1

Technologia betonu

BADANIA BETONU

Badania betonu

Beton –

materiał powstały ze zmieszania cementu, kruszywa grubego

i drobnego, wody oraz ewentualnych domieszek i dodatków,
który uzyskuje swoje właściwości w wyniku hydratacji
cementu.

Beton projektowany –

beton, którego wymagane właściwości i

dodatkowe cechy są podane producentowi,
odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu zgodnego z
wymaganymi właściwościami i dodatkowymi cechami.

Beton recepturowy -

beton, którego skład i składniki, jakie powinny

być użyte, są podane producentowi, odpowiedzialnemu za
dostarczenie betonu o tak określonym składzie.

Badania betonu

1) badania niszczące:

¾

wytrzymałość na ściskanie wg PN-EN 12390-3:2001,

¾

wytrzymałość na zginanie wg PN-EN 12390-5:2001,

¾

wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupaniu wg PN-EN 12390-6:2001,

¾

gęstość betonu wg PN-EN 12390-7:2001,

¾

głębokość penetracji wody pod ciśnieniem wg PN-EN 12390-8:2001,

¾

mrozoodporność wg PN-B 06250:1988 „Beton zwykły”

2) badania małoniszczące:

¾

odwierty rdzeniowe wg PN-EN 12504-1:2001 pobrane m.in. w celu
wykonania badań niszczących,

¾

metoda „pull-out” wg PN-EN 12504-3:2006,

3) badania nieniszczące:

¾

metoda sklerometryczna wg PN-EN 12504-2:2002,

¾

metoda ultradźwiękowa wg PN-EN 12504-4:2005

BADANIA
BETONU W
KONSTRUKCJI

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Próbki:

φ 15/30

typ

podstawowy!

D

≤ 31,5 mm

φ15 mm,
h 30 mm

Walec

amerykański

10

D

≤ 16 mm

100 mm

C

15

typ

podstawowy!

D

≤ 31.5 mm

150 mm

B

20

D

≤ 63 mm

200 mm

A

oznaczenie

uwagi

zalecenia

wymiar

boku

typ próbki

lub inne zgodne z PN-EN 12390-2
lub odwierty rdzeniowe zgodne z PN-EN 12504-1

30

/

15

10

20

15

25

.

1

96

.

0

05

.

1

φ

c

c

c

c

f

f

f

f

⋅

=

⋅

=

⋅

=

Przeliczniki:

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Dostosowanie próbek do badania:

• szlifowanie;
• nakładanie warstwy wyrównującej: metoda zaprawy cementowej (C:P = 3:1);
• nakładanie warstwy wyrównującej: metoda mieszanki siarkowej (S:P = 1:1);
• nakładanie warstwy wyrównującej: metoda nakładek piaskowych;

Stanowisko badawcze:

c

A

F

c

f =

Wynik badania:

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

gdzie:
f

c

–

jest wytrzymałością na ściskanie [MPa];

F –

jest maksymalnym obciążeniem przy zniszczeniu [N];

A

c

–

jest polem przekroju poprzecznego próbki [mm

2

];

Wynik badania podaje się w zaokrągleniu do 0,5 MPa

2

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Postacie zniszczenia próbek:

prawidłowe

nieprawidłowe

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Określenie klasy betonu:

n

≥ 15

n = 3

Ilość próbek

f

ci

≥ f

ck

- 4

f

cm

≥ f

ck

+ 1,48

σ

Produkcja
ciągła

f

ci

≥ f

ck

- 4

f

cm

≥ f

ck

+ 4

Produkcja
początkowa

Kryterium II

Kryterium I

Produkcja początkowa – obejmuje produkcję do momentu

otrzymania co najmniej 35 wyników badań.

Produkcja ciągła – zostaje osiągnięta, gdy uzyska się co najmniej

35 wyników badań w okresie
nieprzekraczającym 12 miesięcy.

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Projektowanie:

Kontrola:

f

cm

= f

ck

+ t

⋅ σ

dane jest

σ

t = 2

⇒

f

cm

= f

ck

+ 2

⋅ σ

brak

σ

⇒

f

cm

= f

ck

+ (6

÷ 12)

dane jest

σ (k. ciągła)

t = 1,48

⇒

f

cm

= f

ck

+ 1,48

⋅ σ

brak

σ (k. początkowa)

⇒

f

cm

= f

ck

+ 4

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

BWW

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

LBWW

Wytrzymałość na zginanie (PN-EN 12390-5)

Próbki:

9

próbki prostopadłościenne wykonane i pielęgnowane zgodnie
z PN-EN 12390-2 lub

9

próbki wycinane z konstrukcji.

Dostosowanie próbek do badania:

Szlifowanie jeżeli niezbędne

Stanowisko badawcze:

3

Wytrzymałość na zginanie (PN-EN 12390-5)

Wynik badania:

Zginanie trzypunktowe

Zginanie czteropunktowe

(zalecane)

2

2

1

=

d

d

l

F

cf

f

2

2

1

2

3

=

d

d

l

F

cf

f

gdzie: f

cf

– wytrzymałość na zginanie [MPa];

F – maksymalne obciążenie [N];
l – jest rozstawem wałków podpierających [mm];
d

1

i d

2

– są poprzecznymi wymiarami próbki [mm];

Wytrzymałość na zginanie należy wyrazić z zaokrągleniem do 0,1 MPa

Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu

(PN-EN 12390-6)

Próbki:

9

próbki walcowe 150/300 mm (zalecane),

9

próbki sześcienne lub prostopadłościenne (dopuszczone)

wykonane i pielęgnowane zgodnie z PN- EN 12390-2 lub
9

wycinane z konstrukcji.

Dostosowanie próbek do badania:

Szlifowanie

Stanowisko badawcze:

podkładki

Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu

(PN-EN 12390-6)

Wynik badania:

gdzie:
f

ct

–

jest wytrzymałością na rozciąganie przy rozłupywaniu [MPa];

F –

jest maksymalnym obciążeniem przy zniszczeniu [N];

l – jest długością styku próbki z podkładkami [mm];
d – jest wymiarem przekroju poprzecznego próbki [mm];

Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu należy wyrazić z

zaokrągleniem do 0,05 MPa

d

L

F

2

f

ct

⋅

⋅

π

⋅

=

Gęstość (PN-EN 12390-7)

Próbki:

o objętości nie mniejszej niż 1l.

¾

w stanie w stanie rzeczywistym (m

t

z dokładnością 0,1%);

¾

lub nasyconym wodą (m

s

, po zanurzeniu w wodzie o temperaturze

(20±2) °C do czasu, aż zmiany masy w czasie 24 h będą mniejsze niż
0,2%);

¾

lub wysuszonym (m

o

, po wysuszeniu w suszarce w temperaturze

(105±5) °C do czasu, aż zmiany masy w czasie 24 h będą mniejsze
niż 0,2%).

Masę próbki określa się:

Objętość próbki określa się:

¾

za pomocą pomiaru objętości wypartej wody przez próbkę wcześniej
nasyconą (waga hydrostatyczna) (metoda zalecana);

¾

za pomocą pomiarów wymiarów liniowych i obliczenia objętości bryły
regularnej;

Gęstość (PN-EN 12390-7)

Wynik badania:

V

m

D =

gdzie:
D –

jest gęstością, odpowiadającą stanowi badanej próbki oraz metodzie

oznaczania objętości [kg/m

3

];

M –

jest masą próbki do badania [kg];

V –

jest objętością oznaczoną zastosowaną metodą [m

3

];

Gęstość należy wyrazić z zaokrągleniem do 10 kg/m

3

.

Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem

(PN-EN 12390-8)

o krawędzi, średnicy

≥ 150 mm

6 x

skuta warstwa stwardniałego zaczynu

brak powłoki izolacyjnej

ok. połowy długości krawędzi lub średnicy
badanej powierzchni

Wiek próbek 28 dni

Próbki:

4

Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem

(PN-EN 12390-8)

Stanowisko badawcze:

Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem

(PN-EN 12390-8)

Procedura badania:

Ciśnienie 500 kPa ± 50 kPa

Czas badania 72 h ± 2 h

Obserwacja bocznych powierzchni
próbek

⇒ zawilgocenia

Rozłupanie próbki i pomiar maksymalnej
głębokości penetracji:

Klasyfikacja wyników badania:

PN-EN 206-1: 2003

Jeśli powinna być oznaczana
wodoszczelność na próbkach do badania,
metodę badania oraz kryteria zgodności
należy uzgodnić między specyfikującym i
producentem

Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem

(PN-EN 12390-8)

Wynik badania:

głębokość wniknięcia wody

DIN 1045-2:1999

głębokość wniknięcia wody < 50 mm
⇒ beton wodoszczelny

głębokość wniknięcia wody > 50 mm
⇒ beton nie może być uznany za wodoszczelny

Mrozoodporność (PN-B 06250:1988)

formowanych o boku 100, 150 lub 200 mm

próbek wyciętych z konstrukcji o min. wym. 100 mm

12 x

12 x

Wiek próbek min. 28 dni

Stopniowe nasycanie próbek wodą

min. 7 dni

24 h

Próbki:

lub

Mrozoodporność (PN-B 06250:1988)

Zamrażarka:

Procedura badania:

Próbki porównawcze

→ woda o temp. 18 ± 2

o

C

6

7

-18

± 2

o

C

4 h

18

± 2

o

C

2

÷ 4 h

Mrozoodporność (PN-B 06250:1988)

Cykle zamrażania

i rozmrażania

Ważenie

Ważenie i

Badanie

wytrzymałości

5

Mrozoodporność (PN-B 06250:1988)

Obliczanie i klasyfikacja wyników badania:

F300

ponad 200

F200

151

÷ 200

F150

101

÷ 150

F100

76

÷ 100

F75

51

÷ 75

F50

26

÷ 50

F25

do 25

Stopień

mrozoodporności

Wskaźnik N

Stopień mrozoodporności – symbol literowo-liczbowy klasyfikujący beton
pod względem odporności na działanie mrozu; liczba po literze F oznacza
wymaganą liczbę cykli zamrażania i odmrażania próbek betonowych.

N = liczba lat użytkowania konstr. + 50 (kapilarne podciąganie wody) + 100

(zmieniający się poziom wody lub oddziaływanie środków odladzających)

Mrozoodporność (PN-B 06250:1988)

Próbka nie wykazuje pęknięć

%

5

%

100

G

G

G

G

1

2

1

<

⋅

−

=

Δ

%

20

%

100

R

R

R

R

1

2

1

<

⋅

−

=

Δ

1.

2.

3.

Obliczanie i klasyfikacja wyników badania:

Zmiana masy

Zmiana wytrzymałości

BADANIA BETONU

W

KONSTRUKCJI

Technologia betonu

BADANIA MAŁONISZCZĄCE

Odwierty rdzeniowe (PN-EN 12504-1)

Pobieranie odwiertów:

Lokalizacja – miejsca oddalone od połączeń lub
krawędzi elementu oraz tam gdzie nie ma wcale lub
jest niewiele prętów zbrojeniowych

Znakowanie – jednoznacznie i trwale oznakować rdzenie
(udokumentować ich lokalizację); przy cięciu na próbki
oznakować położenie próbki w odwiercie

Zbrojenie – odwierty do badań f

ci

nie mogą

zawierać prętów zbrojeniowych w osi podłużnej
lub jej pobliżu

l

φ

l/

φ

= 2

⇒ f

ci

na walcu

l/

φ

= 1

⇒ f

ci

na sześcianie

Odwierty rdzeniowe (PN-EN 12504-1)

Rdzenie wycięte z konstrukcji

Rdzenie pocięte na próbki

i gotowe do badań

Odwierty rdzeniowe (PN-EN 12504-1)

6

Metoda pull-out (PN-EN 12504-3)

Zastosowanie metody:

9

małoniszcząca ocena wytrzymałości betonu na ściskanie,

9

ocena jakości wykonania oraz warunków pielęgnacji warstwy
zewnętrznej betonu,

9

kontrola przy odbiorze elementów betonowych,

9

sprawdzenie rezerw wytrzymałości w elementach betonowych
przed ich dociążeniem

Metoda pull-out (PN-EN 12504-3)

Pomiar wytrzymałości

w nowo powstającym elemencie

Pomiar wytrzymałości

w istniejącym elemencie

Metoda pull-out (PN-EN 12504-3)

A

F

f

p

=

Wynik badania:

gdzie:
f

p

–

jest wytrzymałością na ściskanie oznaczana metodą wyrywania [MPa];

F –

jest siłą wyrywającą [N];

A –

jest polem powierzchni zniszczenia [mm

2

]; określonym zgodnie z:

(

)

(

)

[

]

2

1

2

1

2

2

1

2

4

4

1

d

d

h

d

d

A

−

+

⋅

+

⋅

π

⋅

=

gdzie:
d

1

–

średnica krążka kotwy [mm]; (25 mm)

d

2

–

wewnętrzna średnica pierścienia oporowego [mm]; (55 mm)

h –

odległość pomiędzy powierzchnią betonu i krążkiem kotwy [mm];

BADANIA BETONU

W

KONSTRUKCJI

Technologia betonu

BADANIA NIENISZCZĄCE

Metoda sklerometryczna (PN-EN 12504-2)

Zasada pomiaru:

Określa się powierzchniową twardość betonu na podstawie

odskoku masy uderzeniowej młotka – tzw. liczby odbicia L.

Wytrzymałość na ściskanie wyznacza się na podstawie

L

z krzywej regresji f

c

= f (L)

Przyrząd:

Młotek Schmidta

Metoda sklerometryczna (PN-EN 12504-2)

Typy młotków Schmidta:

9

Typ N,

9

Typ L – energia uderzenia 3 krotnie mniejsza
niż w typie N, zastosowanie do elementów
cienkościennych lub małych;

9

Typ LB – analog do typu L, specjalna końcówka
do badania wyrobów z ceramiki budowlanej;

9

Typ M – konstrukcje masywne;

7

Metoda sklerometryczna (PN-EN 12504-2)

Wyniki badania:

1. Obliczyć

2. Uwzględnić poprawkę

α

3. Obliczyć

4. Obliczyć:

L

α

L

c

L

b

L

a

f

c

+

⋅

+

⋅

=

2

Metoda ultradźwiękowa (PN-EN 12504-4)

Zasada pomiaru:

Określa się prędkość rozchodzenia się podłużnych fal
ultradźwiękowych V w stwardniałym betonie.

Zastosowania:

Prędkość rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w materiale zależy od
jego gęstości i właściwości sprężystych, te z kolei zależą od jakości i
wytrzymałości badanego materiału.

¾

Oszacowanie wytrzymałości na ściskanie betonu;

¾

Wykrycie raków, pęknięć i innych uszkodzeń (defektoskopia);

Metoda ultradźwiękowa (PN-EN 12504-4)

Przyrząd:

W zależności od zastosowania: betonoskop, defektoskop itp.

Betonoskop

Metoda ultradźwiękowa (PN-EN 12504-4)

Wyniki badania:

Odczyt z betonoskopu

2. Obliczyć

, s

v

,

ν

v .

3. Obliczyć:

V

c

V

b

V

a

f

c

+

⋅

+

⋅

=

2

gdzie:
V

– prędkość rozchodzenia się fali [km/s];

S

– długość drogi pomiarowej [mm];

t

– czas potrzebny do pokonania drogi

pomiarowej przez falę [

μs];

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

=

s

km

t

S

V

1.