СТО 14258110-005-2015
Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «КОНСТРУКТОРСКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА»

АО «КГБ ЖБ»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием

СТО 14258110-005-2015

Москва, 2015 г.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием

СТО 14258110-005-2015

Москва, 2015 г.

5.5.    Марка стали анкерного устройства и его сечение должны быть приняты такими, чтобы напряжение в нем при испытании бетона не превышало 70 % от предела текучести стали.

5.6.    Приборы для вырыва анкерных устройств совместно с фрагментами бетона должны обеспечивать:

-    направление усилия вырыва по оси анкера и равномерное возрастание нагрузки до отрыва фрагмента бетона или до ЗадаННОГО КОНТРОЛЬНОГО урОВНЯ Р = Рконтр.',

-    плавное нагружение анкерного устройства со скоростью возрастания нагрузки не более 3 кН/сек и не менее 1,5 кН/ сек;

-    свободный вырыв бетона;

-    измерение значения усилия вырыва с погрешностью не более +2 %.

Типы некоторых приборов и их технические характеристики приведены в приложении 1.

5.7.    Приборы должны проходить ведомственную поверку не реже одного раза в год, а также после каждого ремонта или смены манометра. Результаты поверки оформляются документально.

5.8.    Применение приборов, градуированных в единицах прочности бетона, для непосредственного определения прочности бетона не допускается. Показания таких приборов следует рассматривать как косвенный показатель прочности бетона. Допускается использование данных таких приборов после установления градуировочной зависимости «показание прибора - прочность бетона» или после уточнения зависимости, установленной в приборе в соответствии с требованиями ГОСТ 22690.

10

СТО 14258110-005-2015

I

Рис. 2. Глубина забелки анкерных устройств (h) и характер разрушения бетона при его испытании

Таблица 2а

Условие твердения бетона Тип анкерно го устройст ва Предполагаемая прочность бетона R, МПа Глубина заделки анкерного устройства h, мм Значение коэффициента mi для бетона тяжелого легкого Естествен I <50 48 1Д 1,2 ное >50 35 2,4 - II - 0 24 <50 48 0,9 1,0 мм <50 30 1,8 - >50 30 2,1 - III <50 35 1,5 -

12

Условие твердения бетона	Тип анкерно го устройст ва	Предполагаемая прочность бетона R, МПа	Глубина заделки анкерного устройства h, мм	Значение коэффициента тг для бетона
				тяжелого	легкого
Тепловая	I	<50	48	1,3	1,2
эбработка		>50	35	2,6	-
	II - 0 24	<50	48	1Д	1,0
	мм	>50	30	2,7	-
	III	<50	35	1,8	-

Таблица 26

Условие твердения бетона Предполагаемая прочность бетона R, МПа Глубина заделки анкерного устройства типа II 0 16 h, мм Значение коэффициента тг для бетона тяжелого легкого Естественное <50 48 0,9 1,0 35 1,7 1,9 30* - 2,7 >50 30* 2,5 - 25* 3,3 - Тепловая обработка <50 48 1,1 1,0 35 2,0 2,2 30* - зд >50 30* 2,7 - 25* 3,9 -

^Примечание: глубины заделки анкера 30 мм и 25 мм достигаются путем установки проставочных колец толщиной 5 мм и 10 мм соответственно на анкер 0 16 х 35 мм.

13

6. Подготовка испытаний

6.1.    Выбирают тип и размер анкера, глубину заделки (h) и соответствующее нагружающее устройство, исходя из сведений о предполагаемой прочности бетона и о максимальном размере крупного заполнителя, соблюдая условия пунктов 5.1 и 5.4 и табл. 2а, а также табл. 26 для анкерных устройств 0 16 мм.

6.2. Анкерные устройства типа I устанавливают в конструкции до их бетонирования или сразу после этого, а анкера типов II и III - в проделанные в конструкциях шпуры заданного диаметра и глубины.

6.3.    Если расположение арматуры неизвестно, то ее необходимо выявить с помощью магнитных приборов типа ИЗС в соответствии с ГОСТ 22904-93 или с помощью других типов приборов и методов.

6.4.    Заделка анкерных устройств должна обеспечивать надежное сцепление анкера с бетоном конструкции. Глубина заделки (И) анкерных устройств различных типов, показанная на рис. 2, должна соответствовать величинам, приведенным в таблице 2а, а также в таблице 26 для анкерных устройств 0 16 мм.

6.5.    Диаметр шпура в бетоне не должен превышать максимальный диаметр заглубляемой части анкерного устройства (см. рис. 1) более чем на 1 мм, а ось шпура должна быть перпендикулярна поверхности бетона и ее отклонение не должно превышать 1:20 глубины шпура. Для анкера типа III глубина шпура должна строго соответствовать требованиям инструкции к прибору. Глубину шпура для анкера типа II также следует принимать в соответствии с требованиями инструкции к прибору.

Для устройства шпуров применяются ударновращательные инструменты. При малых объемах испытаний или невозможности использования силового инструмента допускается ручная пробивка шпуров с помощью шлямбура.

14

СТО 14258110-005-2015

Стенки шпуров очищают от песка и пыли путем продувки. При использовании анкерных устройств, имеющих закраину на сегментных щеках, на стенки шпура также необходимо нанести проточину.

6.6. В зимних условиях перед испытанием бетон, имеющий отрицательную температуру, отогревают в месте испытания до положительной температуры на глубину не менее 50 мм. Отогрев бетона может производиться тепловым излучением с помощью обогревателей либо пламенных горелок (газовых и паяльных ламп). При этом прогрев бетона должен выполняться медленно - не менее 2-х минут, не допуская локального перегрева и растрескивания бетона на поверхности. Температура прогревания должна быть не более 50° - 70° С. Участки прогрева бетона рекомендуется принять диаметром, в 1,5 раза превышающим диаметр площади, необходимой для проведения испытаний.

7. Проведение испытаний и определение прочности бетона в конструкциях

7.1.    При установке анкеров типов II и III с помощью гайки-тяги обеспечивают предварительное (до приложения прибором нагрузки) обжатие стенок шпура сегментными щеками анкерных устройств. Для уменьшения возможности проскальзывания анкера при приложении нагрузки рекомендуется между рабочим стержнем разжимного конуса анкера и внутренней поверхностью рифленых сегментных щек прокладывать полоски фторопластовой пленки толщиной ~ 0,2-Ю,3 мм.

7.2.    Прибор соединяют с анкерным устройством. Нагружающее устройство приводят в рабочее положение, силоизмеритель - в нулевое. С помощью регулируемых ножек выбирают начальный зазор, добиваясь соосности осей анкера и оси захвата нагружающего устройства.

7.3.    При проведении испытания необходимо следить за тем, чтобы не происходило проскальзывание анкерного устройства

15

во время приложения нагрузки. Для фиксации возможного проскальзывания анкера на начальной стадии процесса испытания следят за выступающей из бетона частью анкерного устройства, а также за возможным в процессе нагружения скачкообразным снижением давления в гидросистеме до момента вырыва анкерного устройства с бетоном.

7.4.    Результаты испытания не учитывают, если:

а)    анкерное устройство проскользнуло при испытании, и величина проскальзывания превысила 0,1кн,

б)    в зоне вырыва имеются зерна крупного заполнителя, наибольшие размеры которого превышают ограничение, установленное в п. 5.4;

в)    произошло одностороннее скалывание бетона в направлении ближайшего ребра (грани) изделия или конструкции;

г)    глубина вырыва отличается от глубины заделки анкера более чем на 5 %;

д)    наибольший и наименьший размеры вырванной части бетона, равные расстоянию от анкерного устройства до границ разрушения по поверхности конструкции, отличаются один от другого более чем в два раза.

7.5.    Результаты испытаний, полученные с нарушениями, отмеченными в п.п. «г» и «д» пункта 7.4, могут рассматриваться только для ориентировочной оценки прочности бетона.

7.6.    Если при контроле прочности бетона одной партии или конструкции получены единичные результаты, отличающиеся от других результатов в меньшую сторону более чем на 25 %, то испытания на этом участке нужно повторить.

7.7.    Прочность бетона на сжатие R в испытываемом участке определяется по усилию вырыва из конструкции анкерного устройства с фрагментом бетона. При этом прочность бетона R, МПа, вычисляют по формуле:

R = m1m.2m.3P

где Р - усилие вырыва анкерного устройства, кН; nii - коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырыва и принимаемый равным 1 при крупности заполнителя менее 50 мм и 1,1 - при крупности 50 мм и более;

mi - коэффициент пропорциональности для перехода от усилия вырыва, кН, к прочности бетона на сжатие в МПа;

тз - коэффициент, учитывающий величину фактической глубины вырыва.

7.8.    При испытании тяжелого бетона прочностью 10 МПа и более и легкого бетона прочностью более 5 МПа с заполнителем из керамзита или шлаковой пемзы в случае использования анкерных устройств, указанных в п. 5.1, и при соблюдении условий табл. 1 значения коэффициента пропорциональности nii принимают по этой же таблице.

7.9.    Допускается устанавливать опытным путем в соответствии с п. 7.10 коэффициент пропорциональности nii для бетонов и анкерных устройств, не предусмотренных п. 5.1 и п. 5.4.

7.10.    При испытании современных бетонов с прочностью > 50 МПа, а также при применении анкерных устройств, отличных от типов I, II, III, рекомендуется коэффициент nii корректировать или устанавливать опытным путем. Для этого из бетона того же состава, приготовленного по той же технологии и при том же режиме твердения, что и подлежащие контролю конструкции, изготовляют не менее 15 серий образцов. Каждая серия должна состоять из трех образцов-кубов для испытания на прессе в соответствии с ГОСТ 10180 и трех образцов размерами 150 х 300 х 600 мм, предназначенных для осуществления двух вырывов. Для каждой серии определяют среднее значение прочности бетона Ri и усилие вырыва Pi. При этом выполнять вырывы рекомендуется по одному с противоположных плоскостей образца, соблюдая

требования к расстоянию между местами установки соседних анкеров (см. п. 7.17). Значение коэффициента mi вычисляют по формуле:

ы

J_

it

где п - количество серии.

7.11.    Среднюю квадратическую погрешность (S_T) определения прочности бетона для случаев, предусмотренных п. 5.1 и п. 7.8, принимают равной: 4 % - для анкеров с глубиной заделки 48 мм; 5 % - для анкеров с глубиной заделки 35 мм; и 6 % - для анкеров с глубиной заделки 30 мм.

Для легких бетонов средние квадратические погрешности нужно увеличить на 20 %.

7.12.    Величину фактической глубины вырыва кф учитывают коэффициентом шз. Если при испытании отклонение кф от нормированной глубины вырыва к_н находится в пределах 5 % (см. п. 7.4.г), то коэффициент шз вычисляют по формуле:

7.13. При испытании бетона в элементах круглого сечения и сферических элементах необходимо учитывать уменьшение (при выпуклой поверхности) или увеличение (при вогнутой) фактической глубины вырыва по сравнению с глубиной вырыва на плоской поверхности. Усилие вырыва на криволинейной поверхности умножается на коэффициент лц, равный квадрату отношения глубины номинальной к_н (на плоской поверхности) к глубине фактической кф на сферической поверхности или к глубине номинальнотеоретической кц.теор для цилиндрической поверхности. Глубина фактическая и глубина номинально-теоретическая зависят от радиуса кривизны поверхности и глубины заложения анкера и определяются графически или

аналитически. Для цилиндрических поверхностей величина коэффициента пи определяется по формуле:

(4).

к ⁺h

7.14.    Число и расположение контролируемых участков в конструкциях, а также число испытаний на каждом участке назначают в соответствии с ГОСТ 22690 и ГОСТ 18105 с учетом:

-    количества и вида подлежащих обследованию конструкций;

-    задач контроля (определение фактического класса бетона, распалубочной или отпускной прочности, для построения градуировочных зависимостей и корректировки в натурных условиях градуировочных зависимостей для других косвенных методов неразрушающего определения прочности бетона и

др.);

-    вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

-    размещения захваток и порядка бетонирования конструкций.

7.15.    Участки конструкций, предназначаемые для

испытаний бетона, должны располагаться по возможности в зонах    наименьших    напряжений,    вызываемых

эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматурой.

7.16.    Участки для испытания бетона должны располагаться так, чтобы в зону вырыва не попадала арматура, а бетон участка не имел видимых повреждений (отслоений, растрескивания, пористости и др.).

7.17.    На участке испытания толщина конструкции должна превышать глубину установки анкерного устройства более чем в два раза. Расстояние от места установки анкера до ближайшей грани (края) конструкции или от технологического шва перерыва бетонирования должно превышать глубину заделки анкера не менее чем в три раза и

19

СТО 14258110-005-2015

УДК 691.32(06) ББК 38.33ц С 76

С 76 СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ. Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием.

СТО 14258110-005-2015. - М. : Издательство «Перо», 2015. -32 с.

ISBN 978-5-00086-526-2

УДК 691.32(06) ББК 38.33ц

не менее 150 мм, а от места установки соседнего анкерного устройства - не менее чем в пять раз.

7.18.    При    обследовании    сборных    бетонных и

железобетонных    конструкций,    а также    монолитных

конструкций в случае, когда нельзя выделить конструкции, относящиеся к одной партии, контроль прочности бетона проводят в соответствии с п.п. 8.3.2-8.3.4 СП 13-102-2003.

7.19.    На предприятиях производства сборных бетонных и

железобетонных конструкций при контроле отпускной и передаточной    прочности    бетона    конструкций

неразрушающим методом число контролируемых конструкций принимают не менее 10 % или не менее 12 конструкций из    партии. Если    партия    состоит из 12

конструкций и менее, проводят сплошной контроль. При этом число контролируемых участков должно быть не менее одного на 4 м длины линейных конструкций и не менее одного на 4 м² площади плоских конструкций. В партию входят конструкции, изготовленные из бетона одного класса (марки) в одну смену.

7.20.    В монолитных конструкциях при контроле методом отрыва со скалыванием распалубочной прочности бетона проводят испытание одной конструкции не менее чем в 3-х участках или по одному испытанию не менее чем в 3-х конструкциях, относящихся к одной партии бетона.

7.21.    При контроле прочности бетона монолитных конструкций в проектном возрасте неразрушающими методами проводят сплошной контроль прочности бетона всех конструкций контролируемой партии. При этом число контролируемых участков должно быть не менее:

-    трех на каждую захватку - для плоских конструкций (стен, перекрытий, фундаментных плит);

-    одного на 4 м длины (или трех - на захватку) - для каждой линейной горизонтальной конструкции (балка, ригель);

-    шести на каждую конструкцию - для линейных вертикальных конструкций (колонна, пилон).

СТО 14258110-005-2015

Предисловие

Цели и задачи разработки, использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2012. Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения (с изменением № 1).

Сведения о стандарте

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЁН АО «КТБ ЖБ» (генеральный директор - к. т. н. А. А. Давидюк, гл. инженер - Е. С. Фискинд, исполнители -И. М. Румянцев, А. А. Парфенов).

2.    РЕЦЕНЗЕНТЫ: А. В. Анцибор, В. В. Трефилов (НИИЖБ им. А. А. Гвоздева), В. А. Мерцалов (АО «КТБ ЖБ»).

3.    РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ техническим советом АО «КТБ ЖБ» (протокол № 6 от 12 февраля 2015 г.).

4.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора АО «КТБ ЖБ» от 25 февраля 2015 г. №16.

5.    Является актуализированной редакцией стандарта СТО 02495307-005-2008, разработанного ОАО «КТБ ЖБ». ¹

СТО 14258110-005-2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................................................ 5

1.    Область применения............................................. 6

2.    Нормативные ссылки............................................. 6

3.    Термины и определения........................................ 7

4.    Общие положения................................................ 8

5.    Средства контроля................................................ 9

6.    Подготовка испытаний.......................................... 14

7.    Проведение испытаний и определение прочности

бетона в конструкциях.......................................... 15

8.    Оформление результатов....................................... 22

Приложение 1 (справочное). Характеристики некоторых современных приборов для метода

отрыва со скалыванием.......................................... 23

Приложение 2 (рекомендуемое). Оценка класса

бетона................................................................. 24

Приложение 3 (рекомендуемое). Таблица результатов испытаний......................................... 27 ²

СТО 14258110-005-2015

ВВЕДЕНИЕ

Метод отрыва со скапыванием занимает в ряду неразрушающих методов определения прочности бетона особое место. Считаясь неразрушающим методом, метод отрыва со скалыванием по своей сущности является разрушающим методом, так как прочность бетона оценивается по усилию, необходимому для разрушения небольшого объема бетона, что позволяет наиболее точно оценить его фактическую прочность. Поэтому данный метод не только применяется для определения прочности бетона неизвестного состава, но и может служить для построения градуировочных зависимостей для других методов неразрушающего контроля.

В настоящем стандарте учтены особенности метода отрыва со скалыванием при проведении испытаний бетона в бетонных и железобетонных конструкциях и оценке прочности бетона этих конструкций. ³

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

БЕТОНЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МЕТОДОМ ОТРЫВА СО СКАЛЫВАНИЕМ

Дата введения: 25.02.2015 г. ^{4 5}

СТО 14258110-005-2015

-    ГОСТ 22904. Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры;

-    СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений;

Примечание: при пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на территории государства по соответствующему указателю стандартов и классификаторов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим    информационным    указателям,

опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3. Термины и определения

Метод отрыва со скалыванием - неразрушающий метод, основанный на связи прочности бетона с усилием вырыва из него заделанного в теле конструкции специального анкерного устройства вместе с окружающим его бетоном.

Косвенная характеристика прочности (косвенный показатель) - значение усилия, необходимого для местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства.

Градуировочная зависимость - графическая или аналитическая зависимость, связывающая косвенный показатель с прочностью бетона.

Участок испытания - участок поверхности конструкции площадью не менее 400 см⁵, на котором проводится единичное испытание бетона. ⁶

4. Общие положения

4.1.    Метод отрыва со скалыванием основан на зависимости между прочностью бетона на сжатие и усилием, необходимым для вырыва заделанного в бетоне конструкции специального анкерного устройства вместе с окружающим его бетоном.

4.2.    Метод отрыва со скалыванием установлен ГОСТ 22690.

4.3.    Метод отрыва со скалыванием предназначен для определения прочности бетона в конструкциях: при натурных обследованиях; при освидетельствовании на этапах строительства, приемки, эксплуатации и реконструкции строительных объектов; а также при изготовлении сборных изделий на предприятиях производства ЖБИ.

4.4.    Метод отрыва со скалыванием применяется для построения градуировочных зависимостей и корректировки в натурных условиях градуировочных зависимостей для других неразрушающих методов определения прочности бетона путем параллельных испытаний бетона на одних и тех же участках конструкций.

4.5.    Результат определения прочности бетона методом отрыва со скалыванием не зависит от состояния поверхности испытываемого бетона (неровности, шероховатости, влажности, загрязненности, наличия покраски). В случае если поверхность конструкции офактурена, необходимо на участках испытания снять слой штукатурки или другой облицовки на площади не менее 250 х 250 мм.

4.6.    Испытания бетона в конструкции следует производить при положительной температуре бетона на участке испытания. Испытания при отрицательных температурах производить не рекомендуется. Подробнее о подготовке бетона к испытаниям в зимний период см. п. 6.6 настоящего СТО. ⁷

СТО 14258110-005-2015

5. Средства контроля

5.1.    При испытании бетона в конструкциях для определения его прочности методом отрыва со скалыванием могут применяться анкерные устройства следующих типов:

I    - рабочий стержень с анкерной головкой;

II    - самозаанкеривающееся устройство с применением рифленых сегментных щек или сегментных щек с закраиной и разжимного конуса;

III    - самозаанкеривающееся устройство с применением рифленых сегментных щек и полого разжимного конуса со стержнем для опирания прибора, используемого для вырывания анкерного устройства.

Типы и размеры анкерных устройств даны на рис. 1. Глубина заделки анкерных устройств и характер разрушения бетона - на рис. 2 и в табл. 1.

5.2.    Анкерное устройство типа I предназначено для установки в процессе бетонирования.

Конструкция анкера типа II и III должна обеспечить предварительное (до приложения нагрузки) обжатие стенок шпура на глубине захвата и не допустить проскальзывания сегментных щек.

5.3.    Допускается применение других типов анкерных устройств, обеспечивающих их надежное сцепление с бетоном конструкции, при условии определения коэффициента пропорциональности тг по пункту 7.9.

5.4.    Выбирая тип и глубину заделки анкера, необходимо принимать во внимание размеры крупного заполнителя и предполагаемую прочность бетона (табл. 2а и табл. 26 для анкерных устройств 0 16 мм). Анкерами с глубиной заделки 48 мм рекомендуется испытывать бетон с наибольшим размером крупного заполнителя в местах испытания, не превышающим 60 мм, при глубине заделки анкера 35 мм - 45 мм, при глубине заделки 30 мм - 40 мм.

1

2

3

4

Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тяжелые и мелкозернистые бетоны, а также конструкционные бетоны на легких заполнителях в монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделиях, конструкциях и сооружениях (далее - конструкции) и устанавливает метод испытания бетона и определения его прочности путем местного разрушения бетона при вырыве из него специального анкерного устройства (далее - метод отрыва со скалыванием). Метод позволяет определить прочность на сжатие для бетонов в диапазоне прочностей от 5,0 до 100,0 МПа. При разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 22690 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

5

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие документы:

-    ГОСТ 10180. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам;

-    ГОСТ 18105-2010. Бетоны. Правила контроля прочности;

-    ГОСТ 22690. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля;

6

7