Современные требования к определению прочности бетона в условиях ведения монолитного строительства
Бетон и железобетон являются важными материалами современного строительства. Их объемы применения постоянно увеличиваются при одновременном появлении бетонов нового типа с повышенными качественными критериями. Основным свойством и основной нормируемой характеристикой тяжелых бетонов является высокая сопротивляемость сжатию. Исходя из этого, во всех проектах основным является класс бетона по прочности на сжатие. В соответствии с требованиями проекта бетонные смеси поставляются с заданной прочностью и дополнительно, в зависимости от назначения объекта, требуемой маркой по водонепроницаемости и маркой по морозостойкости. Действующий ГОСТ 18105-1010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности» предусматривает статистический подход к оценке и регулированию прочности.
Основным показателем, характеризующим прочность бетона в партии, является требуемая прочность RT. Она определяется по величине класса бетона и среднего партионного коэффициента вариации
Партия бетона подлежит приемке в случае, когда фактическая прочность бетона в партии Rm будет не ниже требуемой прочности RT. При нормировании прочности по классам требуемая прочность RT вычисляется по формуле
Rт = Кт * Внорм
где Внорм – нормируемое значение прочности бетона, для бетона данного класса по прочности на сжатие, МПа.
Кт – коэффициент требуемой прочности для всех видов бетона, принимаемый в зависимости от среднего коэффициента вариации прочности по всем партиям.
С 01.09.2012 года начал действовать новый межгосударственный стандарт ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности».
Контроль прочности монолитного бетона должен выполняться неразрушающими методами по ГОСТ 22690-88 «Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».
В исключительных случаях ГОСТ 18105-2010 (п.4.3) при невозможности проведения сплошного контроля прочности бетона монолитных конструкций неразрушающими методами допускается определять прочность бетона по контрольным образцам, изготовленным на строительной площадке и твердевшими в одинаковых с конструкциями условиях.
Методы неразрушающего контроля прочности бетона делятся на:
1) прямые:
- отрыв;
- отрыв со скалыванием;
- скалывание ребра;
2) косвенные:
- ультразвуковые;
- упругого отскока;
- ударного импульса;
- пластических деформаций.
К числу оптимальных по точности, трудоемкости и универсальности применения можно отнести метод отрыва со скалыванием.
Контроль прочности бетона косвенными неразрушающими проводится с обязательным использованием градуировочных зависимостей, предварительно установленных на основании требований ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624.
В соответствии с требованиями нового ГОСТ основным является сплошной неразрушающий контроль, тогда как контроль прочности испытанием образцов допускается в исключительных случаях, когда невозможно применение основных методов.
Контроль бетонной смеси для монолитного бетона проводится по схемам А, Б и Г из числа четырех, предусмотренных в ГОСТ 18105-2010.
По схеме А используют не менее 30 единичных результатов определения прочности, полученных при контроле прочности бетона предыдущих партий готовой бетонной смеси (БСГ). Определяется фактическая прочность бетона Rm и текущий коэффициент вариации прочности бетона Vm в каждой партии, приготовленной в течение анализируемого периода времени.
где Rm – среднее значение прочности бетона в каждой партии, МПа;
Ri – единичные значения прочности бетона (прочность серии образцов), МПа;
n – число серий образцов в партии.
Коэффициент вариации прочности в партии бетона (Vm,%):
Средний коэффициент вариации прочности 
за анализируемый период
где Vmi – коэффициент вариации прочности бетона в каждой i-ой партии;
n – число единичных значений прочности серии в i-ой партии.
Требуемая прочность БСГ рассчитывается по формуле
,
Коэффициент Кт принимается по табл. 2 ГОСТ 18105-2010.
По схеме Б определяют прочность бетона Rm в контролируемой партии БСГ по не менее чем 15 единичным результатам.
Вычисляется текущий коэффициент вариации прочности
и скользящий коэффициент вариации прочности за анализируемый период Vc
В схеме Г контроль прочности происходит без определения характеристик однородности, так как число результатов определения прочности меньше значений для схем А и Б, а также в случае контроля прочности бетона без построения градуировочных зависимостей, но с применением универсальных зависимостей по отношению к прочности бетона контролируемой партии в контролируемый период.
Определяется фактическая прочность в каждой партии контролируемого периода Rm и устанавливается требуемая прочность RT каждой партии. Это позволяет выполнять приемку партии бетона при соблюдении условий:
Контроль и оценка прочности бетона монолитных конструкций происходит по схемам В и Г.
По схеме В устанавливают, с помощью неразрушающих методов, практическую прочность бетона Rm контролируемой партии с учетом погрешности используемых неразрушающих методов определения прочности. Фактический класс бетона по прочности монолитных конструкций устанавливается по формуле
в которой значение КТ принимают по табл. 2 ГОСТ 18105-2010.
Для вертикальных монолитных конструкций:
где tβ – коэффициент, принимаемый по табл. 5 ГОСТ 18105-2010 в зависимости от числа единичных значений n;
ST – рассчитанное среднеквадратичное отклонение используемой градуировочной зависимости, МПа.
Это позволяет выполнять оценку фактического класса бетона по прочности в контролируемой партии.
Схема Г используется в случае отсутствия данных о коэффициенте вариации в начальный период выполнения работ или при изготовлении единичной конструкции.
В этом случае неразрушающими или разрушающими методами (как исключение) устанавливается фактическая прочность бетона Rm в контролируемой партии.
Фактический класс бетона Rф для схемы Г принимается равным 80% средней прочности конструкции, но не более минимального частного значения прочности участка конструкции, входящей в контролируемую партию
Партия монолитной конструкции принимается по прочности в случае, если фактический класс бетона по прочности Вф оказывается не ниже проектного класса бетона по прочности
.
Значения требуемой прочности бетона БСГ указывается в документах о качестве БСГ по ГОСТ 7473. Фактический класс прочности бетона каждой монолитной конструкции приводится в документе текущего контроля или документе о результатах обследования.
В соответствии с требованиями ГОСТ 18105-2010 заводы БСГ должны выпускать смеси с достижением в результате твердения требуемой прочности бетона, соответствующей проектному классу при фактической однородности прочности бетонной смеси, которая достигнута заводом-изготовителем в предшествующих партиях за анализируемый период.
Одновременно на объекте строительства необходимо подтвердить соответствие фактической прочности в монолитных конструкциях проектному классу при достигнутой однородности бетона.
ГОСТ 18105-2010 относится к документам в области стандартизации, обязательность применения которых на территории Российской Федерации устанавливается в договоре подряда или в проектной документации, т.к. данный документ не попадает в перечень документов обязательного применения согласно постановлению правительства РФ от 26.12.2014 №1521 «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил, частей таких стандартов и сводов правил, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
Данный документ вводится в действие с 1 июля 2015 года. Совместное рассмотрение требований ГОСТ 18105-2010 и СП 63.13330.2012. «Свод правил. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003» (утвержденная приказом Минрегиона России от 25.12.2011 №635/8) отмечает различие этих технических документов при установлении основного метода контроля прочности монолитных конструкций. Исходя из приоритета применения обязательных стандартов перед добровольными, основными становятся разрушающие методы контроля прочности бетона монолитных конструкций испытанием отобранных образцов или методом отрыва со скалыванием при установлении градуировочной зависимости между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности.
Литература
1. СП 63.1330.2012. Свод правил. Актуализированная редакция. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.
2. ГОСТ 18105-2010. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.
3. ГОСТ 28570-90. Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.
4. ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля. Технические требования.
5. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.
6. ГОСТ 7473-2010. Смеси бетонные. Технические условия.
7. Иванов С.И., Борисов Е.П. Аутлов А.А. Определение прочности высокопрочного бетона методом отрыва со скалыванием. Технология бетона №4. 2014. – с.17-21.
8. Коноплев С.Н. К вопросу о доминирующем методе контроля и оценки прочности бетона монолитных конструкций. Технология бетона №7. 2013. – с.34-35.
9. Улыбин А.В. О выборе методов контроля прочности построенных сооружений. Инженерно-строительный журнал №4. 2011. – с.10-15.
10.Бруссер М.И. О нормировании прочности бетона при заказе бетонной смеси по ГОСТ 7473-2010. Технологии бетонов №11-12. 2012. – с.70-71.
11.Зоткин А.Г. Бетон и бетонные конструкции. Ростов-на-Дону. Феникс. 2012. 320 с.
12.Семченков А.С., Залесов А.С., Розенталь Н.К., Мадатян С.А. Совершенствование нормирования по бетону и железобетонным конструкциям. Технология строительства №7. 2008. – с 44-49.