При какой прочности бетона можно нагружать конструкцию

Содержание

1. Нужно ли после заливки бетона ожидать 28 суток?
2. Через сколько времени бетон может набрать распалубочную прочность, при которой можно еще и нагружать конструкцию?
3. Графики набора прочности (табл. 5-9)
4. Рекомендации по выполнению фундаментов
5. Срок твердения бетона
6. Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы
7. Стадии набора прочности бетонной конструкцией
8. Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Согласно SP 70.13330.2012, пункт 5.4.3: “Передвижение людей по бетонируемым конструкциям и установка опалубки вышележащей конструкции должны допускаться после достижения бетоном прочности не менее 2,5 МПа.”

Таким образом, получается, что при требуемой прочности бетона В25, равной 32,11 МПа, распалубка допускается после первого дня твердения бетона, что составляет примерно 8% от требуемой прочности.

В то же время, согласно разделу 5. 17.8, таблица 5.11, пункт 10: “Минимальная прочность бетона ненагруженных монолитных конструкций для зачистки поверхностей: горизонтальных и наклонных с пролетом: до 6 м, составляет 70% от проектной прочности”.

Но согласно разделу 5.4.3 – установка опалубки, это также является нагрузкой на конструкцию.

При каком проценте прочности бетона можно разбирать и нагружать конструкцию?

После достижения бетоном прочности не менее 2,5 МПа можно перемещать людей и устанавливать опалубку вышележащих конструкций без снятия опалубки бетонируемой конструкции.

Снятие опалубки с бетонируемых конструкций разрешается при достижении прочности бетона 70% от проектной (в теплые дни, обычно около 3 суток).

Для справки

Расчетная прочность – это прочность, определенная для предполагаемого использования конструкции, а не для процесса строительства.

Согласно пункту 5.4.3 СП 70.133.2012, конструкция может быть нагружена весом опалубки.

Вопрос: Сколько времени требуется для затвердевания бетона? Как и через какое время бетон становится прочным? Действительно ли необходимо ждать 28 дней после бетонирования? Когда можно нагружать бетонные конструкции?

Каждый строитель или подрядчик хочет построить сооружение, здание или объект как можно быстрее. Однако существует много мнений, что следует подождать, пока конструкция “затвердеет” после бетонирования, прежде чем приступать к следующему этапу строительства.

Нужно ли после заливки бетона ожидать 28 суток?

Для того чтобы прийти к правильному выводу, необходимо проанализировать нормативные документы и определить режим, этапы и сроки строительства.

При проведении бетонных работ возникают два актуальных вопроса:

1. Через какое время можно снимать опалубку?
2. Через какое время можно нагружать железобетонный элемент или конструкцию?

Давайте рассмотрим эти вопросы по очереди.

Для сборных железобетонных элементов важно определить отпускную прочность.

Отпускная прочность – это нормативная прочность бетонной смеси на растяжение, при которой изделие может быть доставлено с завода на строительную площадку.

Прочность на разрыв определяется в соответствии с ГОСТом или другими нормами и правилами в зависимости от

• Тип и размер конструкции;
• Состав бетона;
• условия затвердевания;
• Температура окружающей среды и климатические условия в регионе;
• Время и объем погрузки;
• Условия транспортировки.

В зависимости от типа и класса бетона, средние значения прочности на отрыв в процентах от проектной прочности приведены в таблице 1 ниже.

Таким образом, в зависимости от ряда факторов, отпускная прочность сборных железобетонных элементов составляет 50÷100% от проектной прочности. Вывод 1: После достижения отпускной прочности сборные железобетонные элементы можно возводить и нагружать, при условии, что 100% полная нагрузка происходит в течение 28 дней после изготовления. Более подробная процедура и сроки нагружения сборных конструкций указаны в ППР (проектном плане).

В строительстве также существует понятие прочности при распалубке.

Прочность на удар – это минимальная суммарная прочность бетона, при которой опалубка может быть снята без повреждения бетона. Для сборных железобетонных элементов прочность опалубки должна быть достаточной для безопасной транспортировки. Условия и скорость отверждения для каждого продукта или конструкции определяются производителем.

Когда монолитные конструкции возводятся на месте, опалубка обычно снимается непосредственно перед погрузкой конструкции.

СНиП 3.03.01-87 устанавливает следующие условия вскрытия железобетонных конструкций (см. табл. 2).

Параметр	Прочность на отрыв (% от 28 дней)
Прочность бетона (на момент заливки) мин.
– изоляционный	0,5 МПа
– структурно-изоляционный	1,5 МПа
– усиленный	3,5 МПа, но не менее 50 % от проектной прочности
– преднапряжённый	14,0 МПа, но не менее 70 % от проектной прочности
Распалубка железобетонных конструкций с последующей обработкой бетона (Раздел 2. 34)	70 % от расчетной прочности

В российском нормативном документе ТР 80-98 “Техническая рекомендация по технологии бетонирования монолитных конструкций без обогрева с применением термоса и ускоренного термоса” даны следующие разрешения на расформовку и нагружение конструкций, табл. 3.

Требуемая прочность бетона для снятия и нагружения конструкций:

Примечания:

1. Следует твердо помнить, что конструкция может быть полностью нагружена на 100 % только тогда, когда бетон достигнет своей полной проектной прочности.
2. Боковые стенки ненесущей части опалубки могут быть удалены, если разница температур между бетоном и наружным воздухом соответствует следующему условию:

• Dt = 20 °C для структур с Mn = 2 – 5;
• Dt = 30 °C для структур с Mn более 5, гдеMn – поверхностный модуль структуры (отношение суммы площадей охлажденных поверхностей структуры в м 2 к ее объему в м 3), м -1 .

Дальнейшие опалубочные работы и перемещения персонала по железобетонным конструкциям допускаются при прочности бетона 1,5 МПа и выше. (СНиП 3.03.01-87, пункт 2.17). Также в этом предписывающем документе указано (параграф 2.110), что при использовании промежуточных опор (стоек) для перекрытия пролетов с частичным или последовательным снятием опалубки допустимая сила удара может быть снижена, что означает увеличение поворота опалубки и сокращение времени строительства. Более подробные меры по раннему снятию опалубки должны быть установлены в соответствии с конкретными условиями строительства и включены в план строительства.

В некоторых литературных источниках приводятся следующие значения для снятия опалубки с железобетонных конструкций, таблица 4:

Вывод 2: На основании вышеизложенного и анализа всех таблиц прочности бетона на продавливание и нагружение, прочность на продавливание находится в пределах 50…80% от проектной прочности. Впоследствии:

1. Конструкцию разрешается разбирать, когда фактическая прочность бетона достигает 70% от проектной, после чего можно продолжать постепенное нагружение;
2. Вскрытие можно проводить, когда фактическая прочность составляет 50% от проектной, но при этом необходимо установить дополнительные опоры для фиксации конструкции и предотвращения провисания. В этом случае также возможна постепенная нагрузка на конструкцию (опалубку, каменную кладку и т.д.).

Через сколько времени бетон может набрать распалубочную прочность, при которой можно еще и нагружать конструкцию?

Как упоминалось выше, при различных условиях (температура, влажность, осадки и т.д.) разные бетоны будут развивать прочность по-разному. На рисунке 2 представлен график скорости развития прочности в зависимости от температуры TBO (тепловлажностная обработка).

Из графика видно, что в лабораторных условиях при постоянной температуре 60°C средняя прочность бетона на продавливание (70%) достигается за 32 часа (1,3 дня), в то время как при температуре 30°C на это требуется около 4 дней.

Поскольку на строительных площадках температура окружающей среды меняется в течение дня, необходимо учитывать среднесуточную температуру, которая летом составляет 18 … 28 °С, а осенью и вовсе достигает 5 … 10 ° C. При таких температурах бетон набирает прочность гораздо медленнее.

Компании по производству бетона и бетонных конструкций должны иметь графики развития прочности бетона для отдельных составов бетона. Графики набора прочности в зависимости от вида цемента, температуры и класса бетона (рис. 2) из нормативных документов [2, 3] могут быть использованы для ориентировочного определения прочности данного бетона.

На следующих графиках показано увеличение прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды или TBO, (в % R28):

Графики набора прочности (табл. 5-9)

Бетон C15 – C25 с портландцементом M400 (% R28):

Прочность бетона класса C30 с портландцементом M500 (% R28):

Возраст бетона, дни.	Температура бетона, °C
-3		5	10	20	30	40	50	60
1	—	8	12	18	28	40	55	65	70
2	—	16	22	32	50	63	75	85	90
3	10	22	32	45	60	74	85	92	98
5	16	32	45	58	74	85	96	—	—
7	19	40	55	66	82	92	100	—	—
14	25	57	70	80	92	100	—	—	—
28	30	70	90	90	100	—	—	—	—

Бетон C15 – C25 с портландшлаковым цементом M400 (% R28):

Возраст бетона, дни.	Температура бетона, °C
-3		5	10	20	30	40	50	60
1/2	—	—	2	4	7	20	25	32	42
1	—	3	6	10	16	30	40	50	65
2	3	8	12	18	30	40	60	75	90
3	5	13	18	25	40	55	70	90	—
5	8	20	27	35	55	65	85	—	—
7	10	25	34	43	65	70	92	—	—
14	12	35	50	60	80	96	100	—	—
28	15	15	65	80	100	—	—	—	—

Увеличение прочности бетона класса С40 с портландцементом М600 (% с R28):

Достижение прочности бетона с помощью противоморозных добавок:

Противоморозная добавка	Тип переплета	Температура затвердевания бетона, °C	Прочность бетона, % R28 при замораживании-оттаивании через 24 часа
7	14	28	90
1) Нитрит натрия (в водном растворе), NaNO2	Портландцемент	-5	25	40	60	100
-10	15	25	35	70
-15	5	10	20	50
2. кристаллический нитрит натрия, NaNO2	Портландцемент	-5	25	40	60	100
-10	15	25	35	70
-15	5	10	20	50
3) Нитродап	Шлакопортландцемент	-5	15	25	45	90
-10	10	15	25	60
-15	—	5	15	40

Вывод № 3: из графиков и таблиц видно, что бетон на основе портландцемента при среднесуточной температуре 10 и выше набирает 50% проектной прочности за 5 … 7 дней, в то время как бетон на основе шлакопортландцемента набирает прочность в течение 14 дней и более при тех же условиях. Зимой при отрицательных температурах, даже при использовании противоморозных добавок (Таб.9), бетон набирает проектную прочность в течение 90 дней и более. Для ускорения времени достижения необходимой прочности при зимнем бетонировании необходим электроподогрев.

Для быстрого набора прочности, согласно СНиП 3.03.01-87 “Строительные и ограждающие конструкции. 2. “Бетонные работы” (раздел 2.15), необходим правильный уход за бетоном. Уход за бетоном начинается с момента его укладки в опалубку и продолжается до момента демонтажа опалубки. Бетон необходимо хранить вдали от прямых солнечных лучей и осадков, ветра, создать тепловой и влажностный режим для его затвердевания (накрыть пленкой). Бетон, изготовленный на портландцементе, рекомендуется поливать водой в течение 7 дней, а бетон на основе малоактивного и шлакового портландцемента – не менее 14 дней. При температуре воздуха 15°C рекомендуется поливать бетон каждые 3 часа в течение первых 3 дней. При средней температуре воздуха от +5°C до 0°C полив и увлажнение бетона невозможны. Полная загрузка (расчетная нагрузка) железобетонных конструкций не допускается до достижения бетоном проектной прочности.

Рекомендации по выполнению фундаментов

Отдельно хотелось бы обратить внимание на фонды, поскольку в их работе есть своя специфика:

1. Лучшее время для строительства фундаментов – лето (хорошие температурные условия).
2. Не рекомендуется, чтобы фундамент долго простаивал, так как грунт промерзает и вспучивается, а попеременное замораживание и оттаивание грунта приводит к разрушению фундамента.
3. Вышеперечисленные факторы приводят к неравномерной усадке фундамента.
4. Если все же есть необходимость оставить фундамент на зиму, то его следует “законсервировать” – накрыть его и защитить от осадков, исключить увлажнение и затопление грунта вблизи фундамента (примерно 0,4-0,5 м).
5. Поскольку при благоприятных условиях бетон достигает 50…80 % проектной прочности через 7…14 дней, допускается нагружать фундамент через 7…14 дней, учитывая, что полная нагрузка (100 %) будет только через 28 дней после заливки фундамента.
6. При использовании отвердителя при нормальной температуре фундамент можно нагружать уже через 5 дней.
7. Нагрузка на фундамент должна быть равномерной, чтобы избежать неравномерной осадки фундамента.

Для того чтобы обеспечить лучший контроль фундамента или других железобетонных конструкций, изготавливаются стандартные кубические образцы размером 150х150х150 или 100х100х100 мм, которые затем подвергаются испытанию на сжатие.

Литература:

1. Как построить дом. Как происходит затвердевание бетона? Время твердения бетона, график набора прочности. Режим доступа: Ссылка на статью.
2. ТР 80-98 Технические рекомендации по технологии бетонирования методом необогрева монолитных конструкций с использованием термоса и ускоренного термоса. МОСКВА – 1998.
3. ВСН 20-68 Руководство по зимнему бетонированию дорожных оснований асфальтобетонных покрытий в г. Москве.

Срок твердения бетона

Подавляющее большинство строителей-любителей по не совсем понятным причинам считают, что процесс бетонирования заканчивается после заливки опалубки или выравнивания стяжки. Однако время затвердевания бетона намного больше, чем время, необходимое для укладки. Бетонная смесь – это живой организм, который после завершения укладки проходит сложный и длительный физико-химический процесс, превращающий раствор в прочную основу для строительных конструкций.

Прежде чем демонтировать опалубку и наслаждаться результатами затраченных усилий, необходимо создать оптимальные условия для созревания и оптимальной гидратации бетона, без чего невозможно достичь требуемых показателей прочности монолита. Значения, приведенные в таблицах времени затвердевания бетона, адаптированы к соответствующим строительным нормам.

Данные, содержащиеся в официальных таблицах, разумеется, должны служить руководством для самостоятельного строительства бетонных или железобетонных конструкций. Однако использование таких данных должно быть тесно согласовано с реальными условиями строительства.

Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы

Процессы, связанные со строительством сборных железобетонных конструкций, включают в себя несколько процедурных этапов. Единственной целью является получение железобетонной конструкции, максимально соответствующей проектным параметрам по физико-техническим свойствам. Первоочередным действием, безусловно, является уход за залитой бетонной смесью.

Уход заключается в проведении ряда мероприятий по обеспечению оптимальных условий для физических и химических изменений, происходящих в смеси по мере того, как бетон начинает набирать полную прочность. Тщательное соблюдение инструкций по уходу обеспечивает

• усадочные явления в пластичной бетонной смеси сводятся к минимуму;
• убедиться, что показатели прочности и времени бетонной конструкции находятся в пределах проектных параметров;
• защищать бетонную смесь от тепловой дисфункции;
• Не допускать предварительного затвердевания залитой бетонной смеси;
• Защита конструкции от механических или химических воздействий различного происхождения.

Уход за свежепостроенной железобетонной конструкцией следует начинать сразу после завершения укладки и продолжать до тех пор, пока конструкция не достигнет проектной прочности 70%. Это соответствует требованиям п.2.66 СНиП 3.03.01. Вскрыша может производиться и в более ранние сроки, если это оправдано сложившимися параметрическими условиями.

После завершения укладки бетона необходимо провести осмотр конструкции опалубки. Целью данной проверки является проверка соблюдения геометрических параметров и обнаружение утечки жидкой смеси и механических повреждений элементов опалубки. С учетом времени затвердевания бетона, а на самом деле времени твердения, все обнаруженные дефекты должны быть устранены. Среднее время твердения свежеуложенного бетона составляет около 2 часов, в зависимости от температурных параметров и марки портландцемента. Конструкция должна быть защищена от любых механических воздействий в виде ударов, вибраций и колебаний в течение всего времени высыхания бетона.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Бетон любого состава, как правило, застывает и приобретает требуемые прочностные характеристики, проходя две стадии. Оптимальное сочетание времени, температуры и влажности необходимо для достижения заданных свойств монолитной структуры.

К этапным характеристикам процесса относятся:

• Время схватывания бетонной смеси. Начальное время схватывания бетонной смеси короткое, т.е. около 24 часов при средней температуре +20°C. Начальное время схватывания наступает в течение первых двух часов после смешивания с водой. Время окончательного схватывания обычно составляет 3-4 часа. Использование специальных полимерных добавок может при определенных условиях сократить время начального схватывания смеси до нескольких десятков минут, но целесообразность такого экстремального метода оправдана, в основном, при производстве линейных железобетонных элементов промышленных сооружений;
• Твердение бетона. Бетон достигает полной прочности после процесса гидратации, который включает в себя удаление воды из бетонной смеси. В этом процессе часть воды удаляется путем испарения, а другая часть молекулярно связывается с компонентами бетонной смеси. Гидратация может происходить при строгом соблюдении температурных и влажностных условий процесса отверждения. Если эти условия не соблюдаются, то физико-химические процессы гидратации будут нарушены и качество железобетонной конструкции ухудшится.

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Логично, что использование различных марок портландцемента при приготовлении бетонной смеси приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем короче время твердения бетонной смеси. Однако, независимо от того, используется ли бетон марки 300 или 400, бетонные конструкции не должны подвергаться высоким механическим нагрузкам ранее 28 дней. Однако бетон может иметь более короткое время схватывания, что видно из таблиц в строительных нормах и правилах. В частности, это относится к бетонам с использованием портландцемента 400.

Проектирование, строительство и окончательная планировка любой конструкции с использованием железобетонных элементов требует тщательного рассмотрения всех этапов строительства. Однако долговечность и надежность всей конструкции во многом зависит от точности бетонных элементов, особенно фундаментов. Время, необходимое для схватывания бетонных смесей и составов, является одним из залогов успеха в любом строительном процессе.

Строительный миф №2. Нужно ли после заливки бетона ждать 28 суток?

Вопрос: сколько нужно ждать, пока произойдет затвердения бетона? Как и за какое время бетон набирает прочность? Действительно ли нужно ждать 28 суток после того, как залит бетон? Когда можно нагружать бетонные конструкции?

Каждому застройщику или строителю выгоднее построить конструкцию, здание или сооружение за кратчайшие сроки. Но бытует целый ряд мнений о том, что необходимо после выполнения работ по бетонированию конструкций ждать пока конструкция «затвердеет», чтоб потом приступить к следующему этапу строительства.

Как и за какое время бетон набирает прочность?

Нужно ли после заливки бетона ожидать 28 суток?

Для правильного вывода необходимо проанализировать нормативные документы и определить режим, этапы и сроки строительства.

При выполнении бетонных работ сталкиваются с двумя актуальными вопросами:

1. Через какое время можно снимать опалубку?
2. Через какое время можно нагружать железобетонный элемент или конструкцию?

Рассмотрим последовательно эти вопросы.

Для сборных железобетонных изделий очень важно определить отпускную прочность.

Отпускная прочность – это набранная прочность бетона, устанавливаемая нормативами, при которой железобетонное изделие возможно поставлять с завода на строительную площадку.

Величина отпускной прочности устанавливается согласно ГОСТов или других нормативных документов в зависимости от:

• вида и размера конструкции;
• состава бетона;
• условий твердения;
• температуры окружающей среды и климатических условий региона;
• сроком и величины загрузки;
• условия транспортировки.

Ниже, в таблице 1 приводятся в зависимости от вида и класса бетона, усредненные значения отпускной прочности в процентах от проектной.

Таблица 1

Итак, отпускная прочность сборных железобетонных изделий в зависимости от целого ряда факторов составляет 50÷100% от проектной. Вывод №1: при достижении отпускной прочности можно уже производить монтаж и затем нагружать железобетонные конструкции, с расчетом на то, что полное нагружение (100%) наступит не позже 28 суток от момента изготовления изделий. Более конкретный порядок и сроки нагружения сборных конструкций оговаривается в ППР (проект производства работ).

Также в строительстве существует такое понятие, как распалубочная прочность.

Распалубочная прочность – это минимальная набранная прочность бетона, при которой возможно извлечь опалубку, не повреждая бетон. Для сборных железобетонных изделий опалубочная прочность должна быть достаточная для безопасной транспортировки. Условия и скорость набора прочности для каждого изделия или конструкции определяются предприятием-изготовителем.

В условиях стройплощадки, при изготовлении монолитных конструкций распалубку, как правило выполняют непосредственно перед началом загружения конструкции.

СНиП 3.03.01-87 устанавливает следующие условия распалубки железобетонных конструкций ( смотри таблицу 2).

Таблица 2

Параметр	Распалубочная прочность (% от нормативной, на 28 сут)
Прочность бетона (в момент распалубки конструкций), не ниже:
— теплоизоляционного	0,5 МПа
— конструкционно-теплоизоляционного	1,5 МПа
— армированного	3,5 МПа, но не менее 50 % проектной прочности
— предварительно напряженного	14,0 МПа, но не менее 70 % проектной прочности
Распалубка железобетонных конструкций с последующей обработкой бетона (п. 2.34)	70 % от проектной прочности

Российский нормативный документ ТР 80-98 «Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса» приводит следующие разрешения по распалубки и нагрузки конструкций, таблица 3.

 Необходимая прочность бетона для распалубки и нагрузки конструкции:

Таблица 3

Строительные конструкции	Фактическая нагрузка, % от нормативной
	свыше 70%	70% и менее
	прочность бетона, % от проектной
Боковые щиты опалубки на фундаменте и колоннах, стенах, ригелей и балок допускается при нормальных условиях твердения	Снимать через 6 — 72 ч
Несущие щиты опалубки	100	См. ниже
Длина пролета несущих железобетонных плит до 3 м	100	70
Длина пролета несущих железобетонных плит (кроме плит) до 6 м	100	70
Колонны, несущие конструкции (балки, ригели, плиты) пролетом 6 м и более	100	80
Конструкции с напрягаемой арматурой	100	80

Примечания:

1. Следует твердо помнить, что полностью на 100 % загружать конструкцию можно только, когда бетон наберет свою полную проектную прочность.
2. Снимать боковые щиты ненесущей части опалубки можно при условии, когда разность температур между бетоном и наружным воздухом соответствует следующему условию:

• Dt = 20 °С для конструкций с М_п = 2 – 5;
• Dt = 30 °С для конструкций с М_п больше 5, где М_п — модуль поверхности конструкции (отношение суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкций в м² к ее объему в м³), м^-1 .

Дальнейшие мероприятия по выполнению опалубочных работ и движение работников по железобетонным конструкциям допускается, когда прочность бетона составляет 1,5 МПа и более. (СНиП 3.03.01-87, п. 2.17). Также, в этом нормативном документе есть указание (п.2.110), что при использовании промежуточных опор (подпорок) для перекрытия пролетов, при частичной или последовательной снятии опалубки, допустимая распалубочная прочность может быть понижена, а это означает большую оборачиваемость опалубки и уменьшения сроков строительства. Более конкретные мероприятия по раннем снятие опалубки должно определятся исходя из конкретных условий строительства и освещаться в ППР.

Некоторые литературные источники указывают следующие значения для распалубки железобетонных конструкций, табл. 4:

 Таблица 4

Вывод №2: исходя из всего выше приведенного и анализируя все таблицы по распалубочной прочности бетона и его нагружении, распалубочная прочность находится в пределах 50…80% от проектной. Тогда:

1. распалубку конструкции допускается проводить, когда фактическая прочность бетона достигнет 70% от проектной, и в этом случае можно постепенно загружать дальше;
2. распалубку конструкции допускается проводить, при фактической прочности 50% от проектной, только необходимо установить дополнительные опоры для страховки и исключения прогибов. В этом случае также можно постепенно нагружать конструкцию (ставить опалубку, кладку, и т.д.).

Через сколько времени бетон может набрать распалубочную прочность, при которой можно еще и нагружать конструкцию?

Как уже выше вспоминалось, при разных условиях (температура, влажность, атмосферные осадки и т.д.) разный бетон набирают прочность по разному. На рис. 2 приведен график скорости набора прочности в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки).

Из графика видно, что в лабораторных условиях при постоянной температуре 60°С среднюю распалубочную прочность бетон (70%) приобретает через 32 часа (1,3 сут), а при температуре 30°С – приобретает примерно за 4 сут.

Так как на строительных объектах, в течении суток температура окружающего воздуха колеблется, то берут во внимание среднесуточную температуру, которая летом составляет 18…28°С, а осенью достигает и 5…10°С. При таких температурах бетон будет набирать прочность намного медленнее.

Рис. 1. График скорости набора прочности бетона в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки) [1]

На предприятиях по изготовлению бетона и конструкций из него, должны быть графики набора прочности бетона определенного состава. Для примерного определения прочности конкретного бетона, можно воспользоваться графиками набора прочности в зависимости от вида цемента, температуры и класса бетона (рис. 2) из нормативных документов [2, 3].

Ниже приведен рост прочности бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха или ТВО, (в % от R₂₈):

а) класс С15–С25 на основе портландцемента марки М400

б) класс С30 на основе портландцемента марки М500

в) класс С15–С25 на основе шлакопортландцемента марки М400

г) класс С40 на основе портландцемента марки М600

д) быстротвердеющий высокоактивный портландцемент (БТЦ)

Графики набора прочности (табл.

5-9)

Набор прочности бетона класса С15 – С25 на портландцементе марки М400 (% от R₂₈):

Таблица 5

Набор прочности бетона класса С30 на портландцементе марки М500 (% от R₂₈):

Таблица 6

Возраст бетона, сут.	Температура бетона, °С
	-3	0	5	10	20	30	40	50	60
1	—	8	12	18	28	40	55	65	70
2	—	16	22	32	50	63	75	85	90
3	10	22	32	45	60	74	85	92	98
5	16	32	45	58	74	85	96	—	—
7	19	40	55	66	82	92	100	—	—
14	25	57	70	80	92	100	—	—	—
28	30	70	90	90	100	—	—	—	—

Набор прочности бетона класса С15 – С25 на шлакопортландцементе марки М400 (% от R₂₈):

Таблица 7

Возраст бетона, сут.	Температура бетона, °С
	-3	0	5	10	20	30	40	50	60
1/2	—	—	2	4	7	20	25	32	42
1	—	3	6	10	16	30	40	50	65
2	3	8	12	18	30	40	60	75	90
3	5	13	18	25	40	55	70	90	—
5	8	20	27	35	55	65	85	—	—
7	10	25	34	43	65	70	92	—	—
14	12	35	50	60	80	96	100	—	—
28	15	15	65	80	100	—	—	—	—

Набор прочности бетона класса С40 на портландцементе марки М600 (% от R₂₈):

Таблица 8

Набор прочности бетона с применением противоморозных добавок:

Таблица 9

Вывод №3: из графиков и таблиц видно, что бетон на основе портландцемента при среднесуточной температуре 10 и выше набирает 50% прочности от проектной за 5…7 суток, а бетон на шлакопортландцементе набирает при тех же самых условиях – за 14 и более суток. Зимой при отрицательных температурах с применением даже противоморозных добавок (табл.9) бетон набирает проектную прочность за 90 суток и больше. Для ускорения времени набора требуемой прочности при зимнем бетонировании необходимо использовать электропрогрев.

Для быстрого набора прочности, согласно СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции. 2. Бетонные работы» (п. 2.15) за бетоном нужен соответствующий уход. Уход за бетоном начинается сразу после укладки его в опалубку и продолжают до момента распалубки. Бетон следует хранить от прямого попадания солнечных лучей и атмосферных осадков, ветра, а также создать тепловлажностные условия для его твердения (накрыть пленкой). Рекомендуется бетон изготовленный на портландцементе в течении 7 суток поливать водой, а на основе малоактивных и шлакопортландцементах поливать не менее 14 суток. При температуре воздуха 15°С рекомендуется поливать бетон через 3 часа в течении первых 3 суток. При средней температуре воздуха от +5 до 0°С полив и смачивания бетона не осуществляется. Полная нагрузка (расчетная) железобетонных конструкций допускается только после того, как бетон будет иметь проектную прочность.

Рекомендации по выполнению фундаментов

Отдельно хотелось заострить внимание на фундаменте, так как есть некоторые особенности его работы:

1. Наилучшее время для строительства фундамента является лето (хороший температурный режим).
2. Нежелательно, подвергать фундамент длительному простою, т.к. замокание котлована, морозное пучение, попеременное замораживание и оттаивание грунтов основания приводит к его разрушению.
3. Выше перечисленные факторы приводят к неравномерной усадке фундамента.
4. Если все-таки есть необходимость оставить фундамент зимовать, необходимо его «законсервировать» — закрыть и защитить от атмосферных осадков, исключить замокания и затопление грунта вблизи фундамента (примерно 0,4…0,5 м).
5. Так как бетон при благоприятных условиях набирает 50…80% от проектной прочности за 7…14 дней, тогда допускается нагружать фундамент через 7…14 суток, с учетом, что полное нагружение (100%) наступит только после 28 суток с момента заливки фундамента.
6. При использовании ускорителей твердения при нормальной температуре возможно уже нагружать фундамент и через 5 дней.
7. Фундамент следует нагружать равномерно, чтобы избежать неравномерной осадки основания.

Для более точной подстраховки для контроля прочности фундаментов или других железобетонных конструкций изготавливают серию стандартных образцов-кубов 150х150х150 или 100х100х100 мм, которые потом испытывают на сжатие.

Литература:

1.  Как построить дом. Как бетон набирает крепость? Время затвердевания бетона, график набора крепости. Режим доступа: ссылка на статью.
2. ТР 80-98 Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса. МОСКВА – 1998.
3. ВСН 20-68 Указания на бетонирование в зимнее время дорожных оснований под асфальтобетонные покрытия в г. Москве.

 Автор публикации эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Ремонт и восстановление бетонных конструкций после разрушения и дефектов

🕑 Время чтения: 1 минута

Существуют различные методы ремонта и восстановления бетонных конструкций после разрушения и дефектов бетона. Описаны эти приемы и материалы для ремонта бетона.
Бетон является наиболее широко используемым и универсальным строительным материалом, обладающим рядом преимуществ перед сталью и другими строительными материалами. Однако очень часто встречаются дефекты бетона. Дефекты могут проявляться в виде трещин, выкрашивания бетона, оголения арматуры, чрезмерных прогибов или других признаков повреждения.
Во многих случаях коррозия арматуры может вызвать растрескивание и отслоение бетона в сочетании с ухудшением прочности конструкции. Такие ситуации требуют ремонта пораженных зон, а иногда и замены всей конструкции.

Содержание:

• Причины отказов или дефектов бетонных конструкций
• Выявление отказов и дефектов бетонных конструкций
• Необходимость ремонта и восстановления бетонных конструкций
• Материалы для ремонта и восстановления бетонных конструкций 009 и восстановление бетонных конструкций
  • Цемент, цементные растворы и т. д.
  • Ремонт бетона на основе смол
  • Эпоксидные смолы для ремонта бетона
  • Полимерные бетонные композиты
  • герметики
  • Очистка поверхности для бетона
  • . Некоторые из обычно используемых поверхностных обработок:
  • Стальные волокнистые бетон
  • Другие материалы для ремонта и реабилитации бетона
• Материалы для ремонта бетона.

Причины отказов или дефектов бетонных конструкций

Ниже приведены основные причины отказов бетонных конструкций:

• Недостаток конструкции, возникающий из-за неправильного проектирования и детализации, а также из-за неверных допущений в критериях нагрузки.
• Недостаток конструкции из-за дефектов конструкции, использования некачественных и некачественных материалов, плохого качества изготовления и небрежного отношения к контролю и надзору за качеством.
• Повреждения, вызванные пожарами, наводнениями, землетрясениями и т. д.
• Химический износ и морская среда.
• Повреждения, вызванные истиранием, износом, ударами, сыростью и т. д.
• Подвижки бетона, вызванные осадкой фундамента, тепловым расширением и т. д.

Выявление отказов и дефектов бетонных конструкций

Правильный диагноз, устанавливающий причину, характер и степень повреждения, а также слабости или износа, вызванного конструкцией, очень важен, поскольку ошибочный диагноз может привести к неправильному выбору материалов и методов ремонта, что приведет к повторному выходу из строя отремонтированной зоны. Также может потребоваться проверка исправности конструкции после проведения необходимого ремонта.

Необходимость ремонта и восстановления бетонной конструкции

Необходимость капитального ремонта может возникнуть в следующих случаях:

• Неправильная конструкция конструкции
• Неправильное исполнение и плохое качество изготовления
• Экстремальные погодные условия и условия окружающей среды
• Высокая степень химического воздействия
• Старение конструкции

Методы ремонта и восстановление бетонных конструкций

Техника ремонта или восстановления конструкции зависит от причины, степени и характера повреждения, функции и важности конструкции, наличия подходящих материалов и средств для проведения ремонта, а также от глубоких знаний долгосрочного ремонта. срок эксплуатации материалов, используемых для ремонтных работ.
В зависимости от требований метод ремонта может носить поверхностный (косметический) характер или, в некоторых случаях, может включать замену части или всей конструкции.
Методы ремонта можно разделить на три основные группы:

1. Инъекция в трещины, пустоты или ячеистые области.
2. Обработка поверхности
3. Удаление и замена дефектного или поврежденного материала/участка.

Разработано множество новых материалов для ремонта и восстановления поврежденных конструкций любым из вышеперечисленных методов. Они кратко описаны ниже.

Материалы для ремонта и восстановление бетонной конструкции

Цемент, цементные растворы и т. д.

В большинстве случаев ремонтный материал может быть на основе цемента, поскольку цемент является единственным активным ингредиентом бетона. Сухая упаковка, состоящая из богатого цементного бетона или цементного раствора, может быть подходящей для герметизации поврежденных участков и участков с трещинами.
Распыление бетона или цементно-песчаного раствора с помощью форсунок высокого давления, обычно называемых «торкрет-бетон» или «гайнитинг» соответственно, может оказаться эффективным во многих случаях, когда необходимо отремонтировать большую площадь поверхности. Торкретирование или набрызг бетона может выполняться с использованием или без использования стальной армирующей сетки или стальной фибры.

Ремонт бетона на основе смолы

Обычно используемые смолы принадлежат к семейству эпоксидных, полиэфирных, акриловых или полиэтиленовых. Применение смол для ремонтных работ требует глубокого понимания их химических и физических свойств и их поведения в конструкции, особенно с течением времени и в неблагоприятных условиях.
Системы на основе эпоксидных смол находят применение в строительных работах, таких как заполнение трещин, ремонт разрушенных бетонных конструкций, аварийный ремонт мостов, акведуков, химически корродированных колонн и балок.
Как правило, смоляные материалы используются в ремонтно-реставрационных работах, где требуются такие свойства, как высокая прочность (отсюда тонкие срезы), отличная адгезия (отсюда небольшие участки), быстрое отверждение (отсюда экономия времени) и высокая химическая стойкость. Одной из наиболее часто используемых смол является эпоксидная смола. Краткое описание свойств и областей применения эпоксидных смол приведено ниже.

Эпоксидные смолы для ремонта бетона

Смоляной раствор может быть получен путем добавления наполнителей, таких как крупнозернистый песок или прокаленный бокситовый песок. Химическая реакция начинается, как только смола и отвердитель объединяются. Большинство комбинаций имеют жизнеспособность от 30 до 60 минут. Они обладают отличной прочностью и адгезионными свойствами, устойчивы ко многим химическим веществам, а также обладают хорошей водонепроницаемостью.
Эпоксидная смола при отверждении различными отвердителями обладает широким спектром свойств. После отверждения они образуют необратимую систему (термоусадку).
Характерные свойства отвержденной эпоксидной смолы для ремонта систем и восстановления бетонной конструкции

• Высокая адгезионная способность почти ко всем материалам
• Низкая усадка при отверждении
• Исключительная стабильность размеров
• Свойства естественного заполнения зазоров
• Термореактивный (не плавится)
• Устойчивость к большинству химикатов и окружающей среды
• Способность к отверждению во влажных условиях и под водой (для некоторых марок)
• Простота применения

Процедура заливки эпоксидной смолой

• Поиск трещин
• Очистка поверхности трещин
• Сверление и фиксация насадок для заливки через соответствующие промежутки эпоксидной замазкой
• Заливка эпоксидной смеси с помощью растворонасоса
• Герметизация патрубков, через которые производится заливка

Резервуар для цементного раствора в основном состоит из сосуда высокого давления (выдерживающего давление 10–15 кг/см 9 ). 0171 2 давление) с входом и выходом для смоляной смеси, манометром, соединением для сжатого воздуха с регулятором для заливки под давлением.
Предварительно смешанная смола + отвердитель заливается в емкость для затирки и через сопло закачивается активированная смола в трещины. Когда трещины заполнятся, заливка осуществляется в следующую насадку и так до тех пор, пока все трещины не будут заполнены.
При отверждении эпоксидная смола улучшает несущую способность структуры с трещинами.

Склеивание старого и нового бетона

Эпоксидная смола со специальной комбинацией полиамидного отвердителя успешно используется для склеивания старого бетона с новым.
Процесс состоит из —

• Удаление всего рыхлого и поврежденного бетона механическими средствами или струей воды
• Поверхность, подлежащая сушке
• Подходящая эпоксидная смола [немодифицированная эпоксидная смола без растворителя + полиамидный отвердитель (специальный сорт)] наносится жесткой нейлоновой кистью
• Свежеуложенный бетон следует заливать, когда эпоксидное покрытие стало совсем нелипким
• Следует соблюдать осторожность, чтобы покрытие не высохло полностью.

Эпоксидные смолы не являются основным конструкционным материалом. Принимая во внимание высокую стоимость этих смол, требуется разумное использование этих смол. Смолы следует использовать в экстренных случаях.
Свойства систем на основе эпоксидной смолы можно выгодно использовать, когда другие материалы нельзя использовать из-за прочности или других соображений. Эпоксидные смолы находят много новых применений в сложных условиях, таких как подводный ремонт дамб, кораблей и т. д. В будущем будет найдено много новых применений с использованием эпоксидных и других синтетических смол.

Полимерные бетонные композиты

Большинство недостатков, присущих обычным конструкционным бетонам, устраняют с помощью полимербетонных композиций либо в виде поверхностного покрытия конструкции, либо путем пропитки ее в конструкцию.
Композиты из полимербетона являются относительно новой разработкой и используются в строительстве с 1950 года. Они обладают очень высокой прочностью, более долговечны и устойчивы к большинству химических веществ и кислот.
Существует три типа полимербетонных композитов, а именно бетоны, пропитанные полимером (PIC), полимербетоны (PC) и полимерцементные бетоны или модифицированные полимерами бетоны (PCC или PMC). В ПИС мономеры (обычно стирол, метилметакрилат (ММА), полиметилметакрилат (ПММА) и др.) пропитывают пористую систему затвердевшего бетона, тем самым заполняя поры и делая их непроницаемыми и устойчивыми к химическому воздействию; В ПК полимер является единственным связующим вместо цемента и воды. В PCC и PMC полимерная добавка (латекс или форполимер) добавляется к обычному цементному композиту на самой стадии смешивания.

Все три вида полимербетонных композиций пригодны для проведения ремонтно-восстановительных работ в поврежденных конструкциях. Использование этих композитов для послеаварийных и послеаварийных применений неуклонно растет из-за их превосходной долговечности, отличной связи с исходной структурой бетона, превосходных свойств к истиранию и износостойкости, высокой степени устойчивости к химическим веществам, таким как хлориды и кислоты. и их очень низкое водопоглощение. Ремонт трещин можно легко осуществить путем инъецирования поврежденной коррозией арматуры полимербетона, которую можно отколоть и заменить полимербетоном.

Герметики

Многие коммерческие герметики доступны для герметизации трещин в бетонных конструкциях. Герметики для швов должны обеспечивать структурную целостность и удобство эксплуатации. Они также должны служить защитой от проникновения вредных жидкостей, газов и других нежелательных веществ, которые могут ухудшить качество бетона. При ремонте треснувшей поверхности сначала трещины расширяют по открытой поверхности и заделывают герметиками вверх.

Обработка поверхности бетона

Долговечность бетона также может быть увеличена, особенно на поверхности, путем применения различных материалов, которые делают его водонепроницаемым, твердым и устойчивым к химическому воздействию.

Некоторые из наиболее часто используемых средств обработки поверхности:

• Силикат натрия, фторид магния или цинка
• Олифы, такие как тунговое или льняное масло
• Краски на основе хлоркаучука и неопреновые краски
• Эпоксидные краски
• Обработка фторидом кремния

Поверхность затвердевшего и сухого бетона можно сделать износостойкой и менее пылеобразующей путем нанесения растворов силиката натрия, сульфата магния или цинка или фтористого кремния. Можно использовать высыхающее масло, такое как тунговое масло или льняное масло. В качестве альтернативы в поверхностный слой при укладке свежего бетона можно добавить карборунд, плавленый оксид алюминия или мелкодисперсные препараты хлорида железа и алюминия.
Краски для пола также обеспечивают достаточную долговечность, если движение по полу не интенсивное. Краски, содержащие синтетические смолы, особенно полиуретаны, эпоксидные смолы или хлоркаучук, обеспечивают большую износостойкость. Они также защищают от растворов солей и разбавленных кислот.
Применение силиката натрия и фторида кремния обеспечивает защиту от мягких условий воздействия водных растворов или органических жидкостей. Битум и каменноугольная смола обеспечивают защиту от насекомых и мотыльков. Некоторые пластмассы, каучуковый латекс, покрытия из стекловолокна и облицовка из ПВХ также успешно используются для повышения долговечности бетона.

Бетон, армированный стальным волокном

Было обнаружено, что использование стальной фибры малого диаметра в бетоне улучшает некоторые свойства бетона, в частности его прочность на растяжение, ударную вязкость и износостойкость. Одним из применений сталефибробетона (SFRC) является ремонт и восстановление бетонных конструкций.

Поврежденные участки бетонной конструкции могут быть удалены и восстановлены путем размещения СФБ по бокам и внизу поврежденных конструкций методом торкретирования или торкретирования. Благодаря улучшенной стойкости к износу и истиранию, СФБ успешно применяется для ремонта промышленных полов и настилов мостов с использованием полимербетона или без него.

Прочие материалы для ремонта и восстановления бетона

Есть несколько других материалов, которые также можно использовать для ремонта определенных конструкций. Для ремонта существующих фундаментов были разработаны специальные химические растворы, которые обеспечивают уплотнение грунта под ними и обеспечивают защиту арматурной стали в фундаментах. Суперпластифицированный фибробетон применялся при ремонте фундаментов машин и подземных сооружений.
Некоторые химикаты и поверхностные покрытия, продаваемые под торговыми марками, закрывают трещины в конструкциях, таких как резервуары для воды, и обеспечивают достаточную защиту стали от коррозии. Также разработаны специальные краски (на латексной или битумной основе) для нанесения на бетонную поверхность или на брусья для придания им стойкости к агрессивным средам.
С ростом числа случаев повреждения сооружений, построенных в прошлом, ремонт и восстановление таких сооружений приобретают все большее значение. Некоторые из методов и материалов оказались полезными для восстановления некоторых поврежденных структур.
В таблице ниже показаны материалы, обычно рекомендуемые для ремонта бетонных конструкций. Эпоксидные смолы и бетонные композиты демонстрируют высокий потенциал в качестве перспективных ремонтных материалов.
Своевременное обнаружение недостатков в бетоне и стали существующей конструкции и выполнение немедленных мер по устранению недостатков предотвратит дальнейший износ конструкции и приведет к огромной экономии затрат на техническое обслуживание.
Старое изречение «предотвратить лучше, чем лечить» применимо к бетонным конструкциям как во время строительства конструкций, так и в то время, когда в конструкции проявляются признаки первоначального повреждения.

Материалы для ремонта бетона

Нагрузочные испытания существующих бетонных конструкций — BSCES

Базовая информация

Нагрузочные испытания являются ценным инструментом, используемым при оценке и ремонте бетонных конструкций и обычно используются для демонстрации того, что существующие или отремонтированные конструкции могут безопасно выдерживать расчетные нагрузки. ACI 318-19 «Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону и комментарии» и ACI 562-19 «Требования норм и правил для оценки, ремонта и восстановления существующих бетонных конструкций и комментарии» содержат требования к испытаниям бетонных конструкций под нагрузкой. Требования к нагрузочным испытаниям в ACI 318 применимы к строящимся конструкциям или конструкциям, не имеющим сертификата о вводе в эксплуатацию.

ACI 562 ссылается на ACI 437.2-13 «Требования к нормам для испытаний под нагрузкой существующих бетонных конструкций и комментарии» для требований к испытаниям под нагрузкой. Как ACI 562 (через ACI 437.2), так и ACI 318 включают процедуры и критерии приемки для испытаний монотонной нагрузкой и испытаний циклической нагрузкой. Предыдущие версии ACI 318 допускали только монотонное нагрузочное тестирование. Последняя версия ACI 318 включает испытания на циклическую нагрузку и ссылается на ACI 437.2 в отношении процедур нагрузочных испытаний и критериев приемлемости. Ожидается, что использование циклического нагрузочного тестирования станет более распространенным, поскольку теперь оно является частью ACI 318.

Введение

Основными задачами структурных исследований являются установление существующего состояния конструкции; выявить проблемы, влияющие на работу конструкции; и разработать и осуществить соответствующие меры по исправлению положения. Оценка существующих конструкций часто требует проведения структурного анализа для исследования способности конструкции и ее компонентов противостоять нагрузкам в существующем состоянии. Бывают ситуации, когда структурный анализ не является окончательным и нельзя достичь высокого уровня достоверности прогноза производительности. В таких ситуациях нагрузочные испытания на месте могут предоставить ценную информацию о характеристиках существующих конструкций и зафиксировать поведение конструкции, которое не сразу видно из структурного анализа.

Основная цель нагрузочных испытаний — продемонстрировать безопасность конструкции. Нагрузочные испытания не определяют предел прочности. Как правило, нагрузочные испытания можно использовать для:

• определения способности конструкции выдерживать дополнительные нагрузки.
• Установить безопасность конструкций с недостатками проектирования или строительства или конструкций с повреждениями или износом.
• Проверка подходов к проектированию и эффективности схем усиления.
• Получите знания о поведении конструкции, учитывая эффекты «скрытых» путей нагрузки, перераспределения нагрузки и статической неопределенности.
• Дополнение, проверка или калибровка аналитической работы, направленной на понимание поведения конструкции.

Цель испытания под нагрузкой — воспроизвести воздействие нагрузки на критические участки конструкции. Следовательно, установка для испытаний под нагрузкой должна быть спроектирована таким образом, чтобы создавать требования к нагрузкам (изгиб и сдвиг), аналогичные тем, которые обусловлены расчетными нагрузками. Нагрузочные испытания на месте обычно включают нагружение конструкции собственными грузами (водой, песком или стальными пластинами) или механическими средствами (гидравлическими домкратами или приводами). Реакция (прогиб, деформация и дистресс) конструкции на приложенные нагрузки отслеживается во время испытаний. Записанные измерения прогиба, степени и степени растрескивания анализируются для оценки характеристик конструкции. Измерения прогиба и деформации можно получить с помощью электронных датчиков, подключенных к оборудованию для сбора данных.

Нагрузочные испытания в ACI 562

Глава 6. Оценка, оценка и анализ ACI 562-19 позволяет использовать нагрузочные испытания «для дополнения анализа или демонстрации прочности исходной отремонтированной конструкции». ACI 562 указывает, что испытания под нагрузкой можно проводить в соответствии с ACI 437.2-13, в котором приведены минимальные требования к величине испытательной нагрузки, процедурам испытаний под нагрузкой и критериям приемлемости для испытаний под нагрузкой существующих бетонных конструкций. Величина испытательной нагрузки (TLM) представляет собой общую нагрузку, которая должна использоваться в сочетании с критериями приемлемости для определения того, проходит ли конструкция испытание под нагрузкой.

Процедуры, включенные в ACI 437.2, предназначены для испытаний с пробной нагрузкой. Испытания пробной нагрузкой предназначены не для определения предела прочности конструкции, а для демонстрации того, что конструкция или элемент могут выдерживать расчетные нагрузки с достаточным запасом прочности на отказ, а также что конструкция может выдерживать расчетные рабочие нагрузки и требования к эксплуатационной пригодности, предписанные в ACI. 562 или код основы проекта. Дополнительным преимуществом является то, что измерения, полученные в результате испытания пробной нагрузкой, такие как прогибы и деформации, могут использоваться для дополнения или калибровки аналитических моделей. Эти откалиброванные модели впоследствии можно использовать для анализа конструкции с использованием различных условий нагружения и оценки предела прочности.

Протоколы испытаний под нагрузкой в ​​ACI 437.2

ACI 437.2 предписывает две методики испытаний бетонных конструкций под нагрузкой: испытание монотонной нагрузкой и испытание циклической нагрузкой. Следует отметить, что ACI 318 допускал только монотонное нагрузочное тестирование до последней версии (ACI 318-19), которая теперь включает циклическое нагрузочное тестирование. Выбор одного протокола над другим зависит от различных факторов, таких как цели нагрузочных испытаний, условия площадки, временные ограничения, затраты, знакомство с одним протоколом по сравнению с другим или конкретные требования со стороны строительных властей.

• Монотонное нагружение предполагает монотонное нагружение конструкции путем постепенного приложения испытательной нагрузки до достижения максимальной нагрузки (величина или интенсивность испытательной нагрузки) и поддержание такого уровня нагрузки в течение 24 часов. Измерения записывают перед приложением любой нагрузки, после каждого приращения нагрузки, при достижении максимальной нагрузки, после 24 часов непрерывной нагрузки и через 24 часа после снятия испытательной нагрузки. Структура оценивается на основе максимального зарегистрированного прогиба и степени восстановления прогиба. На фото 1 показаны монотонные испытания трибун стадиона под нагрузкой с использованием барабанов, наполненных водой.

Фото 1. Испытание монотонной нагрузкой

• Циклическое нагружение включает в себя циклическое нагружение конструкции путем приложения нагрузки с приращениями, которые включают несколько циклов постепенного нагружения и разгрузки до достижения испытательной величины нагрузки. Реакция конструкции непрерывно записывается в течение всего нагрузочного испытания. Структура оценивается по параметрам мониторинга, таким как линейность реакции конструкции на изгиб и постоянство отклонений. Этот протокол нагрузочного испытания не требует удержания тестовой нагрузки в течение 24 часов. На фото 2 показано испытание бетонной плиты гаража на циклическую нагрузку с использованием гидроцилиндров.

Фото 2. Испытание циклической нагрузкой

Применимость ACI 437. 2

Испытание под нагрузкой в ​​соответствии с ACI 437.2 применимо к существующим бетонным конструкциям. Существующая структура, как определено ACI 562, является «структурой, для которой был выдан юридический сертификат владения. Для строений, на которые не распространяется свидетельство о вводе в эксплуатацию, существующими строениями являются те, которые завершены и разрешены для использования или иным образом юридически определены как существующее строение или здание».

Однако бывают ситуации, когда конструктивные элементы в строящемся здании или в готовом строении без свидетельства о вводе в эксплуатацию требуют испытаний под нагрузкой. Например, нагрузочное тестирование может потребоваться, когда в будущем возникнут вопросы о производительности, возникающие из-за ошибок конструкции или проектирования. ACI 437.2 неприменим в таких ситуациях, и протокол нагрузочных испытаний должен соответствовать требованиям главы 27 «Оценка прочности существующих конструкций» ACI 318-19.