Описаны стандартные методы испытания бетона с целью определения его физико-механических характеристик, состава и стойкости к различного рода воздействиям. Даны сведения о приборах и аппаратуре, приспособлениях и другом необходимом для испытаний оборудовании, а также расчетные формулы. Рассмотрены ускоренные, неразрушающие и другие современные способы испытаний бетона в лабораторных и производственных условиях в конструкциях и сооружениях. Приведены сведения о правилах отбора проб бетонной смеси и изготовлении образцов. Справочное пособие предназначено для инженерно-технических работников предприятий стройиндустрии, промышленности строительных материалов и строительства.

Предисловие

Глава I. Общие положения по подготовке бетона к испытаниям
1.1. Отбор проб, изготовление образцов, выбор и подготовка места испытаний
1.1.1. Отбор проб бетонной смеси и изготовление образцов
1.1.2. Отбор проб из затвердевшего бетона
1.1.3. Выбор и подготовка мест испытания бетона в конструкциях
1.2. Общие положения техники лабораторных испытаний бетона
1.2.1. Начала техники лабораторных работ при испытаниях бетона
1.2.2. Техника безопасности при проведении испытаний

Глава II. Определение характеристик структуры бетона
2.1. Объемная масса и влажность
2.1.1. Испытания бетона в образцах
2.1.2. Испытания бетона в изделиях и конструкциях
2.2. Плотность и пористость
2.3. Проницаемость
2.3.1. Испытание бетона в образцах
2.3.2. Испытание бетона в изделиях и конструкциях

Глава III. Испытание прочности бетона
3.1. Определение прочности бетона в образцах
3.1.1. Испытание бетона в стандартных образцах, изготовленных отдельно от конструкции
3.1.2. Испытание бетона в образцах, изготовленных совместно с конструкцией
3.1.3. Оценка прочности бетона по данным испытания стандартных образцов
3.2. Определение прочности бетона в изделиях и конструкциях
3.2.1. Метод пластической деформации
3.2.2. Методы, основанные на испытании на отрыв и скалывание
3.2.3. Методы упругого отскока
3.2.4. Ультразвуковой импульсный метод
3.2.5. Метод волны удара
3.2.6. Радиоизотопный метод
3.2.7. Резонансный метод
3.2.8. Методы, применяемые в отдельных случаях
3.3. Неразрушающие методы испытания прочности бетона
3.3.1. Особенности неразрушающих методов и рекомендации по их выбору
3.3.2. Контроль и оценка прочности и однородности бетона неразрушаюшими методами
3.3.3. Комплексные методы испытания прочности бетона
3.4. Определение прочности сцепления бетона и арматуры

Глава IV. Определение деформационных характеристик бетона
4.1. Общие сведения
4.1.1. Деформационные характеристики бетона
4.1.2. Контрольно-измерительная аппаратура
4.2. Деформация при кратковременном нагружении. Модуль упругости бетона
4.3. Деформации усадки
4.4. Деформации ползучести
4.5. Температурные деформации
4.6. Трещиностойкость бетона
4.6.1. Оценка трещиностойкости бетона
4.6.2. Методы выявления и измерения трещин

Глава V. Определение теплофизических характеристик
5.1. Измерение температуры бетона
5.1.1. Определение температуры в теле бетона
5.1.2. Определение температуры бетонной поверхности
5.2. Определение теплопроводности и теплоусвоения
5.2.1. Методы и приборы первой группы
5.2.2. Методы и приборы второй группы
5.2.3. Теплоусвоение бетона

Глава VI. Определение стойкости бетона к различным воздействиям
6.1. Морозостойкость
6.2. Атмосферостойкость
6.2.1. Стойкость бетона к действию попеременного увлажнения и высушивания
6.2.2. Стойкость бетона при изменении температуры
6.2.3. Карбонизация бетона
6.3. Износостойкость
6.4. Коррозионная стойкость
6.5. Стойкость к воздействию повышенных и высоких температур
6.6. Стойкость к комплексным воздействиям

Глава VII. Исследования состава бетона
7.1. Химические # физико-химические методы анализа состава бетона
7.2. Определение состава бетона
7.3. Определение добавок в бетоне

Приложение. Краткие сведения о нормативных документах, используемых при испытаниях бетона
Список литературы

Предисловие

XXV съезд КПСС определил десятую пятилетку как пятилетку эффективности и качества, В своих выступлениях во время поездки в районы Сибири и Дальнего Востока в марте — апреле 1978 г. Генеральный секретарь ЦК КПСС Председатель Президиума Верховного Совета СССР товарищ JI. И. Брежнев отметил необходимость больше уделять внимания совершенствованию капитального строительства, выявлять неиспользованные резервы. К числу таких резервов относится и дальнейшее повышение качества бетона — основного материала современного строительства.

В решении важной и многогранной задачи повышения качества бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений немаловажную роль играют методы испытания бетона, методы контроля и оценки его качества. Собственно говоря, количественная оценка качества бетона вообще невозможна без его испытания. Получая в ходе испытаний бетона численные характеристики его контролируемых параметров, учитывая другие данные о конструкциях, исследователь, проектант, строитель и эксплуатационник могут сделать выводы о возможности использования конструкций по их назначению, определить возможную сферу их применения, при необходимости разработать предложения по улучшению качества (например, усиление) и оценить качество продукции, выпускаемой заводом ЖБИ или строительной организацией.

Поэтому методы испытания бетона, их правильное и обоснованное применение, оказывая непосредственное влияние на получаемые результаты, имеют первостепенное значение в деле совершенствования качества строительства, а также в организации системы лабораторного и технологического контроля. При этом речь идет не только об испытании прочности бетона как наиболее часто (практически всегда) нормируемой и важной характеристике. Во многих случаях основанием для решения вопроса о пригодности конструкции являются и Другие характеристики бетона, например объемная масса, водонепроницаемость, морозостойкость и т. п., которые подлежат контролю.

Важную роль играют методы испытания свойств бетона непосредственно в конструкциях без их разрушения. Это позволяет во многих случаях принять обоснованные решения о возможности скорейшего использования железобетонных изделий и конструкций. Ноябрьский Пленум ЦК КПСС (1978 г.) потребовал от строителей ликвидировать омертвление материалов в капитальном строительстве. Применение современных неразрушающих методов испытаний будет способствовать решению этой важной задачи.

Разработка методов и приборов для испытания бетона ведется издавна параллельно с развитием науки и практики бетонного строительства, ибо каждый шаг по дальнейшему совершенствованию свойств бетона должен быть оценен результатами соответствующих испытаний. Однако несмотря на большую распространенность различных методов испытания бетона и их значительное число, методы испытания разных характеристик бетона развиваются неравномерно. Трудно сейчас достаточно точно обосновать причину такой неравномерности, в частности, отраженную и в степени обеспечения исследователей и производственников нормативными документами на методы испытаний. Так, например, методика определения прочности бетона отражена в восьми государственных стандартах. В то же время нет ни одного государственного стандарта по методам определения коррозионной стойкости бетона или его деформативности.

Ряд существующих методов исследования тех или иных свойств бетона описан в разных источниках, не всегда широко известных и доступных испытателю, особенно в производственных условиях. В то же время на практике зачастую возникают задачи по определению этих свойств бетона в процессе изготовления конструкций, строительства или эксплуатации. Учитывая, что систематизация методов испытания бетона в каких-либо специальных достаточно полных методических или справочных пособиях отсутствует, представляется целесообразным и актуальным выполнение такого рода работы, поэтому в настоящем справочном пособии описаны различные методы (как стандартные, так и нестандартные) испытания основных характеристик бетона.

Стандартные методы испытаний следует применять в точном соответствии с нормированной методикой без каких-либо изменений. Всякого рода отклонения могут привести к искажению результатов или даже к определению не тех характеристик, какие намечалось измерить и численные значения которых используются при расчетах. Важность точности соблюдения стандартной методики может быть проиллюстрирована следующим. При оценке однородности бетона в связи с применением ГОСТ 18105—72*, в производственных условиях было отмечено, что в ряде случаев большая доля неоднородности, оцениваемая коэффициентом вариации, приходится на разброс, вызванный неудовлетворительной постановкой всего комплекса работ по определению прочности бетона, а не фактической неоднородностью бетона в изделиях. Устранение выявленных недостатков испытаний позволило почти в 2 раза уменьшить коэффициент вариации и тем самым сократить расход цемента при условии постоянства принятой при расчете обеспеченности нормативных сопротивлений при сжатии.

Описание и соответственно применение нестандартных методов испытаний вызвано не только отсутствием стандартных. В ряде случаев при испытаниях бетона стандартные методы, как и любые другие, имеющие свои достоинства и недостатки, не позволяют достаточно полно и надежно оценить контролируемую или интересующую строителя характеристику бетона в конкретных условиях. Следует учитывать, что выбор метода испытания во многих случаях представляет собой инженерную задачу, правильное решение которой предопределяет получение достаточно точных и надежных результатов. Это связано, в частности, и с тем, что зачастую результат испытания зависит и от избранного метода, поэтому в настоящем справочном пособии кратко освещено состояние вопроса по испытаниям различных характеристик бетона, приведены некоторые данные об особенностях методов, их достоинствах и недостатках. Такой обзор призван помочь читателю сделать правильный выбор метода и квалифицированно провести испытания.

Данное справочное пособие содержит описание экспериментальных методов и, как правило, не включает расчетные и теоретические способы определения тех или иных характеристик бетона. Здесь рассматриваются только вопросы испытания бетона, представляющего собой искусственный камень, поэтому методы исследования свойств бетонной смеси, процессов ее схватывания и твердения, а также свойств составляющих бетона в книгу не включены.

Речь идет о бетоне как материале, и испытания его могут проводиться в образцах, изделиях, конструкциях и сооружениях с помощью соответствующих методов, в том числе неразрушающих. Вместе в тем вопросы испытания бетонных и железобетонных конструкций и сооружений, как относящиеся к отдельной самостоятельной теме, в справочнике не описываются.

В определенной мере не только свойства бетона, но и методы его испытаний, зависят от вида примененного вяжущего. В данной работе рассматриваются вопросы испытания наиболее распространенных бетонов на цементных вяжущих.

Непрерывное расширение сферы применения бетонных и железобетонных конструкций приводит к тому, что к бетону как материалу могут предъявляться различные дополнительные специфические требования, например стойкость и проницаемость при воздействии различного рода излучений, стойкость при криоскопических температурах, длительное сопротивление, выносливость и т.д. Ограниченность объема книги не позволила привести описание методов исследования подобного рода важных, но еще редко контролируемых характеристик. Справочное пособие содержит материал по важнейшим, наиболее широко нормируемым или учитываемым характеристикам бетона. Ограниченность объема справочного пособия не позволила также дать достаточно полное описание некоторых методов. Имеющиеся ссылки на литературные источники призваны частично восполнить этот пробел.

Это же относится и к ряду испытаний, проведение которых требует условий не обычных строительно-технологических лабораторий по бетону, а специализированных как в части квалификации сотрудников, так и лабораторного оборудования. В этих случаях приводятся необходимые данные для правильной постановки задачи перед соответствующими специалистами и анализа полученных результатов.

При составлении настоящего справочного пособия были использованы методы, разработанные и используемые в научно-исследовательских и проектных институтах (АИСМе, АКХ, ВНИИГе, ВНИИЖелезобетоне, ВНИИФТРИ, Гидропроекте, ГрузНИИЭГС, Донпромстройниипроекте, Институте проблем прочности и Институте сверхтвердых материалов АН УССР, Институте строительной механики и сейсмостойкости АН Грузинской ССР, ЛенЗНИИЭПе, НИИЖБе. НИИМосстрое, НИИСКе, НИИСМИ, НИИСтройфизики, НИНЦементе, Оргэнергострое, Союздорнии, Теплопроекте, Уралпромстройниипроекте, ЦНИИОМТП, ЦНИИСКе, ЦНИИЭП жилища и др.), высших учебных заведениях (Вильнюсском, Киевском, Куйбышевском, Ленинградском, Московском, Пензенском и Харьковском инженерно-строительных институтах, Белорусском и Всесоюзном заочном политехнических институтах, Ленинградском, Московском и Харьковском институтах инженеров (железнодорожного) транспорта, ВИА, ЛКВВИА, ХАДИ и др.) и производственных организациях (Главзапстрое, Главкиевгорстрое, Главленинградстрое, Главмосстрое, Главмоспромстрое, Главмоспромстройматериалах и др.). Описан ряд методов и испытаний, разработанных и применяемых за рубежом.

Автор признателен товарищам по работе, мнение которых как специалистов по испытаниям бетона с благодарностью учитывалось как в практической деятельности по контролю качества бетона, так и при составлении справочного пособия «Испытание бетона». Автор приносит глубокую благодарность рецензенту д-ру техн. наук, проф. А.Е. Шейкину за ценные замечания, сделанные им при подготовке рукописи к изданию.