Контроль качества бетонных работ

 

За процессом бетонирования необходимо вести систематиче­ский контроль на всех операциях, начиная от приготовления бе­тонной смеси и кончая распалубкой.

Этот контроль должна осуще­ствлять строительная лаборатория вместе с непосредственными исполнителями.

Для приготовления бетонной смеси применяют качественные и чистые материалы (песок, щебень, цемент). При этом система­тически проверяют крупность песка и щебня, их влажность, коли­чество вредных глинистых и пылеватых частиц, а также прочность щебня на сжатие. Необходимо организовать лабораторный конт­роль за такими показателями цемента, как сроки его схватывания, тонкость помола и прочность на сжатие.

Особое внимание уделяют точности дозирования составляю­щих. При этом расход воды систематически корректируют в зави­симости от фактической влажности заполнителей.

 

У места укладки бетонной смеси проверяют ее однородность, подвижность и объем. Если замечено, что смесь при перевозке рас­слоилась, немедленно корректируют ее состав, изменяют маршрут перевозки, модернизируют транспортные средства и т. д. При от­клонении от заданной подвижности изменяют В/Ц и улучшают ус­ловия транспортирования.

 

На крупных объектах, где одновременно ведут укладку разных бетонных смесей, во избежание их пересортицы на каждую пар­тию смеси, доставленную бетоновозом, нужно иметь паспорт. В нем указывают марку смеси, ее подвижность, вид цемента, крупность заполнителя и объем партии.

 

Контроль за качеством подачи, распределения и укладки бетон­ной смеси должен вести технический персонал стройки. Контроль заключается в наблюдении за организацией работ и выполнением всех без исключения технологических операций. Здесь не может быть мелочей.

 

Качество бетона сильно зависит от ка­чества опалубки, отсутствия в ней щелей, мер.

 Необходимо следить за тем, чтобы не было расслоения бетонной смеси при подаче и укладке, послойной ук­ладки, качества подготовки рабочих швов, способа виброуплотне­ния, ухода за бетоном, своевременной и правильной распалубки. Поэтому все эти и другие факторы должны постоянно находиться под контролем технических руководителей стройки.

Контроль качества укладки и уплотнения бетонной смеси сводится к наблюдениям за организацией этих работ, в особенности за работой уплотняющих механизмов, чтобы устранить все недостатки, мешающие своевременному уплотнению и нарушающие однородность бетона в сооружении.

 

Для контроля за уплотнением бетонной смеси применяют радиоизотопные плотномеры (ГОСТ 17623—72), принцип действия которых основан на измерении поглощения бетонной смесью гамма-лучей. С помощью радиоизотопных плотномеров определяют момент достижения свежеуложенной бетонной смесью максимальной объемной массы в процессе виброуплотнения, чем контролируется необходимая степень проработки бетона.

 

Контроль качества уложенного бетона заключается в проверке соответствия его физико-механических характеристик требованиям проекта. Обязательно проверяют прочность бетона на сжатие. Бетон для дорожного и аэродромного строительства испытывают также на растяжение при изгибе.

 

Особое внимание необходимо уделять контролю за виброуплот­нением бетонной смеси. Контроль за процессом вибрирования пока ведут визуально, судя по степени осадки смеси, прекраще­нию выхода из нее пузырьков воздуха и появлению цементного молока. Субъективность оценки приводит к ошибкам и в конечном счете к снижению качества бетона. В последнее время для контро­ля за уплотнением бетонной смеси разработаны плотномеры, принцип действия которых основан на измерении поглощения гам­ма-излучения. При этом у хорошо уплотненного бетона степень поглощения радиактивного излучения выше, и наоборот.

 

Созданы приборы, использующие для контроля за степенью уплотнения бетонной смеси изменение ее омического сопротивле­ния. Внедрение такого контроля повышает качество бетона.

 

 

Контроль прочности бетона

 

Прочность на сжатие монолитного бетона во всех областях строительства, кроме гидротехнического, оценивают по результа­там испытаний образцов-кубов 150×150×150 мм в возрасте 28 суток в соответствии с ГОСТом.

 

Контрольные образцы-кубы готовят на месте укладки из бетон­ной смеси, непосредственно укладываемой в дело и выдерживае­мых в условиях нормального твердения (при 20 (±2)° С и относи­тельной влажности не менее 90%).

 

Каждая серия контрольных образцов состоит из трех одинако­вых кубов. Количество серий определяют в зависимости от вида конструкций или сооружений, их габаритов и массивности.

 

Одну серию образцов-кубов назначают на следующие объемы работ:

 

- на каждые 50 м3 массивных конструкций при объеме блока бе­тонирования более 1000 м3, при объеме блока меньше 100 м3 — на каждые 250 м3;

 

- на каждые 100 м3 крупных фундаментов, но не менее одной се­рии на каждый блок;

 

- на каждые 50 м3 массивных фундаментов под технологическое оборудование объемом более 50 м3, но не менее одной серии на каждый блок, а при объеме менее 50 м3 — не менее одной серии на каждый фундамент;

 

- на каждые 20 м3 каркасных и тонкостенных конструкций (ко­лонны, балки, плиты и т. п.);

 

- не менее двух серий на 200 м3 оснований и покрытий дорог и аэродромов, одна из которых (три образца-куба) — для испыта­ний на сжатие, другая — три призмы для испытаний на растяже­ние при нагибе;

 

на каждые 50 м3 сооружений, возводимых в скользящей опа­лубке, не менее трех серий (одна для испытаний в возрасте трех суток), но не менее чем на каждые 2 м высоты сооружения.

 

Помимо образцов-кубов стандартного размера в отдельных случаях прочность на сжатие бетона определяют испытанием об­разцов-кубов с длиной ребра 10, 20 и 30 см, а также образцов-ци­линдров диаметром 15 см и высотой 30 см.

 

Размеры образцов-кубов зависят от наибольшей крупности за­полнителя:

 

Крупность заполнителя, мм ….. до 20 до 40 до 70 до 150

 

Куб с длиной ребра, мм ……….... 100 150 200 300

 

Результаты, полученные при испытании образцов-кубов с дли­ной ребра 10, 20 и 30 см, приводят к стандартной прочности, т. е. прочности при сжатии образцов-кубов с ребром 15 см. Для этого среднеарифметические значения прочности от испытания трех об­разцов одной серии умножают на поправочные коэффициенты.

 

Значения поправочных коэффициентов принимают с учетом размеров и формы испытываемых образцов:

 

Образцы-кубы с ребрами, см 10 20 30

 

Коэффициент 0,85 1,05 1,10

 

Для образцов-цилиндров поправочный коэффициент равен 1,10.

 

Прочность бетона в конструкции или сооружении считают до­статочной, если ни в одной из испытанных серий снижение проч­ности по сравнению с проектной маркой бетона не превышает 15 %.

 

Если при испытании образцов окажется, что прочность бетона ниже проектной более чем на 15%, состав бетона для дальнейшего бетонирования немедленно корректируют, а возможность исполь­зования ранее забетонированных конструкций определяет про­ектная организация.

 

В отдельных случаях (например, в дорожном и аэродромном строительстве) помимо определения прочности бетона на сжатие испытывают его также на растяжение при изгибе.

 

В случаях, оговоренных проектом или специальными техниче­скими условиями, бетон испытывают на прочность при осевом рас­тяжении, на морозостойкость и водонепроницаемость.

 

Качество торкрета и набрызг-бетона контролируют испыта­нием образцов на прочность при сжатии и водонепроницаемость. С этой целью методом торкретирования готовят плиты, из которых выпиливают образцы-кубы необходимых размеров или плитки для испытания на водонепроницаемость.

 

При подводном бетонировании для проверки прочности бетона на сжатие из «тела» конструкции или сооружения выбуривают образцы-цилиндры.

 

 

 

 

Испытание прочности бетона в конструкциях и сооружениях

 

В тех случаях, когда невозможно установить марку бетона в конструкции или сооружении путем испытания предварительно изготовленных или выбуренных образцов, его прочность на сжатие проверяют неразрушающими методами. Эти методы основаны на том, что сначала измеряют какую-нибудь физико-механическую ха­рактеристику бетона (xi), а затем через нее определяют прочность на сжатие Rсж.

 

Зависимость Rсж = f(xi) для каждого метода и вида бетона ус­танавливают экспериментально с составлением тарировочных гра­фиков или таблиц.

 

Неразрушающие методы подразделяются на две группы: меха­нические и физические.

 

К группе механических методов относится оценка прочности бетона на сжатие в конструкциях и сооружениях с помощью эта­лонного молотка Кашкарова (рис. 104). В этом методе ис­пользуется зависимость между прочностью бетона на сжатие и его поверхностной твердостью:

 

Rсж = f(Н).

 

 

Рис. 104. Эталонный молоток Каш­карова: а - схема; б - разрез; 1- корпус; 2 - стакан; 3 - головка; 4 - пружина; 5 - ша­рик; 6 - эталонный стержень.

 

 

 

Для определения прочности бетона на сжатие устанавливают молоток Кашкарова шариком на бетон и слесарным молотком наносят удар по корпусу эталонно­го молотка. При этом шарик ниж­ней частью вдавливается в бетон, а верхний — в эталонный метал­лический стержень, оставляя и на бетоне и на стержне отпечатки. После измерения диаметров этих отпечатков dби dэ находят их отношение dб/dэ.

 

Предел прочности кубов размером 150×150×150 мм, кгс/см2

 

 

Рис. Тарировочная кривая для определения прочности бетона по значению dб/dэ

 

 

 

По среднеарифметическому из десяти замеров dб/dэ с помощью тарировочных кривых определяют прочность бетона насжатие. Этот метод, отличающийся простотой и малой трудоемко­стью, применяют для определения прочности бетона в тонкостен­ных конструкциях и сооружениях. Однако он позволяет оценить свойства только поверхностных слоев бетона, что снижает его точность.

 

Метод Вольфа основан на использова­нии зависимости между прочностью бето­на на сжатие и на растяжение или вырывным усилием:

 

Rсж=f(Pr)

 

Для испытания в бетоне сооружения бурят шесть скважинок диаметром 26 мм и глубиной 55 мм. В них вставляют раз­жимной конус, который со­стоит из конусообразного сердечника, че­тырех цанговых щек с наружным рифле­нием, прижимной пружины и соедини­тельной муфты для крепления разжимно­го конуса к пресс-насосу. Затем конус вы­дергивают из скважины.

 

 

Рис. Разжимной конус: 1 – сердечник; 2 – щеки; 3 – прижимная пружина; 4 – муфта.

 

 

 

При выдергивании цанговые щеки за счет трения заклиниваются в скважине и выкалывают бетон вокруг нее в виде усе­ченного неправильного конуса. Развивае­мое при этом усилие фиксируется мано­метром. В зависимости от вырывного уси­лия Pr по тарировочному графику определяют проч­ность бетона на сжатие.

 

 

 

 

Рис. 107. Зависимость прочности бетона Pб от вырывного усилия Pr

 

 

 

Этот метод учитывает влияние на прочность бетона не только раствора, но и крупного заполнителя и сцепления между ними. Однако метод трудоемок (необходимо бурить скважинки) и при­менять его для испытания тонкостенных конструкций невоз­можно.

 

Из физических методов определения прочности бетона на сжа­тие широко распространен импульсный ультразвуковой. Он осно­ван на измерении скорости распространения в бетоне продольных ультразвуковых волн и степени их затухания. Для испытаний ис­пользуют специальные ультразвуко­вые приборы типа УП-4 или УКБ-1. Скорость ультразвука связана функциональной зависимостью с ди­намическим модулем упругости бе­тона. Прочность на сжатие для бетона определенного состава определяют по тарировочным кривым или вычисляют по фор­муле.

 

Относительно нетрудоемкий импульсный ультразвуковой метод применяют для оценки прочности бетона, его однородности и вы­явления дефектов структуры. При определенных условиях (посто­янство технологии, идентичность исходных материалов и т. п.) этот метод обеспечивает вполне приемлемую точность конт­роля.

 

Электронный склерометр Оникс-2.5 предназначен для оперативного измерения прочности и однородности бетона методом ударного импульса по ГОСТ 22690. Широко используется при технологическом контроле прочности бетона, обследовании объектов, в том числе для оценки прочности тяжёлых и легких бетонов, кирпича, цементного раствора и т.п. Прибор незаменим, когда необходим контроль прочности и однородности большого количества объектов в сжатые сроки.

 

 

Рис. Внешний вид прибора «Оникс – 2.5»

 

Контроль качества бетона и приемка работ

 

 

Контроль качества бетона. Качество бетона на строительствах систематически контролирует лаборатория бетона и строительных материалов.

 

Прежде всего у места укладки бетонной смеси необходимо систематически, не реже двух раз в смену, контролировать ее подвижность. При отклонении от заданных значений подвижности следует улучшить условия транспортирования бетонной смеси или откорректировать ее состав.

 

Контроль качества укладки и уплотнения бетонной смеси сводится к наблюдениям за организацией этих работ, в особенности за работой уплотняющих механизмов, чтобы устранить все недостатки, мешающие своевременному уплотнению и нарушающие однородность бетона в сооружении.

 

Для контроля за уплотнением бетонной смеси применяют радиоизотопные плотномеры (ГОСТ 17623—72), принцип действия которых основан на измерении поглощения бетонной смесью гамма-лучей. С помощью радиоизотопных плотномеров определяют момент достижения свежеуложенной бетонной смесью максимальной объемной массы в процессе виброуплотнения, чем контролируется необходимая степень проработки бетона.

 

Контроль качества уложенного бетона заключается в проверке соответствия его физико-механических характеристик требованиям проекта. Обязательно проверяют прочность бетона на сжатие. Бетон для дорожного и аэродромного строительства испытывают также на растяжение при изгибе.

 

Бетон испытывают на прочность при осевом растяжении, растяжении при изгибе, на морозостойкость и водонепроницаемость по требованию проекта.

 

Прочность при сжатии бетона проверяют на контрольных образцах, изготовленных из проб бетонной смеси одного состава, отобранных после ее приготовления на бетонном заводе, а также непосредственно на месте бетонирования конструкций.

 

Остальные физико-механические характеристики бетона определяют по контрольным образцам, изготовленным из проб, отобранных на бетонном заводе.

 

Пробу бетонной смеси отбирают из одного случайного замеса или из одной транспортной емкости и из нее изготовляют одну или несколько серий (групп) образцов.

 

Пробы не следует отбирать из первых и последних замесов бетонной смеси, а также из двух соседних замесов.

 

Контрольные образцы бетона, изготовленные из проб бетонной смеси на бетонном заводе, хранят в камере нормального твердения при температуре воздуха 20±2°С и относительной влажности не менее 90% до момента испытаний их в возрасте, соответствующем достижению проектной марки.

 

Контрольные образцы, изготовленные у места бетонирования, хранят в условиях твердения бетона конструкции и испытывают в назначаемые лабораторией сроки в зависимости от фактических условий вызревания бетона конструкций с учетом необходимости достижения к моменту испытаний проектной марки.

 

Образцы для испытания бетона на сжатие должны иметь форму куба с длиной ребер 30; 20; 15; 10 и 7,07 см или цилиндра диаметром 20; 15; 10 и 7,14 см и высотой соответственно 40; 30; 20 и 14,3 см.

 

Размеры образцов выбирают с учетом наибольшей крупности заполнителей бетона (ГОСТ 10180—74). Полученные результаты испытаний образцов приводят к пределу прочности при сжатии эталонного образца — куба с длиной ребер 15 см. Для этого умножают полученные при испытании образцов пределы прочности при сжатии на переводные коэффициенты, которые принимают по ГОСТ 10180—74 или устанавливают опытным путем.

 

Прочность бетона при сжатии оценивают по результатам испытания контрольных образцов в соответствии с ГОСТ 18105—72.

 

В качестве основного метода контроля и оценки однородности и прочности бетона при сжатии применяют систематический статистический контроль.

 

Нестатистический метод контроля допускается применять при бетонировании отдельных монолитных конструкций, когда небольшие объемы бетона не позволяют получить в установленные ГОСТ 18105—72 сроки необходимое для статистического контроля количество серий контрольных образцов.

 

Для контроля прочности бетона на строительной площадке статистическим методом подлежащие бетонированию конструкции разбивают на технологические комплексы.

 

В качестве технологического комплекса условно принимают группу одновременно бетонируемых и выдерживаемых в одинаковых условиях монолитных конструкций из бетона одного состава.

 

Бетон технологического комплекса разбивают на партии. В качестве партии принимают объем бетона, уложенного в конструкции одного технологического комплекса за период, не превышающий одни сутки.

 

Для контроля от каждой партии бетона отбирают не менее двух проб из разных замесов или транспортных емкостей.

 

Объем пробы должен приниматься с учетом обеспечения изготовления одной серии образцов, предназначенной для контроля прочности в возрасте, соответствующем достижению проектной марки, и дополнительных серий для промежуточного нестатистического контроля в соответствии с требованиями проекта и нормативных документов. Каждая серия, как правило, состоит из трех контрольных образцов.

 

Контрольные образцы изготовляют и испытывают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180—74 или ГОСТ 11050—64.

 

Если в результате испытаний образцов будет установлено, что бетон не удовлетворяет предъявленным к нему требованиям, то состав бетонной смеси для дальнейшего бетонирования должен быть соответственно исправлен, а возможность использования возведенных конструкций должна быть установлена совместно с проектной организацией.

 

В ответственных сооружениях качество уложенного бетона по -требованию проекта определяют испытанием выбуренных из сооружения образцов (кернов).

 

Для определения качества бетона в конструкциях и сооружениях и при производственном контроле наряду с механическими (разрушающими) методами испытания образцов применяют различные методы испытания бетона без разрушения образцов (неразрушаю-щие) (ГОСТ 10180—74).

 

Применение неразрушающих методов является обязательным в случаях, когда определение прочности бетона разрушающими методами невозможно.

 

Наиболее распространенный из неразрушающих методов — ультразвуковой импульсный метод определения прочности бетона с помощью специальной электронной аппаратуры (ГОСТ 17624—78) Этот метод основан на сравнении скорости прохождения ультразвуковой волны в конструкции со скоростью ее прохождения в эталонных образцах, изготовленных и выдержанных в таких же условиях, как и конструкция. Эталонные образцы данного состава бетона испытывают сначала с помощью ультразвука, а затем при сжатии на прессе, в результате чего определяют. зависимость между скоростью ультразвука и прочностью бетона. Зная эту зависимость, сравнительную прочность бетона на сжатие в конструкции можно определить по скорости ультразвука в любом месте и в любое время без вырезки или изготовления образцов.

 

Ультразвуковой метод удобен для повседневного контроля за нарастанием прочности бетона, а также для определения его однородности и обнаружения дефектных мест внутри конструкции (например, каверн, недостаточно провибрированных мест).

 

Прочность и однородность бетона при применении неразрушающих методов испытаний контролируют и оценивают в соответствии с ГОСТ 21217—75.

 

На каждом объекте, где производят бетонные работы, необходимо независимо от объема выполняемых работ вести «Журнал бетонных работ». В него заносят следующие данные: – количество выполненных бетонных работ по отдельным частям сооружения; – дата начала и окончания укладки бетонной смеси (по конструкциям, блокам, участкам); – заданные марки бетона, рабочие составы и показатели подвижности или жесткости бетонной смеси; – способы уплотнения смеси (тип вибратора); – даты изготовления контрольных образцов бетона, их число,маркировка; – сроки и результаты испытания образцов; – температура наружного воздуха во время бетонирования; – температура бетонной смеси при укладке в зимнее время, as также при бетонировании массивных конструкций; – тип опалубки и даты распалубливания конструкций; – атмосферные осадки.

 

Журнал подписывают производитель работ и лаборант.

 

Приемка работ. Конструктивные элементы и сооружения, выполненные из бетона, принимают только после приобретения ими проектной прочности. Для этого их освидетельствуют в натуре и делают контрольные замеры, а в необходимых случаях подвергают производственным или лабораторным испытаниям.

 

Принимать конструкции, как правило, следует до затирки их поверхностей.

 

Качество строительных материалов, полуфабрикатов, деталей, готовых конструкций должно подтверждаться паспортами, сертификатами и иными документами изготовителей, а при необходимости — актами испытаний материалов на строительстве.

 

При приемке сооружения предъявляют приемочной комиссии рабочие чертежи с нанесенными на них изменениями, допущенньь ми в процессе строительства, а при значительных отступлениях— исполнительные чертежи, документы о согласовании допущенных изменений, журналы работ, данные испытаний контрольных образцов бетона, акты на скрытые работы, составленные перед укладкой бетонной смеси на работы по сооружению конструктивных элементов, закрываемых последующим производством работ (подготовка» оснований, гидроизоляция, изготовление и установка арматуры, установка закладных частей).

 

Допускаемые отклонения в размерах и положении выполненных монолитных бетонных и железобетонных конструкций от проектных нормированы СНиП Ш-15—76.

 

Отклонения плоскостей и линий их пересечения от вертикали или от проектного наклона на всю высоту конструкции не должны-превышать, мм:

 Для фундаментов ±20

 Для стен и колонн, поддерживающих монолитные перекрытия и покрытия ±15

 Для стен и колонн, поддерживающих сборные балочные конструкции ±10

 Для стен зданий и сооружений, возводимых в скользящей

 Для стен зданий и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, при наличии промежуточных перекрытий 1/1000 высоты сооружения, но не более 50

 

Отклонения плоскостей от горизонтали не должны превышать 20 мм на всю плоскость выверяемого участка. Местные отклонения поверхности бетона от проектной при проверке конструкций рейкой длиной 2 м, кроме опорных поверхностей, не должны превышать ±5 мм, отклонения в длине или пролете элементов—±20 мм, в размерах поперечного сечения элементов +6 мм,—3 мм. Отклонения в отметках поверхностей и закладных частей, служащих опорами для металлических или сборных железобетонных колонн и других сборных элементов, не должны быть более —5 мм.

 

Отклонения в плане при расположении анкерных болтов внутри контура опоры должны быть не более 5 мм, при расположении вне контура опоры — не более 10 мм, допускаемое отклонение по высоте составляет +20 мм.

 

Отклонения отметок по высоте на стыке двух смежных поверхностей не должны превышать 3 мм.