Badanie wytrzymałości na zginanie. W normie polskiej i normie RWPG znajdują się zalecenia, żeby badania wytrzymałości zaprawy cementowej na zginanie przeprowadzić w aparacie Michaelisa. Aparat ten posiada dwie dźwignie ( wybierz swój dostęp do programu uprawnienia budowlane ). Jedna z nich ma przekładnię 1:10, a druga – 1:5. dotyczące klasy betonu dla tego rodzaju elementów, podobnie jak dla rur przeciskanych wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie f ck nie powinna być niższa niż 40 MPa. – Zastosowanie zaleceń [1] do projektowania kon-strukcji betonowych, bardzo mocno ogranicza wyko-rzystanie wytrzymałości betonu na rozciąganie. MŁOTEK SCHMIDT’A TYP N – używany jest do określenia wytrzymałości betonu metodą nieniszczącą. Podczas badania mierzona jest „odporność na uderzenia” i zależy ona od odporności składników betonu. WANNA WODNA DO KOSTEK BETONOWYCH Z ANALOGOWY TERMOSTATEM – używana jest do przechowywania próbek do badania nasiąkliwości. For one day old concrete the confi ning stress was even 9 times greater than the strength measured during the uniaxial compression and in case of 28 days concrete the Referat prezentuje stanowisko laboratoryjne przeznaczone do badania wytrzymałości zmęczeniowej elementów narażonych na naprężenia gnące. Autor stara się wyjaśnić i znaleźć miarodajne cechy stanu zużycia zmęczeniowego z wykorzystaniem termowizji jako symptomu diagnostycznego. Przedstawiono doświadczalne badanie przyczepności do betonu prętów kompozytowych GFRP o nominalnej średnicy 8,5 mm i 11 mm oraz BFRP o nominalnej średnicy 7 mm i 9 mm. Zastosowano belkową metodę badania, zaczerpniętą z normy stalowej. Oceniane pręty wykazały bardzo dobrą przyczepność do betonu, w zasadzie spełniającą wymagania vpdw6m. Ocena wytrzymałości betonu na podstawie badań sklerometrycznych zawsze miała swoich zwolenników oraz przeciwników. Zwolennicy widzieli w niej możliwość łatwego określania wytrzymałości betonu w konstrukcji, przeciwnicy dostrzegali bardzo małą wiarygodność. Zastosowanie do wyników badań sklerometrycznych reguł rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej powodowało, że oceny były praktycznie bezużyteczne. Stosowane sztuczne zabiegi, np. odrzucanie wyników obarczonych dużymi błędami czy skalowanie (wzorcowanie), tylko w niewielkim stopniu poprawiły reputację metody sklerometrycznej. Niżej przedstawiono przypadek oceny wytrzymałości betonu na podstawie badań sklerometrycznych bez stosowania zbędnych i budzących wątpliwości zależności. Badania nieniszczące W realizowanym obiekcie o konstrukcji żelbetowej przewidziano w projekcie zastosowanie prefabrykowanych słupów żelbetowych o klasie wytrzymałości betonu C40/50. Dla partii składającej się z 15 słupów wyniki badań próbek kontrolnych betonu wskazywały, że mogą być niespełnione wymagania projektowe. Dodatkowe badania i analizy nie doprowadziły do wyjaśnienia wątpliwości i dlatego zwrócono się do Instytutu Techniki Budowlanej (ITB) o ocenę wytrzymałości betonu w prefabrykowanych słupach. Na podstawie wyników badań kontrolnych próbek betonu wybrano słup o najgorszych (najniższych) wynikach wytrzymałości. Słup ten został zdemontowany z konstrukcji (fot. 1) i służył do pobrania (odwiercenia) próbek do laboratoryjnych badań niszczących betonu. Wzdłuż długości leżącego słupa wytypowano pięć miejsc dla wykonania (pobrania) odwiertów. Dla wytypowanych miejsc – po obu przeciwległych ścianach słupa – wykonano pomiary liczby odbicia młotkiem Schmidta typu N. Tab. 1. Średnia liczba odbicia dla słupów Miejsce badania Liczba odbicia Słup 1 50,4 Słup 2 47,7 Słup 3 48,7 Słup 4 51,3 Słup 5 49,3 Słup 6 46,0 Słup 7 44,5 Słup 8 53,6 Słup 9 50,6 Słup 10 50,1 Słup 11 42,7 Słup 12 44,5 Słup 13 46,7 Słup 14 43,0 Słup 15 (zdemontowany) 43,1 Odwierty wykonane były w kierunku prostopadłym do kierunku betonowania. Otrzymano pięć odwiertów o średnicy około 100 mm i długości około 500 mm. Dla pozostałych słupów wykonano pomiary liczby odbicia na wysokości około 1,5 m ± 0,2 m, na trzech powierzchniach słupa (pomijano powierzchnię zacieraną), wybierając gładkie miejsca. Otrzymane z pomiarów średnie wartości liczby odbicia dla poszczególnych słupów przedstawiono w tablicy 1. Badania na budowie wykonano jednego dnia, przy temperaturze powietrza około 3ºC. Wszystkie pomiary liczby odbicia wykonano tym samym młotkiem Schmidta typu N. Fot. 1. Słup zdemontowany dla pobrania próbek Badania niszczące Pobrane z elementu konstrukcyjnego odwierty do badań niszczących zostały dostarczone do ITB i przechowywane przez osiem dni w laboratorium w temperaturze około 18ºC. Następnie z każdego z odwiertów wykonanych zostało po dwie próbki o średnicy około 100 mm i wysokości około 100 mm. Próbki pochodziły ze środkowej części słupa. Skrajne części odwiertów (przy czołowych powierzchniach) zostały odrzucone ze względu na znajdujące się tam fragmenty prętów zbrojeniowych. Powierzchnie czołowe próbek zostały zeszlifowane. Badania niszczące próbek zostały wykonane w laboratorium na maszynie wytrzymałościowej przy zakresie siłomierza 1000 kN. Wyniki badań niszczących dziesięciu próbek przedstawiono w tablicy 2 (fci – wytrzymałość betonu). Ze względu na niesymetryczną postać zniszczenia odrzucono wyniki próbek o numerach 5, 8 i 10 (fot. 2). Dla pozostałych siedmiu próbek wyniki uznano za miarodajne i uwzględniono w zestawieniach statystycznych i analizach. Średnia wytrzymałość z badań niszczących próbek betonu wynosi 50,0 MPa, odchylenie standardowe – 6,5 MPa, minimalna zaś wartość – 41,1 MPa. Warto zwrócić uwagę na następujące fakty. Oceny wytrzymałości betonu na podstawie wyników badań niszczących przyjmują założenie, że na całej powierzchni przekroju poprzecznego rozkład naprężeń w badanej próbce jest równomierny. W rzeczywistości nawet niewielkie, niewidoczne zaburzenia i niedokładności powodują, że w próbce występują bardzo zróżnicowane naprężenia. W miejscach występowania dużych naprężeń powstają lokalne pęknięcia, uszkodzenia i zniszczenia dużo wcześniej niż zniszczenie przy równomiernych naprężeniach. Szczegółowe, specjalistyczne badania próbek betonowych oraz przede wszystkim próbek gruntu w badaniach trójosiowych wskazują, że niedostrzegalne okiem uchybienia mogą w zasadniczy sposób obniżać wyniki pomiarów. Wszelkie nierówne powierzchnie, nieosiowe ustawienia próbek w maszynie wytrzymałościowej, większe ziarna kruszywa itp. powodują lokalne zaburzenia, zróżnicowanie naprężeń, lokalne przekroczenie nośności, niesymetryczne postacie zniszczenia i zaniżenie wyników w stosunku do rzeczywistej wytrzymałości betonu. Otrzymaną w wyniku badań niszczących średnią wytrzymałość betonu 50,0 MPa należy traktować jako dolne oszacowanie rzeczywistej wytrzymałości. W tablicy 1 normy PN-EN 13791 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych podane jest, że dla klasy wytrzymałości betonu C40/50 minimalne fck,is,cube wynosi 43 MPa. W normie tej (pkt oraz stwierdza się, że wytrzymałość z badań na odwierconych próbkach o średnicy i wysokości 100 mm odpowiada wynikom na kostkach sześciennych o boku 150 mm (czyli fck,is,cube). Korzystając z zależności podanych w pkt normy PN-EN 13791, wartość charakterystyczna wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcji wynosi: fck,is = min(fm(n),is – k ; fis,lowest + 4) W naszym przypadku mamy k = 6 (tablica 2 normy PN-EN 13791) i otrzymujemy: fck,is = min(50,0 – 6; 41,1+4) = min (44,0; 45,1) = 44,0 MPa Ponieważ fck,is = 44,0 MPa > fck,is,cube = 43 MPa, to spełniony jest warunek dla klasy wytrzymałości betonu C40/50 podany w normie PN-EN 13791. Fot. 2. Próbki po badaniach niszczących Oceny klasy wytrzymałości betonu W tablicy 1 przedstawiono średnią liczbę odbicia z badań młotkiem Schmidta dla poszczególnych słupów. Dla słupa, z którego zostały pobrane odwierty (słup 15 zdemontowany), średnia liczba odbicia wynosi 43,1. Na podstawie badań niszczących próbek z odwiertów dla tego słupa oceniono, że klasa wytrzymałości betonu wynosi co najmniej C40/50. Dla 12 słupów z tabeli 1 średnia wartość odbicia jest większa niż dla słupa zdemontowanego. Wynika z tego, że dla tych słupów klasa wytrzymałości betonu jest większa niż dla słupa zdemontowanego, a więc że wynosi nie mniej niż C40/50. Dla dwóch słupów średnia liczba odbicia wynosi mniej niż 43,1 (słup 15 zdemontowany). Dla słupa 11 średnia liczba odbicia wynosi 42,7 (różnica 0,4) oraz dla słupa 14 średnia liczba odbicia – 43,0 (różnica 0,1). Z równania krzywej regresji podanego w normie PN-EN 13791 (pkt można obliczyć, że dla różnicy w liczbie odbicia 0,1 i 0,4 wytrzymałość zmienia się odpowiednio o: 1,73 x 0,1 = 0,2 MPa oraz 1,73 x 0,4 = 0,7 MPa Mając na uwadze, że dla słupa 15 (zdemontowany) o liczbie odbicia 43,1 wytrzymałość wynosi 44,0 MPa, to dla słupa 11 o liczbie odbicia 42,7 można przyjąć wytrzymałość 44 – 0,7 = 43,3 MPa. Tak więc dla słupa 11 spełniony jest warunek normy PN-EN 13791 dla klasy wytrzymałości betonu C40/50 (fck,is = 43,3 > 43 = fck,is,cube). Dla słupa 15 z oszacowaną wytrzymałością betonu 44,0 – 0,2 = 43,8 MPa również spełniony jest warunek normy PN-EN 13791 dla klasy wytrzymałości betonu C40/50. Reasumując, z powyższych analiz wynika, że dla wszystkich 14 przedmiotowych słupów spełnione jest kryterium normy PN-EN 13791 dla klasy wytrzymałości betonu C40/50. Tab. 2. Wyniki badań niszczących próbek Lp. Oznaczenie próbek Wymiary próbki Siła F fci UWAGI waga Ø h A g mm mm mm2 kN MPa 1 1874,0 104,3 100,3 8546,2 485,0 56,8 – 2 1851,0 104,3 100,6 8534,7 405,0 47,5 – 3 1846,0 104,3 100,3 8544,5 466,0 54,5 – 4 1826,0 104,6 100,9 8595,4 353,0 41,1 – 5 1849,0 104,9 100,8 8636,5 365,0* 42,3* odrzucono 6 1842,0 104,4 100,8 8560,9 373,0 43,6 – 7 1875,0 104,3 99,5 8544,5 493,0 57,7 – 8 1861,0 104,6 100,8 8580,6 347,0* 40,4* odrzucono 9 1908,0 104,6 100,4 8595,4 420,0 48,9 – 10 1870,0 104,4 100,6 8560,9 280,0* 32,7* odrzucono Wytrzymałość średnia fcm [MPa] 50,0 Odchylenie standardowe [MPa] 6,5 * Odrzucono ze względu na nieprawidłowe zniszczenie próbki wg PN-EN 12390-3:2001. Warto zwrócić uwagę, że wszelkie badania sklerometryczne wytrzymałości betonu wykorzystują fakt dodatniej korelacji między wytrzymałością betonu i liczbą odbicia w badaniach betonu. Oznacza to, że dla betonu tego samego typu (skład, wilgotność, wiek itp.) wraz ze wzrostem wytrzymałości betonu rośnie liczba odbicia. Nie odnotowano nigdy przypadków, aby korelacja była ujemna, tzn. aby ze wzrostem wytrzymałości betonu malała liczba odbicia. Mała wiarygodność metod sklerometrycznych polega na ustaleniu właściwej krzywej regresji. Nie ma uniwersalnej zależności dla wszystkich betonów, lecz dla różnych typów betonu obowiązują różne zależności. W omawianym przypadku badanych prefabrykatów zamontowanych w konstrukcji nie ma żadnych podstaw, aby przyjmować zróżnicowanie typu betonu i potrzebę stosowania różnych krzywych regresji. Dlatego stwierdzenie, że wyższa średnia liczba odbicia w elemencie prefabrykowanym oznacza wyższą wytrzymałość betonu w tym elemencie, jest fundamentalną zasadą leżącą u podstaw wszelkich dalszych analiz, rozważań i ocen. Wszystkie pomiary liczby odbicia wykonywano jednym (tym samym) młotkiem Schmidta typu N. Wszystkie badania in situ wykonywano w tych samych warunkach obniżonej temperatury. W efekcie wpływ temperatury był identyczny dla wszystkich pomiarów i nie miał wpływu na relacje między wynikami z tych pomiarów. W konkluzji opinii ITB stwierdzono, że na podstawie przeprowadzonych badań i analizy, uwzględniając wymagania norm i odpowiednich przepisów oraz biorąc pod uwagę własne doświadczenia z podobnymi zagadnieniami, należy uznać, iż dla wszystkich badanych słupów spełnione są wymagania w zakresie klasy wytrzymałości betonu C40/50. mgr inż. Jerzy Kowalewski Instytut Techniki Budowlanej Zdjęcia wykonane przez autora w ramach prac realizowanych w ITB. 3 August 2021 Bezpieczeństwo Badanie wytrzymałości betonu ma na celu określenie, czy parametry danej mieszanki zostały właściwie dopasowane do warunków panujących w miejscu jej zastosowania. Kontrola może dotyczyć między innymi stopnia odporności na ściskanie, rozciąganie lub mróz. W jakich sytuacjach wykonywane jest badanie wytrzymałości betonu? Jak w wypadku pozostałych wyrobów budowlanych, tak i w stosunku do betonu stosowane są procedury potwierdzające zgodność uzyskanych przez produkt parametrów technicznych w odniesieniu do określonych wymogów. W związku z tym, że produkcja betonu i kształtowanie się jego właściwości są procesem długotrwałym, kontrole zgodności produktu z normami mogą być przeprowadzane w różnych punktach czasowych, na przykład: w trakcie produkcji, w trakcie dostawy, po wbudowaniu. Kontrola ta może być przy tym przeprowadzona przez szereg różnych biorących udział w produkcji i obrocie towarem podmiotów: producenta, wykonawcę robót budowlanych, nadzorcę budowlanego, inwestora. Obowiązkowa kontrola zgodności betonu wykonywana jest przez producenta i ma na celu ustalenie zgodności produktu z kryteriami wynikającymi z normy PN-EN 206. W tym typie kontroli wyróżnia się następujące parametry: wytrzymałość betonu na ściskanie, wytrzymałość betonu na rozciąganie, właściwości inne niż wytrzymałość. Ewentualne dalsze kontrole są opcjonalne i wynikają głównie z braku zaufania odbiorców produktu do producenta i jego zapewnień. Mogą być również dyktowane zapisami specyfikacji projektowej oraz wątpliwościami dotyczącymi jakości betonu. Metody wykorzystywane do badania wytrzymałości betonu Do badania wytrzymałości betonu wykorzystywane są zróżnicowane metody dostosowane do typu testowanej wytrzymałości. Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie Wytrzymałość na ściskanie to podstawowy parametr techniczny betonu, który określa nośność konstrukcji z niego wykonanych. Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie przeprowadza się na próbkach pobranych w trakcie betonowania. Jego wyniki określają wytrzymałość tworzywa wbudowanego, która zależy nie tylko od jakości betonowej mieszanki, lecz także od technologii wbudowania. Do badania betonu wykorzystuje się dwie metody – prasę wytrzymałościową oraz młotek Schmidta. Prasa wytrzymałościowa Jest to metoda określana jako niszcząca. Próbki pobiera się ze zrobu, a ich wytrzymałość na ściskanie określa po 28 dniach niezbędnych do ustabilizowania materiału. Specjalna prasa napiera na próbkę, miażdżąc ją. Wytrzymałość betonu określa się na podstawie odczytu wartości siły potrzebnej do zniszczenia próbki. Młotek Schmidta Metoda ta stanowi metodę nieniszczącą, zwaną także nieinwazyjną – w trakcie badania próbka nie ulega zniszczeniu. Pomiar wykonywany jest przy pomocy młotka ręcznie, w oparciu o analizę zmiany energii bijaka sprężynowego po odbiciu od badanej powierzchni. Badanie wytrzymałości betonu na rozciąganie Badanie rozciągliwości przeprowadzane jest wtedy, gdy beton ma zostać wykorzystany w produkcji nawierzchni drogowej, gdzie będzie narażony na silne naprężenia rozciągające mogące wywoływać uszkodzenia. W celu przeprowadzenia badania wytrzymałości betonu na rozciąganie stosuje się przede wszystkim rozciąganie przy rozłupywaniu, gdzie mierzy się siłę rozłupującą, a następnie mnoży tę wartość przez współczynnik 0,9. Uzyskany wynik oznacza siłę rozciągającą. Badanie odporności betonu na wodę Badanie to ma na celu określenie poziomu wodoodporności betonu. W jego trakcie próbka substancji poddawana jest okresowemu działaniu wody nakierowanej pod ciśnieniem na jedną ze ścianek próbki. Obserwacji zostaje poddane to, czy woda przedostaje się na pozostałe ścianki, a także to, jak głęboko woda przeniknęła do wnętrza całej próbki. Badanie odporności betonu na mróz Beton stanowi tworzywo porowate, które pochłania wodę. W obniżonych temperaturach znajdująca się wewnątrz betonu woda zamarza, powiększając swoją objętość i powodując uszkodzenia struktury tworzywa. W celu ustalenia poziomu odporności danej mieszanki na mróz, wykonuje się badanie betonu polegające na określeniu masy złuszczonego materiału górnej powierzchni próbki na skutek zamrażania i odmrażania przy użyciu trzyprocentowego roztworu chlorku sodu. Wyniki kataloguje się po 28 i 56 cyklach, a samo badanie przeprowadza po 28 dniach dojrzewania betonu w warunkach uśrednionych. Osobne badania betonu przeprowadza się również w celu określenia wytrzymałości tworzywa przy obecności środków odladzających, można również zbadać beton pod kątem jego nasiąkliwości, choć badanie to nie jest przewidywane w obowiązujących normach zharmonizowanych. Jakość używanych materiałów budowlanych wpływa na dwa bardzo ważne aspekty dla każdej inwestycji budowlanej. Pierwszym z nich jest bezpieczeństwo, zarówno podczas budowy jak i użytkowania budynku. Drugi czynnik to trwałość konstrukcji budynku i jej odporność, chociażby na czynniki atmosferyczne. Podstawowym narzędziem sprawdzania trwałości różnych materiałów budowlanych są maszyny wytrzymałościowe. W naszym artykule wyjaśniamy dokładnie do czego służą oraz w jakich występują rodzajach. Charakteryzujemy też najpopularniejsze z nich – prasy wytrzymałościowe do betonu. Do czego służą maszyny wytrzymałościoweRodzaje maszyn wytrzymałościowychPrasa do betonu – co ją wyróżniaInnowacyjne rozwiązania w prasach wytrzymałościowych do betonu Do czego służą maszyny wytrzymałościowe Jak podpowiada sama nazwa maszyny wytrzymałościowe służą do badania wytrzymałości różnych materiałów. Istota ich działania polega na poddawaniu próbki danego materiału działaniu siły, która powoduje jego naprężenia. Wywołuje to jako skutek odkształcenie danego materiału. A maszyna wytrzymałościowa mierzy jednocześnie jaka siła wywołała jakie odkształcenie. Najczęściej urządzenia te są stosowane przy sprawdzaniu wytrzymałości różnego rodzaju materiałów już na etapie ich produkcji. Prasy wytrzymałościowe mogą testować w ten sposób: tworzywa sztuczne, drewno, metale, kompozyty, ceramikę i różnego rodzaju materiału budowlane. Jeden z najpopularniejszych rodzajów maszyny wytrzymałościowej to np. prasa wytrzymałościowa do betonu. Rodzaje maszyn wytrzymałościowych Maszyny wytrzymałościowe możemy klasyfikować pod kątem dwóch czynników. Pierwszy z nich to rodzaj odkształceń jakie wywołuje maszyna wytrzymałościowa. Tutaj możemy wyróżnić: zrywarki, które wywołują rozciągania materiału,prasy, które stosowane są do ściskania materiału (np. prasy wytrzymałościowe do betonu),maszyny uniwersalne, które łączą w sobie funkcje obu powyższych rodzajów maszyn wytrzymałościowych. Drugi podział maszyn wytrzymałościowych dotyczy sposobu przeprowadzania testu. Maszyny i prasy statyczne badają odkształcenie danego materiału pod wpływem stałego działania danej siły rozłożonego w czasie. Z Kolei maszyny wytrzymałościowe dynamiczne sprawdzają jak na dany materiał wpływa krótkotrwałe ale intensywne przyłożenie danej siły. Prasa do betonu – co ją wyróżnia Jednym z najpopularniejszych rodzajów maszyn wytrzymałościowych jest prasa do betonu. Przykładowe rodzaje pras wytrzymałościowych do betony znajdziemy pod tym linkiem: Ten rodzaj maszyn wytrzymałościowych stosują zarówno laboratoria jak i bezpośrednio producenci betonu. Pierwsza grupa za pomocą pras wytrzymałościowych do betonu sprawdza jego trwałość i nadaje mu odpowiednią normę. Producenci natomiast za pomocą tego rodzaju maszyn wytrzymałościowych są w stanie określić czy dana partia materiału spełnia te normy i jest z nimi zgodna czy nie. Dwa powyższe przykłady zastosowania pras do betonu obrazują w jaki sposób najczęściej maszyny wytrzymałościowe są stosowane w budownictwie. Innowacyjne rozwiązania w prasach wytrzymałościowych do betonu Decydując się na zakup prasy wytrzymałościowej warto wybrać dostawcę, którego maszyny wytrzymałościowe stosują najnowsze rozwiązania techniczne. To ułatwi sterowanie nimi w codziennej pracy. Urządzenia oferowane przykładowo przez Viateco to maszyny wytrzymałościowe które mogą być sterowane automatycznie lub z komputera za pomocą odpowiedniego oprogramowania. W wybranych modelach można również korzystać ze sterowania stricte ręcznego lub półautomatycznego. Ponadto każda z maszyn wytrzymałościowych w ofercie tego dostawcy jest zgodna z przyjętymi dla jej rodzaju normami a sam sprzedawca tych pras wytrzymałościowych dysponuje certyfikatem jakości ISO 9001. Automatyczna prasa do badania właściwości betonu na ściskanie / zginanie Zastosowanie Automatyczne prasy wytrzymałościowe z zakresem 2000, 3000 lub 4000kN zostały zaprojektowane aby przeprowadzać wiarygodne i spójne testy na szerokiej gamie próbek badawczych. Maszyny te są wynikem ciągłych, nieustających prac badawczych mających na celu stosowanie najnowszych technologii aby zapewnić pełną zgodność z obowiązującymi standardami technologicznymi, dyrektywami CE w zakresie bezpieczeństwa i zdrowia operatora oraz wymaganiami klienta. Dzięki zastosowaniu profesjonalnych, niezwykle prostych i czytelnych sterowników graficznych BC100 obsługa naszych pras do pomiaru wytrzymałości nie wymaga wykwalifikowanego personelu. Po włączeniu urządzenia do sieci, ustawieniu próbki badawczej na stole pomiarowym należy wykonać zaledwie kilka prostych czynności: ustawienie parametrów testu (wybór próbki, tempo przyrostu siły) - zmiana wymagana jest tylko wtedy, gdy zmienia się rodzaj badanej próbki wciśnięcie START na panelu kontrolnym maszyna automatycznie uruchomi test z szybkim dojazdem do próbki, rozpocznie kontrolę zadanego tempa przyrostu siły po osiągnięciu 1% zakresu, a następnie zakończy test po wykryciu zniszczenia próbki. wszystkie parametry i wyniki przeprowadzonego testu zostaną automatycznie zapisane w pamięci Wszystkie modele są dostępne w I klasie dokładności, począwszy od 10% maksymalnego zakresu zgodnie z normą EN 12390-3, 12390-4, BS 1881 i ASTM maszyn półautomatycznych i automatycznych może być rozbudowany o opcję kalibracji klasy 1, począwszy od 1% maksymalnego zakresu. Ta wyjątkowa wydajność umożliwia wykorzystanie maszyny do innych badaniach, w tym:• badania wytrzymałości na ściskanie w "młodym wieku"• wytrzymałość na zginanie i testy rozłupywania przy użyciu odpowiednich akcesoriów• badania zaprawy (cement) na ściskanie przy użyciu odpowiednich akcesoriów• badanie rdzeni Urządzenia mogą obsługiwać (przy wykorzystaniu jednej jednostki sterującej) maksymalnie 2 ramy testowe. Maszyna spełnia wymagania następujących norm: PN-EN 12390-3 Badania betonu -- Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań. PN-EN 12390-4 Badania betonu -- Część 4: Wytrzymałość na ściskanie -- Wymagania dla maszyn wytrzymałościowych. PN-EN 12390-5 Badania betonu -- Część 5: Wytrzymałość na zginanie próbek do badań. PN-EN 12390-6 Badania betonu -- Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badań. Kontrola zgodności betonu z kryteriami podanymi w normie jest w zasadzie obowiązkowa. Inne kontrole betonu wynikają np. z zapisów specyfikacji projektowej. Dośćczęsto pojawia się konieczność oceny betonu w konstrukcji w niedługim czasie po jego wbudowaniu. Kiedy beton towarowy podlega kontroli? Beton towarowy, jak każdy wyrób budowlany, podlega procedurom potwierdzania zgodności uzyskanych przez niego parametrów technicznych w odniesieniu do wymogów określonych w specyfikacji. Kontrola betonu ma na celu odpowiedzieć, czy spełnia on wymagania sformułowane przez projektanta konstrukcji (specyfikującego) oparte na założeniach zawartych w normach do projektowania PN-EN 1992 (Eurokod 2) [1] i PN-EN 1994 (Eurokod 4) [2]. Ze względu na to, że kształtowanie się właściwości betonu trwa długo (od momentu zmieszania cementu z wodą), a przy tym wpływa na to wiele czynników (produkcyjne, transportowe, wykonawcze), kontrola uzyskanych przez beton parametrów może się odbywać w różnych punktach czasowych (np. w trakcie produkcji, w trakcie dostawy, po wbudowaniu) i może być wykonywana przez różne strony (producenta betonu, wykonawcę robót, nadzór, inwestora). W zasadzie jako obowiązkową należy uznać kontrolę zgodności betonu, którą wykonuje producent, a ma ona na celu dokonanie oceny zgodności z kryteriami sformułowanymi w PN-EN 206 [3]. Z prawnego punktu widzenia można poprzestać na zaufaniu do producenta, że deklarując zgodność swojego wyrobu, wyraża jednocześnie prawdę o jego parametrach. Inne kontrole betonu mają już charakter dobrowolny. Wynikają właśnie z braku zaufania do producenta betonu lub mogą być wymuszone np. zapisami specyfikacji projektowej, lub mogą być sprowokowane wątpliwościami co do jakości dostarczonego betonu. Stosuje się wtedy badanie identyczności, czyli sprawdzenie, czy określona objętość kontrolowanego betonu należy do tej samej populacji – czy jest identyczna z tą, która w ramach oceny zgodności (wykonanej przez producenta) została zweryfikowana jako zgodna. Badanie identyczności leży po stronie odbiorcy betonu, wykonawcy robót lub nadzoru budowy. Ocena identyczności kieruje się odrębnymi kryteriami niż te, które stosuje producent do oceny zgodności, ale opisanymi również w normie PN-EN 206 [3]. W przypadku gdy są niespełnione warunki zgodności wytrzymałości betonu na ściskanie (o czym powinien powiadomić producent betonu odbiorcę) lub gdy stwierdzono błędy wykonawcze we wznoszonych konstrukcjach betonowych, pojawia się konieczność oceny betonu wbudowanego. Następuje wówczas sprawdzanie parametrów betonu, w które zwykle zaangażowane są wszystkie strony procesu inwestycyjnego (projektant – specyfikujący, wykonawca robót, producent betonu, inspektor nadzoru). Ocenę tę przeprowadza się według zasad ujętych w normie PN-EN 13791 [4]. Kontrola zgodności w ramach kontroli produkcji Kontrola betonu na etapie produkcji odbywa się poprzez wprowadzony przez producenta system zakładowej kontroli produkcji (ZKP). Bardzo istotnym zapisem normy PN-EN 206 są słowa, że każdy beton powinien podlegać kontroli produkcji, za którą odpowiedzialny jest producent. Dlatego gdy dokument dostawy zawiera klauzulę o zgodności dostarczanego betonu z normą PN-EN 206, to jednocześnie z pełną odpowiedzialnością producent poświadcza, że wdrożył szczegółowo opisane w normie procedury kontroli produkcji. Podkreślić w tym miejscu trzeba, że same badania betonu nie są wystarczającym działaniem związanym z kontrolą betonu, choć wielu producentów betonu do tego się ogranicza. Podstawą do orzeczenia o zgodności lub niezgodności jest bowiem ocena odniesiona do kryteriów zgodności, które są wyróżnikiem zasad oceny betonu, będących zasadniczym elementem kontroli zgodności z wymaganiami (kryteriami) określonymi w normie PN-EN 206. Ale z kolei kontrola zgodności stanowi integralną część (jedną z wielu) kontroli produkcji. Zgodnie z definicją przedstawioną w normie kontrola produkcji obejmuje ogół działań i decyzji podejmowanych według zasad zgodności, w których skład wchodzą wszystkie pomiary konieczne do zachowania właściwości betonu zgodnie z wyspecyfikowanymi wymaganiami. Należą do nich projektowanie betonu, produkcja betonu, kontrole i badania, wzorcowanie sprzętu i w końcu kontrola zgodności. W kontroli zgodności wyróżnia się: – kontrolę zgodności wytrzymałości betonu na ściskanie, – kontrolę zgodności wytrzymałości betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu, – kontrolę zgodności właściwości innych niż wytrzymałość. Najważniejsza, bo dotycząca każdego betonu stwardniałego, a jednocześnie najtrudniejsza do prowadzenia, jest kontrola zgodności wytrzymałości betonu na ściskanie, poświadczająca klasę betonu. Opiera się ona na kryteriach zgodności, których istotą jest wartość wytrzymałości charakterystycznej fck, poniżej której może się znaleźć 5% populacji wszystkich możliwych oznaczeń wytrzymałości dla danej objętości betonu. Wprowadzono przy tym dolne ograniczenie dla próbek wadliwych, równe fck – 4. Dla takiego założenia opracowane są wszystkie zasady oraz współczynniki przy kontroli zgodności betonu w zakresie wytrzymałości według PN-EN 206 [3], a te z kolei skorelowane są z częściowymi współczynnikami γc stosowanymi w projektowaniu według Eurokodu 2, czyli PN-EN 1992 [1]. Kontrola zgodności wytrzymałości betonu na ściskanie (i rozciąganie przy rozłupywaniu) Ocena przeprowadzana jest dla poszczególnych składów betonów (poszczególnych receptur) lub dla rodzin betonów o ustalonej odpowiedniości wykazanej przez producenta, rozróżniając przy tym produkcję początkową oraz produkcję ciągłą. Intuicyjnie można przyjąć, że kontrola dla produkcji początkowej jest intensywniejsza i z większym zapasem wytrzymałości, a zatem droższa. Dlatego istotne jest, jak produkcja jest zakwalifikowana. Produkcja początkowa obejmuje produkcję do momentu otrzymania co najmniej 35 wyników badań, a po jej uzyskaniu osiąga się możliwość przekwalifikowania na produkcję ciągłą. Próbki mieszanki betonowej wybierane są losowo i pobierane zgodnie z PN-EN 12350-1 [5]. Minimalna częstotliwość pobierania i badania próbek betonu uzależniona jest od statusu produkcji: początkowa/ciągła oraz tego czy beton jest z certyfikatem kontroli produkcji czy też bez niego. Miejscem pobierania próbek do badań zgodności powinno być miejsce przekazania przez producenta dostarczonego wyrobu do odbiorcy. Przeważnie jest to miejsce dostawy, gdyż do tego momentu to producent odpowiada za właściwości swojego wyrobu. Zgodność wytrzymałości betonu na ściskanie oceniana jest na próbkach dojrzewających 28 dni w warunkach laboratoryjnych. Jeśli wytrzymałość została wyspecyfikowana dla innego wieku (np. 56 lub 90 dni), zgodność ocenia się na próbkach badanych w wieku określonym w specyfikacji. Przy ocenie zgodności stosowane są dwa kryteria zgodności i zgodność jest potwierdzona, jeśli oba kryteria są spełnione. – Kryterium pierwsze to kryterium dotyczące pojedynczych wyników badania fci ≥ (fck – 4) N/mm2, stosowane bez względu na status produkcji (początkowa czy ciągła). – Kryterium drugie dotyczy wyników średnich fcmi ujęte jest w trzy metody A, B, C w zależności od statusu produkcji – początkowa (metoda A) albo ciągła (metoda B lub wykorzystująca karty kontrolne metoda C). – W metodzie A, dotyczącej produkcji początkowej, ocenie podlega średnia wytrzymałość wyliczona ze zbioru trzech kolejnych wyników fcm ≥ (fck+ 4) N/mm2. – W metodzie B, dotyczącej produkcji ciągłej, ocenie podlega średnia wytrzymałość wyliczona ze zbioru co najmniej 15 kolejnych wyników fcm ≥ (fck+ 1,48 σ) N/mm2. – W metodzie C, dotyczącej produkcji ciągłej, objętej certyfikacją strony trzeciej stosowane mogą być uzgodnione karty kontrolne, które pozwalają na wcześniejsze wykrycie odchyleń od wartości założonych oraz nadmiernej zmienności parametrów mierzonych, jeszcze przed wystąpieniem potencjalnej niezgodności. Kontrolę zgodności wytrzymałości betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu przeprowadza się w przypadku jej wyspecyfikowania, przy podobnych założeniach jak dla wytrzymałości na ściskanie, ale stosując inne (także dwa) kryteria zgodności. Kontrola zgodności właściwości betonu innych niż wytrzymałość Kontrola zgodności właściwości betonu innych niż wytrzymałość rozróżnia dwa przypadki (dwie grupy właściwości): GRUPA 1: kontrola zgodności właściwości dotyczących mieszanki betonowej: – konsystencja, – lepkość, – przepływalność, – odporność na segregację, – zawartość powietrza, – jednorodność rozproszenia włókien w mieszance betonowej, jeśli są dodawane do betoniarki samochodowej. GRUPA 2: kontrola zgodności właściwości pozostałych: – zawartość włókien stalowych w mieszance betonowej, – zawartość włókien polimerowych w mieszance betonowej, – gęstość betonu ciężkiego, – gęstość betonu lekkiego, – maksymalny współczynnik woda/ cement lub maksymalny współczynnik woda/(cement + dodatek), lub maksymalny współczynnik woda/(cement + k x dodatek), – minimalna zawartość cementu lub minimalna zawartość (cement + dodatek), lub minimalna zawartość (cement + k x dodatek). Ocenę zgodności właściwości betonu innych niż wytrzymałość przeprowadza się wtedy, gdy są one wyspecyfikowane, czyli określone przez projektanta konstrukcji. Zgodność z wymaganą właściwością jest potwierdzona, gdy: – wszystkie pojedyncze wyniki badania zawierają się w granicach maksymalnych dopuszczalnych odchyłek podanych w tablicach normowych, czyli dla właściwości objętych zarówno grupą 1, jak i grupą 2, oraz – dodatkowo w przypadku właściwości objętych grupą 2 liczba wyników badań spoza określonych wartości granicznych lub granic klas, lub tolerancji dla założonej wartości, podanych w tablicy normowej, nie jest większa niż liczba kwalifikująca ustalona dla akceptowalnego poziomu jakości AQL = 4%. Przy czym należy pamiętać, że zgodność betonu w zakresie tych właściwości (grupa 2) określa się przez zliczenie liczby wyników, które leżą poza określonymi wartościami granicznymi lub granicami klas, lub tolerancjami dla założonej wartości, uzyskanych w okresie oceny. Szczególnej uwagi wymagają zasady oceny zgodności dotyczące właściwości mieszanki betonowej w zakresie konsystencji oraz zawartości powietrza w mieszance betonowej, ponieważ czas do ewentualnej korekty tych właściwości jest bardzo krótki, trwający z reguły nie dłużej niż kilkadziesiąt minut. Działania podejmowane w przypadku niezgodności wyrobu W przypadku gdy podczas kontroli zgodności stwierdzona zostanie przez producenta niezgodność, norma nakazuje mu podjąć czynności systemowe związane z wyeliminowaniem błędów i działaniami korygującymi procedury produkcji. Przede wszystkim jednak producent ma obowiązek powiadomić o tym specyfikującego oraz wykonawcę, aby uniknąć negatywnych skutków niezgodności. Badania i ocena identyczności – JEDYNE narzędzie kontroli dla odbiorcy betonu Aktualna wersja normy PN-EN 206 z 2014 r. przewiduje badanie identyczności dla: – wytrzymałości betonu na ściskanie, – konsystencji mieszanki betonowej, – zawartości powietrza w mieszance betonowej, – zawartości włókien i jednorodności mieszanki betonowej. Ocena identyczności w zakresie wytrzymałości betonu na ściskanie różni ją od oceny zgodności przede wszystkim liczbą wyników w analizowanych zbiorach wyników. W ocenie zgodności zbiory mogą być dość obszerne – analizowane dane to systematycznie dopisywane do zbioru wyniki, a liczbę ich ograniczają ustalane okresy oceny. Ocena identyczności natomiast ogranicza się do pewnych określonych, stosunkowo niedużych, objętości betonu. W ustaleniu planu pobierania próbek mieszanki betonowej pomocne są zapisy normy nakazujące określenie wyodrębnionej objętości betonu, która poddana będzie badaniu identyczności. Może to być na przykład: – pojedynczy zarób lub ładunek (w przypadku wątpliwości związanych z jakością); – beton dostarczony na każdą kondygnację budynku lub na grupę belek/płyt lub słupów/ścian kondygnacji budynku, lub porównywalnych elementów innych konstrukcji; – beton dostarczony na miejsce w ciągu jednego tygodnia, ale nie więcej niż 400 m3. W następnej kolejności konieczne jest ustalenie liczby próbek mieszanki betonowej pobieranych z wyodrębnionej objętości mieszanki betonowej. Minimalna ich liczba uzależniona jest od statusu produkcji – w przypadku certyfikowanej kontroli produkcji (prowadzonej przez producenta) możliwe jest pobranie tylko jednej próbki mieszanki betonowej. Natomiast w przypadku niecertyfikowanej kontroli produkcji potrzeba pobrać co najmniej trzy próbki mieszanki betonowej. Zasadniczą różnicą w prowadzeniu badania identyczności w odniesieniu do oceny zgodności jest zdefiniowanie wyniku stanowiącego podstawę oceny. Wynikiem badania fci w ocenie identyczności musi być średnia z wyników dwóch lub więcej próbek betonowych do badania wytrzymałości, wykonanych z jednej próbki mieszanki betonowej i badanych w tym samym wieku. Ocena identyczności przebiega odmiennie w zależności od statusu kontroli produkcji – certyfikowanej lub niecertyfikowanej. Różna jest liczba wymaganych wyników, różne są też kryteria oceny. Wymagane normą badanie identyczności wyraźnie wskazuje na konieczność pobrania co najmniej dwa razy większej liczby próbek betonowych do badania wytrzymałości niż potrzebna do oceny liczba wyników. Ważne jest zatem rozsądne zaprojektowanie planu badań, adekwatne do znaczenia konstrukcji oraz referencji i doświadczenia producenta betonu. Badanie betonu (towarowego) wbudowanego w konstrukcję w przypadku wątpliwości co do jego jakości Konieczność przeprowadzenia oceny betonu w konstrukcji w niedługim czasie po jego wbudowaniu jest zjawiskiem dość częstym. Daleko posunięta optymalizacja procesów produkcyjnych betonu ze względu na minimalizację kosztów produkcji i kosztów wykonawstwa sprawia, że wbudowany beton dość często wykazuje złą jakość i nie osiąga wymogów normowych. W efekcie uzyskuje się produkt (element, konstrukcję), wobec którego rodzą się wątpliwości co do zapewnienia parametrów narzuconych przez projektanta. Sytuacja taka zmierza do konieczności orzeczenia dotyczącego bezpieczeństwa czy walorów użytkowych konstrukcji. Zachodzi wtedy konieczność sprawdzenia rzeczywistych parametrów betonu w konstrukcji. Do prawidłowego przebiegu procesu badania, a później interpretacji uzyskanych wyników stosuje się zasady przedstawione w nomie PN-EN 13791 [4]. Jedną z możliwości wykorzystania normy [4] jest ocena jakości betonu „w przypadku niespełnienia warunków zgodności wytrzymałości na ściskanie, którą przeprowadzono z użyciem próbek normowych albo wtedy, gdy dopatrzono się w trakcie realizacji robót błędów wykonawczych” – błędów na przykład z powodu braku zabezpieczeń przy betonowaniu w warunkach obniżonych temperatur, nieprawidłowo prowadzonego procesu zagęszczania, braku prawidłowej pielęgnacji dojrzewającego betonu itp. Tak więc norma zajmuje się także betonem dopiero co wbudowanym w konstrukcję, wzbudzającym wątpliwości co do jakości. Wątpliwości mogą być adresowane w stronę producenta betonu – gdy sam zauważył niespełnienie kryteriów zgodności w ramach prowadzonej przez siebie zakładowej kontroli produkcji lub gdy zostało to wykryte w ramach badań identyczności prowadzonych przez odbiorcę betonu (wykonawcę, inspektora nadzoru). Wątpliwości mogą być również adresowane do wykonawcy robót – gdy stwierdzono nieprawidłowości związane z procesami wbudowywania i pielęgnacji wykonanej konstrukcji. Chodzi wtedy zasadniczo o odpowiedź na pytanie: czy wbudowany beton można ostatecznie zaakceptować jako zgodny z zamówieniem?, czyli zapewniający spełnienie wymagań bezpieczeństwa realizowanej konstrukcji, czy też nie. Akceptacja oznaczać będzie uspokojenie wzbudzonych wątpliwości, natomiast brak tej akceptacji uruchomi dalsze działania i analizy szacujące rzeczywiste zagrożenie bezpieczeństwa konstrukcji i ewentualną konieczność jej poprawienia (przez naprawę lub wzmocnienie). W zależności od objętości betonu poddanego analizom oraz w zależności od ważności elementu konstrukcyjnego, a w końcu od świadomości poszczególnych uczestników procesu budowlanego (projektant/specyfikujący, kierownik budowy, inspektor nadzoru, rzeczoznawca zaangażowany do oceny) konieczny będzie dobór odpowiednich badań – zarówno co do metody, jak i zakresu. I tak można rozróżnić: PRZYPADEK 1 Dotyczy sytuacji gdy w danym miejscu pomiarowym, obejmującym wiele wbudowanych w konstrukcję zarobów betonu, możemy dysponować 15 lub więcej wynikami badań odwiertów rdzeniowych. Wtedy ocena dotyczy sprawdzenia dwóch kryteriów dotyczących wytrzymałości średniej fm(n), is ≥ 0,85(fck + 1,48 s) i minimalnej fis, lowest ≥ 0,85(fck – 4), a przeprowadzana jest przy użyciu narzędzi statystycznych. Wartość fck w tych wzorach to oczekiwana wytrzymałość charakterystyczna określona w projekcie (lub dowodzie dostawy betonu). PRZYPADEK 2 Stanowi alternatywę dla przypadku 1 polegającą na ocenie betonu na podstawie badania co najmniej dwóch odwiertów rdzeniowych oraz jednocześnie przy użyciu metody pośredniej (z reguły sklerometrycznej wg PN-EN 12504-2 [6], jako najłatwiejszej i najtańszej w stosowaniu), z której uzyskuje się co najmniej 15 wyników badania betonu. Wymogiem normowym jest, by przypadek 2 – czyli pomieszanie metody bezpośredniej i pośredniej, stosować w sytuacji porozumienia między stronami. Wynika to z dokładnej interpretacji zapisów normowych, wskazujących, że metoda pośrednia, a w ślad za tym uzyskane wyniki badania nie muszą być uwiarygodnione „wzorcowaniem” metody. Te co najmniej 15 wyników badań uzyskanych z metody pośredniej służy do wskazania co najmniej dwóch słabszych miejsc, w których z kolei wykonane zostaną odwierty rdzeniowe – i w zasadzie tylko wyniki badań odwiertów podlegają ocenie, podczas której sprawdza się uzyskany wynik wytrzymałości minimalnej fis, lowest ≥ 0,85(fck – 4). Uzyskanie co najmniej 15 wyników badań z metody pośredniej, nawet bez jej „wzorcowania”, stanowi bardzo dobre narzędzie do ustalenia jednorodności wbudowanego betonu. PRZYPADEK 3 Ten przypadek odnosi się do sytuacji, gdy wątpliwości co do jakości betonu dotyczą niewielkiej jego ilości, obejmującej jeden lub kilka zarobów. Mamy do czynienia wtedy z miejscem pomiarowym o niewielkich rozmiarach. Norma dopuszcza, by osoba specyfikująca beton wybrała na podstawie doświadczenia dwa miejsca pobrania odwiertów rdzeniowych. Wyniki ich badania podlegają ocenie, która jest identyczna z używaną w przypadku 2, czyli dotyczy wyniku wytrzymałości minimalnej fis, lowest ≥ 0,85(fck – 4). Wymogiem normowym jest, aby przypadek 3, czyli oparcie się na wynikach badań bezpośrednich zaledwie dwóch odwiertów rdzeniowych, stosować w sytuacji gdy „osoba specyfikująca beton wybiera na podstawie doświadczenia” te miejsca pobrania próbek. Mamy tutaj do czynienia, podobnie jak w przypadku 2, z koniecznością porozumienia między stronami. dr inż. Grzegorz Bajorek mgr inż. Marta Kiernia-Hnat Centrum Technologiczne Budownictwa przy Politechnice Rzeszowskiej Politechnika Rzeszowska dr inż. Zdzisław Kohutek Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego w Polsce Zdjęcia G. Bajorek Normy 1. PN-EN 1992 Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu (wszystkie części). 2. PN-EN 1994 Eurokod 4. Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowo-betonowych (wszystkie części). 3. PN-EN 206:2014-04 Beton. Wymagania właściwości, produkcja i zgodność. 4. PN-EN 13791:2008 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych. 5. PN-EN 12350-1:2011 Badania mieszanki betonowej. Część 1: Pobieranie próbek. 6. PN-EN 12504-2:2002 Badania betonu w konstrukcjach. Część 2: Badania nieniszczące. Oznaczanie liczby odbicia.

prasa do badania wytrzymałości betonu