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 laboratoryjne:

wytrzymałość na ściskanie wg PN-EN 12390-3,

wytrzymałość na zginanie wg PN-EN 12390-5,

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

gęstość betonu wg PN-EN 12390-7,

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

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

2) badania betonu w konstrukcji:

metoda „pull-out” wg PN-EN 12504-3,

metoda sklerometryczna wg PN-EN 12504-2,

metoda ultradźwiękowa wg PN-EN 12504-4.

odwierty rdzeniowe wg PN-EN 12504-1, pobrane między innymi w celu
przeprowadzenia badań niszczących.

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Próbki:

typ próbki

wymiar

boku

zalecenia

uwagi

oznaczenie

A

200 mm

D ≤ 63 mm

200

B

150 mm

D ≤ 31.5 mm

typ

podstawowy!

150

C

100 mm

D ≤ 16 mm

100

Walec

amerykański

φ150 mm,
h 300 mm

D ≤ 63 mm

typ

podstawowy!

φ 150/300

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

300

/

150

100

200

150

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 0,1 MPa.

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Postacie zniszczenia próbek:

prawidłowe

nieprawidłowe

Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3)

Określenie klasy betonu:

Ilość próbek

Kryterium I

Kryterium II

Produkcja
początkowa

n = 3

f

cm

≥ f

ck

+ 4

f

ci

≥ f

ck

- 4

Produkcja
ciągła

n ≥ 15

f

cm

≥ f

ck

+ 1,48 σ

f

ci

≥ f

ck

- 4

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

σ

σ

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:



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



próbki wycinane z konstrukcji.

Dostosowanie próbek do badania:

Szlifowanie jeżeli niezbędne

Stanowisko badawcze:

Wytrzymałość na zginanie (PN-EN 12390-5)

Wynik badania:

Obciążenie

dwupunktowe (zalecane)

Obciążenie

jednopunktowe

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:



próbki walcowe 150/300 mm (zalecane),



próbki sześcienne lub prostopadłościenne (dopuszczone)

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



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

π

π

π

⋅⋅⋅⋅

=

=

=

=

Gęstość (PN-EN 12390-7)

Próbki:

o objętości nie mniejszej niż 0,785 l.

w stanie w stanie naturalnym (m

t

z dokładnością 0,1%);

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%);

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:

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

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

skuta warstwa stwardniałego zaczynu

brak powłoki izolacyjnej

ok. połowy długości krawędzi lub średnicy
badanej powierzchni

Wiek próbek 28 dni

Próbki:

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

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

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











-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

Mrozoodporność (PN-B 06250:1988)

Obliczanie i klasyfikacja wyników badania:

Wskaźnik N

Stopień

mrozoodporności

do 25

F25

26 ÷ 50

F50

51÷ 75

F75

76 ÷ 100

F100

101 ÷ 150

F150

151 ÷ 200

F200

ponad 200

F300

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

<

⋅

−

=

∆

%

20

%

100

R

R

R

R

1

2

1

<

⋅

−

=

∆

1.

2.

3.

Obliczanie i klasyfikacja wyników badania:

Zmiana masy

Zmiana wytrzymałości

BADANIA BETONU

W

KONSTRUKCJI

Technologia betonu

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

φ

φ

φ

l/

φ

φ

φ

φ

= 2 ⇒

f

ci

na walcu

l/

φ

φ

φ

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)

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

Zastosowanie metody:



małoniszcząca ocena wytrzymałości betonu na ściskanie,



ocena jakości wykonania oraz warunków pielęgnacji warstwy

zewnętrznej betonu,



kontrola przy odbiorze elementów betonowych,



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

– ś

rednica krążka kotwy [mm]; (25 mm)

d

2

–

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

h –

odległość pomiędzy powierzchnią betonu i krążkiem kotwy [mm];

Metoda sklerometryczna (PN-EN 12504-2)

Zasada pomiaru:

Określa się

powierzchniową twardość betonu na podstawie

odskoku masy uderzeniowej młotka – tzw. liczby odbicia

R

.

Wytrzymałość na ściskanie wyznacza się na podstawie

R

z krzywej regresji

f

c

= f (R)

Przyrząd:

Młotek Schmidta

Metoda nieniszcząca

Metoda sklerometryczna (PN-EN 12504-2)

Typy młotków Schmidta:



Typ N,



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



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



Typ M – konstrukcje masywne;

Metoda sklerometryczna (PN-EN 12504-2)

Wyniki badania:

1. Obliczyć

2. Uwzględnić poprawkę α

3. Obliczyć

4. Obliczyć:

m

R

α

α

α

α

R

c

R

b

R

a

f

2

c

+

+

+

+

⋅⋅⋅⋅

+

+

+

+

⋅⋅⋅⋅

=

=

=

=

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.

Oszacowanie wytrzymałości na ściskanie betonu;

Wykrycie raków, pęknięć i innych uszkodzeń (defektoskopia);

Metoda nieniszcząca

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

, l

v

,

ν

ν

ν

ν

v

.

3. Obliczyć:

V

c

V

b

V

a

f

c

+

⋅

+

⋅

=

2

gdzie:
V

– prędkość rozchodzenia się fali [km/s];

l

– długość drogi pomiarowej [mm];

t

– czas potrzebny do pokonania drogi

pomiarowej przez falę [µs];













=

=

=

=

s

km

t

l

V

1.