при контроле качества бетонных смесей, бетонных и железобетонных изделий и конструкций, в том числе монолитных и сборно-монолитных.
ГОСТ 18105-2018 вводится в действие на территории РФ с 1 января 2020 года.
ГОСТ 20910-2019 «Бетоны жаростойкие. Технические условия»
Утвержден приказом Росстандарта от 26 апреля 2019 года № 171-ст.
Стандарт распространяется на жаростойкие бетоны, предназначенные для применения при эксплуатационных температурах не выше 1800°С. Требования стандарта следует соблюдать при разработке новых стандартов, пересмотре действующих стандартов, технических условий, проектной и технологической документации и производстве сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, монолитных и сборно-монолитных сооружений из бетонов данного вида.
ГОСТ 20910-2019 вводится в действие на территории РФ с 1 сентября 2019 года.
ГОСТ 28570-2019 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций»
Утвержден приказом Росстандарта от 26 апреля 2019 года № 172-ст.
Стандарт распространяется на бетоны всех видов по ГОСТ 25192 на неорганических вяжущих и устанавливает методы определения прочности бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях на сжатие, осевое растяжение, растяжение при раскалывании и изгибе при разрушающих кратковременных статических испытаниях образцов, изготовленных из выбуренных, вырубленных или выпиленных из конструкций проб бетона, а также правила отбора проб.
ГОСТ 28570-2019 вводится в действие на территории РФ с 1 сентября 2019 года.Определение прочности бетона при обследовании зданий и сооружений
А. В. Улыбин, к. т. н.; С. Д. Федотов, Д. С. Тарасова (ПНИПКУ «Венчур», Санкт-Петербург)
В предлагаемой статье рассмотрены основные методы неразрушающего контроля прочности бетона, применяемые при обследовании конструкций зданий и сооружений. Приведены результаты экспериментов по сопоставлению данных, получаемых неразрушающими методами контроля и испытанием образцов. Показывается преимущество метода отрыва со скалыванием перед другими методами контроля прочности. Описываются мероприятия, без выполнения которых применение косвенных неразрушающих методов контроля недопустимо.
Прочность бетона на сжатие является одним из наиболее часто контролируемых параметров при строительстве и обследовании железобетонных конструкций. Имеется большое число методов контроля, применяемых на практике. Более достоверным, сточки зрения авторов, является определение прочности не по контрольным образцам (ГОСТ 10180–90), изготовляемым из бетонной смеси, а по испытанию бетона конструкции после набора им проектной прочности. Метод испытания контрольных образцов позволяет оценить качество бетонной смеси, но не прочность бетона конструкции. Это вызвано тем, что невозможно обеспечить идентичные условия набора прочности (вибрирование, прогрев и др.) для бетона в конструкции и бетонных кубиков образцов.
Методы контроля по классификации ГОСТ 18105–2010 («Бетоны. Правила контроля и оценки прочности») разделены на три группы:
- Разрушающие;
- Прямые неразрушающие;
- Косвенные неразрушающие.
Таблица 1. Характеристики методов неразрушающего контроля прочности бетона.
| № | Наименование метода | Диапазон применения*, МПа | Погрешность измерения** |
| 1 | Пластической деформации | 5 – 50 | ± 30 – 40% |
| 2 | Упругого отскока | 5 – 50 | ± 50% |
| 3 | Ударного импульса | 10 – 70 | ± 50% |
| 4 | Отрыва | 5 – 60 | Нет данных |
| 5 | Отрыва со скалыванием | 5 – 100 | Нет данных |
| 6 | Скалывания ребра | 5 – 70 | Нет данных |
| 7 | Ультразвуковой | 5 – 40 | ± 30 – 50% |
*По требованиям ГОСТ 17624–87 и ГОСТ 22690–88;
**По данным источника без построения частной градуировочной зависимости
К методам первой группы относится упомянутый метод контрольных образцов, а также метод определения прочности путем испытания образцов, отобранных из конструкций. Последний является базовым и считается наиболее точным и достоверным. Однако при обследовании к нему при бегают довольно редко. Основными причинами этого являются существенное нарушение целостности конструкций и высокая стоимость исследований.
Измерители прочности бетона на нашем сайте.
В основном применяются методы определения прочности бетона неразрушающим контролем. При этом большая часть работ выполняется косвенными методами. Среди них наиболее распространенными на сегодняшний день являются ультразвуковой метод по ГОСТ 17624–87, методы ударного импульса и упругого отскока по ГОСТ 22690–88. Однако при использовании указанных методов редко соблюдаются требования стандартов по построению частных градуировочных зависимостей. Некоторые исполнители не знают этих требований.
Другие знают, но не понимают, насколько велика ошибка результатов измерений при использовании зависимостей, заложенных или прилагаемых к прибору, вместо зависимости, построенной на конкретном исследуемом бетоне. Есть «специалисты», которые знают об указанных требованиях норм, но пренебрегают ими, ориентируясь на финансовую выгоду и неосведомленность заказчика в данном вопросе.
Про факторы, влияющие на ошибку измерения прочности без построения частных градуировочных зависимостей, написано много работ. В табл.1 представлены данные по максимальной погрешности измерений различными методами, приведенные в монографии по неразрушающему контролю бетона.
В дополнение к обозначенной проблеме использования несоответствующих («ложных») зависимостей обозначим еще одну, возникающую при обследовании. Согласно требованиям СП 13-102-2003 обеспечение выборки измерений (параллельных испытаний бетона косвенным и прямым методом) на более чем 30 участках является необходимым, но не достаточным для построения и использования градуировочной зависимости. Необходимо, чтобы полученная парным корреляционно регрессионным анализом зависимость имела высокий коэффициент корреляции (более 0,7) и низкое СКО (менее 15% от средней прочности). Чтобы данное условие выполнялось, точность измерений обоих контролируемых параметров (например, скорость ультразвуковых волн и прочность бетона) должна быть достаточно высокой, а прочность бетона, по которому строится зависимость, должна изменяться в широком диапазоне.
При обследовании конструкций указанные условия выполняются редко. Во-первых, даже базовый метод испытания образцов нередко сопровождается высокой погрешностью. Во-вторых, за счет неоднородности бетона и других факторов [4] прочность в поверхностном слое (исследуемая косвенным методом) может не соответствовать прочности того же участка на некоторой глубине (при использовании прямых методов). И наконец, при нормальном качестве бетонирования и соответствии класса бетона проектному в пределах одного объекта редко можно встретить однотипные конструкции с прочностью, изменяющейся в широком диапазоне (например, от В20 до В60). Таким образом, зависимость приходится строить по выборке измерений с малым изменением исследуемого параметра.
В качестве наглядного примера вышеуказанной проблемы рассмотрим градуировочную зависимость, представленную на рис. 1. Линейная регрессионная зависимость построена по результатам ультразвуковых измерений и испытаний на прессе образцов бетона. Несмотря на большой разброс результатов измерений, зависимость имеет коэффициент корреляции 0,72, что допустимо по требованиям СП 13-102-2003. При аппроксимации функциями, отличными от линейной (степенной, логарифмической и пр.) коэффициент корреляции был менее указанного. Если бы диапазон исследуемой прочности бетона был меньше, например от 30 до 40 МПа (область, выделенная красным цветом), то совокупность результатов измерений превратилась бы в «облако», представленное в правой части рис. 1. Данное облако точек характеризуется отсутствием связи между измеряемым и искомым параметрами, что подтверждается максимальным коэффициентом корреляции 0,36. Иными словами, градуировочную зависимость здесь не построить.
РИС. 1. Зависимость между прочностью бетона и скоростью ультразвуковых волн
Также необходимо отметить, что на рядовых объектах количество участков измерения прочности для построения градуировочной зависимости сопоставимо с общим количеством измеряемых участков. В данном случае прочность бетона может быть определена по результатам только прямых измерений, а в градуировочной зависимости и использовании косвенных методов контроля уже не будет смысла.
Таким образом, без нарушения требований действующих норм для определения прочности бетона при обследовании в любом случае необходимо в том или ином объеме использовать прямые неразрушающие либо разрушающие методы контроля. Учитывая это, а также обозначенные выше проблемы, далее более подробно рас смотрим прямые методы контроля.
К данной группе по ГОСТ 22690–88 относится три метода:
- Метод отрыва.
- Метод отрыва со скалыванием.
- Метод скалывания ребра.
Метод отрыва
Метод отрыва основан на измерении максимального усилия, необходимого для отрыва фрагмента бетонной конструкции. Отрывающая нагрузка прилагается к ровной поверхности испытываемой конструкции за счет приклеивания стального диска (рис. 2), имеющего тягу для соединения с прибором. Для приклеивания могут использоваться различные клеи на эпоксидной основе. В ГОСТ 22690–88 рекомендуются клеи ЭД20 и ЭД16 с цементным наполнителем.
На сегодняшний день могут применяться современные двухкомпонентные клеи, производство которых хорошо налажено (POXIPOL, «Контакт», «Момент» И др.). В отечественной литературе по испытанию бетона методика испытания предполагает приклеивание диска к участку испытания без дополнительных мероприятий по ограничению зоны отрыва. В таких условиях площадь отрыва является непостоянной и должна определяться после каждого испытания. В зарубежной практике перед испытанием участок отрыва ограничивается бороздой, создаваемой кольцевыми сверлами (коронками). В данном случае площадь отрыва постоянна и известна, что увеличивает точность измерений.
После отрыва фрагмента и определения усилия определяется прочность бетона на растяжение (R(bt)) , по которой с помощью пересчета по эмпирической зависимости может быть определена прочность на сжатие (R). Для перевода можно воспользоваться выражением, указанным в пособии:
Для метода отрыва могут применяться различные приборы, используемые и для метода отрыва со скалыванием, такие как ПОС-50МГ4, ОНИКСОС, ПИБ, DYNA (рис. 2), а также старые аналоги: ГПНВ-5, ГПНС-5. Для проведения испытания необходимо наличие захватного устройства, соответствующего тяге, расположенной на диске.
Рис. 2. Прибор для метода отрыва с диском для приклеивания к бетону
В России метод отрыва не нашел широкого распространения. Об этом свидетельствует и отсутствие серийно выпускаемых приборов, приспособленных для крепления к дискам, а также самих дисков. В нормативных документах отсутствует зависимость для перехода от усилия вырыва к прочности на сжатие. В новом ГОСТ 18105–2010, а также предшествующем ГОСТ Р 53231–2008 метод отрыва не включен в перечень прямых методов неразрушающего контроля и вообще не упоминается. Причиной этому, по всей видимости, является ограниченный температурный диапазон применения метода, что связано с продолжительностью твердения и (или) невозможностью использования эпоксидных клеев при низкой температуре воздуха. Большая часть России расположена в более холодных климатических зонах, чем страны Европы, поэтому данный метод, широко при меняемый в европейских странах, в нашей стране не используется. Другим отрицательным фактором является необходимость сверления борозды, что дополнительно снижает производительность контроля.
Метод отрыва со скалыванием
Рис. 3. Испытание бетона методом отрыва со скалыванием
Данный метод имеет много общего с описанным выше методом отрыва. Основным отличием является способ крепления к бетону. Для приложения отрывающего усилия используются лепестковые анкеры различных размеров. При обследовании конструкций анкеры закладываются в шпур, пробуренный на участке измерения. Так же, как и при методе отрыва, измеряется разрушающее усилие (Р). Переход к прочности бетона на сжатие осуществляется по указанной в ГОСТ 22690 зависимости: R=m1•m2•P, где m1 — коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя, m2 — коэффициент перехода к прочности на сжатие, зависящий от вида бетона и условий твердения.
В нашей стране данный метод нашел, пожалуй, самое широкое распространение благодаря своей универсальности (табл.1), относительной простоте крепления к бетону, возможности испытания практически налюбом участке конструкции. Основными ограничениями для его применения являются густое армирование бетона и толщина испытываемой конструкции, которая должна быть больше, чем удвоенная длина анкера. Для выполнения испытаний могут использоваться приборы, указанные выше.
Таблица 2. Сравнительные характеристики прямых методов неразрушающего контроля
| Преимущества | Метод | ||
| Отрыв | Отрыв со скалыванием | Скалывание ребра | |
| Определение прочности бетонов классом более В60 | – | + | – |
| Возможность установки на неровную поверхность бетона (неровности более 5 мм) | – | + | – |
| Возможность установки на плоский участок конструкции (без наличия ребра) | + | + | – |
| Отсутствие потребности в источнике электроснабжения для установки | +* | – | + |
| Быстрое время установки | – | + | + |
| Работа при низких температурах воздуха | – | + | + |
| Наличие в современных стандартах | – | + | + |
*Без сверления борозды, ограничивающей участок отрыва.
Помимо более простого и быстрого крепления к бетону конструкции по сравнению с методом отрыва, не требуется обязательное наличие ровной поверхности. Главным условием является необходимость того, чтобы кривизна поверхности была достаточной для установки прибора на тягу анкера. В качестве примера на рис. 3 представлен прибор ПОС-МГ4, установленный на деструктированную поверхность устоя гидротехнического сооружения.
Метод скалывания ребра
Последним прямым методом неразрушающего контроля является модификация метода отрыва — метод скалывания ребра. Основное отличие заключается в том, что прочность бетона определяют по усилию (Р), необходимому для скалывания участка конструкции, расположенному на внешнем ребре. В нашей стране долгое время выпускались приборы типа ГПНС-4 и ПОС-МГ4 Скол, конструкция которых предполагала обязательное наличие двух рядом расположенных внешних углов конструкции.
Захваты прибора подобно струбцине крепились на испытываемый элемент, после чего через захватывающее устройство прилагалось усилие к одному из ребер конструкции. Таким образом, испытание можно было проводить только на линейных элементах (колонны, ригели) или в проемах на краях плоских элементов (стены, перекрытия). Несколько лет назад была разработана конструкция прибора, которая позволяет устанавливать его на испытываемый элемент с наличием только одного внешнего ребра. Закрепление осуществляется к одной из поверхностей испытываемого элемента при помощи анкера с дюбелем. Данное изобретение несколько расширило диапазон применения прибора, но одновременно с этим уничтожило основное преимущество метода скалывания, которое заключалось в отсутствии необходимости сверления и потребности в источнике электроэнергии.
Прочность бетона на сжатие при использовании метода скалывания ребра определяется по нормированной зависимости: R=0,058•m•(30P+P2),
где m — коэффициент, учитывающий крупность заполнителя.
Для наглядности сравнения характеристики прямых методов контроля представлены в табл. 2.
По данным, приведенным в таблице, видно, что наибольшим числом преимуществ характеризуется метод отрыва со скалыванием.
Однако, несмотря на возможность применения данного метода по указаниям норм без построения частной градуировочной зависимости, у многих специалистов возникает вопрос о точности получаемых результатов и соответствии их прочности бетона, определяемой методом испытания образцов. Для исследования этого вопроса, а также сопоставления результатов измерений, полученных прямым методом, с результатами измерений косвенными методами проведен эксперимент, опиcанный далее.
Результаты сравнения методов
В лаборатории «Обследование и испытание зданий и сооружений» ФГБОУ ВПО «СПБГПУ» были проведены исследования при использовании различных методов контроля. В качестве объекта исследования использован фрагмент бетонной стены, выпиленный алмазным инструментом. Габариты бетонного образца — 2,0×1,О х 0,3 м.
Армирование выполнено двумя сетками арматуры диаметром 16 мм, расположенной с шагом 100 мм с величиной защитного слоя 15–60 мм. В исследуемом образце применен тяжелый бетон на заполнителе из гранитного щебня фракции 20–40.
Для определения прочности бетона использован базовый разрушающий метод контроля. Из образца с помощью установки алмазного сверления выбурены 11 кернов различной длины диаметром 80 мм. Из кернов изготов лены 29 образцов — цилиндров, удовлетворяющих по своим размерам требованиям ГОСТ 28570–90 («Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций»). По результатам испытания образцов на сжатие выявлено, что среднее значение прочности бетона составило 49,0 МПа. Распределение значений прочности подчиняется нормальному закону (рис. 4). При этом прочность исследуемого бетона имеет высокую неоднородность с коэффициентом вариации 15,6% и СКО равным 7,6 МПа.
Для неразрушающего контроля применены методы отрыва, отрыва со скалыванием, упругого отскока и ударного импульса. Метод скалывания ребра не применялся по причине близкого расположения арматуры к ребрам образца иневозможности выполнения испытаний. Ультразву ковой метод не использован, так как прочность бетона выше допустимого диапазона для применения данного метода (табл.1). Выполнение измере ний всеми методами производилось на грани образца, срезанной алмазным инструментом, что обеспечива ло идеальные условия с точки зрения ровности поверхности. Для определе ния прочности косвенными методами контроля использовались градуиро вочные зависимости, имеющиеся в паспортах приборов, или заложен ные в них.
На рис. 5. представлен процесс измерения методом отрыва. Результаты измерений всеми методами представлены в табл. 3.
Таблица 3. Результаты измерения прочности различными методами
| № п/п |
Метод контроля (прибор) | Количество измерений, n | Среднее значение прочности бетона, Rm, МПа | Коэффициент вариации, V, % |
| 1 | Испытание на сжатие в прессе (ПГМ-1000МГ4) | 29 | 49,0 | 15,6 |
| 2 | Метод отрыва со скалыванием (ПОС-50МГ4) | 6 | 51,1 | 4,8 |
| 3 | Метод отрыва (DYNA) | 3 | 49,5 | – |
| 4 | Метод ударного импульса (Silver Schmidt) |
30 | 68,4 | 7,8 |
| 5 | Метод ударного импульса (ИПС-МГ4) |
7 (105)* | 78,2 | 5,2 |
| 6 | Метод упругого отскока (Beton Condtrol) |
30 | 67,8 | 7,27 |
*Семь участков по 15 измерений на каждом.
По данным, представленным в таблице, можно сделать следующие выводы:
среднее значение прочности, полученной испытанием на сжатие и прямыми методами неразрушающего контроля, различается не более чем 5%;
по результатам шести испытаний методом отрыва со скалыванием разброс прочности характеризуется низким значением коэффициента вариации 4,8%;
результаты, полученные всеми косвенными методами контроля, завышают прочность на 40–60%. Одним из факторов, приведших к данному завышению, является карбонизация бетона, глубина которой на исследуемой поверхности образца составила 7 мм.
Выводы
1. Мнимая простота и высокая производительность косвенных методов неразрушающего контроля теряются при выполнении требований построения градуировочной зависимости и учете (устранении) влияния факторов, искажающих результат. Без выполнения этих условий данные методы при обследовании конструкций можно при менять только для качественной оценки прочности по принципу «больше — меньше».
2. Результаты измерений прочности базовым методом разрушающего контроля путем сжатия отбираемых образцов также могут сопровождаться боль шим разбросом, вызванным как неоднородностью бетона, так и другими факторами.
3. Учитывая повышенную трудоем кость разрушающего метода и под твержденную достоверность результа тов, получаемых прямыми методами неразрушающего контроля, при обсле довании рекомендуется при менять по следние.
4. Среди прямых методов неразру шающего контроля оптимальным по большинству параметров является ме тод отрыва со скалыванием.
Рис. 4. Распределение значений прочности по результатам испытаний на сжатие.
Рис. 5. Измерение прочности методом отрыва.
А. В. Улыбин, к. т. н.; С. Д. Федотов, Д. С. Тарасова (ПНИПКУ «Венчур», Санкт-Петербург), журнал «Мир строительства и недвижимости, №47, 2013 г.
Все публикации
Архив по годам: 2006; 2008; 2013; 2015; 2016; 2018; 2019; 2020;
ТОП-10 наиболее популярных ГОСТов в Иркутской области
1. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий
ГОСТ ISO/IEC 17025-2019
2. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 18105-2018
3. Бетоны. Правила подбора состава
ГОСТ 27006-2019
4. Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 12730.5-2018
5. Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения
ГОСТ Р 8.568-2017
6. Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
ГОСТ 28570-2019
7. Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к количеству фасованных товаров при их производстве, фасовании, продаже и импорте
ГОСТ 8.579-2019
8. Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Определение содержания битумного вяжущего методом выжигания
ГОСТ Р 58401.15-2019
9. Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе ГОСТ Р 58527-2019
10. Государственная система обеспечения единства измерений. Масса нефти и нефтепродуктов. Методики (методы) измерений
ГОСТ 8.587-2019
Редко приобретаемые ГОСТы
1. Стекло закаленное эмалированное (стемалит). Технические условия
ГОСТ 33891-2016
2. Лифты. Модернизация находящихся в эксплуатации лифтов. Общие требования
ГОСТ Р 58495-2019
3. Мебель для сидения и лежания. Общие технические условия
ГОСТ 19917-2014
Справка:
ГОСТ ISO/IEC 17025 2019 года устанавливает новые требования к компетентности лабораторий, а именно риск-ориентированный подход к деятельности лаборатории и метрологической прослеживаемости. В связи с чем испытательная лаборатория должна переработать систему менеджмента качества Испытательной лаборатории, а именно, разработать процедуру управления рисками и возможности, связанные с деятельностью Испытательной лаборатории. Предпринимаемые действия, связанные с рисками, должны быть соразмерны их потенциальному влиянию на достоверность лабораторных результатов.
Методы неразрушающего контроля бетона — прочность
Испытание бетона на прочность
Заявка на проведение испытаний — контакты
Наиболее распространенным и повсеместно оказываемым видом услуг по испытанию бетона является определение прочности на сжатие методами неразрушающего контроля. Следует отметить, что в связи с вступлением в силу ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности», стало необходимостью испытание бетона по определению прочности непосредственно в конструкциях на объекте строительства.
Для получения более точных результатов испытание бетона в монолитных конструкциях выполняются с применением метода отрыв со скалыванием. Данный метод определения прочности бетона на сжатие ввиду сравнительно небольшой относительной погрешности (не более 2 %) и меньшей трудоемкости по сравнению с испытанием образцов-кернов из конструкции, отлично зарекомендовал себя при обследовании зданий и сооружения строительного комплекса.
В случае наличия большой партии монолитных конструкций для испытаний бетона по определению прочности неразрушающими методами целесообразно комбинировать использование прямых методов (например, отрыв со скалыванием) и косвенных (ударный импульс, упругий отскок и т.п.). Делается это исходя из экономии средств и времени на выполнение испытаний. Кроме того, совместное использование прямых и косвенных методов неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля», а также по ГОСТ 17624-2012 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности» с проведением последующей статистической обработки результатов определения прочности на разных участках и в разных конструкциях позволяет получить достоверные результаты по однородности бетона в партии монолитных ж/б изделий.
Производство монолитных бетонных работ при строительстве мостов, дорожных оснований, установке опор и т.п. зачастую регламентировано повышенными требованиями к прочности несущих ж/б конструкций. Как правило в таких случаях испытания проводятся неразрушающими методами контроля по схеме Г. Однако в некоторых случаях ввиду отсутствия возможности проведения испытаний монолитных конструкций методами неразрушающего контроля, допускается оценка прочности бетона по контрольным образцам. Это относится, прежде всего, к конструкциям, прямой доступ к которым невозможен (фундаменты опор, ростверки и пр.). В промышленном и гражданском строительстве практически во всех случаях для освидетельствования бетонных работ требуются результаты испытаний прочности методами неразрушающего контроля.
В настоящее время на многих заводах по выпуску товарной бетонной смеси, активно применяемой в монолитном строительстве, 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 контрольных образцов на гидравлическом прессе по истечении 28 суток твердения в нормальных условиях. При этом на заводах постоянно ведется статистика результатов таких испытаний и с определенной периодичностью производится определение среднего внутри серийного коэффициента вариации прочности бетона по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны.
Методы определения прочности по контрольным образцам» и ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности». Исходя из среднего внутри серийного коэффициента вариации завод по производству бетонной смеси определяет требуемую прочность и класс бетона по прочности для поставляемой партии. Этот показатель, наряду с марками по морозостойкости и водонепроницаемости, при входном контроле является основным критерием оценки соответствия используемого бетона указанному в проекте. По истечении 28 суток с момента проведения монолитных работ необходимо производить испытания методами неразрушающего контроля.
Если заводом-изготовителем бетонной смеси в договоре на поставку БСТ предусмотрен контроль по схеме А, то оценку прочности монолитных конструкций методами неразрушающего контроля целесообразнее производить по схеме В по ГОСТ 18105-2010. После получения результатов полевых испытаний методами неразрушающего контроля, производится статистическая обработка и построение (или корректировка) градуировочной зависимости прочности бетона от косвенной характеристики (энергия удара, скорость прохождения УЗ волн и пр.). Построенная градуировочная зависимость позволяет получать более точные адекватные прочностные показатели при использовании косвенных методов неразрушающего контроля.
Кроме того, схема В предусматривает определение текущего коэффициента вариации прочности бетона в партии конструкций, что позволяет пересчитать требуемую прочность в соответствии с имеющимися статистическими данными, полученными при проведении испытаний. В последующем при изменении состава бетонной смеси, класса бетона построенную зависимость необходимо периодически корректировать.
В остальных случаях (при небольшом объеме испытаний, при проведении обследования зданий и сооружений, когда отсутствует информация о качестве бетона и т.п.) для повышения точности результатов испытаний следует применять прямые методы неразрушающего контроля прочности монолитных ж/б конструкций. В этом аспекте в строительной практике довольно успешно применяется метод отрыв со скалыванием. Виды испытаний и нормативно-технические документы, регламентирующие их проведение, приведены ниже в таблице.
Неразрушающий контроль бетона
Услуги и направления лаборатории
Определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием
Определение прочности бетона методом ударного импульса
Определение толщины защитного слоя бетона и диаметра рабочей арматуры магнитным методом.Неразрушающие методы контроля бетона дают возможность определять прочность бетона в конструкциях и оценивать соответствие испытываемого материала проектным требованиям. Различают прямые и косвенные методы неразрушающего контроля бетона. В строительной практике при проведении испытательных работ наиболее широкое распространение получили прямой метод неразрушающего контроля — отрыв со скалыванием и косвенный метод — ударный импульс. Данные методы неразрушающего контроля бетона успешно применяются нашей строительной лабораторией как при освидетельствовании железобетонных конструкций строящихся зданий и сооружений, так и при испытаниях по обследованию уже эксплуатирующихся объектов капитального строительства.
Метод отрыва со скалыванием позволяет быстро и максимально точно определить прочность бетона, использующегося для строительства сооружений различного назначения. При проведении испытательных работ по неразрушающему контролю бетона наша испытательная лаборатория применяет измеритель прочности ОНИКС-1.ОС. Прибор вычисляет прочность бетона с учетом его вида, способа твердения, типоразмера анкера и сохраняет в памяти результаты испытаний.
Определение прочности бетона методом ударного импульса проводятся специалистами нашей строительной лаборатории с помощью склерометра Beton Pro CONDTROL. Помимо прочности бетона, используя метод ударного импульса можно определить прочность затвердевшего строительного раствора и керамического или силикатного кирпича. Испытания такого рода реализуются, как правило, при обследовании зданий и сооружений, а порядок их проведения регламентируется соответствующими ГОСТами. Меню прибора неразрушающего контроля дает возможность настроить склерометр на материал по всем необходимым параметрам. После проведения испытаний, на дисплее сразу отображается вся необходимая для систематизации информация, которая впоследствии сохраняется в памяти склерометра.
Для более точной оценки прочности бетона рекомендуется проводить комплекс испытаний, включающий в себя как испытания методом отрыва со скалыванием, так и методом ударного импульса. В результате проведенных параллельных испытаний на одних и тех же участках конструкции методами отрыва со скалыванием и ударного импульса, проводится привязка к условиям твердения, возрасту и прочности исследуемого бетона с помощью безразмерной величины — коэффициента совпадения. Методика привязки приборов неразрушающего контроля к испытываемому бетону обозначена в ГОСТ 22690-2015. В общем случае следует понимать, что при проведении неразрушающего контроля бетона в конструкциях с использованием наряду с прямыми методами косвенных, необходима привязка настроек приборов реализующих любой косвенный метод к испытываемому бетону. Выполнение этого важного условия будет способствовать повышению точности испытаний и получению адекватных результатов.
При проведении работ по инструментальному обследованию эксплуатируемых зданий и сооружений возникает необходимость определения величины толщины защитного слоя бетона, а также шага и диаметра рабочей арматуры. В этом случае целесообразно применять неразрушающий метод контроля, который основан на снятии регистрационных показаний с датчика прибора НК, возникающих от магнитного поля арматуры, располагающейся в теле бетона. Наша строительная лаборатория проводит определение толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры по ГОСТ 22904-93 с помощью арматуроскопа. Также данный прибор может применяться при проведении неразрушающего контроля бетона методом отрыва со скалыванием для поиска оптимального участка испытаний, свободного от рабочей арматуры.
Обратившись в нашу испытательную лабораторию за консультацией, Вы получите разъяснения по всем возникшим вопросам относительно проведения неразрушающего контроля бетона. В конечном счете, это поможет назначить программу проведения необходимых испытаний и получить результаты в короткий срок!
Смеси растворные методы испытаний
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, обязуясь 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 раствора, 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 мониторинге 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 внутри серийного 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.
ИСПЫТАНИЯ БЕТОНА И ДРУГИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Компания ООО Лигарт строительная лаборатория проводит испытания строительных материалов и контроль качества продукции на предмет соответствия требованиям государственных стандартов и строительных норм и правил, и оснащена современными отечественными и зарубежными средствами измерений, которые проходят ежегодную поверку и калибровку, и укомплектована квалифицированным персоналом.
Испытательная лаборатория для строительства проводит испытания: бетона, раствора, цемента, определение плотности и коэффициента уплотнения грунта, определение прочности сварных швов, а так же теплоизоляционных и других материалов.
При испытании бетона проверяется его прочность при сжатии и/или изгибе, а при необходимости и другие характеристики: плотность, морозостойкость, водонепроницаемость.
Используемые при этом методы принято разделять на две группы:
Разрушающие методы механические в результате которого образец после испытаний оказывается полностью разрушен
Неразрушающий косвенный не оказывает влияния на функциональность конструкции и пригодность к последующей эксплуатации.
Испытание бетона на прочность
В процессе лабораторных испытаний, осуществляемых специалистами лаборатории, определяются следующие технические характеристики бетона:
прочность, устойчивость к разнонаправленным механическим деформациям – отрыв, скалывание, упругий отскок осуществляется методами разрушающего и неразрушающего контроля
водонепроницаемость, количество циклов последовательной заморозки и размораживания
расчет физико-механических параметров твердых наполнителей песка, гравия, щебня
подбор процентного состава компонентов бетона, используемого для возведения конструкций различного предназначения.
Лаборатория по испытанию бетона
Лаборатория оборудована необходимым комплексом измерительной аппаратуры, благодаря чему становится возможным оперативное выполнение работ любого уровня сложности.
В частности, в перечень применяемой техники входит:
разрывная машина;
гидравлический и винтовой пресс;
климатическая камера, предназначенная для исследования образцов в условиях низких температур;
керновый бур для получения образцов бетона;
устройство для бесконтактного определения толщины арматуры.
Кроме того, нашими специалистами активно используются влагомеры для бетона, ультразвуковые измерители прочности, устройства для контроля сварных соединений. Вся техника периодически проходит процесс поверки, что подтверждается наличием соответствующих сертификатов.
Мы стремимся стать лучше и будем рады любым Вашим отзывам о работе нашей компании. Свои мнения и пожелания присылайте нам на почту: [email protected]
Мы обязательно рассмотрим все Ваши сообщения и постараемся разъяснить все возникающие вопросы.
Определение… — Инфосмит — строительная лаборатория
Определение прочности бетона на сжатие по контрольным образцам.⠀
⠀
Является одним из методов определения прочности бетона монолитной конструкции, который состоит в измерении минимальных усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы бетона, твердевших в нормальных условиях (п.7.2.4 ГОСТ 18105) при их статическом нагружении с постоянной скоростью нарастания нагрузки, и последующем вычислении напряжений при этих усилиях.⠀
⠀
Область применения: ⠀
⠀
1️⃣ При определении прочности контрольных образцов бетона монолитных конструкций в рамках входного контроля бетонной смеси на объекте строительства (согласно п.4.4 ГОСТ 18105 контролю подлежит бетонная смесь в промежуточном и проектном возрасте).⠀
⠀
2️⃣ В случае невозможности проведения сплошного контроля фактической прочности бетона монолитных конструкций и определения класса бетона с использованием неразрушающих методов, допускается определять прочность бетона по контрольным образцам, изготовленным на строительной площадке из пробы смеси, отобранной при бетонировании конструкции и твердевшим в нормальных условиях.⠀
⠀
Краткая методика испытаний: ⠀
⠀
▫️Отбор смеси проходит по ГОСТ 10181. ⠀
⠀
▫️Изготовить образцы необходимо не позднее чем через 10 минут после отбора смеси. ⠀
⠀
▫️Затем изготовленные образцы, затвердевшие в нормальных условиях, давят на прессе, измеряя минимальные усилия, разрушающие образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью нарастания нагрузки, и в последующем вычисляя напряжение при этих усилиях. ⠀
⠀
Основная нормативная документация: ⠀
⠀
🟢ГОСТ 7473 «Смеси бетонные. Технические условия»; ⠀
🟢ГОСТ 10181 «Смеси бетонные. Методы испытаний», ⠀
🟢ГОСТ 18105 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности»,⠀
🟢ГОСТ 10180 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».
(PDF) Повышение конкурентоспособности сборного железобетона за счет повышения уровня надежности и контроля качества
IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 666 (2019) 012037
Engineering, 165 1658-1666. doi: 10.1016 / j.proeng.2016.11.907 Получено с
www.scopus.com
[9] Корсун В., Калмыков Ю., Недорьезов А. и Корсун А. (2015). Влияние исходной прочности бетона
на его деформацию при трехосном сжатии.Документ представлен на сайте
Procedure Engineering, 117 (1) 959-969. doi: 10.1016 / j.proeng.2015.08.190 Получено с
www.scopus.com
[10] Плевков, В., Белов, В., Балдин, И., Невский, А., Веселов, А., & Серов, Э. (2016). Диаграмма линейного деформирования не
армированного углеродным волокном бетона при статическом воздействии
doi: 10.4028 / www.scientific.net / MSF.871.173 Получено с www.scopus.com
[11] Шилер П., Коларжова , И., Сегнал, Т., Сноп, Р., Оправил, Т., и Шоукал, Ф. (2016). Влияние размера частиц цемента
и различных добавок на свойства портландцементных паст.
На форуме по материаловедению (том 851, стр. 104-109). Публикации Trans Tech.
[12] Рябова А., Харитонов А., Матвеева Л., Шангина Н., Беленцов Ю. (2017, апрель).
Исследование длительной прочности бетона, армированного стекловолокном. В энергетическом менеджменте
муниципальных транспортных средств и транспорта (стр.640-646). Спрингер, Чам.
[13] Koplík, J .; Pořízka, J .; Калина, Л .; Másilko, J .; Бржезина, М. Влияние дозировки свинца на
иммобилизационные характеристики различных типов щелочно-активированных смесей и строительных растворов.
Достижения в области материаловедения и инженерии, 2018, стр. 1-6.
[14] Сычев М.А., Сватовская Л.Б., Струков Д.С., Соловьев В.Ю., Гравит М.В. Повышение качества бетона
в монолитной опоре // Строительный журнал.2018. № 4 (80).
С. 3-14.
[15] Калина, Л., Билек, В., Кирипольски, Т., Новотны, Р., и Масилко, Дж. (2018). Байпас цементной печи
Пыль: эффективный щелочной активатор для пуццолановых материалов. Materials, 11 (9), 1770.
[16] Ким, М.К., Ченг, Дж. К., Сон, Х. и Чанг, К. С. (2015). Основа для размерной и
оценки качества поверхности сборных железобетонных элементов с использованием BIM и 3D лазерного сканирования.
Автоматизация в строительстве, 49, 225-238.
[17] Харитонов А., Рябова А., Пухаренко Ю. (2016). Модифицированный GFRC для прочного подземного строительства
. Технологическая инженерия, 165, 1152-1161.
[18] Смирнова, О. (2017). Получение высокопрочного бетона для шпал в России.
Разработка процедур, 172, 1039-1043.
[19] Пичугин С.Ф. Оценка надежности конструкций промышленных зданий // Журнал
Гражданское строительство.2018. № 7 (83). С. 24-37.
[20] Эфе, С., Шокухиан, М., Хед, М., и Чинака, Э. (2018). Численное исследование циклического отклика
колонн, армированных AFRP, с внешними несвязанными рассеивателями энергии. Структура и
Инфраструктура, 14 (2), 218-231.
[21] Гравит М., Дмитриев И. и Ишков А. (2017, октябрь). Контроль качества огнезащитных покрытий железобетонных конструкций
. В серии конференций IOP: Earth and Environment Science
(Vol.90, № 1, с. 012226). IOP Publishing.
[22] Ю.А. Беленцов, О. Смирнова, Влияние допустимых дефектов на снижение надежности
Уровень железобетонных конструкций. Международный журнал гражданского строительства и технологий
, 9 (11), 2018 г., стр. 2999–3005.
[23] Аварии зданий и сооружений на территории РФ в 2003 г. — М.,
Центр качества строительства, 2004 г., дата актуализации: 01.10.2008.
[24] Ефремов И.В., Рахимова Н.Н. Надежность технических систем и техногенный риск. — Оренбург,
ОГУ, 2013. — 163 с.
[25] Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. — М., Стройиздат,
1978 — 239 с.
[26] Райзер В. Д. Теория надежности конструкций. — М., Издательство АСВ, 2010 г. — 384 с.
[27] Калина, Л., Билек, В., Бартоничкова, Э., и Кроуска, Дж.(2018). Полипропиленгликоли как эффективные
Добавки, уменьшающие усадку в щелочно-активированных материалах. Журнал материалов ACI,
115 (2).
% PDF-1.4 % 1465 0 объект > эндобдж xref 1465 237 0000000016 00000 н. 0000005115 00000 н. 0000005345 00000 н. 0000005499 00000 н. 0000010745 00000 п. 0000010923 00000 п. 0000011010 00000 п. 0000011098 00000 п. 0000011216 00000 п. 0000011328 00000 п. 0000011390 00000 п. 0000011584 00000 п. 0000011646 00000 п. 0000011758 00000 п. 0000011934 00000 п. 0000012094 00000 п. 0000012156 00000 п. 0000012276 00000 п. 0000012386 00000 п. 0000012551 00000 п. 0000012613 00000 п. 0000012741 00000 п. 0000012840 00000 п. 0000013008 00000 п. 0000013070 00000 п. 0000013176 00000 п. 0000013291 00000 п. 0000013457 00000 п. 0000013519 00000 п. 0000013636 00000 п. 0000013740 00000 п. 0000013911 00000 п. 0000013973 00000 п. 0000014083 00000 п. 0000014209 00000 п. 0000014378 00000 п. 0000014440 00000 п. 0000014551 00000 п. 0000014693 00000 п. 0000014858 00000 п. 0000014920 00000 п. 0000015028 00000 п. 0000015158 00000 п. 0000015327 00000 п. 0000015389 00000 п. 0000015501 00000 п. 0000015608 00000 п. 0000015798 00000 п. 0000015860 00000 п. 0000015970 00000 п. 0000016083 00000 п. 0000016252 00000 п. 0000016314 00000 п. 0000016504 00000 п. 0000016566 00000 п. 0000016676 00000 п. 0000016777 00000 п. 0000016839 00000 п. 0000016961 00000 п. 0000017023 00000 п. 0000017136 00000 п. 0000017198 00000 п. 0000017260 00000 п. 0000017370 00000 п. 0000017506 00000 п. 0000017669 00000 п. 0000017731 00000 п. 0000017841 00000 п. 0000017971 00000 п. 0000018152 00000 п. 0000018214 00000 п. 0000018323 00000 п. 0000018471 00000 п. 0000018645 00000 п. 0000018707 00000 п. 0000018818 00000 п. 0000018960 00000 п. 0000019143 00000 п. 0000019205 00000 п. 0000019314 00000 п. 0000019478 00000 п. 0000019641 00000 п. 0000019703 00000 п. 0000019803 00000 п. 0000019945 00000 п. 0000020109 00000 п. 0000020171 00000 п. 0000020278 00000 н. 0000020339 00000 п. 0000020439 00000 п. 0000020542 00000 п. 0000020604 00000 п. 0000020734 00000 п. 0000020796 00000 п. 0000020919 00000 п. 0000020980 00000 п. 0000021149 00000 п. 0000021210 00000 п. 0000021271 00000 п. 0000021384 00000 п. 0000021445 00000 п. 0000021552 00000 п. 0000021612 00000 п. 0000021672 00000 п. 0000021734 00000 п. 0000021873 00000 п. 0000021935 00000 п. 0000022078 00000 п. 0000022140 00000 п. 0000022285 00000 п. 0000022347 00000 п. 0000022409 00000 п. 0000022471 00000 п. 0000022640 00000 п. 0000022702 00000 п. 0000022866 00000 п. 0000022928 00000 п. 0000023084 00000 п. 0000023146 00000 п. 0000023208 00000 п. 0000023270 00000 п. 0000023417 00000 п. 0000023479 00000 п. 0000023633 00000 п. 0000023695 00000 п. 0000023840 00000 п. 0000023902 00000 п. 0000023964 00000 п. 0000024026 00000 п. 0000024187 00000 п. 0000024249 00000 п. 0000024402 00000 п. 0000024464 00000 п. 0000024526 00000 п. 0000024588 00000 п. 0000024725 00000 п. 0000024787 00000 п. 0000024922 00000 п. 0000024984 00000 п. 0000025127 00000 п. 0000025189 00000 п. 0000025251 00000 п. 0000025313 00000 п. 0000025452 00000 п. 0000025514 00000 п. 0000025658 00000 п. 0000025720 00000 п. 0000025856 00000 п. 0000025918 00000 п. 0000025980 00000 п. 0000026042 00000 п. 0000026203 00000 п. 0000026265 00000 п. 0000026417 00000 п. 0000026479 00000 п. 0000026628 00000 п. 0000026690 00000 н. 0000026835 00000 п. 0000026897 00000 п. 0000026959 00000 п. 0000027021 00000 п. 0000027186 00000 п. 0000027248 00000 п. 0000027396 00000 п. 0000027458 00000 н. 0000027610 00000 п. 0000027672 00000 н. 0000027806 00000 п. 0000027868 00000 н. 0000028023 00000 п. 0000028085 00000 п. 0000028232 00000 п. 0000028294 00000 п. 0000028356 00000 п. 0000028418 00000 п. 0000028549 00000 п. 0000028611 00000 п. 0000028765 00000 п. 0000028827 00000 н. 0000028954 00000 п. 0000029016 00000 н. 0000029078 00000 п. 0000029140 00000 п. 0000029301 00000 п. 0000029363 00000 п. 0000029519 00000 п. 0000029581 00000 п. 0000029731 00000 п. 0000029793 00000 п. 0000029855 00000 п. 0000029917 00000 н. 0000030035 00000 п. 0000030097 00000 п. 0000030247 00000 п. 0000030309 00000 п. 0000030448 00000 п. 0000030510 00000 п. 0000030644 00000 п. 0000030706 00000 п. 0000030842 00000 п. 0000030904 00000 п. 0000030966 00000 п. 0000031028 00000 п. 0000031090 00000 п. 0000031152 00000 п. 0000031271 00000 п. 0000031333 00000 п. 0000031457 00000 п. 0000031519 00000 п. 0000031581 00000 п. 0000031643 00000 п. 0000031790 00000 п. 0000031852 00000 п. 0000031914 00000 п. 0000031976 00000 п. 0000032119 00000 п. 0000032181 00000 п. 0000032294 00000 п. 0000032356 00000 п. 0000032542 00000 п. 0000032604 00000 п. 0000032830 00000 н. 0000032892 00000 п. 0000032954 00000 п. 0000033016 00000 п. 0000033078 00000 п. 0000033141 00000 п. 0000033265 00000 п. 0000033491 00000 п. 0000034065 00000 п. 0000034539 00000 п. 0000034761 00000 п. 0000035166 00000 п. 0000054887 00000 п. 0000067052 00000 п. 0000005565 00000 н. 0000010721 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1466 0 объект > эндобдж 1467 0 объект `Dz — # _ m_} g) / U (? R = E2m: 4 + OpI> эндобдж 1468 0 объект > эндобдж 1700 0 объект > транслировать 8Kp3N-q`% / w \ s @ fuW0e @ ~ ‘A ڭ trBFHJ 톐
! Ďp,; 66BfJq! D`HjF% — | {8 | — & tu> (bwYͱ.~ gWX> R / DxxRT ,, nv1O
Сравнительный обзор оценки переработки и утилизации отходов
5.3.1. Пористость и водопоглощение
Чтобы предотвратить усадку, Yang et al. [220] предложил оптимальное процентное содержание заменителя связующего 60%. Кроме того, в этом исследовании было исследовано водопоглощение цементных материалов, таких как RHA и BOF, и было отмечено, что оно меньше, чем у трехкомпонентных смесей летучей золы и известняка, полученных в другом исследовании [90].Содержание воды уменьшалось по мере увеличения содержания переработанного стекла, а плотность уменьшалась [247]. Уменьшение усадки и пористости WG было достигнуто за счет использования заменителей цемента, как показано в [246].
Влияние добавки WG на водопоглощение и пористость [246].
Кроме того, было замечено, что улучшенный эффект пуццолана и измельчения пор приводит к значительному снижению водопоглощения и пустотности при увеличении количества порошка отработанного стекла [92].Исследование, проведенное Биничи [248], показало, что с повышением температуры активации щелочью водопоглощение уменьшается, но это уменьшение варьируется от одного состояния к другому, как показано на рисунках и. Также были изучены эффекты различных сроков отверждения и добавления летучей золы в различных процентах, и авторы наблюдали изменение значений водопоглощения и пористости [249]. Увеличение содержания заменителей цемента влияет на механические свойства полимербетона из-за изменений их пористости и водопоглощения, как показано на и.
Водопоглощение (WA) для различных материалов при разных температурах активации (° C) [248].
Водопоглощение бетонной смеси при различных соотношениях полимера и цемента [251].
Пористость модифицированной полимером смеси при различных соотношениях полимера и цемента и днях выдержки [252].
Кроме того, когда процентное содержание полимера в бетоне увеличивается, также обсуждалось влияние на водопоглощение и пористость [250,251,252], водопоглощение бетона снижается из-за блокирования пор полимерными частицами.Кроме того, поскольку полимерные материалы являются водонепроницаемыми продуктами, частицы полимера, которые распределены в поровых пространствах, будут препятствовать проникновению воды в частицы бетона. По мере увеличения содержания полимера в смесях общая пористость материалов постепенно падает, как показано на. Увеличение концентрации полимера или соотношения полимер / цемент улучшает эффективность полимерного наполнения или упаковки. Использование RHA в сочетании с отходами стекла, стальной фиброй и PPS приводит к значительному снижению пустотности при различных соотношениях в / ц.Более того, в этом исследовании рекомендовалось максимальное содержание RHA до 10% при соотношении масс 0,33% [55]. Использование резиновых отходов шин и полипропиленовых волокон приводит к потере водопоглощения в цементных композитах на основе RHA [250].
Принимая во внимание различные условия отверждения, прочность на сжатие цементных растворов, изготовленных из различных комбинаций PC, GGBS и PFA, при разном возрасте отверждения. Это показывает, что с увеличением продолжительности времени отверждения CS увеличиваются с увеличением содержания GGBS и PFA для развития строительного раствора [253] и представлены в.
Прочность на сжатие различных заменителей цемента IW3 в разные дни выдержки [253].
5.3.2. Щелочно-кремнеземная реакция и проникновение хлоридов
Замена золы рисовой шелухи в бетоне улучшает его устойчивость к воздействию хлоридов [254]. Был сделан вывод, что удовлетворительные характеристики достигаются при содержании до 10% RHA в качестве замены цемента по сравнению с результатами другого исследования, как показано в [221]. Точно так же соотношение воды и углерода оказывает значительное влияние на проникновение хлорид-ионов.Рекомендуется использовать низкое соотношение воды и углерода для борьбы с атаками хлоридов; тем не менее, более высокое соотношение вода / цемент вызывает более высокую степень проникновения хлорид-ионов в бетон [67]. Использование отработанного стекла размером <300 нм не влияет на реакцию щелочи с кремнеземом, и результаты находятся в пределах (<10%), описанных в ASTM C1260, по сравнению с бетонной смесью, приготовленной из летучей золы и микрокремнезема при температуре уровень замещения 10% [247]. Кроме того, введение более высокого содержания стеклянных отходов в качестве замены песка может быть использовано для контроля ASR [178].Это было связано с падением щелочи, возможно, из-за чрезмерного использования извести в виде стеклянных отходов с кремнеземом.
SF демонстрирует превосходную стойкость к атакам хлорид-ионами (на 40% и 14,3% выше, чем у RHA). Оба были заменены с аналогичным процентным соотношением (5% и 10%) с соотношением в / ц 0,6 и протестированы через 3 дня отверждения [67]. Наблюдалась тенденция к снижению с 28 до 56 дней с учетом коэффициента проникновения хлоридов, как показано на. Было замечено, что SF показал превосходные механические свойства по сравнению с другими добавками (летучая зола и OPC) на начальных стадиях [255].Более того, он показал аналогичную картину по сравнению с SF, когда образцы наблюдались после длительного времени отверждения. Точно так же SF более полезен для снижения проницаемости (87%) и измельчения пор (25%), чем CS в HPC. Аналогичным образом, когда SF использовался в качестве замены цемента при 5%, 10% и 15%, наблюдаемое проникновение хлоридов составило 26,7%, 38,5% и 49,6% соответственно [256].
Проникновение хлоридов при разном возрасте отверждения для разных SCM.
HPC был приготовлен с комбинированными пропорциями смеси 25% RHA и 10% SF [257].Стойкость к хлорид-ионам снизилась на 78,5%, но еще больше снизилась до 52,36% в случае SCC, сделанного из смеси (60% FA + 10% SF) [190]. В HPC было обнаружено, что бетонного покрытия толщиной 20 мм недостаточно для защиты стальных стержней от атак хлорид-ионов. Использование SF и WG — эффективный способ решения этой проблемы. При содержании WG 20% было достигнуто снижение на 76,85% [258]. Проникновение хлорид-ионов было снижено до 52,47% за счет использования WG в строительном растворе. Для достижения наилучших характеристик долговечности было предложено максимальное содержание WG 10% [185].
Сиддик и Беннасер [202] сообщили об увеличении сродства адсорбции хлоридов с увеличением содержания GGBS [169]; однако присутствие сульфатов делает его менее эффективным. В этом исследовании использовалось 60% GGBS в качестве замены цемента, и было обнаружено сопротивление хлорид-ионам 81,9% при соотношении масс / ц 0,55 [259]. Утончение пор оказывает значительное положительное влияние на устойчивость к проникновению хлоридов. За счет сведения к минимуму неконтролируемой усадки бетонных смесей трещиностойкость может быть снижена [260].Бетон на основе FA показал максимальную усадку по сравнению с GGBS и нанокремнеземом. Сопротивление хлоридным ионам снижается с увеличением добавок в цемент, например, RHA и SF, для пожилых людей. Точно так же оптимальная стойкость к проникновению хлоридов была достигнута в случае как нано-, так и микро-смесей RHA (2,5% и 12,5% соответственно) [261]. Было отмечено, что бетонная смесь, приготовленная с использованием обоих типов RHA, показала сопротивление хлорид-ионам 71,2% после 90-дневного процесса отверждения, что на 36,2% больше по сравнению с образцом, приготовленным с 2.5% нано-RHA. Основываясь на сопротивлении хлорид-ионам, можно получить рейтинг GGBS> RHA> SF> FA> WG. Необходимы исследования, чтобы объяснить этот идеальный сценарий противодействия проникновению хлоридов, следуя составу смеси, например, эквивалентным количествам замены цемента, соотношению воды и цемента, испытаниям образца после отверждения и другим методам для эффективных и действенных сравнительных исследований. Разложение щелочного кремнезема (ASR) является основной проблемой твердости, при которой компоненты кремнезема в агрегатных частицах реагируют на широкие взаимодействия с щелочными поровыми веществами, что приводит к образованию трещин [262].Эффективность любого SCM в снижении ASR варьируется в зависимости от состава SCM (SiO 2 и содержание щелочи), процентного содержания SCM, формы взаимодействия щелочь-заполнитель, количества и крупности цемента [263] . SCM минимизируют ASR из-за пуццолановой реакции, которая также снижает проницаемость бетона и использование свободных щелочных ионов с помощью ASR [264].
Однако противоположные данные о влиянии RHA на ASR в бетоне были задокументированы в другом исследовании [262].Для контроля ASR рекомендовалось от 12% до 15% RHA [265]. За счет добавления RHA в бетон был достигнут улучшенный ASR [266]. Эта проблема была решена в другом исследовании [267], и было замечено, что диаметр частиц RHA является основным фактором, который предотвращает и увеличивает ASR в бетоне. Следовательно, исследователи предложили тщательно выбирать цемент, оборудование и период перемешивания, а также используемый метод перемешивания. В другом исследовании наблюдались стабильные механические свойства щелочного материала (Na 2 O) <3 кг / м 3 .Их результаты были подтверждены в другом исследовании, которое показало, что RHA, созданная контролируемым сжиганием, имела более сильное ингибирующее действие ASR, аналогичное действию оставшейся RHA, вызванной неконтролируемым сжиганием [268]. Снижение ASR на 51,4% и 82,3% наблюдалось при 10% и 20% RHA во время контролируемого горения. Точно так же снижение ASR на 2,7%, 37,8%, 70,3% и 94,6% было зарегистрировано в диапазоне RHA от 10% до 40% в случае неконтролируемой температуры при соотношении 0,47 Вт / см в брусах раствора.
Более того, было замечено, что SF более полезен для контроля расширения ASR в строительном растворе по сравнению с RHA [266].Рекомендован размер частиц <5,7 мкм, чтобы контролировать его. Достигнутое расширение ASR составило 0,01%, 0,02%, 0,02%, 0,06% и 0,23% при 20% замене цемента различными отходами (SF, FA, WG, CRHA и RRHA), что соответствует процентному снижению на 88,9 %, 66%, 83,8% и 37,8% для FA, WG, CRHA и RRHA, соответственно [97,123,268]. Точно так же SF полезен для уменьшения расширения ASR в бетоне по сравнению с FA [269]. FA и SF заменили 20% цемента в этом исследовании, а значения ASR равны 0.Наблюдались 03%, 0,02% и 0,2. Эти результаты представляют собой сокращение ASR на 85% и 65%, соответственно, по сравнению с контролем, что свидетельствует о преобладании SF над FA в борьбе с ASR. Значения ASR 0,15% и 0,47% наблюдались при 30% замене цемента GGBS, в то время как контрольный образец имел снижение ASR на 68,1% [270]. В заключение, основываясь на приведенных выше данных, мы можем ранжировать SCM следующим образом: SF> FA> CRHA> GGBS> WG> RRHA.
Исследователи [271] обнаружили, что низкое содержание Ca (кальция) и повышенное содержание кремнезема в SCM, по-видимому, наиболее эффективно противодействуют щелочности цементного теста и, наконец, росту ASR.Исследователи разработали профилактические методы в соответствии с условиями окружающей среды, включая влажность, взаимодействие щелочей и температуру, для достаточной, стимулируемой и дешевой методологии исследования. В то время как отходы стекла обрабатывались как карьерная пыль в результате уменьшения количества доступной извести, увеличение ASR наблюдалось для снижения в бетоне [123]. Когда замещения WG на 20%, 15% и 10% использовались в качестве мелких заполнителей, было зарегистрировано снижение ASR на 66%, 41,7% и 16,7%.Примерно от 25% до 100% замены цемента были исследованы на предмет расширения ASR, и авторы заметили, что это зависит от процента WG и цвета стеклянных материалов [272]. Чтобы минимизировать расширение ASR, они предложили использовать FA и Li 2 CO 3 . Авторы также отметили, что цветовая гамма стекла не оказывает большого влияния на ASR и термостабильность [273]. Они поддерживали потребление FA и GGBFS, чтобы минимизировать расширение ASR.
5.3.3. Химическое воздействие и поведение огнестойкости
Автор [224] изучил влияние химического хлоридного воздействия на бетонные смеси GGBFS с классами 20 и 40 МПа для разных периодов твердения. CS увеличивается для некоторых бетонов, в которых кислота может химически реагировать с GGBFS и некоторыми другими материалами. Было подчеркнуто, что в отношении устойчивых методов замещение GGBFS на OPC не должно превышать 40%, и поэтому кислота имеет тенденцию усиливать пуццолановые эффекты в бетоне, модифицированном GGBFS.
При температуре <300 ° C SF оказывает значительное влияние на избыток CS. В SFC с использованием 10% SF в качестве заменителя цемента сохранение прочности составило 84,1%, 85,2%, 68,8% и 26,8% при температурах 100, 200, 300 и 400 ° C. При замене цемента на 6 процентов качество прочности было выше средних значений 84,1 процента, 85,2 процента, 68,8 процента и 26,8 процента [274]. Потеря прочности была вызвана разрывом связи ITZ в заполнителе и пасте и даже химической реакцией смачивающих материалов.Повышение прочности в диапазоне от 1,3 до 3,7 процента было обнаружено во всех бетонах с температурой 200 ° C. Для SF автор [275] заявил, что восстановление прочности составило 94,5 процента, 60,9 процента и 47,3 процента, а в случае RHA при температурах от 200 до 600 ° C сохранение прочности составило 103,6 процента, 46,4 процента, и 48,2 процента. Результаты показали, что SF имеет лучшую прочность и долговечность, чем RHA. При 800 ° C только бетон на основе RHA имел удовлетворительную прочность.
Rashad et al.[276] наблюдали прочность на сжатие 45,92 Н / мм 2 при процентном соотношении 70% замены на OPC при температуре 400 ° C при разработке HVFAC. Оно было ниже по сравнению с 67 Н / мм 2 и 52 Н / мм 2 для содержания SF в стимулированной щелочной пасте, как наблюдалось автором при аналогичных температурных условиях [275]. Кроме того, наблюдалось общее увеличение значений CS во всех смесях с температурой 400 ° C, что было связано с уплотнением матрицы.Возрастающая потеря прочности наблюдалась в интервале температур от 400 до 1000 ° C. С этим связаны потеря воды, возрастающая пористость и проницаемость. Кроме того, по сравнению с чистым бетоном, HVFAC продемонстрировал улучшенную пожарную эффективность, в то время как добавление GGBS явно показало отрицательное влияние на CS при повышенных температурах. При температурах от 800 до 1000 ° C FA-GP показал низкую термическую стабильность из-за увеличенного среднего размера частиц и замещения Na-полевых шпатов с кристаллической структурой [133].При температурах от 200 до 1200 ° C GP на основе золы класса F, полученный с использованием ионного канала Na, показал шесть значений прочности на сжатие (12 МПа, 14 МПа, 30 МПа, 33 МПа, 37 МПа и 38 МПа соответственно). Напротив, FA-GP, полученный с силикатом калия, показал разложение CS при температуре выше 1000 ° C, в то время как аморфная структура сохранилась. Это указывает на то, что из-за резкого снижения CS и больших потерь воды как при 800 ° C, так и при 1200 ° C, GP-вещества на основе FA не должны использоваться в огнеупорных промышленных целях.
При повышенной температуре (800 ° C) HSC, полученный с SF на 15,4 процента и FA с заменой цемента на 38,5 процента, показал значительное снижение CS на 74,4 процента с 97,3 Н / мм 2 до 24,9 Н / мм 2 . При той же температуре контрольные образцы показали снижение CS на 54,7%. Несоответствие микроструктуры как в HSC, так и в контрольных образцах было связано с деградацией HSC, который включает 9 процентов SF от веса цемента. Сообщалось о незначительном снижении CS при 100 и 400 ° C и о серьезном снижении при 400 ° C (примерно от 55 до 80 процентов).Авторы [277] подтвердили ухудшение прочности в диапазоне температур от 100 до 200 ° C в HSC за счет введения дозировки SF 7,53% в качестве вяжущего материала в соотношении 0,32 мас. / Ц, что было приписано поляризации. физических свойств. Автор [278] утверждал, что паста GP на основе FA показала на 6 процентов более высокий CS 62,8 Н / мм 2 и примерно на 11 процентов уменьшение объема при высокой температуре 800 ° C по сравнению с необработанными контрольными образцами. .Увеличение CS было связано с его низким водопоглощением, наличием значительного количества пустот и, возможно, соотношением содержания твердого вещества.
Для повышения пожарной безопасности и повышения производительности ГПХ соотношение ТВС / активатор оказалось наиболее значимым фактором. Желаемое соотношение Na 2 SiO 3 к КОН составляло 2,5, а в случае соотношения ФА / активатор рекомендовалось 2,5. И реакция полимеризации, и спекание ответственны за улучшение прочности GP при высоких температурах.Другое исследование [279] подтвердило, что размер агрегатов и степень расширения являются важными факторами, влияющими на качество GPC при повышенных температурах. Заполнители размером <10 мм способствуют растрескиванию и растрескиванию бетонной матрицы, в то время как заполнители размером> 10 мм считаются безопасными. Автор [280] зафиксировал падение прочности около 15% в растворе из мелкодисперсного стеклянного порошка при температурах <500 и 56% при 500 и 800 ° C. Падение Ca (OH) 2 в цементном тесте, смешанном с GP, плавление стекловолокна и большая несогласованность раствора и песка — все это было связано с потерей прочности.
Согласно [281], сжигаемая ТВС, характеризующаяся GGBS, более эффективно работает при более высоких температурах, чем SF, при приготовлении бетона и может быть использована в ситуациях значительной пожарной опасности. Оптимальная степень замещения FA и GGBS в HSC и NSC составляет 30% и 40%, соответственно, для достижения желаемой силы и устойчивости [281]. Кроме того, из-за взрывного выкрашивания следует избегать замены цемента SFC> 5%. FA> GGBS> SFBS> SFBS — это последовательность выбора для производства CS при высоких температурах в зависимости от производительности.Среднее снижение интенсивности HSC при добавлении FA или SF, включая NSC, смешанное с GGBS, составило 44% и 60% соответственно.
Когда GGBS используется в качестве заменителя песка в растворах из активированного щелочами шлака (AAS), исследователи [282] продемонстрировали более высокую остаточную вязкость при повышенной температуре. В целом снижение прочности на сжатие при температуре 800 ° C составило 33,5%, 51,9%, 69,5% для уровней замещения песка 90%, 25%, 50%, 75% и 100% соответственно. Во время испытаний при более высоких температурах строительный раствор AAS не образовывал микротрещин.Tanyildizi и Coskun [283] исследовали LWC с содержанием FA от 0 до 30% в качестве заменителя цемента при различных температурах (200, 400 и 800 ° C). Значения CS в диапазоне от 38 до 48 МПа, от 35 до 38 МПа и от 14 до 23 МПа были зарегистрированы при повышенных температурах от 200 до 800 ° C, соответственно. Аналогичным образом процент потери прочности варьировался от 91,1 до 99%, от 80,2 до 93,0% и от 36,1 до 43,6%. На потерю CS влияла вода, удерживаемая во время гидратации в жаркую погоду.Полученные значения прочности на разрыв при расщеплении значительно варьировались: от 87,8 до 91,9%, от 81,9 до 85,6% и от 23,6 до 43,2% в диапазоне температур от 200 ° C до 800 ° C. Степень нагрева и концентрации FA являются одними из наиболее значимых факторов, от которых зависят STS и CS FAC, согласно отчету ANOVA со средневзвешенным значением 93,4%, 89,4% и 4,8% соответственно. Максимально допустимое количество FA для получения желаемого CS и STS составляло 30%.
Бетон, изготовленный из мелких стеклянных отходов в качестве замены песка, получил наивысший CS по сравнению с крупными WGC и WGC, содержащими смесь как мелких, так и крупных частиц [284].Лучшим материалом WG для достижения оптимального CS как в нормальных, так и в экстремальных условиях для трех типов смесей был материал для удаления 10% агрегатов. Три бетонных CS были отнесены к отметке около 700 ° C из-за их близости к рабочим температурам, которые составляют от 700 до 800 ° C по содержанию WG. Хотя долговечность измельченного FAC начала ухудшаться примерно при 250 ° C, она показала значительное улучшение между 450 и 650 ° C [285]. Потери CS были вызваны увеличением ширины ITZ, увеличением общей пористости конструкции и уплотнением бетонной матрицы.
В бинарных вяжущих продуктах RHA имеет более высокую устойчивость к сульфатной угрозе, чем FA. Несмотря на это, прочность раствора RHA улучшилась на 7% после 90 дней погружения в 5% раствор сульфата натрия и 20% альтернативный цемент, что выгодно отличается от 0% для FA [286] по сравнению с RHA, который зарегистрировал Снижение прочности на 24,6% после 90 дней при замене цемента на 40%, летучая зола увеличила прочность на 8,8%. Оптимальные замены цемента RHA и FA для обеспечения стабильности CS и улучшения CS составили 20% и 40% соответственно.Исследователи [287] предложили, чтобы для улучшения прочности бетона и повышения устойчивости к HCl и H 2 SO 4 , 20% цемента было заменено RHA. Устойчивость к кислотному воздействию была напрямую связана с соотношением (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) / CaO. Повышенная стойкость RHA также объясняется ее плотной микроструктурой, ее структурным и пуццолановым эффектами, а также наличием Al 2 O 3 .Замена 25% цемента RHA на 0,1H 2 SO 4 привела к увеличению прочности [288].
Исследована невосприимчивость FA и SF к нескольким химическим веществам (серная кислота, азотная кислота, уксусная кислота, фосфористая кислота, сульфат натрия и сульфат магния) [289]. Авторы заявили, что SF был более устойчивым к удалению цемента, с увеличением сопротивления на 15%. Содержание SF продемонстрировало меньшую потерю прочности на 16,6% и 17,8% по сравнению с 23,5% и 38,9% для FA при 15% и 22%.Уровни замещения цемента 5% соответственно. На химический иммунитет влияет размер частиц ЖК. CS были улучшены с 41,5 Н / мм 2 , 53,5 Н / мм 2 , 56 Н / мм 2 и 61,5 Н / мм 2 до более высокой тонкости помола по Блейну 3000 см 3 / г, 3900 см 3 / г, 4800 см 3 / г и 9300 см 3 / г соответственно [290]. Оптимальная степень замещения химического воздействия кислоты варьируется в зависимости от типа применяемого кислотного или щелочного вещества.Было замечено, что химическая кислотостойкость FA была более эффективной по сравнению с SF при более высоких уровнях замещения. Снижение кэширования сульфат-ионов в бетоне было согласовано с устойчивостью к сульфатам, что привело к небольшому образованию гипса (CaSO 4 ) и оксида железа внутри бетонной конструкции [291]. Химическая стойкость повышается по мере увеличения содержания цемента и падения водо-цементного отношения, и был использован цемент с 7-процентным содержанием трикальцийалюмината (C 3 A) [292].
Химическая восприимчивость GGBS в присутствии извести определяется его высокой токсичностью, количеством Ca в цементной матрице и его дисперсией в этом образце [293]. GGBS превзошел FA по стойкости к выщелачиванию и сульфатной атаке [294]. В литературе указывается, что гидратация цемента C 3 S и C 2 S связана с образованием портландита, который способствует проникновению сульфата при извлечении и дает просторные ингредиенты (гипс и эттрингит).Точно так же GGBS превзошел FA с точки зрения устойчивости к атаке MgSO 4 из-за более высокого содержания CS2 [295]. В бетоне примерно 50% GGBS используется для достижения сильных свойств сульфатостойкости и уменьшения карбонизации и остаточной деформации [296]. Более того, бетон, содержащий до 70% GGBS, показал многообещающую стойкость к воздействию сульфатов типа томазита, и его восприимчивость была увеличена путем добавления подходящего количества CaCO 3 или CaSO 4 [297].По сравнению с летучей золой GGBS продемонстрировал высокую устойчивость к сульфатной атаке, а идеальная замена цемента достигла 40% для GGBS [298]. Несмотря на его превосходную устойчивость, авторы [299] утверждали, что GGBS нельзя использовать в дренажных сооружениях из-за его неспособности выдерживать напряжение от ударов серной кислоты. Сохраняя равновесие веса во время сульфатной атаки, отработанное стекло увеличивало долговечность WGC. Более того, за 6,7 лет полевых испытаний эксплуатационное качество плит и стен, отделанных WG, значительно улучшилось [300].Стеклянный дым, производимый осколками WG, более устойчив к сульфатным атакам [301].
Согласно Ganjian и Pouya [302], при воздействии приливной обстановки OPC работал лучше, чем SFC, в то время как комбинация SF и GGBS работала плохо. Исследователи [303] подтвердили, что стойкость к сульфатным атакам была повышена при использовании строительного раствора, полученного из четвертичных смесей, таких как GGBS, по сравнению с обычным бетоном. По словам Азиза и соавт. [304], GGBS может повысить производительность сульфатостойкого цемента (SRC) до 30%, что может быть использовано для изготовления прочного и эффективного бетона.Изменение чистого объема пор, общего содержания хлоридов, общего содержания сульфатов и содержания свободной извести привело к повышению диэлектрической проницаемости сульфатных и хлоридных ионов, что повлияло на общие характеристики модифицированного бетона.
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / XObject >>> / Group> / Tabs / S >> эндобдж 6 0 obj > / ExtGState >>> / Group> / Tabs / S >> эндобдж 7 0 объект >>> / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 8 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [71 0 R 72 0 R 73 0 R 74 0 R 75 0 R 76 0 R 77 0 R 78 0 R 79 0 R 80 0 R 81 0 R 82 0 R 83 0 R 84 0 R 85 0 R 86 0 R 87 0 R 88 0 R 89 0 R 90 0 R 91 0 R 92 0 R 93 0 R 94 0 R 95 0 R 96 0 R 97 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 9 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [106 0 R] / Group> / Tabs / S >> эндобдж 10 0 obj >>> / Annots [113 0 R 114 0 R 115 0 R 116 0 R 117 0 R 118 0 R 119 0 R 120 0 R 121 0 R 122 0 R 123 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [129 0 R 130 0 R 131 0 R 132 0 R 133 0 R 134 0 R 135 0 R 136 0 R 137 0 R 138 0 R 139 0 R] / Group> / Tabs / S >> эндобдж 12 0 объект >>> / Аннотации [145 0 R 146 0 R 147 0 R 148 0 R 149 0 R 150 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 13 0 объект >>> / Аннотации [156 0 R 157 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 14 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [164 0 R 165 0 R 166 0 R 167 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 15 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [173 0 R 174 0 R 175 0 R 176 0 R 177 0 R 178 0 R 179 0 R 180 0 R 181 0 R 182 0 R 183 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 16 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [189 0 R 190 0 R 191 0 R 192 0 R 193 0 R 194 0 R 195 0 R 196 0 R 197 0 R 198 0 R 199 0 R 200 0 R 201 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 17 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [207 0 R 208 0 R 209 0 R 210 0 R 211 0 R 212 0 R 213 0 R 214 0 R 215 0 R 216 0 R 217 0 R 218 0 R 219 0 R 220 0 R 221 0 R 222 0 R 223 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 18 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [229 0 R 230 0 R 231 0 R 232 0 R 233 0 R 234 0 R 235 0 R 236 0 R 237 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 19 0 объект >>> / Annots [243 0 R 244 0 R 245 0 R 246 0 R 247 0 R 248 0 R 249 0 R 250 0 R 251 0 R 252 0 R 253 0 R 254 0 R 255 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 20 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [261 0 R 262 0 R 263 0 R 264 0 R 265 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 21 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [271 0 R 272 0 R 273 0 R 274 0 R 275 0 R 276 0 R 277 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 22 0 объект >>> / Аннотации [283 0 R 284 0 R 285 0 R 286 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 23 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [292 0 R 293 0 R 294 0 R 295 0 R 296 0 R 297 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 24 0 объект >>> / Аннотации [303 0 R 304 0 R 305 0 R 306 0 R 307 0 R 308 0 R 309 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 25 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [315 0 R 316 0 R 317 0 R 318 0 R 319 0 R 320 0 R 321 0 R 322 0 R 323 0 R 324 0 R 325 0 R 326 0 R 327 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 26 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [333 0 R 334 0 R 335 0 R 336 0 R 337 0 R 338 0 R 339 0 R 340 0 R 341 0 R 342 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 27 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [348 0 R 349 0 R 350 0 R 351 0 R 352 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 28 0 объект >>> / Аннотации [358 0 R 359 0 R 360 0 R 361 0 R 362 0 R 363 0 R 364 0 R 365 0 R 366 0 R 367 0 R 368 0 R 369 0 R 370 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 29 0 объект >>> / Аннотации [376 0 R 377 0 R 378 0 R 379 0 R 380 0 R 381 0 R 382 0 R 383 0 R 384 0 R 385 0 R 386 0 R 387 0 R 388 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 30 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [394 0 R 395 0 R 396 0 R 397 0 R 398 0 R 399 0 R 400 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 31 0 объект >>> / Аннотации [406 0 R 407 0 R 408 0 R 409 0 R 410 0 R 411 0 R 412 0 R 413 0 R 414 0 R 415 0 R 416 0 R 417 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 32 0 объект >>> / Аннотации [423 0 R 424 0 R 425 0 R 426 0 R 427 0 R 428 0 R 429 0 R 430 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 33 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [436 0 R 437 0 R 438 0 R 439 0 R 440 0 R 441 0 R 442 0 R 443 0 R 444 0 R 445 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 34 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [451 0 R 452 0 R 453 0 R 454 0 R 455 0 R 456 0 R 457 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 35 0 объект > / ExtGState >>> / Annots [463 0 R 464 0 R 465 0 R 466 0 R 467 0 R 468 0 R 469 0 R 470 0 R 471 0 R 472 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 36 0 объект > / XObject> / ExtGState >>> / Annots [480 0 R 481 0 R 482 0 R 483 0 R] / Группа> / Tabs / S >> эндобдж 37 0 объект > эндобдж 38 0 объект > поток x +
Обзор 3D и 4D печати биокомпозитов из натуральных волокон
Основные моменты
- •
Достигнуто современное состояние 3D и 4D печати биокомпозитов на основе натуральных волокон.
- •
Данные 3D-печати были доставлены от производства нитей до свойств растяжения напечатанного биокомпозита.
- •
Данные 4D печати биокомпозитов были проанализированы с точки зрения характеристики срабатывания.
- •
Была проанализирована взаимосвязь между параметрами нарезки / печати, микроструктурой и механическими характеристиками или характеристиками срабатывания.
- •
Обсуждались перспективы 3D / 4D печати биокомпозитов на основе натуральных волокон.
Abstract
На сегодняшний день в литературе основное внимание уделяется композитам, армированным синтетическим волокном, но в ней не уделяется должного внимания уникальным свойствам, которые отличают натуральные волокна от синтетических, таким как их естественная вариация микроструктуры и состава у разных видов. В этом обзоре предлагается критический обзор текущего состояния 3D-печати композитов или биокомпозитов, армированных натуральными волокнами, для механических целей, а также обзор их роли в 4D-печати для приложений, реагирующих на раздражители.Документ структурирован следующим образом: после первой части, посвященной специфике натуральных волокон и связанных с ними композитов, два основных раздела каждый разделены на две части, в которых представлен анализ имеющихся данных для обеспечения фундаментального понимания, а также обсуждение и перспективы для будущее.
Природные прерывистые полимеры, армированные волокнами, демонстрируют умеренные механические свойства по сравнению с композитами, изготовленными традиционными способами, из-за специфических факторов процесса 3D-печати, таких как высокая пористость, низкое содержание волокна и очень низкое соотношение сторон волокна (L / d ).Биокомпозиты Hygromorph (HBC) относятся к новому классу интеллектуальных материалов, которые можно использовать для 4D-печати механизмов изменения формы. Содержание волокна, контроль ориентации волокна и целостность волокна описаны в связи с известными проблемами, связанными с производительностью срабатывания.
Ключевые слова
Натуральные волокна
Композиты
3D-печать
4D-печать
Гигроморфинг
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
© 2020 Авторы.
