Контроль затвердевшего бетона в образцах

Контроль бетона в образцах осуществляется различными способами в зависимости от того, нужно ли удостовериться в однородности материала и в соответствии его характеристик предписаниям, или же нужно установить фактическую прочность бетона в самом сооружении, поскольку таковая определяется всеми случайными обстоятельствами производства работ, т. е. укладки. В первом случае отбор проб должен производиться по выходе бетонной смеси из бетономешалки, во второй случае - близ сооружения или, лучше, из самого сооружения. Отобранную пробу следует уложить в форму. Как и в отношении цемента, о котором мы говорили в предыдущем параграфе, именно здесь возникает самая большая трудность: каким способом следует производить уплотнение? Если задачей испытания является проверка соответствия качества бетона предписаниям, то особенно важным будет условие, чтобы способ уплотнения оставался во всех испытаниях одним и тем же. При этом отдельные достоинства тех или иных методов имеют даже меньшее значение, чем их однотипность. Во втором случае следует стремиться к тому, чтобы способ уплотнения по возможности приближался к способу, использованному на строительной площадке.

Обычно применяемыми способами уплотнения являются:

  • отливка для весьма подвижных бетонных смесей;
  • штыкование, состоящее в том, что бетонная смесь укладывается слоями, причем каждый слой штыкуется определенным числом ударов стального стержня;
  • трамбование, заключающееся в том, что каждый слой накрывается плитой, которую подвергают действию падающей определенное число раз бабы определенного веса;число ударов при этом возрастает по мере перехода от нижних слоев к верхним, с тем чтобы получать равномерное уплотнение;
  • вибрирование на вибростоле с прекращением его при появлении раствора на поверхности; форму надлежит укрепить на вибростоле жестко, с тем чтобы исключить влияние дополнительных случайных вибраций и сотрясений;
  • вибрирование в форме либо путем введения виброиоы внутрь ее (что опасно), либо путем поверхностного вибрирования, прилагая возмущающие силы к бортам формы.

При всем разнообразии перечисленных здесь методов уплотнения бетона существенным для всех их остается одно - достижение однородности бетона. Полезно также взвешивать образец, чтобы определить плотность бетона и удостовериться в том, что она достаточно хорошо приближается к предусмотренному среднему значению. Поскольку до сих пор не существует никаких предписаний относительно техники уплотнения бетонной смеси в формах, выбор соответствующего способа предоставляется пока инициативе лаборатории или строительной площадки. Этим вносится некоторая неопределенность в условия испытания, наносящая ущерб сравнимости и точности результатов. Желательно, чтобы детализированные технические условия регламентировали и этот момент, указав по возможности такую технику, которая по крайней мере смягчила бы, если и не исключила бы вовсе, влияние личного фактора.

Форма должна иметь такие размеры, чтобы эффектом стенки можно было пренебречь. Нужно предостеречь экспериментатора от того, чтобы он из желания придать образцу более плотный вид пытался бы добавлением лишней дозы раствора завершить его отделку. Признается, что ребро куба или сечение цилиндра должно по крайней мере в 4 раза превышать наибольший размер самых крупных зерен заполнителя. Форма изготовляется обычно из металла. Основные требования в этом отношении сводятся к тому, что она должна быть жесткой и непористой. В соответствии с этим, последним условием следует запретить деревянные формы. Чаще всего в этих щелях используются сталь или чугун. Формы могут быть также и из пластмасс или из водонепроницаемого картона. Не допускается, однако, чтобы они изменяли свою форму иод воздействием влаги.

В частности, в США нашли применение дешевые цилиндрические формы из тонкого непроницаемого картона, позволяющие с присоединением двух крышек обеспечить необходимую водонепроницаемость и во время транспортирования. Единственным недостатком их является деформируемость при уплотнении. Это неудобство легко обойти, помещая их на время производства этой операции в съемную стальную оправу-муфту.

Как только форма заполнена бетоном, нужно немедленно принять меры против возможной потери им влаги путем испарения. С этой целью бетон накрывают возможно более непроницаемым материалом.

Освобождение образца из формы ставит вопрос о способе его хранения. Это решается по-разному двумя создавшимися в связи с этим школами. Одни полагают, что сформированный в образце бетон должен выдерживаться в тех же условиях, которым подвергается и бетон, уложенный в сооружение; другие думают, что образцы нужно хранить всегда в одних и тех же для всех испытаний тождественных условиях, обеспечивающих оптимальное твердение. Таким образом, различие здесь собственно лишь в точках зрения. Первая установка отражает интересы строителя-практика, желающего выяснить на образцах изменения качеств используемого им, в сооружении материала в зависимости от среды, с тем чтобы извлечь отсюда руководящие выводы для назначения режима выдерживания бетона в этом сооружении. Вторая установка отвечает программе производящего бетон технолога или Контрольной лаборатории, для которой имеет значение не конкретная обстановка среды с ее не поддающимися предвидению вариантами, а установление факта, соответствует ли или не соответствует данный бетон техническим условиям. В осуществлении этой программы важно, устранив влияние всех случайных факторов и создав тождественную для всех испытаний обстановку, получить возможность выявить роль основного факира, т. е. состава бетона. Надо думать, что на деле обе эти Установки нужно совместить, так как они разрешают одинаково важные задачи научно-исследовательской работы.

Применение способа выдерживания образцов на строительной площадке может повести к ошибкам; наша задача - сигнализировать о них. Отношение поверхности испарения к объему в бетонных кубиках или цилиндрах бывает обычно значительно большим, чем в элементах сооружения. Поэтому температура и влажность могут оказать на состояние образцов сравнительно большее влияние.

Резкая инсоляция или сильный ветер способны нанести заметный ущерб прочности кубика, не оказав почти никакого действия на балку из того же бетона. То же самое можно сказать и о воздействии низких температур. Рекомендуют поэтому с полным основанием при выдерживании образцов укрывать их от действия солнца и ветра.

Благоразумно также подвергать непосредственному атмосферному воздействию всего лишь одну грань кубика, оставляя весь образец в форме, или же, что является более экономичным, помещать образцы в ящик с влажным песком так, чтобы открытой оставалась лишь верхняя их поверхность.

Как бы то ни было, мало вероятно, чтобы атмосферные влияния сказывались на образце точно таким же образом, как и в сооружении, объем и расположение которого наряду с другими факторами образуют такое сочетание условий, которое невозможно воспроизвести в испытании. Вот почему представляется предпочтительным придерживаться второго метода испытаний, к исследованию же твердения, а строительной площадке найти иной путь, о котором речь будет в дальнейшем.

Второй метод хранения образцов - в стандартных, тождественных для всех испытаний условиях - требует, чтобы эти условия были по возможности наилучшими для твердения. Прежде всего при этом следует исключить испарение, способное замедлить твердение и вызвать усадку. Образец поэтому следует изолировать от окружающей среды влагонепроницаемой оболочкой, поместив его в насыщенную атмосферу. Эта задача легко разрешается устройством влажной камеры, в которой поддерживается постоянная температура в 20° до наступления срока испытания образцов на сжатие. Если возникает необходимость в транспортировании образцов, например со строительной площадки в лабораторию, их нужно поместить во влажные опилки или .песок или плотно завернуть в непроницаемую обертку. Для этой цели очень пригодна гибкая листовая пластмасса- нейлон или другая - при условии горячей сварки (термопластичности).

В английской практике, погружение образцов с бетоном в баки с водой страдает тем неудобством, что требует более обременительного оснащения. Сравнение результатов не обнаруживает, однако, измеримых расхождений.

Остается выяснить, воспроизводит ли прочность, полученная на образцах, выдержанных в оптимальных условиях, то ее значение, которым характеризуется бетон в самом сооружении. Чтобы решить этот вопрос, некоторыми экспериментаторами был произведен отбор кернов из сооружения, сопоставленных затем с контрольными образцами. Полученные выводы оказались единодушными: прочность бетона в сооружении по меньшей мере равна прочности контрольных образцов; разница между ними не превышает 15%, причем преобладает избыток. Причины этого следует искать в сравнительно большей однородности бетона в сооружении в связи со смягчением эффекта стенки и в лучшем его уплотнении, возможном при наличии больших объемов. И действительно, на практике установлено, что для одного и того же замеса однородность бетона, укладываемого большим объемом, получается лучше, чем в образцах, отливаемых по отдельности. Укладка производит такое же действие, как и повторное перемешивание и, прежде всего, обеспечивает в силу капиллярности более равномерное распределение воды. Естественно, что более высокая однородность материала создает и более высокую прочность бетона.